Выбор качественного поликлинового ремня часто осложняется многообразием брендов и технологий. Одни ремни на вид гладкие и блестящие, другие имеют бархатистую или тканевую поверхность. В чём разница и как это влияет на работу привода?
Ответ кроется в способе изготовления рабочего профиля. Существует две основных технологии: шлифование и формование. Понимание их особенностей поможет не только правильно подобрать ремень, но и оценить заявленные производителем характеристики. В этой статье подробно разбираются оба метода и их влияние на шум, износ и долговечность ремня.
① Шлифованный профиль
Это наиболее распространённая в мире технология. Просто и дешево. Даже гранды ремённого бизнеса, не говоря уже о сотнях китайских заводов, отдают предпочтение именно этому методу производства ремней.
При технологии шлифования предварительно собираются и вулканизируются заготовки («рукава» или «викели»), имеющие гладкую внешнюю поверхность. Затем на поверхности готового вулканизированного викеля ребра нарезаются при помощи фрез. Далее викель разрезается на ремни нужной ширины.
На фото: нарезка ремней из викеля на автоматическом станке.
Автомобилестроители (OEM) ставят перед производителями ремней задачу снижения шумности привода и повышения долговечности (износостойкости) ремней.
Производители ремней, использующие шлифование, обычно повышают износостойкость рабочей поверхности за счёт введения в резиновую смесь коротких волокон (полиэстер, нейлон, арамид). Эти волокна распределяются по всему объёму рабочего слоя. Как следствие, жёсткость композиции возрастает, что может несколько снизить гибкость ремня и увеличить гистерезисные потери. Это может негативно сказаться на ресурсе ремней в условиях высоких температур.
Упругий гистерезис — это потери энергии на внутреннее трение при циклической деформации. Проявляется в нагреве ремня при работе.
🔬
Подробнее о гистерезисе приводных поликлиновых ремней можно узнать по этой ссылке.
Разработка современных рецептур резиновых смесей позволяет частично компенсировать этот эффект путем оптимизации концентрации и ориентации волокон.
На фото: рабочая поверхность ремня выполнена методом шлифования. На поверхности заметны вкрапления синтетических волокон, которыми насыщено все тело ремня.
Согласно исследованиям в области эластомерных композиций, введение коротких волокон в количестве более 25–30% от массы каучука (для большинства типов волокон) приводит к резкому росту модуля упругости ремня. Этот порог варьируется в зависимости от химической природы волокна, его геометрии и адгезии к матрице.
Превышение оптимальной концентрации может вызвать преждевременное растрескивание ремня при циклических нагрузках.
Шумовые характеристики шлифованных ремней сильно зависят от состава рабочего слоя. В ремнях с высоким содержанием волокон трение может приводить к постепенному оголению волокон и микровибрациям, что иногда вызывает повышение шума по мере износа.
Только применение современных антифрикционных добавок и оптимизация микрорельефа поверхности при шлифовании позволяют добиться стабильно низкого уровня шума на протяжении длительного срока эксплуатации.
Как видно, сам по себе блеск микроволокон на рабочей поверхности ремней еще не является гарантией высокого качества.
Эффективно было бы размещать волокна только там, где они необходимы, а именно в верхнем слое на рабочей поверхности. Но для этого нужно прибегнуть к другой технологии.
② Формованный профиль
При технологии горячего формования ребра рабочей поверхности поликлинового ремня образуются в результате оттиска на поверхности резиновой заготовки (викеля) в процессе ее вулканизации в пресс-форме.
Горячее формование обеспечивает высокую точность геометрии профиля за счёт того, что рабочая поверхность формируется непосредственно в процессе вулканизации, а не при последующей механической обработке. Это открывает возможность для создания многослойных структур и нанесения функциональных покрытий (тканевых, флокированных) непосредственно в пресс-форме.
Кроме того, метод не даёт отходов в виде резиновой пыли и крошки, что снижает нагрузку на окружающую среду на этапе производства. Вместе с тем, формование требует более дорогой оснастки и сложнее в переналадке при смене типоразмеров ремней.
Применение и развитие технологии горячего формования позволили компании Contitech Antriebssysteme GmbH разработать и запатентовать два метода нанесения покрытия на рабочую поверхность агрегатного ремня. Оба метода используются для производства ремней для вторичного рынка.
Silent Grip.
При этой технологии только поверхность приводного ремня, передающая движение, снабжена ворсистым (флокированным) материалом. Микроворсинки флока изготовлены из коротких арамидных волокон. Ворс из арамида выступает на поверхности ремня и очень хорошо снижают шум. В большинстве случаев улучшается и износостойкость ремня.
Tough Grip.
Поверхностный слой на основе ткани из синтетического волокна, часто с добавлением частиц фторсодержащего полимера (например, PTFE - тефлона). Уникальная технология компании Contitech Antriebssysteme GmbH, отличающая его от других производителей и заметная практически невооруженным глазом.
На эскизе изображены два вида рабочей поверхности от Contitech: (A) – Silent Grip с ворсом в рабочем слое и (B) – Tough Grip с покрытием полиамидным тканым материалом. Обе технологии запатентованы.
Визуальные различие результатов, достигаемых технологиями шлифовки и формовки, заметно на двусторонних поликлиновых ремнях. У двусторонних ремней обе поверхности передают нагрузку. Однако на практике одну из сторон изготавливают шлифованием.
Это связано с тем, что формование двух рабочих поверхностей одновременно потребовало бы применения разъёмных пресс-форм и сложной системы вулканизации, что многократно увеличивает стоимость производства и риск возникновения дефектов. Поэтому в массовом производстве двусторонних ремней комбинируют технологии: одна сторона формуется (часто с защитным покрытием), вторая — шлифуется.
На фото: двусторонний ремень Continental 6DPK1195: ① – формованная рабочая поверхность с покрытием; ② – слой кордовых нитей; ③ – рабочая поверхность с нарезанными ручьями, насыщенная нитями арамида на всю глубину. Белые точки в средней части –фрагменты торцевой маркировки ремня. При установке ремня сторона с тканевым покрытием рекомендована для привода генератора и кондиционера.
В качестве резюме:
С момента появления поликлиновых ремней технология их производства совершенствуется. Долгое время единственным методом оставалось шлифование: заготовка вулканизировалась с гладкой внешней поверхностью, на которой затем фрезами нарезались клиновые рёбра. Этот простой и экономичный способ используется многими производителями до сих пор.
Новый этап в технологии – это развиваемый в последние десятилетия компанией Contitech метод горячего формования профиля непосредственно в процессе вулканизации. Этот передовой подход доказал новые возможности для улучшения свойств рабочего слоя и снижения шумности привода.
