根据振动频率计算皮带张紧力
测试方法基于振动理论。
弹动皮带会向皮带施加瞬时力,如果皮带处于张紧状态,这将导致它以固有频率振动(即发生自由振动而不是以恒定频率受迫振动)。
皮带的固有频率随着皮带长度的增加而降低,并随着每单位质量的张力(不成比例地)增加。因此皮带越短,张力越大,其固有频率越高。
如果我们测量出皮带的固有频率并且知道皮带长度和质量,就可以计算出皮带的张力。
对于弹簧,弹簧力由下式计算得出:
T = 4 x m x l^2 x f^2
定义如下:
T 表示弹力,单位是牛顿
m 表示单位长度的质量,单位是 kg/m
l 表示皮带长度,单位是米
f 表示固有频率,单位是赫兹
举个例子,一根弹簧长 0.5 米,单位长度质量为 0.001 kg/m,固有频率为 223.6 Hz,则弹力由下计算为:
T = 4 x 0.001 x 0.5^2 x 223.6^2 N
T = 4 x 0.001 x 0.25 x 50000 N
T = 50 N
由于皮带的结构比弹簧更复杂,因此皮带制造商会使用上述公式的变形。例如,他们需要用到皮带的条数或每单位面积的质量(而不是每单位长度的质量)来计算带的宽度。但基本原理是相同的,因此您必须遵循皮带制造商指定的程序和数据来计算。
故障和症状
连接到发动机曲轴皮带轮的所有皮带必须正确张紧和对齐,以确保辅助和正时系统能够有效驱动。
过高或过低的张力会导致皮带、皮带轮和张紧器出现过度应力、应变和过度运动。症状可能如下:
- 磨损过早,使用周期减小。
- 皮带尖叫或过热,导致皮带沉积物污染带轮、滚筒和张紧器。
- 皮带轮、惰轮或张紧器轴承出现噪音(隆隆声或呜呜声)。
- 皮带部件未对准。
其他已发生或即将发生皮带传动问题的迹象如下:
- 油/冷却液污染,出现磨损、裂口或裂纹
- 皮带轮和张紧器出现磨损、对齐、自由间隙或浮动问题
- 皮带轮上的皮带位置不正确
- 皮带规格不正确