摘 要：介绍了塑料板式带的特点及应用场合，阐述了质保线板式带的结构及工作原理，通过鱼骨图分析法对潮湿环境下质保线板式带脱齿问题进行分析研究，确定了三个末端因素：PA插销吸水膨胀、驱动轴生锈限制了链轮自由度和塑料链轮齿形磨损，进而制定了相应对策。通过跟踪对策实施后现场设备的运行状态，验证了相关对策的有效性，为其他项目建设提供了借鉴经验，具有重要意义。

关键词：塑料板式带；潮湿环境；脱齿

1 概述

塑料板式带具有寿命长、横向和对角强度高、摩擦系数小、维护方便、清洁卫生、防静电、运行安静、噪音低等特点，通过模块化的组合可以组装不同长度和宽度的板式带，因此在汽车行业、印刷及纸业、物流行业、烟草行业、以及对卫生条件要求严格的食品和医药行业都得到了广泛应用。塑料板式带在汽车行业应用中负载大、连续运行时间长、工况较为复杂，脱齿问题已经成为严重影响设备正常运转，亟待解决的首要问题。

2 质保线板式带结构原理及脱齿原因分析

塑料板式带在某汽车生产制造厂总装车间得到了广泛应用，预装配线、完成线、质保线和贴膜线这四条输送线使用了塑料板式带，负载大、连续运转时间长（三班制生产），其中质保线板式带用于质检人员检测整车所有指标是否合格，位于淋雨线设备的下一工艺流程位置，共有3条。车辆经过淋雨线检测密封性能后，车身及底盘上会残留很多积水，虽然之后经过一段颠簸段可以减少车辆残留积水，但车辆在质保线上线时仍会有较多积水，造成质保线板式带上积水多、环境潮湿、工况恶劣。

2.1 质保线板式带传动原理

质保线板式带结构如图1所示，主要由主驱动装置、副驱动装置、中间支撑骨架、PE板和塑料板带等部件组成。单条质保线板式带长约98.1米，宽3米，运行速度为0.5-2.5m/min变频可调。

质保线采用Habasit M5023系列网带，模组式网带由POM+AS材料组成，具有强度高、摩擦系数小、抗划伤、抗油和抗碱的良好化学特性，插销材质为PA。考虑到塑料具有热胀冷缩性，两根插销间预留了间隙，为板带宽度的1%。

主驱动装置采用电机传动，安装了备用电机，减速电机通过链条带动驱动轴转动，如图2所示。驱动轴为方轴、材质为45#钢，轴上安装一排方孔塑料链轮，与方轴间隙配合，链轮轮齿与板带凹槽啮合，从而带动板式带运动。中心链轮位于方轴几何中心，通过卡扣固定在方轴上，和副驱轴上固定的中间链轮一起保证了板式带的整体导向作用；其他链轮左右对称分布，但未固定，保证了在板带热胀冷缩或主驱轴、副驱轴存在平行度误差情况下，链轮可以随动而不致脱齿。

中间支撑骨架采用方管焊接而成，上表面铺设PE板，导电导热耐磨且可以延长塑料板带的寿命；下表面安装托辊组件，减少塑料板带的磨损并有利于板带的回程，如图3所示。

副驱动装置结构与主驱动装置结构类似。在汽车行业，为减小板带振幅和消除爬行现象，张紧电机是必须采用的。质保线板式带电控采用扭矩控制方式，通过张紧电机为副驱轴提供一定的扭矩从而使板带达到恒定的张力，使网带表面张紧、消除爬行，也有效避免回程悬垂段震动。

2.2 板式带脱齿原因分析

运用鱼骨图分析方法，从人、机、料、法、环五方面进行研究分析，排除人、料、法、环方面的影响因素，系统分析了组成板式带设备结构的板式带、塑料链轮、驱动轴和返程辊子四个要素，通过理论分析和多次现场测量确定了引起板式带脱齿的三个末端因素：插销吸水膨胀伸长、驱动轴生锈限制了链轮自由度和塑料链轮齿形磨损存在较大偏差。

质保线板式带长期处于潮湿环境下，单位长度板带的两根PA插销吸水膨胀后造成末端顶触，导致网带模块间隙变大、网带边缘翘曲，严重时插销会顶出板带边缘，链轮与板带啮合状态差发生脱齿。

车身积水长期渗漏到45#钢驱动轴上使其生锈，如图3所示。塑料链轮方孔被锈质堵塞导致链轮无法在驱动轴上自由移动，当PA插销吸水膨胀或板带热胀冷缩导致网带间隙变化时，链轮不能随着板带的横向移动而运动，导致板带与链轮不能啮合发生脱齿。

正常运行状态下，当塑料链轮齿宽磨损量达到40%时需要更换链轮，但如上所述，当链轮无法随动、板带相对链轮发生横向移动时，链轮齿厚方向会磨损而产生飞边，此时链轮轮齿与板带凹槽啮合困难进而脱齿。

3 脱齿问题对策研究

3.1 建立潮湿环境下插销间距标准

设备安装时插销之间预留的1%间隙不满足质保线使用要求，将板带一侧所有1931根插销拆卸进行修剪，增大两根插销间的预留间隙至板带宽度的2%，并将此间隙确定为潮湿环境下塑料板式带的安装使用标准，保证足够的空间供插销吸水膨胀；另外不锈钢插销在此环境下应被广泛推广。经过一年半的现场验证，板带边缘平整未翘曲、插销未顶出。

3.2 更换驱动轴材质或做表面防锈处理

为了保证塑料链轮在驱动轴上的随动性，对驱动轴表面进行防锈处理，将表面进行打磨并涂覆防锈剂。根据现场设备运行状态，每半年对驱动轴进行防锈处理。为了彻底解决驱动轴生锈问题，同时减少设备维护保养工作量，在塑料板式带设备设计制造时将驱动轴材质更改为不锈钢或在驱动轴表面做涂层处理应给予充分考虑，佛山二期项目建设时已计划采用不锈钢材质的驱动轴。

3.3 建立链轮磨损更换标准

测量驱动轴上31个脱齿后的链轮齿厚，数值在7.54-8.52mm之间，链轮齿厚的平均值为7.94mm，而新链轮齿厚为6.84mm，因此以实践为指导确立了当板带脱齿后塑料链轮齿厚B≥7.94mm时需要更换的标准；同时将板式带厂家指导说明的在正常运行状态下，塑料链轮齿宽磨损量达到40%需要更换一起作为现场链轮磨损更换新标准。

4 措施效果验证

通过对策的制定与执行，持续两天的脱齿故障得以解决，至今一年半，质保线运行稳定，未发生脱齿故障。以上措施为佛山二期项目、青岛项目和天津项目工厂建设提供了借鉴经验。

5 结束语

塑料板式带在汽车行业中得到了广泛应用，但潮湿环境下板式带的脱齿问题严重影响了板式带的应用和设备的正常运转，根本原因在于产品设计选型不合理，选择合适的材质如不锈钢驱动轴和插销或采用合适的加工工艺如驱动轴表面涂层处理就可以有效应对潮湿环境，防止板式带脱齿、减少设备维护工作量。

參考文献

[1]Engineering Guide Habasit LINK Plastic Modular Belts[EB/OL].http：//www.habasit.com/en/mod-belt-types-and-data-sheets.htm.

[2]文小炎.塑料模组输送链的介绍及应用[J].起重运输机械，2015（1）：78-82.

[3]陶小亮，郭云龙.一汽-大众汽车有限公司佛山分公司总装车间完成线板式带跳齿问题研究[J].进出口经理人，2016（4）：137-138.

[4]张林森.金属表面处理[M].北京：化学工业出版社，2016.