同步帶的（de）失效模式（shì）有很多原因，而有時（shí）皮帶的失效模式還很難去判定。該產品應用備忘錄的目的就是為了定義、舉例說明並判定通常（cháng）同步帶的失效模式，以便我們采取適當的預防措施和糾正行動（dòng）。

皮帶的正常磨（mó）損和失效

在皮帶運轉 2 到 3 年後，當其芯線達到疲勞壽命時，皮帶失效是屬於正常情況。在經過（guò）長期運轉後，皮帶由於芯線達（dá）到疲勞壽命而失效，這屬於理想（xiǎng）的皮（pí）帶失效模式。圖 1  是一個參差不齊的45 度角的（de）鋸齒狀斷裂皮（pí）帶，這是（shì）典（diǎn）型的皮帶芯線達到正（zhèng）常的疲勞壽（shòu）命造成的。

同步帶的（de）齒部也同樣會失效，但是（shì）這不屬（shǔ）於理想的皮帶失效模式。在長期的運轉下，雖然皮帶能（néng）夠保（bǎo）持（chí）初始的大小和形狀，但是皮帶齒部（bù）會出現磨損。皮帶帆（fān）布的外露纖維（wéi）會使皮帶齒部（bù）看起來粗糙毛燥，如圖 2 所示。

運行 2 到（dào） 3 年後的（de）皮帶（dài）不需要（yào）再采取任何改善措施。皮帶壽命會由於應用的不同，以及各種客觀因素而有較（jiào）大變化。影響皮帶壽命（mìng）的因素包括傳輸功（gōng）率等級，環境，皮帶安裝張力，帶與輪的匹（pǐ）配，帶輪的質量水平，甚至是如何切割、包裝、運輸和（hé）安（ān）裝皮帶。

皮帶折曲失效

皮帶折曲失效模式通常表現為斷裂麵芯線成直線排列。如（rú）圖 3 所示。

當皮（pí）帶芯線彎曲到非常小的直徑時，這種失效模式就會發生。急劇的彎曲（qǔ）會（huì）使皮帶（dài）芯線纖維在巨大的壓力下彎曲和受損，從而使（shǐ）皮帶的拉伸強度下降。皮帶折曲失效是常見的一種失效模式，通常與皮帶操（cāo）作不當、安裝（zhuāng）張緊力過低、帶輪的直徑過小和帶輪裏有異（yì）物等有關。

由於操作不當所引起的皮帶折曲原因（yīn）有：存放不當、包裝不（bú）當和皮帶安裝前和安裝時的（de）操作不當。皮帶在過低張緊力的情況下運行可能會一直跳齒直到（dào）達到可接受的張緊（jǐn）力，這種現象叫做自動張緊。

>自動張緊在皮帶的鬆邊或皮（pí）帶齒部進入從動輪輪槽的地方可清（qīng）晰（xī）地觀察到。當皮帶自動（dòng）張緊的（de）時候，皮帶齒部會跳出帶輪輪槽直到皮帶緊（jǐn）邊加強的（de）張力迫使皮帶齒部再（zài）進入到帶輪輪槽中。皮帶在被迫回到（dào）帶輪（lún）輪槽時，常常導致皮帶與帶輪接觸點發生劇烈、瞬時（shí）的彎曲，這種彎曲會導致（zhì）皮帶芯線受損。這部分芯線損傷就被（bèi）稱為折曲。如果緊邊張力（lì）不能使皮帶齒部進入帶輪輪槽，則皮帶會產生跳齒，也同樣會產生折曲失效或皮帶齒部損傷。

皮（pí）帶進入直徑過小的帶輪時（shí），也會導致皮帶芯線受（shòu）損（sǔn）或折曲失效（xiào）。帶輪和背部惰輪低於規定的（de）值、皮帶（dài）和（hé）帶輪間（jiān）有（yǒu）惰輪（lún）甚至用手以較小（xiǎo）的（de）銳角彎曲皮帶，都會導致（zhì）皮帶（dài）折曲失效。

傳動係統有異物進入也同樣會使皮帶產生（shēng）折曲，他（tā）們會使皮帶與帶輪間形成個尖角（jiǎo），使這一點的皮帶芯線出現（xiàn）折曲。用工具把（bǎ）皮帶強行撬到（dào）帶輪上也同樣會使皮帶（dài）損壞。在受到異物進入或安裝（zhuāng）時使用工具不當（如螺絲刀）對（duì）皮帶（dài）損傷後，皮（pí）帶不會立即失效，但是皮帶總體壽命會下降。

衝擊負荷（hé）

當從動設備要求的間隙性或周期性扭矩負載大於（yú）正常水平（píng）時，這種衝擊負荷要超過皮帶本身能（néng）承受的力，傳動係統中的（de）衝擊負荷就出現了。往往會加劇皮帶的失效。普通的三角帶可（kě）以用瞬間打滑來減緩衝擊負荷，但是（shì）同步帶必須要傳輸所有的負荷（hé）。

劇烈的衝擊負荷可以（yǐ）導致皮帶芯線以粗糙的不（bú）平均的（de）形式斷裂，如（rú）圖4所（suǒ）示。皮帶齒部在帶輪中經過即時衝擊（jī）負荷後（hòu）可發展成齒根開裂和/或齒部脫落。如（rú）果衝擊負荷隻發生一（yī）次，或在皮帶固定的位置重複循環（huán），皮帶的其餘齒部可（kě）能看起來還是正常的（de）。圖5說明了齒（chǐ）根開裂如何在（zài）齒內進行擴散（sàn）。在齒根形（xíng）成的裂縫有時會擴散到齒尖。積聚過多裂縫時齒部就會剪切，就會隻剩下齒的一部（bù）分。

從動設備產（chǎn）生的衝擊負荷可（kě）能（néng）是傳動係統操作中固有的一（yī）部分，或者可能是（shì）來自於偶然（rán）的，苛（kē）刻的情形，比如堵塞。如果傳動係統的衝擊（jī）負荷不可避免，皮帶的芯線強度就需（xū）要提高，或者用可以間歇打滑（huá）的三角帶來代替同步帶驅動。

皮帶安裝張力過高

同步帶（dài）安裝張力過高會導（dǎo）致（zhì）皮帶齒部剪切或斷裂。很多張力過高的皮帶在皮帶齒麵上都清（qīng）晰地留下（xià）了輪齒磨損的痕跡（jì）。圖6是皮帶被壓過的表麵區域和齒根開裂的例子。齒根開（kāi）裂通常會通（tōng）過芯線擴展到其（qí）相鄰的開裂處，個別的皮帶齒（chǐ）部會慢慢脫落。圖7是張緊力過高的（de）皮帶在大帶輪上被磨過的痕跡。過高的（de）皮帶（dài）表層（céng）壓力會導致皮帶大麵積區域磨損，導致皮帶芯線暴露在（zài）外。為了（le）防止這樣的磨損問題，適當的皮帶安裝張力值必須要準確的設定。

皮帶安裝張力過低

中度到高度負荷的傳動係統中安裝張（zhāng）力過低也會導（dǎo）致皮帶過早（zǎo）的失效。通常張力過低導致的皮帶失效（xiào）模式表現為跳齒。皮帶（dài）跳齒是指（zhǐ）皮帶的齒爬出其對應的輪槽，並且其根部（bù）不再承受（shòu）負荷。傳動負荷進一（yī）步作用於皮帶側麵使皮帶齒部彎曲，然後跳動。齒部滾動時可導致橡膠從齒根沿著芯線撕裂。隨著（zhe）橡膠撕裂的擴散，皮帶齒部開始以條狀（zhuàng）脫離皮帶，如圖8所示。由於過多跳（tiào）齒導致的失效可能看起來好像橡（xiàng）膠與線繩的粘度不夠。然而，由於粘度不足所導致的失效，皮帶中外露芯線通常保持整潔，與滾齒失效模式不同。

當皮帶齒部爬出帶（dài）輪輪槽而自動張緊時，在橡膠撕裂和齒部（bù）脫落前，皮帶容易產（chǎn）生跳齒。跳齒引起（qǐ）的皮帶芯線損傷往往導致皮帶強度（dù）提前失效，損傷情況與折曲失（shī）效的芯線斷裂（liè）情況類似（整齊斷裂）也同樣類似於衝擊負荷（hé）的（de）斷裂（成鋸齒狀並有角度的）。如（rú）果（guǒ）皮（pí）帶沒有跳齒並且在自張緊時也在（zài）繼（jì）續運轉，這中情況（kuàng）下經常發生皮帶齒部過度磨損。這種齒部（bù）磨損叫做勾形磨損，是由於皮帶齒部與帶輪不匹配，如圖9所示。勾形磨損是（shì）由於皮帶的安裝張力不夠和不牢固的（de）傳動係統在低張力的情況下中心距變化（huà）所導致的。

通常提高皮帶安裝（zhuāng）張（zhāng）力可以防止皮帶過早產（chǎn）生跳齒和勾形磨損。如果提高安裝張力後還是不能防止皮帶失效，可能是傳動係統結構不夠牢固，不能防止偏差。為了提高皮帶使用性能，非常有必要提高傳動結構的支撐力。如果提高安裝張力不現實，增加帶輪直徑，可以使皮帶在低張力下傳遞（dì）較高負載。合適的安裝張力值可以從蓋茨的設（shè）計軟件（jiàn）中獲得，通過設計手冊進行計算或者尋求蓋茨銷售人員的支持。

帶輪不平行

皮帶在運行（háng）時，帶輪軸成一定角度，或帶輪齒形在加工時（shí）存在（zài）錐度問題，由於施加在（zài）皮帶（dài）上的負載不（bú）均勻，帶齒之間會出現不均勻的擠壓。皮帶失效經常從齒根開裂處或從承載張（zhāng）力過大的皮帶側麵開始撕裂並擴展到整個皮帶寬度，導致皮帶齒部剪切（qiē）。由（yóu）於纖拉力比較大，皮帶擠壓嚴重的一側可能也會（huì）出現明顯的磨損，並（bìng）且皮帶有可能爬出或滾到帶輪擋邊（biān）之處。圖10顯示了高纖拉力導致了皮（pí）帶一邊嚴重的磨損。

皮（pí）帶（dài）運行在不平行有擋邊的帶輪時，如果皮帶被擠壓在兩（liǎng）個相對的擋邊中，會導致皮帶兩側嚴重磨損。在這種（zhǒng）情（qíng）況下，皮（pí）帶會從齒根裂縫或從兩側撕裂。這種撕裂會擴展到整個皮帶（dài），導（dǎo）致皮帶齒部剪切。

皮帶運行在一個帶輪兩邊都有擋邊和一個帶輪兩（liǎng）邊都沒有擋（dǎng）邊時，如（rú）果兩個（gè）帶輪不平行，那麽皮（pí）帶會部分向沒有擋（dǎng）邊的帶輪移動，無擋（dǎng）邊帶輪（lún）中這部分皮帶將會承受全部負載並且可能在運行一（yī）段時間（jiān）後產生一個集中磨損（sǔn）區域（yù）。圖11就是大部分齒麵的（de）集中（zhōng）磨損，其它地方沒有磨損。在磨損區域下（xià）麵可能會有根部（bù）裂縫。皮帶強度（dù）或齒（chǐ）麵疲勞都會導致（zhì）皮（pí）帶的過早失效。