了解各種驅(qū)動器的工作原理

世界各地的人們使用自行車通勤或鍛煉。但是你有沒有想過簡單的踩踏動作是如何讓車輪旋轉(zhuǎn)并覆蓋距離的？當您踩踏板時，車軸和其他部件（如齒輪、鏈條等）會累積力，連接的車輪會幫助您跑完距離。長話短說，這臺簡單的兩輪機器利用動量、力和摩擦力，將騎手身體產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為動能，讓他們到達目的地。

這是我們?nèi)粘Ｉ钪须娏鬏斶^程最簡單的例子之一。

生產(chǎn)的有效動力傳輸

世界各地的行業(yè)，包括能源、建筑、食品和飲料、農(nóng)業(yè)等，都嚴重依賴其流程和操作的機械化和自動化。

為整個生產(chǎn)線的這些流程提供動力的是這種動力傳輸機制。所有機器都需要動力源，無論是電動機還是汽油發(fā)動機，或類似的東西。這種動力的最終用戶是機器的運動部件，動力必須通過多種方式傳遞，包括齒輪、鏈條、皮帶、滑輪等，每種方式都有自己的動力傳遞方式。

深入了解每個驅(qū)動器的工作原理有助于我們了解事物的工作原理。讓我們來看看。

皮帶傳動如何傳遞動力

皮帶傳動的主要目的是借助一條橫跨兩個滑輪的不可伸展的細帶將動力從一個軸傳遞到另一個軸。這些滑輪可以相同或不同的速度旋轉(zhuǎn)。機械動力或旋轉(zhuǎn)運動從主動輪傳遞到從動輪。

當驅(qū)動皮帶輪旋轉(zhuǎn)時，由于摩擦力對皮帶產(chǎn)生拉動作用，從動皮帶輪吸收該拉動作用并與驅(qū)動皮帶輪同向旋轉(zhuǎn)。兩個皮帶輪之間的距離會在皮帶的一側(cè)產(chǎn)生張力，稱為“緊側(cè)”。皮帶的另一側(cè)會松動，稱為“松弛側(cè)”。

圖 1.皮帶傳動示意圖。圖片由 Stratview Research 提供

皮帶驅(qū)動器可用于檢查損壞或磨損。它們吸收沖擊和振動并保護旋轉(zhuǎn)機械免受過載波動的影響。它需要較少的調(diào)整，并且更安靜、更清潔且運行平穩(wěn)。它們易于安裝；有多種速度選擇；降低功率損耗；并且更便宜。

動力傳動帶的使用可以追溯到現(xiàn)代機械的出現(xiàn)；脫粒機和其他各種設(shè)備都依賴于傳動帶。動力傳動帶用于采礦和制造設(shè)備、汽車，甚至縫紉機等小型公用事業(yè)。

皮帶最初由皮革制成，但到 19 世紀中葉，制造商也使用由棉、麻和金屬絲制成的皮帶。多年來，通過皮帶進行電力傳輸一直很流行。即使在 20 世紀之交，皮帶也是高效電力傳輸?shù)淖钕冗M解決方案。今天的工業(yè)傳動帶由橡膠、聚酯、聚酰胺和其他合成材料等材料制成。

如今，能源、建筑材料、食品和飲料、倉儲和配送以及農(nóng)業(yè)等大多數(shù)行業(yè)在其運營中都使用電力傳輸帶。

根據(jù) Stratview Research 的數(shù)據(jù)，到 2022 年，傳動帶的年銷售額為 28 億美元。到 2027 年，這一數(shù)字可能達到 37 億美元。

在上述行業(yè)中，農(nóng)業(yè)是傳動帶的最大用戶，因為它需要以較低的生產(chǎn)成本進行高效可靠的生產(chǎn)。

鏈傳動如何傳遞動力

鏈傳動有助于在機器中傳遞機械動力（旋轉(zhuǎn)運動）。顧名思義，鏈傳動是由一系列銷連接的鏈節(jié)組成，這些鏈節(jié)由纏繞在兩個或多個鏈輪上的無端鏈條覆蓋。鏈節(jié)上的孔安裝在鏈輪齒上。纏繞在軸鏈輪上的鏈條與主動軸一起旋轉(zhuǎn)，通過向從動軸施加機械力將機械動力傳遞給從動軸。

圖 2.鏈傳動示意圖。圖片由 Stratview Research 提供

鏈傳動主要適用于小中心距，通?？蛇_ 3 米。在某些特殊條件下，鏈傳動可以覆蓋長達 8 米的距離。鏈條用于自行車等短距離應(yīng)用和高性能船用發(fā)動機等長距離應(yīng)用。

鏈條最常用于該行業(yè)的動力傳動系統(tǒng)，年銷售額是皮帶的兩倍多。根據(jù) Stratview Research 的數(shù)據(jù)， 2021 年全球工業(yè)輸電鏈的市場規(guī)模約為 60 億美元。

動力傳輸鏈在能源、食品和飲料、木材和骨料、農(nóng)業(yè)和其他一般行業(yè)中都有應(yīng)用。

在滾子鏈、靜音鏈、葉片鏈、平頂鏈和工程鋼鏈等不同類型中，滾子鏈是行業(yè)中使用最廣泛的（~80%）。

是什么讓鏈條成為行業(yè)的寵兒？

恒速比

動力傳輸沒有間隔，因此，它在內(nèi)燃機等應(yīng)用中用作正時鏈

幾乎沒有功率損失；鏈傳動中唯一的功率損失是由于鏈節(jié)和鏈輪之間的摩擦

無滑動確保高達 98% 的高機械效率

鏈條通常使用不銹鋼制造，但也可以使用特殊聚合物或材料制造，例如鈦或鍍鎳合金等。這些鏈條有不同的尺寸、長度和材料可供選擇，使其幾乎可以用于每個應(yīng)用程序和操作條件。

齒輪傳動如何傳遞動力

當您需要在短距離內(nèi)以穩(wěn)定的速度比傳輸相當大的動力時，可以使用齒輪驅(qū)動技術(shù)。齒輪傳動的機制很簡單——在齒輪的毛坯上切割齒并相互嚙合以傳遞改變的扭矩和旋轉(zhuǎn)。

齒輪傳動使用齒輪從一個軸到另一個軸的運動和動力傳輸。它們由驅(qū)動齒輪或輸入軸和從動齒輪/輸出軸組成。當一個小齒輪移動一個大齒輪時，這會增加功率。同樣，大齒輪移動小齒輪會導致功率降低但速度會增加。

圖 3.齒輪傳動示意圖。圖片由 Stratview Research 提供

根據(jù)機器的要求，這些齒輪由多種材料制成。齒輪由塑料、鋼、木材、鑄鐵、黃銅、粉末金屬、磁性合金等材料制成。齒輪設(shè)計者和用戶面臨著無數(shù)的選擇。最終選擇基于對材料特性和應(yīng)用要求的理解。

由于適用于短距離、高成本和復雜制造等限制，齒輪在工業(yè)用途中作為動力傳輸手段的份額最少。

哪種電力傳輸技術(shù)最好？好吧，很難選擇一個而不是另一個，因為這些驅(qū)動器都有自己的優(yōu)缺點。

驅(qū)動器的優(yōu)缺點

讓我們看看每種技術(shù)有何不同。

驅(qū)動器比較

大流行的影響

COVID-19 大流行的爆發(fā)使世界經(jīng)濟發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。根據(jù)世界銀行的數(shù)據(jù)，2020 年全球?qū)嶋H GDP 下降了 3.4%。2020 年，行業(yè)增加值（包括建筑業(yè)）下降 2.5%，為 22.04 萬億美元。

因此，工業(yè)輸電市場也隨著上述工業(yè)增長而大幅下滑，跌幅超過 7.0%。由于整個封鎖以及制造工廠的臨時關(guān)閉，公司遭受了重大損失。

但隨著疫苗推出的進步和意識的提高，這些行業(yè)已經(jīng)開始幾乎在大流行前的水平上運行他們的機器。

盡管如此，世界各地仍在目睹不同程度的激增和相鄰的限制，例如中國的 Omicron 變體?，F(xiàn)在世界似乎已經(jīng)接受了病毒的共存。

然而，近期全球環(huán)境升溫，俄烏戰(zhàn)爭持續(xù)升溫，世界經(jīng)濟再次陷入危險境地。由于對俄羅斯的各種制裁和油價上漲導致供應(yīng)鏈瓶頸，世界已經(jīng)開始面臨通脹上升和低增長方面的影響。

電力傳輸?shù)南乱徊绞鞘裁矗?/p>

包括美國和歐盟在內(nèi)的西方世界，以及北約聯(lián)盟，正面臨著俄烏戰(zhàn)爭的音樂。迫在眉睫的能源危機和供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)對全球造成了不利影響。世界正處于滯脹之中。

亞洲制造業(yè)強國中國和印度一直與這種情況保持安全距離，并著眼于填補這場戰(zhàn)爭造成的供應(yīng)鏈空白。據(jù)估計，這兩個國家在 2022 年的 GDP 都將實現(xiàn)強勁增長。

亞太地區(qū)占全球工業(yè)增加值（包括建筑業(yè)）的近 45%，中國占該份額的一半以上。預計未來五年亞太地區(qū)也將以 4.6% 的最高增長率增長，幾乎是北美和歐洲增長率的兩倍。

世界正面臨不確定時期，全球供應(yīng)鏈可能發(fā)生劇烈變化和調(diào)整。中國和印度等高增長地區(qū)無疑將成為驅(qū)動輪，這將推動全球工業(yè)輸電市場的運轉(zhuǎn)?！　?/p>