動力傳送帶及其製造方法
2023-09-23 17:51:40
專利名稱：動力傳送帶及其製造方法
技術領域：
本發明涉及具有低位線繩的動力傳送帶和製造這種傳送帶的方法。
背景技術：
在這種技術中眾所周知，用彈性材料製造動力傳送帶，在彈性材料中嵌入抗拉部件，這種傳送帶具有多肋條的齒形或者V形型面。這種傳送帶在具有配合齒形型面的皮帶輪上運行。
眾所周知，在動力傳送帶中抗拉線繩一般配置在彈性基體中。具體是，在有肋條的傳送帶上，這種抗拉部件配置在傳送帶主體內。這種結構形式在傳送帶的肋條上提供了增加的槓桿臂，傳送帶的肋條由抗拉部件支承。作用的力正比於從抗拉線繩的中心到嚙合皮帶輪的支承表面的徑向距離。較長的杆槓臂長度降低了傳送帶的工作壽命。
製造傳送帶的方法部分地決定抗拉線繩的位置。在磨製傳送帶的情況下，在一個型芯上模製和硫化橡膠帶。然後取下該橡膠帶，並在該橡膠帶上磨出多肋條的齒形型面。因為不能完全控制打磨操作，所以必須注意到抗拉線繩的位置，以防止該線繩在打磨操作時被磨斷。這樣便造成需要使抗拉線繩離肋條頂點的位置比優選距離更遠。
這種先有技術的代表是Meadows的美國專利No.3820409，該專利公開一種V形傳送帶，該傳送帶具有許多間隔很近的支承線繩，該支承線繩橫向於負載承受線繩，並配置在該負載承受線繩的至少一側。
需要的是一種傳送帶，這種傳送帶從抗拉線繩到肋條頂點的距離顯著減小。需要的是一種傳送帶，這種傳送帶從抗拉線繩到肋條/皮帶輪界面的距離顯著減小。需要的是一種傳送帶，這種傳送帶的上部線繩層配置在彈性層中，該彈性層又疊放在抗拉線繩上，以便在模製期間控制抗拉線繩的位置。本發明滿足了這些要求。
發明概要本發明的主要方面是提供一種動力傳送帶，該傳送帶從抗拉線繩到肋條頂點的距離顯著減小。
本發明的另一方面是提供一種動力傳送帶，該傳送帶從抗拉線繩到肋條/皮帶輪界面的距離顯著減小。
本發明的再一方面是提供一種動力傳送帶，該傳送帶具有配置在彈性層中的上部線繩層，該上部線繩層又疊置在抗拉線繩上，以便在模製期間控制抗拉線繩的位置。
下面說明本發明和附圖，由此可以明顯看出或者指出本發明的其它方面。
本發明包括一種具有疊置在抗拉線繩上的分層結構。彈性層疊置在上部線繩層上，該線繩層又疊置在另一彈性層上，該另一彈性層又疊置在抗拉線繩上。該上部線繩層在模製期間支承抗拉線繩，由此可以穩定線繩的位置。這種結構可使多肋條傳送帶中從抗拉線繩的軸線到肋條頂點和肋條/傳送帶界面的距離顯著減小。
附圖的簡要說明
圖1是先有技術的橫截面圖。
圖2是本發明傳送帶的橫截面圖。
圖2A是模製操作後圖2的細節圖。
圖3是本發明傳送帶的測試結果曲線圖。
圖4示出本發明傳送帶的高負載壽命測試結果。
圖5示出本發明傳送帶的高溫工作壽命。
圖6示出-d尺寸的橫截面圖。
圖7是傳送帶橫截面的側視圖。
圖8示出常規上部線繩的結構。
圖9示出本發明傳送帶的上部線繩結構。
優選實施例的詳細說明圖1是先有技術的橫截面圖。該先有技術結構包括上部線繩層A、下部線繩層B和抗拉線繩C。該線繩軸線在圖中距離多肋條齒形型面的頂點為給定的距離d。該線繩與肋條的頂點必須分開足夠的距離d，以防止在傳送帶上磨製多肋條齒形型面時受到損傷。抗拉線繩C配置在彈性材料D中。
圖2是本發明的橫截面圖。傳送帶100包括許多層。在優選實施例中，下部線繩層14包括多肋條齒形型面。在操作中，傳送帶100嚙合皮帶輪P。
具體是，層10包含橡膠或者充填纖維的彈性材料。上部線繩或者交叉線繩11包括交叉線繩層。該交叉線繩層在模製和硫化工藝期間，支承抗拉線繩13，使該線繩在傳送帶主體中保持在正確位置。該交叉線繩11包括織造材料或者非織造材料。
該交叉線繩層11基本上是沒有孔隙的，由此可以防止層10在模製期間大量滲透到層11中。這樣便可使層11起到支承抗拉線繩13的作用，由此將抗拉線繩的軸線CL的位置控制在一致的位置。
在層11和抗拉線繩13之間塗上薄橡膠層12。該線繩13沿傳送帶的縱軸線延伸。雖然在優選實施例中，該橡膠層12塗在層11和抗拉線繩13之間，但是橡膠層12也可以塗在抗拉線繩13和下部線繩層14之間，只要在模製期間橡膠12能夠包住線繩13。
下部線繩層14包括具有充填纖維的彈性材料。在另一實施例中，該下部線繩層還包括不填充纖維的純彈性層，即橡膠層。層10和14的填充纖維量在0.1％-20％的範圍內。纖維包括這種技術中任何已知的纖維，例如包括棉花、PTFE和芳族聚醯胺纖維。
還可以加上外套15，該外套包括織造的或者非織造的纖維品，以便形成充分大的摩擦係數。
製造本發明傳送帶的製造方法是，在轉筒型芯上順序加上各個層。採用膨脹膜的模製方法製造傳送帶，該膨脹膜將橡膠帶壓入到有肋條的外殼中。在這種工藝中，在型芯上形成傳送帶，在該型芯的表面上具有膨脹部件。在模製和硫化期間，該膨脹部件將帶的型件壓入到外殼模具中。採用交叉線繩的上部線繩層11來穩定抗拉線繩13的位置，由此精確控制線繩的位置。這樣便使得可以將抗拉線繩13放在更靠近肋條頂點16的位置，由此更靠近肋條/皮帶輪界面RP，因而顯著增加工作壽命。相比較而言，先有技術的線繩與肋條頂點和肋條/皮帶輪界面相距更大的距離，造成較短的工作壽命。
具體是，在型芯上首先加上橡膠彈性材料或者填充有纖維材料的第一彈性層10。隨後加上交叉線繩層11。由於在模製期間橡膠具有流動性，所以最好將該層的兩端縫合起來，或者在兩端留下間隙，如圖9所示，由此將交叉線繩層11連接起來。
隨後將包含薄層橡膠料的第二彈性層12加在交叉線繩層11上。在優選實施例中，該層12隻用橡膠料形成。隨後在該橡膠料層上繞上抗拉部件或者抗拉線繩13。接著加上包含充填纖維的下部線繩層14的第三彈性層。最後，在下部線繩層的表面上加上一層非織造纖維品15構成的層。非織造的纖維品15包括纖維素材料或者非纖維素材料。
使用這種形成方法和工藝可以使最後的線繩位置保持穩定，並顯著使其靠近肋條頂點16和肋條/皮帶輪界面RP。具體是，在反向模製操作期間，將傳送帶型件，特別是將線繩13螺旋繞在轉筒型芯上的膨脹薄膜上。在模製期間，該膨脹薄膜或者袋子將傳送帶型件推入到模具殼的肋條中。
傳送帶型件，在先有技術中，在順序模製期間，該線繩13或者容易形變，或者容易向下牽引到第一現有支承層中。這樣便造成線繩的錯位，使得線繩受到不同的負載，由此降低了工作壽命。
在本發明的傳送帶和工藝中，用交叉線繩層11進行支承，因而可以防止發生這種情況。以這種方式支承線繩13，使得線繩面CL更精確地靠近肋條/皮帶輪界面RP。
與在固化傳送帶型件上磨製傳送帶齒形型面的製造方法相比，這種製造方法也具有顯著的優點。在打磨傳送帶的情況下，必須使線繩位於與肋條頂點16隔開更大的位置，以避免打磨操作損傷線繩。在本發明的模製結構中，該線繩面更靠近肋條頂點。
與先有技術傳送帶相比，公開的本發明傳送帶結構可以使線繩CL位於肋條頂點16和肋條/皮帶輪界面RP(d2)上面更小的徑向距離d處。以這種方式配置線繩可以得到極好的動力學特性，見圖3。本發明傳送帶徑向距離d的範圍是使得線繩13的外表面位於肋條頂點16上面約0.000-0.050英寸的範圍內。對於線繩面距離d，也可以是負的，因而線繩的外表面可以位於肋條頂點的下面，因而線繩13實際上可局部或者完全地放在肋條中，見圖6。線繩軸線和肋條頂點之間的距離在約-0.040-0.000英寸範圍之間。負值例如0.040英寸表示線繩位於肋條頂點的下面，因而該線繩位於肋條中，見圖6，該圖是-d尺寸的橫截面圖。
在優選實施例中，對於直徑約0.040英寸的線繩13，d位於肋條頂點上面的距離範圍是約在0.010和0.015英寸之間。在徑向距離d＝0.020英寸的情況下，該抗拉線繩13位於層14的肋條頂點16所在的表面上。此處給出的線繩直徑僅僅是例示性，該直徑可以根據用戶的要求和傳送帶的操作條件進行改變。
如前所述，公開的本發明傳送帶的結構起著減小肋條/皮帶輪界面RP和傳送帶線繩CL之間距離d2的作用。在傳送帶嚙合皮帶輪時，距離d2的減小可使肋條的偏移量減小。具體是，在操作期間，當傳送帶嚙合皮帶輪時，該肋條彈性材料將響應傳送到皮帶輪上的轉矩而發生偏移。這種偏移是沿著縱向軸線的、並是相對於抗拉線繩上的一點發生偏移。見圖7。
圖7是傳送帶截面的側視圖。A代表抗拉線繩13上的一個點。C代表肋條14與皮帶輪嚙合的嚙合表面上的一個點。當皮帶輪在負載L下嚙合皮帶輪(未示出)時，該肋條14將發生偏移，使得點C偏移到點B，偏移距離D3。D3的量隨d2變化，如本文說明的。當d2增加時，D3減小。相反，當d2減小時，D3增加。過大的偏移量D3將會使肋條破裂，造成傳送帶過早失效。在操作期間，通過顯著減小d2可以降低偏移量D3，由此可以增加本發明傳送帶的壽命。
圖2A是圖2的細節圖。該傳送帶的橫截面示出已將彈性層12壓在抗拉線繩13之間，並穿過該線繩，形成突出部120。該突出部120平行於該抗拉線繩，並沿著該線繩的長度，基本上平行於縱軸線。層11也被壓到靠近抗拉線繩，並靠在圍繞線繩13的層12其餘的薄部分上。該突出部120包括層12的彈性材料。該突出部在操作期間構成線繩的支承件和緩衝件。
圖3是本發明傳送帶的測試結果曲線圖。如圖3所示，降低肋條頂點16和線繩CL之間的平均距離，因而降低肋條/皮帶輪界面RP和線繩CL之間的平均距離可以顯著增加傳送帶壽命。例如，對於抗拉線繩軸線和肋條頂點的平均徑向距離d約為0.042英寸的傳送帶，其傳送帶壽命是100小時，而對於抗拉線繩軸線和肋條頂點之間的平均徑向距離d約為0.032英寸的傳送帶其壽命為280小時。
圖4示出本發明傳送帶的高負載壽命測試結果。本發明的傳送帶顯示出高負載壽命顯著提高。高負載試驗時傳送帶的運行條件是，負載在約為4900r/min，總張力約為264磅，溫度約為85℃。本發明的傳送帶工作約280小時後破裂，而具有較高位線繩位置的傳送帶則小於150小時而失效，因此提高86％。
圖5示出本發明傳送帶的高溫耐用壽命。本發明傳送帶的高溫耐用性能顯著提高。高溫耐用性試驗包括在三個驅動點驅動皮帶輪，轉速約為13000r/min，總張力約為282磅，溫度約為250°F。本發明傳送帶工作約390小時失效，而具有標準線繩的傳送帶，操作250小時失效，因此提高56％。
圖8示出常規上部線繩結構。上部線繩層C在重疊連接部分相連接。該重疊部分的一個端部重疊在下部分上，重疊長度為OL。這種「高部位」重疊產生一個突出部，在傳送帶與後部從動輪聯用的情況下，這種突出部在操作時將產生噪音。
圖9示出本發明傳送帶的上部線繩結構。如本說明中其它地方所述，層10疊置在交叉線繩層11上。D表示轉筒型芯如本文中其它地方所述。在製造期間，在該型芯上疊置形成傳送帶。層11的兩個端部11A和11B以對接方式連接和/或彼此縫合在一起。然而，在優選實施例中，在製造期間，在圓筒型芯上，在端部11A和11B之間可以形成稍許的間隙G，使得端部11A可以縫合在層11中，而不是縫合在相對端部11B上，在硫化期間，層10的材料因此可以流過該間隙，形成無縫的接頭。這種無縫接頭可以消除傳送帶在後部從動輪上運行時產生的任何噪部音。因此，在上部線繩層上留出間隙來製造傳送帶，這種方法優於先有技術傳送帶的製造方法，在先有技術傳送帶中，在上部線繩層上的間隙在採用後部從動輪時將產生噪音，因為先有技術傳送帶需要更緊密地控制上部線繩層的端部。本發明傳送帶不需要將層11的端部準確切開和疊置，這樣也降低製造成本。
雖然前面已說明本發明的一種形式，但是技術人員可以明顯看出，在部件的結構和關係方面可以進行改變而不超出本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種製造傳送帶的方法包括以下步驟製造傳送帶型件，包括以下步驟在模製型芯上加上第一彈性層，該模製型芯具有可膨脹的外表面；在該彈性層上加上交叉線繩層；在該交叉線繩層上加上第二彈性層；在該第二彈性層上繞上抗拉部件；在該抗拉線繩上形成第三彈性層；向可膨脹的外表面加壓，使傳送帶型件壓入到具有傳送帶齒形型面的模具中；用交叉線繩層支承抗拉部件，由此可以控制抗拉線繩的位置；加熱傳送帶型件；硫化該傳送帶；從模具上取下傳送帶型件。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括在第三彈性層上加非織造纖維層的步驟。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括使用多肋條外形的步驟，該肋條具有肋條頂點。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，還包括將固化的傳送帶型件切成多個傳送帶的步驟。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括在第一彈性層上填充纖維的步驟。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括在第三材料層上填充纖維的步驟。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括將肋條頂點到抗拉部件軸線的距離限定到-0.040-0.015英寸的範圍內。
8.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括只用橡膠形成第二彈性層的步驟。
9.一種傳送帶，包括第一彈性層；結合於該第一彈性層的第一交叉線繩層；沿傳送帶縱向軸線延伸的抗拉部件；第二彈性層，結合於交叉線繩層，疊置在抗拉部件上，在抗拉線繩之間延伸，由此形成位於抗拉線繩和肋條頂點之間的突出部，該突出部基本上平行於抗拉線繩；第三彈性層，結合於具有第二彈性層，具有齒形型面。
10.如權利要求11所述的傳送帶，其特徵在於，還包括充填在第一彈性層中的纖維。
11.如權利要求11所述的傳送帶，其特徵在於，還包括充填在第三彈性層中的纖維。
12.如權利要求11所述的傳送帶，其特徵在於，第二彈性層只用橡膠形成。
13.如權利要求11所述的傳送帶，其特徵在於，還包括多肋條的齒形型面。
14.一種傳送帶，包括具有肋條頂點的彈性材料主體，該肋條沿縱向方向形成；抗拉部件，該抗拉部件沿著縱方向，相對於肋條頂點配置在該彈性材料主體內，並且抗拉部件軸線和肋條頂點之間的徑向距離為d；交叉線繩層，鄰接抗拉部件，在肋條頂點的相反側。
15.如權利要求14所述的傳送帶，其特徵在於，還包括位於皮帶輪界面上的貼於彈性材料主體上的纖維層填充層。
16.如權利要求14所述的傳送帶，其特徵在於，該彈性材料主體只用橡膠形成。
17.如權利要求14所述的傳送帶，其特徵在於，徑向距離d在約-0.040-0.050英寸範圍內。
18.如權利要求14所述的傳送帶，其特徵在於，徑向距離d在約0.020-0.015英寸的範圍內。
19.如權利要求17所述的傳送帶，其特徵在於，交叉線繩層還包括織造材料。
20.如權利要求17所述的傳送帶，其特徵在於，該交叉線繩層還包括非織造材料。
21.一種傳送帶，包括彈性材料主體，具有肋條頂點，該肋條沿著縱向配置；抗拉部件，該部件沿縱向配置，相對於肋條頂點嵌入到該彈性材料主體內，在抗拉部件軸線和肋條頂點之間具有範圍約在-0.040-0.050之間的徑向距離d。
22.如權利要求21所述的傳送帶，其特徵在於，還包括多肋條的齒形型面。
23.如權利要求21所述的傳送帶，其特徵在於，還包括交叉線繩層，該線繩層靠近抗拉部件配置，在肋條頂點的相反側。
24.一種傳送帶，包括彈性材料主體，具有至少兩個沿縱向延伸的肋條，該肋條具有沿縱向方向配置的肋條頂點；抗拉部件，沿縱向配置，配置在肋條內。
25.如權利要求24所述的傳送帶，其特徵在於，還包括在抗拉部件軸線和肋條頂點之間的徑向距離d的範圍約在-0.040-+0.020。
25.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟在第一彈性層的兩個端部之間形成間隙。
26.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟在第一彈性層的兩個端部之間形成對接連接。
27.如權利要求9所述的傳送帶，其特徵在於，第一交叉線繩層基本上是無孔隙的。
28.如權利要求19所述的傳送帶，其特徵在於，該交叉線繩層基本上是無孔隙的。
29.如權利要求23所述的傳送帶，其特徵在於，該交叉線繩層基本上是無孔隙的。
全文摘要
本發明包括傳送帶，該傳送帶具有疊置在抗拉線繩上的層結構。彈性層(10)覆蓋在上部線繩層(11)上，該上部線繩層又覆蓋在另一彈性層(12)上，該彈性層又覆蓋在抗拉線繩(13)上。該上部線繩層在模製期間支承該抗拉線繩，由此可以相對於肋條頂點穩定線繩面軸線的位置。這種結構顯著減小了多肋條傳送帶中從抗拉線繩軸線到肋條頂點和肋條/皮帶輪界面之間的距離，由此可以顯著提高傳送帶壽命。
文檔編號B29K21/00GK1533484SQ02814510
公開日2004年9月29日 申請日期2002年7月17日 優先權日2001年7月18日
發明者克雷格·科潘, 克雷格 科潘 申請人:蓋茨公司