專利名稱：動(dòng)力傳送帶及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有低位線繩的動(dòng)力傳送帶和制造這種傳送帶的方法。
背景技術(shù)：
在這種技術(shù)中眾所周知，用彈性材料制造動(dòng)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(yùn)行。
眾所周知，在動(dòng)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(nèi)。這種結(jié)構(gòu)形式在傳送帶的肋條上提供了增加的杠桿臂，傳送帶的肋條由抗拉部件支承。作用的力正比于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(zhǎng)的桿杠臂長(zhǎng)度降低了傳送帶的工作壽命。
制造傳送帶的方法部分地決定抗拉線繩的位置。在磨制傳送帶的情況下，在一個(gè)型芯上模制和硫化橡膠帶。然后取下該橡膠帶，并在該橡膠帶上磨出多肋條的齒形型面。因?yàn)椴荒芡耆刂拼蚰ゲ僮鳎员仨氉⒁獾娇估€繩的位置，以防止該線繩在打磨操作時(shí)被磨斷。這樣便造成需要使抗拉線繩離肋條頂點(diǎn)的位置比優(yōu)選距離更遠(yuǎn)。
這種先有技術(shù)的代表是Meadows的美國(guó)專利No.3820409，該專利公開(kāi)一種V形傳送帶，該傳送帶具有許多間隔很近的支承線繩，該支承線繩橫向于負(fù)載承受線繩，并配置在該負(fù)載承受線繩的至少一側(cè)。
需要的是一種傳送帶，這種傳送帶從抗拉線繩到肋條頂點(diǎn)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，以便在模制期間控制抗拉線繩的位置。本發(fā)明滿足了這些要求。
發(fā)明概要本發(fā)明的主要方面是提供一種動(dòng)力傳送帶，該傳送帶從抗拉線繩到肋條頂點(diǎn)的距離顯著減小。
本發(fā)明的另一方面是提供一種動(dòng)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(fā)明的再一方面是提供一種動(dòng)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，以便在模制期間控制抗拉線繩的位置。
下面說(shuō)明本發(fā)明和附圖，由此可以明顯看出或者指出本發(fā)明的其它方面。
本發(fā)明包括一種具有疊置在抗拉線繩上的分層結(jié)構(gòu)。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。該上部線繩層在模制期間支承抗拉線繩，由此可以穩(wěn)定線繩的位置。這種結(jié)構(gòu)可使多肋條傳送帶中從抗拉線繩的軸線到肋條頂點(diǎn)和肋條/傳送帶界面的距離顯著減小。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是先有技術(shù)的橫截面圖。
圖2是本發(fā)明傳送帶的橫截面圖。
圖2A是模制操作后圖2的細(xì)節(jié)圖。
圖3是本發(fā)明傳送帶的測(cè)試結(jié)果曲線圖。
圖4示出本發(fā)明傳送帶的高負(fù)載壽命測(cè)試結(jié)果。
圖5示出本發(fā)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(cè)視圖。
圖8示出常規(guī)上部線繩的結(jié)構(gòu)。
圖9示出本發(fā)明傳送帶的上部線繩結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明圖1是先有技術(shù)的橫截面圖。該先有技術(shù)結(jié)構(gòu)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(diǎn)為給定的距離d。該線繩與肋條的頂點(diǎn)必須分開(kāi)足夠的距離d，以防止在傳送帶上磨制多肋條齒形型面時(shí)受到損傷?？估€繩C配置在彈性材料D中。
圖2是本發(fā)明的橫截面圖。傳送帶100包括許多層。在優(yōu)選實(shí)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。該交叉線繩層在模制和硫化工藝期間，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(méi)有孔隙的，由此可以防止層10在模制期間大量滲透到層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之間涂上薄橡膠層12。該線繩13沿傳送帶的縱軸線延伸。雖然在優(yōu)選實(shí)施例中，該橡膠層12涂在層11和抗拉線繩13之間，但是橡膠層12也可以涂在抗拉線繩13和下部線繩層14之間，只要在模制期間橡膠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(shí)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％的范圍內(nèi)。纖維包括這種技術(shù)中任何已知的纖維，例如包括棉花、PTFE和芳族聚酰胺纖維。
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系數(shù)。
制造本發(fā)明傳送帶的制造方法是，在轉(zhuǎn)筒型芯上順序加上各個(gè)層。采用膨脹膜的模制方法制造傳送帶，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。在模制和硫化期間，該膨脹部件將帶的型件壓入到外殼模具中。采用交叉線繩的上部線繩層11來(lái)穩(wěn)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(diǎn)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(shù)的線繩與肋條頂點(diǎn)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。隨后加上交叉線繩層11。由于在模制期間橡膠具有流動(dòng)性，所以最好將該層的兩端縫合起來(lái)，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(lái)。
隨后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(yōu)選實(shí)施例中，該層12只用橡膠料形成。隨后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。最后，在下部線繩層的表面上加上一層非織造纖維品15構(gòu)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后的線繩位置保持穩(wěn)定，并顯著使其靠近肋條頂點(diǎn)16和肋條/皮帶輪界面RP。具體是，在反向模制操作期間，將傳送帶型件，特別是將線繩13螺旋繞在轉(zhuǎn)筒型芯上的膨脹薄膜上。在模制期間，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(shù)中，在順序模制期間，該線繩13或者容易形變，或者容易向下?tīng)恳降谝滑F(xiàn)有支承層中。這樣便造成線繩的錯(cuò)位，使得線繩受到不同的負(fù)載，由此降低了工作壽命。
在本發(fā)明的傳送帶和工藝中，用交叉線繩層11進(jìn)行支承，因而可以防止發(fā)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制傳送帶齒形型面的制造方法相比，這種制造方法也具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。在打磨傳送帶的情況下，必須使線繩位于與肋條頂點(diǎn)16隔開(kāi)更大的位置，以避免打磨操作損傷線繩。在本發(fā)明的模制結(jié)構(gòu)中，該線繩面更靠近肋條頂點(diǎn)。
與先有技術(shù)傳送帶相比，公開(kāi)的本發(fā)明傳送帶結(jié)構(gòu)可以使線繩CL位于肋條頂點(diǎn)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(dòng)力學(xué)特性，見(jiàn)圖3。本發(fā)明傳送帶徑向距離d的范圍是使得線繩13的外表面位于肋條頂點(diǎn)16上面約0.000-0.050英寸的范圍內(nèi)。對(duì)于線繩面距離d，也可以是負(fù)的，因而線繩的外表面可以位于肋條頂點(diǎn)的下面，因而線繩13實(shí)際上可局部或者完全地放在肋條中，見(jiàn)圖6。線繩軸線和肋條頂點(diǎn)之間的距離在約-0.040-0.000英寸范圍之間。負(fù)值例如0.040英寸表示線繩位于肋條頂點(diǎn)的下面，因而該線繩位于肋條中，見(jiàn)圖6，該圖是-d尺寸的橫截面圖。
在優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)于直徑約0.040英寸的線繩13，d位于肋條頂點(diǎn)上面的距離范圍是約在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位于層14的肋條頂點(diǎn)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(jù)用戶的要求和傳送帶的操作條件進(jìn)行改變。
如前所述，公開(kāi)的本發(fā)明傳送帶的結(jié)構(gòu)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(shí)，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(dāng)傳送帶嚙合皮帶輪時(shí)，該肋條彈性材料將響應(yīng)傳送到皮帶輪上的轉(zhuǎn)矩而發(fā)生偏移。這種偏移是沿著縱向軸線的、并是相對(duì)于抗拉線繩上的一點(diǎn)發(fā)生偏移。見(jiàn)圖7。
圖7是傳送帶截面的側(cè)視圖。A代表抗拉線繩13上的一個(gè)點(diǎn)。C代表肋條14與皮帶輪嚙合的嚙合表面上的一個(gè)點(diǎn)。當(dāng)皮帶輪在負(fù)載L下嚙合皮帶輪(未示出)時(shí)，該肋條14將發(fā)生偏移，使得點(diǎn)C偏移到點(diǎn)B，偏移距離D3。D3的量隨d2變化，如本文說(shuō)明的。當(dāng)d2增加時(shí)，D3減小。相反，當(dāng)d2減小時(shí)，D3增加。過(guò)大的偏移量D3將會(huì)使肋條破裂，造成傳送帶過(guò)早失效。在操作期間，通過(guò)顯著減小d2可以降低偏移量D3，由此可以增加本發(fā)明傳送帶的壽命。
圖2A是圖2的細(xì)節(jié)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，并穿過(guò)該線繩，形成突出部120。該突出部120平行于該抗拉線繩，并沿著該線繩的長(zhǎng)度，基本上平行于縱軸線。層11也被壓到靠近抗拉線繩，并靠在圍繞線繩13的層12其余的薄部分上。該突出部120包括層12的彈性材料。該突出部在操作期間構(gòu)成線繩的支承件和緩沖件。
圖3是本發(fā)明傳送帶的測(cè)試結(jié)果曲線圖。如圖3所示，降低肋條頂點(diǎn)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(duì)于抗拉線繩軸線和肋條頂點(diǎn)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(shí)，而對(duì)于抗拉線繩軸線和肋條頂點(diǎn)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(shí)。
圖4示出本發(fā)明傳送帶的高負(fù)載壽命測(cè)試結(jié)果。本發(fā)明的傳送帶顯示出高負(fù)載壽命顯著提高。高負(fù)載試驗(yàn)時(shí)傳送帶的運(yùn)行條件是，負(fù)載在約為4900r/min，總張力約為264磅，溫度約為85℃。本發(fā)明的傳送帶工作約280小時(shí)后破裂，而具有較高位線繩位置的傳送帶則小于150小時(shí)而失效，因此提高86％。
圖5示出本發(fā)明傳送帶的高溫耐用壽命。本發(fā)明傳送帶的高溫耐用性能顯著提高。高溫耐用性試驗(yàn)包括在三個(gè)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)皮帶輪，轉(zhuǎn)速約為13000r/min，總張力約為282磅，溫度約為250°F。本發(fā)明傳送帶工作約390小時(shí)失效，而具有標(biāo)準(zhǔn)線繩的傳送帶，操作250小時(shí)失效，因此提高56％。
圖8示出常規(guī)上部線繩結(jié)構(gòu)。上部線繩層C在重疊連接部分相連接。該重疊部分的一個(gè)端部重疊在下部分上，重疊長(zhǎng)度為OL。這種“高部位”重疊產(chǎn)生一個(gè)突出部，在傳送帶與后部從動(dòng)輪聯(lián)用的情況下，這種突出部在操作時(shí)將產(chǎn)生噪音。
圖9示出本發(fā)明傳送帶的上部線繩結(jié)構(gòu)。如本說(shuō)明中其它地方所述，層10疊置在交叉線繩層11上。D表示轉(zhuǎn)筒型芯如本文中其它地方所述。在制造期間，在該型芯上疊置形成傳送帶。層11的兩個(gè)端部11A和11B以對(duì)接方式連接和/或彼此縫合在一起。然而，在優(yōu)選實(shí)施例中，在制造期間，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(duì)端部11B上，在硫化期間，層10的材料因此可以流過(guò)該間隙，形成無(wú)縫的接頭。這種無(wú)縫接頭可以消除傳送帶在后部從動(dòng)輪上運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的任何噪部音。因此，在上部線繩層上留出間隙來(lái)制造傳送帶，這種方法優(yōu)于先有技術(shù)傳送帶的制造方法，在先有技術(shù)傳送帶中，在上部線繩層上的間隙在采用后部從動(dòng)輪時(shí)將產(chǎn)生噪音，因?yàn)橄扔屑夹g(shù)傳送帶需要更緊密地控制上部線繩層的端部。本發(fā)明傳送帶不需要將層11的端部準(zhǔn)確切開(kāi)和疊置，這樣也降低制造成本。
雖然前面已說(shuō)明本發(fā)明的一種形式，但是技術(shù)人員可以明顯看出，在部件的結(jié)構(gòu)和關(guān)系方面可以進(jìn)行改變而不超出本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種制造傳送帶的方法，包括以下步驟制造傳送帶型件，包括以下步驟在模制型芯上加上第一彈性層，該模制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(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在第三彈性層上加非織造纖維層的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括使用多肋條外形的步驟，該肋條具有肋條頂點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括將固化的傳送帶型件切成多個(gè)傳送帶的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在第一彈性層上填充纖維的步驟。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在第三材料層上填充纖維的步驟。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將肋條頂點(diǎn)到抗拉部件軸線的距離限定到-0.040-0.015英寸的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括只用橡膠形成第二彈性層的步驟。
全文摘要
本發(fā)明包括傳送帶，該傳送帶具有疊置在抗拉線繩上的層結(jié)構(gòu)。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。該上部線繩層在模制期間支承該抗拉線繩，由此可以相對(duì)于肋條頂點(diǎn)穩(wěn)定線繩面軸線的位置。這種結(jié)構(gòu)顯著減小了多肋條傳送帶中從抗拉線繩軸線到肋條頂點(diǎn)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(hào)F16G5/08GK1538089SQ20041004200
公開(kāi)日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2002年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月18日
發(fā)明者克雷格·科潘, 克雷格 科潘 申請(qǐng)人:蓋茨公司