劉冰，劉廣軍

（益陽(yáng)橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司，湖南 益陽(yáng) 413000）

鋼絲繩芯輸送帶平板硫化機(jī)生產(chǎn)線膠帶修補(bǔ)輔助裝置的研制及其方法

劉冰，劉廣軍

（益陽(yáng)橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司，湖南 益陽(yáng) 413000）

介紹一種鋼絲繩芯輸送帶平板硫化機(jī)生產(chǎn)線用輔機(jī)設(shè)備的開(kāi)發(fā)研制，膠帶修補(bǔ)輔助裝置及其方法。通過(guò)總結(jié)歸納實(shí)際生產(chǎn)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，研制出膠帶修補(bǔ)輔助裝置，對(duì)該設(shè)備的研制思路、使用方法做了詳細(xì)說(shuō)明。其中的兩項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)取得國(guó)家專利局的授權(quán)保護(hù)。

平板硫化機(jī)；方法；膠帶；修補(bǔ)

鋼絲繩芯輸送帶是以鋼絲繩為骨架的橡膠運(yùn)輸帶，由鋼絲繩和覆蓋橡膠層構(gòu)成。

鋼絲繩芯輸送帶常常用于礦山、碼頭、港口、冶煉等行業(yè)的需要長(zhǎng)距離、高速度、量大物料的輸送。

鋼絲繩芯輸送帶的結(jié)構(gòu)是中間一層鋼絲繩，鋼絲繩上面和下面分別附著一層膠帶，經(jīng)過(guò)平板硫化機(jī)主機(jī)硫化后形成為一個(gè)有機(jī)整體（見(jiàn)圖1）。

圖1 鋼絲繩芯輸送帶剖面圖

在主機(jī)硫化前，上下兩層生膠帶和中間的一層鋼絲繩需要先經(jīng)過(guò)成型車(chē)?yán)鋲侯A(yù)成型，初步形成一個(gè)為硫化做準(zhǔn)備的整體。然而，在經(jīng)過(guò)成型車(chē)?yán)鋲撼尚秃螅瑫?huì)出現(xiàn)因?yàn)樯z帶本身的缺陷或者冷壓成型時(shí)產(chǎn)生的缺陷等原因使硫化好后的膠帶存在缺肉、鼓包、漏鋼絲等缺陷。

如果在成型后、硫化前發(fā)現(xiàn)這些缺陷，并且及時(shí)采取相應(yīng)補(bǔ)救措施的話，那么就會(huì)避免或者減少膠帶在硫化好后的修帶或者多次重復(fù)修帶工作，從而提高平板硫化機(jī)生產(chǎn)線設(shè)備的生產(chǎn)效率和膠帶產(chǎn)品的質(zhì)量。

目前，鋼絲繩芯輸送帶生產(chǎn)中，膠帶的生產(chǎn)工藝路線A一般為：1錠子架提供帶張力的鋼絲—2生帶導(dǎo)開(kāi)—3成型車(chē)?yán)鋲侯A(yù)成型—4主機(jī)硫化成型—5拉帶機(jī)牽引—6硫化后修帶—7成品膠帶卷取（見(jiàn)圖2）。

圖2 膠帶生產(chǎn)工藝路線A

有瑕疵的膠帶還要進(jìn)行再修帶或者多次重復(fù)修帶工作：8成品膠帶導(dǎo)開(kāi)—9硫化后再修帶—10成品膠帶卷?。ㄒ?jiàn)圖3）。而這些都屬于硫化后的修帶，通常采用的是一種修帶硫化機(jī)，它包含兩個(gè)框板、上橫梁、下橫梁、上熱板、下熱板等，通過(guò)熱蒸氣、熱油等方式加熱上下熱板（修帶原理與主機(jī)硫化原理相似），來(lái)修補(bǔ)缺陷。

圖3 重復(fù)修帶流程

工藝路線A的生產(chǎn)方法，兩層半成品膠帶和鋼絲繩在成型車(chē)中冷壓預(yù)成型后直接進(jìn)入主機(jī)硫化成型，常常因?yàn)榘氤善纺z帶本身存在的缺陷、冷壓成型后產(chǎn)生的缺陷和不合理生產(chǎn)工序引起的缺陷，在經(jīng)過(guò)平板硫化機(jī)主機(jī)硫化后不能消除或者不能完全消除，或者經(jīng)過(guò)一次修帶、多次修帶后仍然不能夠消除，這樣就容易產(chǎn)生帶有缺陷的殘次品，甚至因?yàn)槟z帶的過(guò)度硫化而產(chǎn)生廢品。

瑕疵膠帶現(xiàn)存的解決方法，往往是在膠帶硫化后進(jìn)行修補(bǔ)工作（見(jiàn)圖2和圖3），屬于亡羊補(bǔ)牢的做法。但是如果在成型后、硫化前發(fā)現(xiàn)這些缺陷，并且及時(shí)采取措施的話，那么就會(huì)從根本上避免或者減少膠帶在硫化好后的修補(bǔ)工作。

因此，鋼絲繩芯輸送帶的工藝路線A可以修改為B：1錠子架提供帶張力的鋼絲—2生帶導(dǎo)開(kāi)—3成型車(chē)?yán)鋲侯A(yù)成型—11輔助修補(bǔ)—4主機(jī)硫化成型—5拉帶機(jī)牽引—7成品膠帶卷?。ㄒ?jiàn)圖4）。即在3成型車(chē)?yán)鋲侯A(yù)成型后、4主機(jī)硫化前增加一個(gè)新的11輔助修補(bǔ)的步驟，就減少了6硫化后修帶和8成品膠帶導(dǎo)開(kāi)—9硫化后再修帶—10成品膠帶卷取重復(fù)修帶的過(guò)程。

圖4 膠帶生產(chǎn)工藝路線B

工藝路線A到B的變化，涉及到了新增設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)11輔助修補(bǔ)的功能，同時(shí)意味著6硫化后修帶、8成品膠帶導(dǎo)開(kāi)、9硫化后再修帶、10成品膠帶卷取等功能相關(guān)設(shè)備的減少，從設(shè)備采購(gòu)的成本降低上和操作人員的數(shù)量減少上都得到了明顯有益的改善。

通過(guò)鋼絲繩芯輸送帶平板硫化機(jī)生產(chǎn)線的常規(guī)布置圖和基礎(chǔ)圖可知，下壓式主機(jī)和成型車(chē)通常都布置在地平面下的深坑內(nèi)，以DLB 1 800 mm×15 600 mm×1規(guī)格的生產(chǎn)線為例，成型車(chē)就被設(shè)置于一個(gè)深2 500 mm、寬4 350 mm、長(zhǎng) 36 600 mm的地坑內(nèi)，膠帶距離地面高度為1 300 mm，膠帶成自然狀態(tài)，有一定的弧度。而下壓式主機(jī)被設(shè)置在另外一個(gè)地坑內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)工藝路線B的目的，我們需要在成型車(chē)和主機(jī)之間增加一個(gè)能夠往返運(yùn)動(dòng)的輔助設(shè)備，還要保證既不能影響成型車(chē)的使用，又要實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)目的。而最終設(shè)計(jì)目的是提供一種冷壓成型后、主機(jī)硫化前輔助修補(bǔ)的鋼絲繩芯輸送帶生產(chǎn)線膠帶修補(bǔ)輔助裝置。

成型車(chē)的工作模式：為主機(jī)硫化膠帶做前期準(zhǔn)備工作，成型車(chē)會(huì)進(jìn)行一段膠帶又一段膠帶式的連續(xù)的膠帶冷壓預(yù)成型工作。

主機(jī)的工作模式：成型車(chē)?yán)鋲侯A(yù)成型后的一定長(zhǎng)度為L(zhǎng)的膠帶，被拉帶機(jī)牽引進(jìn)入主機(jī)的上、下熱板之間，合模，保壓硫化到工藝要求的額定時(shí)間t，開(kāi)模，硫化后的膠帶再被拉帶機(jī)牽拉出熱板，同時(shí)上、下熱板之間又進(jìn)入另一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的預(yù)成型后的膠帶，即完成一次硫化。然后重復(fù)循環(huán)進(jìn)行硫化工作。

綜上，輔助裝置的設(shè)計(jì)至少需要滿足以下基本特征：

（1） 至少包括一套驅(qū)動(dòng)行走裝置，能夠滿足往返運(yùn)動(dòng)，速度還要匹配成型車(chē)。

（2） 隨時(shí)能夠在需要的時(shí)候靜止以滿足修補(bǔ)的功能。

（3） 設(shè)有一個(gè)平臺(tái)，能夠滿足修補(bǔ)鋼絲繩芯上層膠帶。

（4） 設(shè)有一個(gè)平臺(tái)，能夠滿足修補(bǔ)鋼絲繩芯下層膠帶。

（5） 需要設(shè)置一套或兩套托輥。

仍然以鋼絲繩芯輸送帶平板硫化機(jī)生產(chǎn)線規(guī)格DLB 1 800 mm×15 600 mm×1為例，技術(shù)協(xié)議要求的成型車(chē)和硫化主機(jī)具體參數(shù)如下。

1 帶切邊膠成型車(chē)

（1）電加熱直邊切刀數(shù)量 4把

（2）冷壓平板最大規(guī)格 1 350 mm×1 800 mm

（3）冷壓油缸 2×Φ600 mm

（4）冷壓油缸行程 280 mm

（5）液壓系統(tǒng)工作壓力 8～22 MPa

（6）冷壓成型最大壓強(qiáng) 1.5～5 MPa

（7）大車(chē)行走速度 V=6 m/min，

定位精度＜10 mm

（8）鋼絲繩芯上膠片卷最大直徑 D=1 500 mm

（9）鋼絲繩芯下膠片卷最大直徑 D=1 200 mm

（10）鋼絲繩芯膠片卷最大寬度 B=1 700 mm

（11）膠片導(dǎo)開(kāi)方杠尺寸 □80 mm×80 mm

（12）墊布卷取最大直徑 D=600 mm

（13）墊布卷取最大寬度 B=1 800 mm

（14）墊布卷取軸方杠尺寸 □45 mm×45 mm

（15）橫向移動(dòng)導(dǎo)開(kāi)卷小車(chē)速度 6 m/min

（16）膠帶防粘板措施 聚四氟乙烯

（17）芯膠電加熱裝置：冬季用熱風(fēng)對(duì)鋼絲繩上、下芯膠表面進(jìn)行加熱，熱風(fēng)溫度80℃左右，其它時(shí)間不用時(shí)可移走。

2 主硫化機(jī)

（1）結(jié)構(gòu)形式 框式單層油壓上行程

（2）熱板規(guī)格 1 800 mm×15 600 mm×90 mm

（3）硫化最大膠帶寬度 1 600 mm

（4）硫化厚度 6～40 mm

（5）公稱總壓力 112.32 MN

（6）熱板單位面積壓力 4 MPa

（7）柱塞最大行程 360 mm

（8）柱塞直徑 Φ600 mm

（9）柱塞數(shù)量 20個(gè)

（10）液壓系統(tǒng)最大工作壓力 20 MPa

（11）高低壓切換壓力值 2.5 MPa

（12）熱板上升速度 1 000 mm/min

（13）熱板下降 回拉缸

（14）熱板最高工作溫度 170 ℃，溫差≤±2 ℃

（15）熱板工作表面粗糙度 Ra≤1.6 μm，壓鉛

精度≤0.4 mm

（16）熱板冷端 300 mm（前端/后端）

（17）蒸汽壓力 0.8 MPa

（18）上熱板工作面距地面高度 1 300 mm

其中1 800 mm是主機(jī)熱板的寬度，15 600 mm是主機(jī)熱板的長(zhǎng)度；其中成型車(chē)的冷壓板尺寸長(zhǎng)為1.8 m、寬為1 m（具體設(shè)計(jì)尺寸）。

主機(jī)硫化膠帶，假設(shè)工藝要求硫化時(shí)間t為30 min，即主機(jī)合模后保壓到開(kāi)模的時(shí)間為30 min，在這30 min的時(shí)間中，成型車(chē)至少需要冷壓成型15 m的生膠帶為下一次的主機(jī)硫化做準(zhǔn)備，而成型車(chē)的冷壓板尺寸寬為1 m，那么成型車(chē)就需要將膠帶連續(xù)的進(jìn)行15次的冷壓成型工作才能完成一次主機(jī)硫化的準(zhǔn)備工作。

根據(jù)設(shè)計(jì)目的，輔助修補(bǔ)裝置需要在冷壓預(yù)成型后、硫化前這段時(shí)間工作，根據(jù)成型車(chē)和主機(jī)的工作特點(diǎn)，該裝置既可以隨著成型車(chē)一起工作，又可以在成型車(chē)工作停止后工作，兩種工藝模式都可以滿足實(shí)際需要。

根據(jù)圖2和圖4可知，主機(jī)硫化在后，成型車(chē)?yán)鋲撼尚驮谇埃o助修補(bǔ)的設(shè)備在中間。當(dāng)成型車(chē)開(kāi)始工作（見(jiàn)圖5），即從地坑的A端往B端移動(dòng)且進(jìn)行冷壓成型膠帶的時(shí)候，輔助修補(bǔ)裝置即可開(kāi)始工作。

圖5 修帶輔助車(chē)工作示意圖

具體方法是：兩個(gè)人分別站在輔助修帶設(shè)備上的高平臺(tái)和低平臺(tái)上，分別負(fù)責(zé)上層膠帶和下層膠帶；也可以一個(gè)人先站在高平臺(tái)上檢查修補(bǔ)完上層膠帶后，再去低平臺(tái)上檢查修補(bǔ)下層膠帶；若膠帶過(guò)寬，也可以兩個(gè)人分別站在膠帶寬度方向的兩側(cè)，同時(shí)負(fù)責(zé)上層膠帶或下層膠帶。通過(guò)控制腳踏開(kāi)關(guān)根據(jù)實(shí)際需要來(lái)操作設(shè)備的移動(dòng)和停止。

在高平臺(tái)上人工檢查上層膠帶的上表面，在低平臺(tái)上人工檢查下層膠帶的下表面。如果膠帶的上、下表面有凹坑、漏鋼絲等缺肉的現(xiàn)象時(shí)，根據(jù)缺肉的面積多少和形狀，人工割備用膠成不同的形狀如長(zhǎng)條形、圓形、方形等粘貼在相應(yīng)的缺肉處；如果膠帶的表面有大的鼓泡現(xiàn)象時(shí)，根據(jù)鼓泡的大小范圍人工尖刺或割裂排氣……總之，根據(jù)缺陷的具體表現(xiàn)形式采取針對(duì)性的方法來(lái)消除。

綜上，為了滿足設(shè)計(jì)目的，需要滿足以下具體特征（見(jiàn)圖6、圖7）：

它包括由行走驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)的機(jī)體，機(jī)體上設(shè)有下平臺(tái)，下平臺(tái)上設(shè)有上平臺(tái)，機(jī)體四周設(shè)有安裝在下平臺(tái)上的立柱，立柱上設(shè)有安裝在機(jī)體兩側(cè)可沿膠帶長(zhǎng)度方向轉(zhuǎn)動(dòng)的托輥，行走驅(qū)動(dòng)裝置包括安裝在機(jī)體上的動(dòng)力，動(dòng)力通過(guò)皮帶與安裝在機(jī)體底部驅(qū)動(dòng)輪連接，上平臺(tái)和下平臺(tái)上設(shè)有控制動(dòng)力的雙聯(lián)腳踏開(kāi)關(guān)，上平臺(tái)、下平臺(tái)兩側(cè)均安裝有安全扶手，上平臺(tái)與下平臺(tái)之間設(shè)有行走臺(tái)階，機(jī)體運(yùn)動(dòng)方向的兩端設(shè)有緩沖器。

圖6 主視圖

圖7 右視圖

由于采用上述技術(shù)方案，較好地實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目的。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少或消除了主機(jī)硫化后仍然存在的缺陷，優(yōu)化了膠帶生產(chǎn)的工藝，避免了因?yàn)槎啻涡迬Мa(chǎn)生的過(guò)度硫化，減少了修帶設(shè)備的浪費(fèi)，節(jié)約了人力成本，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

其中的兩項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)取得國(guó)家專利局的授權(quán)保護(hù)。授權(quán)專利名稱：鋼絲繩輸送帶生產(chǎn)線膠帶修補(bǔ)輔助裝置、膠帶強(qiáng)制糾偏裝置。

下面結(jié)合圖及具體實(shí)施方法對(duì)本裝置作進(jìn)一步說(shuō)明。

成型車(chē)在主機(jī)硫化膠帶的時(shí)候，會(huì)進(jìn)行一段膠帶又一段膠帶式的連續(xù)的膠帶的冷壓成型工作，在成型車(chē)工作或者工作停止的時(shí)候，本裝置開(kāi)始工作：兩組托輥托著膠帶，操作者通過(guò)雙聯(lián)腳踏開(kāi)關(guān)控制動(dòng)力帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪沿地坑內(nèi)成型車(chē)軌道移動(dòng)，操作者站在上平臺(tái)上檢查冷壓成型膠帶的上表面，另一個(gè)操作員站在下平臺(tái)上檢查冷壓成型膠帶的下表面。如果發(fā)現(xiàn)缺陷的話，踩雙聯(lián)腳踏開(kāi)關(guān)使驅(qū)動(dòng)輪停止移動(dòng)，對(duì)相關(guān)缺陷進(jìn)行對(duì)應(yīng)的修補(bǔ)操作。

如果膠帶的上、下表面有凹坑、漏鋼絲等缺肉的現(xiàn)象時(shí)，根據(jù)缺肉的面積多少和形狀人工割備用膠成不同的形狀如長(zhǎng)條形、圓形、方形等粘貼在相應(yīng)的缺肉處；如果膠帶的表面有大的鼓泡現(xiàn)象時(shí)，根據(jù)鼓泡的大小和范圍采取人工尖刺或割裂排氣。根據(jù)缺陷的多少，在主機(jī)硫化的時(shí)間t里可以多次的往返移動(dòng)處理。

實(shí)際生產(chǎn)中可以根據(jù)人力的多少以及缺陷的多少，靈活選用各種方法。

采取了以上這些冷壓成型后、主機(jī)硫化前的輔助修帶措施后，再經(jīng)過(guò)主機(jī)的硫化，因?yàn)槟z料在主機(jī)硫化時(shí)的特定溫度和特定壓力條件下有流動(dòng)性，缺肉和鼓泡等缺陷在主機(jī)硫化時(shí)即實(shí)現(xiàn)了修復(fù)，相當(dāng)于主機(jī)硫化的30 min時(shí)間里主機(jī)不但做了硫化的工作，也同時(shí)額外完成了硫化后的修帶工作。

膠帶修補(bǔ)輔助裝置及其方法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)膠帶生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有主機(jī)硫化前修帶方法和設(shè)備的缺陷，把硫化前的缺陷及時(shí)消除和減少，優(yōu)化了膠帶的生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。減少了修帶設(shè)備的浪費(fèi)，節(jié)約了人力成本。

Study and methods of rubber belt repair auxiliary for steel-cord conveyer belt press production line

Study and methods of rubber belt repair auxiliary for steel-cord conveyer belt press production line

Liu Bing, Liu Guangjun
(Yiyang Rubber & Plastics Machinery Group Co., LTD., Yiyang, 413000, Hunan, china)

A brief introduction of rubber belt repair auxiliary device - a kind of auxiliary machine of steel cord conveyer belt press . Summarize the problems which often appear in the process of real production, further analyzed and developed the rubber belt repair auxiliary device. There will be a detailed description about the developing thinking and usage method in the article. Two important techniques have attained the authority and protection of Chinese National Patent Bureau.

press production line; method; rubber belt; repair

TQ336.2

1009-797X（2016）19-0046-05

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.19.007

（R-01）

劉冰（1985-），男，工程師，畢業(yè)于河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，雙學(xué)士學(xué)位，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作，已發(fā)表論文多篇，獲批國(guó)家專利授權(quán)多項(xiàng)。

2016-06-01