CN102717443A - 带驱动突缘的切割带 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种用于切割致密聚合材料(例如天然或合成石材)的切割带,包括由柔性材料制成并具有内外圈表面的切割带主体。多个驱动突缘从内圈表面朝圈内方向探出,每个突缘具有一个切割带驱动表面,该驱动表面通常沿切割带主体的宽度布置。包含金刚石颗粒的多个磨料段部分地嵌入在切割带主体中,从而构成切割带主体的外表面的一部分。本发明了揭示了一种制造和使用所述切割带的方法。
Description
技术领域
本发明总体上涉及切割装置,特别涉及一种具有用于切割石材(包括地层中的石材)的连续的、可弯曲的带的装置,以及制造和使用这种切割装置的方法。
背景技术
已知的可以以机械方式去除硬质材料的可更换复合刀具(例如含有多晶金刚石成分或金刚石颗粒的刀具),可用于在采石场中切割石材,在矿山或油田中钻探岩石,采煤或开采其它天然材料,以及加工金属材料等。
石材切割装置常常包含压缩的复合磨料作为切削面。压缩复合磨料通常包含粘结为硬质团块的一团磨粒,通常为金刚石或立方氮化硼。这些磨料在高温和高压条件下制造,可用于各种切割、钻孔、碾磨和其它作业。一段压缩磨料上的金刚石尖端完成所需的研磨工作。
这些年来,人们开发了用于切割从地层中开采出的石材和其它硬质材料的各种装置。例如,费什(Fish)的美国专利第5,749,775号中描述了一种用于切割从地层中开采出的石材的金刚石带。这种切割带包括沿着带的长度延伸并通过驱动块中的孔的连续缆索、由弹性材料制成的主体、以及多个刚性段。刚性段和电缆通过注模工艺嵌入在主体中,刚性段具有稍稍从切割带主体上方探出的金刚石表面。
人们还开发了用于在采石场中切割和去除硬质天然石材的其它装置。费什(Fish)的美国专利第5,305,730号描述了一种带有软性、连续主体的石材切割带。该切割带具有多个切割段。每个切割段具有驱动块以及安装在驱动块顶端的承载块。承载块包括用于多晶金刚石刀具的齿槽,在该齿槽中一个切削齿通过例如银焊等方式被安装在齿槽上。连续电缆沿带的整个长度延伸,并通过驱动块中的孔。主体由弹性材料制成,切割段和电缆通过注模工艺嵌入在主体中。
研磨元件有时被使用在用于研磨光学部件(例如由塑料或玻璃构成的光学部件)的工具中。例如,爱林逊(Ellingson)的美国专利第5,891,206号描述了由金属粘结的研磨工具,该研磨工具带有结合到中央芯材部分的金属粘结超级研磨材料环形外缘,而芯材部分由不同于外缘材料的金属材料制成。该工具通过一次性烧结工艺制成,通过该工艺产生一种近似网状的研磨工具。
同样已知的还有线型切割工具。贝格兰德(Beglund)的美国专利第6,283,112号描述了一种具有一根丝和连接并支撑在丝上的多个切削件的连续切割锯组件。切削件在安装后连接到一个导向架,从而与锯结合。切削件浮动支撑在丝上,与驱动件结合工作。另外,斯万森(Svensson)的美国专利第6,021,773号揭示了一种线切割锯,这种线切割锯具有多个沿一条连续丝并间隔布置的切削件。
奥尔森(Olson)的美国专利第4,097,246号中讲授了一种制造锯石用研磨丝的方法。其改进的一个步骤在于通过使一个支撑构件的下部较小直径部分的向轴向探出的活动端发生变形,使该活动端扩大到与支撑构件的另一端相同的直径,从而把一块实心磨料附接到该支撑构件上,并由此把这块磨料夹住并锁固在两端中间。
用于精密研磨陶瓷和陶瓷复合材料的工具可能采用研磨元件。例如,拉玛纳斯(Ramanath)等人的美国专利第6,102,789号中描述了一种工具,该工具由附接到金属粘结磨料段的研磨外缘上的轮芯构成。研磨段和轮芯通过具有良好热稳定性的粘合剂彼此粘结到一起。
索科(Sowko)的美国专利第3,672,881号描述了一种制造粉末复合材料的方法。首先对一种金属粉末进行施压,与另一种预成型的已烧结金属成分接触并成形。然后把硬金属成分和金刚石段热压到一起,产生的成品的尺寸几乎没有变化。
侯纳尔(Hoerner)等人的美国专利第6,112,739号揭示了一种高速切割带,该切割带在其聚合物内缘上具有断续的缺口。缺口是很浅、很窄的切口,用于去除颗粒材料而不是驱动切割带。
切割带驱动装置可以在带的外部,或者至少是与带分离的部件。发明人为贝德(Bade)的美国专利申请公告第2010/0071681A1号揭示了一种石材切割装置的实施方式以及制造这种装置的方法,该石材切割装置包括至少一个与石材切割带结合的导轮,导轮与石材切割带结合并驱动石材切割带。发明人为马德瑞加里(Madrigali)的欧洲专利公告第0358112号揭示了一种切割带,该切割带在切削件之间有内部空间,切削件与驱动轮上的齿结合,并且每个切削件被独立限定并栓接到切割带上。
在其它现有技术中对皮带驱动机构进行了改进。萨凯(Sakai)的美国专利第4,758,107号揭示了打印机用卷筒纸进纸器中的一种皮带驱动机构,该进纸器具有防止同步皮带发生弯曲变形的装置。即,同步皮带由皮带外表面上与卷筒纸进纸器进给的卷筒纸的边缘穿孔啮合的针销驱动。康瑞德(Conrad)的美国专利第5,630,500号讲授了一种用于可逆式皮带机系统的主动啮合轨道轮和皮带,皮带的至少一个表面具有多个不对称凸出行和凸出列,形成能够与粘合到轨道轮的偏置配合轨道面结合的矩阵。
在现有技术中还包括使用一种连续槽,切割带在该连续槽中移动。例如,发明人为威森纳(Weisner)的欧洲专利申请第0527344号讲授了一种硬质石材切割机器的截盘,该截盘利用导槽和卷筒与金刚石片切割带结合。
今天,需要采石和/或切割混凝土的民用土建工程项目仍很重要。但是,现有技术中的石材切割装置不能良好地解决切割带在驱动轮上滑动的问题,这个一直存在的问题影响了效率,并因而影响了切割固体材料的任何商业作业的基本经济效益。切割带本身可能很昂贵,其滑动以及随后发生的卡住现象可能使切割带和驱动机构上的塑料件熔化,从而造成损坏。皮带滑动当然还存在安全问题,不论用户是雇员还是私营个体,这都是一个需要考虑的重要问题。因此,需要一种稳定、耐用的石材切割带,这种切割带应能够处理仍在地层中的石材,其工作速度应高于现有技术中的石材切割带的速度,并且具有更好的动力传递性能。
发明内容
本发明包括一种用于切割致密聚合材料(包括硬质和软质石材)的切割带的实施方式,以及制造和使用该切割带的方法。该切割带在制成圈状之后,在其内表面上包含向内部探出的突缘,并具有通常与切割带的主体呈横向布置的切割带驱动面。多个磨料段部分地嵌入切割带主体中,从而形成外表面。
更具体地说,该切割带由柔性材料制成,包括具有宽度和内外圈表面的切割带主体,以及从内圈表面向圈的内部探出的多个驱动突缘。每个驱动突缘包含用于驱动皮带的表面,该驱动表面基本上沿切割带主体的宽度布置。驱动突缘的宽度可以(但不一定必须)小于切割带的宽度。部分地嵌入切割带主体中的多个磨料段可包括金刚石颗粒,并探出切割带主体。一条或多条缆索可以基本上嵌入切割带主体中,以保持切割带的完整性和使切割带在绕一个轮(例如驱动轮或导轮)弯曲时保持弹性。在每个磨料段中可切出一个或多个孔,用于容纳缆索。柔性材料可覆在缆索上,并延伸到磨料段中和磨料段之间。切割带在其磨料段之间可具有断续凹槽,用于减小张力和提高柔韧性。
采用这种切割带的一个示范性系统包括与石材切割带结合的至少一个导轮。导轮的外圆周上包括能够接纳切割带驱动突缘的多个驱动凹槽,以便在导轮旋转时驱动切割带。导轮的外圆周可由弹性材料制成。可以通过加衬层的方式对现有导轮进行改造,以适应本发明。这种突缘-凹槽型驱动机构能够提高切割性能,因为它达到一定的切割速度所需的电流较小,并且允许采用更高的电流,而不会发生切割带打滑或损坏,因而导致了切割速度的提高。
用于制造这种切割带的一个示范性方法包括:把一种金属粉末与金刚石颗粒混合,形成均一的混合物;对该混合物进行冷压,形成一个或多个磨料段;使用一种定义出外圈表面和内圈表面的圈状模具;把磨料段置入该模具中,使每段的一部分与该模具的外圈齐平或高出外圈;把磨料段的一部分封入一种柔性材料中,从而产生切割带。该模具可定义出从内圈表面向圈的内部探出的多个驱动突缘,每个驱动突缘被模具定义为具有基本上沿切割带的宽度方向延伸的切割带驱动表面。另外,在一种实施方式中,一条或多条缆索被置入模具中,并且封装在柔性材料内。切割带可通过同时模铸和封装磨料段来制造,也可通过把各个磨料段串在一条或多条缆索上来制造。
一种使用这种切割带切割石材的示范性方法包括:按如上所述方式形成切割带,在驱动凸缘上施力,使切割带运动,从而使部分嵌入在切割带主体中的磨料段切割石材。
附图说明
图1是一种现有技术的截盘的侧视图,该截盘包括切割带系统的一种实施例的一部分;
图2是本发明所揭示的切割带的俯视透视图;
图3是图2中的切割带的仰视透视图;
图4是本发明所揭示的切割带的另一种实施例的俯视透视图;
图5是图4中的切割带的仰视透视图;
图6是图2和图3中的切割带部分地与导轮或驱动轮结合的透视图;
图7是用于与本发明所揭示的切割带结合的导轮衬层轮的透视图;
图8是图2和图3中的切割带的一段内圈表面的放大透视图;
图9是图2和图3的切割带的一段内圈表面的放大透视图,其中,驱动突缘具有另一种替换性的几何形状;
图10是图2和图3的切割带的一段内圈表面的放大透视图,其中,驱动突缘具有另一种替换性的几何形状;以及
图11是切割带的一段内圈表面的放大透视图,其中,传动带表面与带主体的宽度不是“基本上呈横向布置”。
具体实施方式
为了有助于更好地理解本发明的原理,下面将参照附图中所示的实施方式并使用特定语言来说明本发明。但业界技术人员应理解,对所示装置的修改和修饰以及本发明所揭示的原理的进一步应用不应限制权利要求中所定义的本发明的范围。
本发明揭示的内容涉及一种磨料切割带以及制造和使用该磨料切割带的方法。高磨蚀性带可用于切割石材,例如石灰石、大理石板、花岗石和珊瑚石、以及合成石材、沥青和混凝土(预制混凝土或钢筋混凝土)等。在权力要求中所用的石材一词包含上述的全部材料类型。
在本发明的一个应用中,本发明作为一个系统,包括一个用于在石材中开槽的截盘装置,如美国专利第4679541号和美国专利申请公告第2010/0071681A1号中所述。如图1所示,截盘10枢装在车辆主架上,在截盘10的两端安装有一对导轮11和12。截盘架13在两端支撑导轮11和12。通常,导轮11处于地上,并由安装在车辆中的适当装置驱动。与本发明相结合,导轮11和12中的一个或两个轮具有外圆周15,外圆周15带有多个驱动凹槽14。切割带20绕导轮11和12连续延伸,紧挨驱动凹槽14并与之结合,如下所述。
切割带20是连续柔性带,绕导轮11和12延伸,并由导轮11和12中的一个或两个驱动。如图2和图3所示,切割带20包括由聚氨酯或其它适当的塑料或柔性材料制成的柔性切割带主体22。切割带20的主体22包括宽度23、外圈表面24和内圈表面26。多个驱动突缘25从内圈表面26朝圈状切割带20的内部探出。每个驱动突缘25具有一个切割带驱动表面28,该表面28基本上沿切割带主体22的宽度23方向布置。驱动突缘25与导轮驱动凹槽14结合,从而使一个或两个导轮在旋转时驱动切割带。在本发明的一个示范性实施方式中,驱动突缘25的宽度小于切割带20的宽度,但在其它实施方式中不是这样。如下文详述,驱动突缘25和驱动凹槽14的形状可为各种几何形状,但不是包含连续槽的形状。
在一个实施方式中,贯穿切割带主体22的长度的一条或多条缆索27基本上嵌入在切割带20的主体22中。例如,如图2和图3所示,缆索27排成一排,至少部分地占据切割带主体22的宽度23。在一个示意性实施方式中,切割带20包括一条缆索27,该缆索在切割带20的长度方向缠绕多圈,从而形成多排。或者,多条缆索27也可以并排布置,每条缆索27贯穿切割带20的长度。缆索27可由高强度金属丝制成,例如镀锌钢或不锈钢航空钢索,但也可由适当的塑料、尼龙或其它材料制成。
每条缆索27沿切割带20的整个长度连续延伸。在另一种方式中,缆索的自由端可以与相邻缆索的另一个自由端接合起来,从而形成由多条缆索构成的一条连续缆索27。缆索27可具有统一的形状和截面,例如圆圈形状和截面。在某些情况下,异型缆索27可能更好。例如,在缆索的某个部分可能需要增大半径。在本发明中也考虑到了不连续形式的缆索(如果切割带有足够的工作强度)以及具有非圆形截面或不规则形状的缆索。
多个刚性磨料段30部分地嵌入在切割带20的主体22中。每个磨料段30可包含一个或多个孔32,缆索27可从这些孔穿过,从而把磨料段30与主体22连接起来。磨料段30可以按等距分布,并通过柔性主体22彼此连接且与缆索27连接,柔性主体22填充到磨料段30的孔32和各个刚性段30之间的间隔区域中。柔性主体22可以围绕缆索27,从而把缆索27与孔壁隔开,以防止缆索在切割带绕导轮运动并弯曲时发生磨损。切割带20的主体22上的磨料段30的具体尺寸可能与图中所示的有所差异。
切割带20可包括断续的切口或凹槽35,以便有效地向切割地点抽水,并在切割过程中帮助排出泥浆或其它碎屑。即使是在向切割场地抽水的情况下,切割带20也不会出现打滑现象。在此示意性实施方式中,在主体22的外圈表面24、主体22的侧面29、或同时在这两个面上可以切出凹槽35。对凹槽35和其尺寸的要求可能有所不同,这取决于具体应用以及被切割材料的类型。在一个实施方式中,凹槽35的形状为直线形,但是可以设想的是,它也可以是X形、人字形、或任何其它形状,或者这些形状的组合。
在切割地层中石材的大型采石场中,较大的原石块常常通过较大尺寸的切割带来切割,如图2和图3所示的切割带。
这些原石块的长度可达150英尺。可以使用图4和图5所示的较窄切割带40来把原石块切割为小块或石板。在一个示范性实施方式中,窄切割带40的横截面通常为倒V字形,切割带40上部的较大表面与被切割的石材或其它材料接触,在切割带内部贯穿有一条整体缆索27。
与驱动突缘25的精确几何形状对应,如图8中详示,切割带主体具有宽度101,由柔性材料制成,并具有外圈表面(未示出)和内圈表面102。多个驱动突缘103从内圈表面102朝切割带20的圈内探出。每个驱动突缘103有切割带驱动表面104,该表面基本上沿切割带主体102的宽度横向布置。这里和权利要求中所指的切割带驱动表面104“基本上横向”布置是指其几何形状使得当驱动表面受力时会导致切割带20沿回环方向连续运动。该回环方向由箭头105示出。
虽然图8所示的切割带驱动表面104为平面,但也可采用其它表面几何形状。特定几何形状的选择或突缘之间的间距可按美观原则确定。例如,图9和图10分别示出了V字形切割带驱动表面111和倒V字形切割带驱动表面121,但是它们仍沿切割带主体102“基本上横向”布置,因为在沿所需移动方向105对它们进行施力时,会使切割带20沿回环方向连续运动。与之相反的是,图11示出了相对于切割带的宽度不是“基本上横向”布置的表面131,因为在向该表面施加压力132时,会把切割带朝侧向推动,或者垂直于回环方向推动切割带。
当把所揭示的切割带作为一个系统实现时,需要使用至少一个导轮或驱动轮,该导轮或驱动轮带有可接纳切割带的驱动突缘的驱动凹槽(如图6所示),另外,还需要突缘25。
对于不具有接纳驱动突缘的凹槽的导轮,可以进行改造,以便与这种带突缘的切割带结合使用。进行这种改造的一个方法是使用图7所示的衬层60。衬层60的内侧探出突缘可与驱动轮(未示出)中的凹槽配合。
如果使用的是较窄的切割带40,那么衬层60的截面宽度可以较小。出于保持完整性目的,衬层60可在其内部带有缆索,例如与切割带20中的缆索类似的缆索。本发明可用在任何类型的带锯上,包括用于切割木料的改型链锯等手持装置。
下面说明制造本文中所揭示的切割带20的方法。首先说明如何形成磨料段30。磨料段30沿主体22按一定间隔布置。如图2和图3所示,主体22的外表面24占据磨料段30之间的间隙。在一个示意性实施方式中,磨料段30之间的间隔为三英寸。可以想见,在某些用途中,可能需要磨料段30之间的间隔更小,虽然这可能导致切割带20绕导轮11和12弯曲时比较困难;而在某些用途中,可以需要磨料段30之间的间隔较大。这些变化在本发明的范围之内。
在一个示范性实施方式中,从图2中的切割带的角度看,磨料段30稍稍探出主体22的侧面29和/或外圈表面24。磨料段30的这个外伸部分31(或者更准确地说,是探出磨料段30的交错布置)有助于在切割作业中消除切割带20的振动,并能平衡切割带20的部件的磨损。在某些实施方式中,外伸部分31可在磨料段30之间的不同侧面交替布置。还可以想见,磨料段30也可以具有仅探出切割带20的一侧的外伸部分31,外伸部分31也可以按不同的方式(对称或不对称)在切割带20的侧面交替布置。在一个实施方式中,磨料段30从切割带主体22的表面伸出1/16英寸。还可以想见,磨料段30可以是任何形状,包括但不仅限于L形或C形,并且每条切割带20可带有形状不同的磨料段30。窄带40的一个示范性实施方式采用0.406英寸宽的切割带,切割带上的磨料段30的宽度为0.530英寸;这些磨料段的高度为0.188英寸,磨料段高于窄带40主体顶端外表面0.092英寸。
磨料段30通过此项技术中已知的方法制造,例如通过把大量小金刚石颗粒或其它硬质切削材料与一种金属粉末(通常为软金属,用作填料)混合来制造。合适的硬质颗粒包括碳颗粒(例如金刚石,即天然、合成和多晶金刚石)、氮化物(即立方氮化硼)、碳化物和硼化物颗粒。至少一部分硬质颗粒是团状。金属粉末可以是钴、铜或锡粉等。
硬质金刚石颗粒具有研磨功能,可均匀或不均匀地分布在磨料段30中。使用可沿多个轴混合物料的转筒,能够获得更均一的混合效果。每个磨料段30中,硬质颗粒的体积含量通常为70%,更常见的是80%到90%,但是也有体积含量较低的应用,例如60%、50%、或40%等。在一个具体实施方式中,使用青铜作为填料,在磨料段30中均布金刚石(美国16-20目规格)颗粒。
然后,对这种硬质颗粒和填料混合物进行冷压(例如,采用80到200千牛压力),达到精确的重量和大致尺寸。在一个示范性实施方式中,在冷压后,把混合物置入具有能够容纳一根或多根缆索27的网孔尺寸的模具(例如碳模具或石墨模具)中,在磨料段30中形成孔32。然后把模具和混合物置于高温高压下进行热压,但不使其熔化,从而形成磨料段30。热压可在500℃到700℃左右温度范围和15MPa到48MPa压力范围内完成。根据现有技术可知,在对模具中的材料进行加压前,可以逐渐提高温度。在热压后,从磨料段30上拆除模具,然后使磨料段30冷却。
通过常规技术把磨料段30加工到所需尺寸,包括打磨和喷砂成型。可以在磨料段上粘结构成切割带20的主体22的材料,例如聚氨酯。磨料段30可以通过孔32“穿”到缆索27上。如果使用单条缆索27,可以通过磨料段30中的孔把缆索绕多圈。或者,如果缆索27有足够的强度,也可以使用多条缆索27,在这种情况中,缆索仅需在磨料段30的孔32中穿过一次。缆索27不必预张紧,但是也可以对其进行预张紧,例如采用1000磅左右的张紧力。缆索还可以涂有底涂层,以便使主体22的塑料材料粘结到缆索27上。
在一个示范性实施方式中,利用现有技术中已知的多段金属镶嵌材料把磨料段30安装到切割带20上。特别是,为了减少金刚石的用量,可以在磨料段30和切割带本体22之间采用多段非金刚石镶嵌材料。这种镶嵌材料可以是金属材料,也可以是非金属材料。一种示范性的多段镶嵌材料由硬质合金构成,例如烧结碳化钨、烧结碳化钽、烧结碳化钛、或它们的混合物。磨料段30和镶嵌段分别进行冷压,并一起置入模具中,然后进行热压,从而形成此实施方式中的成品磨料段30。在利用多段镶嵌材料的另一个实施方式中,磨料段30的制造方式可以不包括母材的熔融。
在切割带20的最终制造过程中,使用注塑模具(在一个实施方式中为铝制模具),一部分磨料段30和所有内部缆索27被封装到一种柔性材料中,从而形成切割带20。更具体地说,该模具为圈状,它定义出外圈表面和内圈表面。该模具进一步定义出从内圈表面向圈状模具内部探出的多个驱动突缘25。每个驱动突缘25被模具限定为具有一个切割带驱动表面104,该表面基本上沿切割带20的宽度方向布置。该模具优选具有多个孔,过多聚氨酯可通过这些孔流出,以便拆模。
缆索27和磨料段30在模具中的布置方式保证每个磨料段30的一部分与模具的外圈表面平齐。当磨料段30和缆索27被置入模具中后,模具的温度可以是150°F左右。然后,向模具填注用于制造切割带主体22的液体热固化聚氨酯或其它材料,以封装磨料段30和缆索27。柔性材料裹住缆索27并伸入磨料段30之内和之间。在注模过程中,聚氨酯可以渗入磨料段30中的孔32中,包住缆索27,并把磨料段30牢固地固定到缆索27上。然后可在280°F左右使切割带20固化。采用这种方式,磨料段30和缆索27被嵌入到主体22中。
在向模具注入弹性材料之后,该材料中的任何空气会以气泡的形式上浮到模具顶部,在该处,可以从切割带20上去除多余材料。根据现有技术可知,可使用计算机来控制此制造过程的各个环节。可以一次性制造出整条切割带20,在制造时不施加预张力。或者,也可以按每次一段的方式制造切割带20,并把每段“穿”到缆索27上,在制造时施加预张力。而且,如果内部缆索27未发生损坏,还可以对切割带进行修补。如果缆索27发生损坏,那么可通过首先烧掉聚氨酯然后进行必要修补的方式来完成修理。由于切割带部件的寿命很长,因此修理是值得的。
用于切割带主体22的材料可以是柔性材料,例如高弹性优质硫化橡胶材料,在使用曼尼希碱性固化剂固化后材料的硬度为80,具有良好撕裂强度、良好的抗磨性和优异的弯曲疲劳寿命。例如,某种弹性材料在低温时很软,-80℃(-62℃)时的扭转模量为10,000psi(703公斤/平方厘米),脆性温度为-130°F(-90℃)。该弹性材料优选具有以下数值范围内的特性:
特性 | 数值 |
Brookfield粘度,poise30℃ | 120-220 |
硬度,durometer A | 80 |
100%模量,psi(MPa) | 400(28) |
300%模量,psi(MPa) | 625(44) |
抗拉强度,psi(MPa) | 3000(211) |
比重 | 1.075 |
断裂时伸长率,% | 800 |
%NCO含量 | 2.65-2.95 |
本发明中的系统允许通过在构成驱动轮的导轮11上加装图7所示的衬层60来改造用于现有石材切割系统的带突缘25的切割带20。衬层可由两个或更多节构成,以便安装在导轮11上,它可由柔性材料制成,例如具有良好的低温柔软性、优异的抗磨性、良好的水解稳定性、以及良好的抗压缩变形性的弹性材料。特别是,在一个示范性实施方式中,衬层60所用的材料与切割带主体22的材料相同。在另一个实施方式中,采用通过常规手工和机械混合技术制备的聚醚基液态尿烷预聚物,当使用4,4-亚甲基-二[2-氯苯胺]或尿烷固化剂对其固化时,能够产生硬度范围为88-92的优质弹性材料。在一个实施方式中,用于衬层60的弹性材料具有以下数值范围内的特性:
特性 | 数值 |
Brookfield粘度,poise30℃ | 140-240 |
Brookfield粘度,poise100℃ | 4.0-6.0 |
硬度,durometer A | 90 |
100%模量,psi(MPa) | 1025(7.0) |
300%模量,psi(MPa) | 2000(13.8) |
抗拉强度,psi(MPa) | 4200(29.0) |
断裂时伸长率,% | 410 |
巴肖氏回弹率% | 45 |
比重25℃(77°F) | 1.10 |
可用异氰酸酯含量,% | 3.95-4.34 |
如上所示,本发明中揭示的切割带20可用于切割天然形成的致密聚合矿料或合成石材。用于这种应用的切割带20的一种示意性使用方法包括:首先按照本发明的说明以连续方式把切割带20套到一对轮上,其中,至少一个轮是导轮,在一个实施例中安装到一个截盘上。切割带20上的驱动突缘25与导轮或此处所述的衬层60的外圆周15上的驱动凹槽14结合。然后,把切割带20的外表面24的一部分放到待切割的石材上,并使切割带20运动,从而使部分嵌入在切割带20中的磨料段30通过摩擦来切割石材。这通常需要利用连接到截盘的一个驱动机构使切割带产生高速机械运动。可以在系统中内置传感器,以检测切割带20是否被卡住,如果被卡住,则应停止向驱动机构提供动力。
虽然本发明是通过上文的描述和附图来说明的,但这些说明和附图仅是示意性的,而不应视为构成对本发明的任何限制。应理解的是,在不脱离本发明的精神的前提下所做的任何修改和修饰应属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种石材切割带,包括:
圈状切割带本体,具有一定宽度,由柔性材料制成,并具有外圈表面和内圈表面;
多个驱动突缘,所述驱动突缘从内圈表面朝切割带主体的内部探出;
每个驱动突缘具有一个切割带驱动表面,所述表面基本上沿切割带主体的宽度布置;
部分地嵌入在切割带主体中的多个磨料段,其中:
每个磨料段构成切割带主体的外表面的一部分。
2.如权利要求1所示的石材切割带,其中切割带主体和多个驱动突缘分别具有宽度,且驱动突缘的宽度小于传动带的宽度。
3.如权利要求1所示的石材切割带,进一步包括基本上嵌入在切割带主体中的一条或多条缆索。
4.如权利要求1所示的石材切割带,其中,所述磨料段包括金刚石颗粒。
5.一种石材切割带系统,包括:
与石材切割带结合的至少一个导轮,所述石材切割带包括:
圈状切割带本体,具有一定宽度,由柔性材料制成,并具有外圈表面和内圈表面;
多个驱动突缘,所述驱动突缘从内圈表面朝切割带主体的内部探出;
每个驱动突缘具有一个切割带驱动表面,所述表面基本上沿切割带主体的宽度布置;
多个部分地嵌入在切割带主体中的磨料段,其中:
每个磨料段包含金刚石颗粒,以及
每个磨料段构成切割带主体的外表面的一部分;
导轮具有一个外圆周,外圆周具有能够接纳驱动突缘的多个驱动凹槽,从而在导轮旋转时驱动石材切割带。
6.如权利要求5所示的石材切割带系统,其中导轮的外圆周由弹性材料制成。
7.如权利要求5所示的石材切割带系统,进一步包括基本上嵌入在切割带主体中的一条或多条缆索。
8.一种制造石材切割带的方法,包括以下步骤:
把第一种金属粉末与金刚石颗粒混合,以形成混合物,并对该混合物进行冷压,以形成多个磨料段;
准备用于制造圈状切割带的模具;
模具限定出切割带的外圈表面和内圈表面;
模具限定出从内圈表面朝圈状切割带的内部探出的多个驱动突缘;
每个驱动突缘具有一个切割带驱动表面,所述表面基本上沿切割带的宽度布置;
把磨料段置入模具中,使每个磨料段的一部分与模具的外圈表面平齐;以及
把磨料段和缆索封入一种柔性材料中,从而产生石材切割带。
9.如权利要求8所述的方法,进一步包括下列步骤:
把一条或多条圈状缆索置入模具中;以及
把缆索封入柔性材料中。
10.一种石材切割方法,包括:
提供一种石材切割带,包括:
圈状切割带本体,具有一定宽度,由柔性材料制成,并具有外圈表面和内圈表面;
多个驱动突缘,所述驱动突缘从内圈表面朝切割带主体的内部探出;
每个驱动突缘具有一个切割带驱动表面,所述表面基本上沿切割带主体的宽度布置;
多个部分地嵌入在切割带主体中的磨料段,其中:
每个磨料段包含金刚石颗粒,以及
每个磨料段构成切割带主体的外表面的一部分;
把石材切割带的外圈表面的一部分放到待切割的石材上;以及
对驱动突缘施加压力,使切割带运动,从而使磨料段切割石材。
11.如权利要求10所述的方法,其中切割带主体具有基本上嵌入其中的一条或多条缆索。
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