CN112196948A - 一种离合式传动切边v带及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请首先提供一种离合传动切边V带，其特征在于：包括从上到下依次排布的顶布层、纤维橡胶层A、缓冲层A、强力层、缓冲层B、帘布层及纤维橡胶层B，其中纤维橡胶层A与纤维橡胶层B为同种材质，缓冲层A与缓冲层B为同种材质，所述纤维橡胶层B远离其他层的面上有均布的传动齿。本申请还提供了一种离合传动切边V带的制造方法。本申请的V带方案可以保证产品的横向刚性和纵向柔性，降低离合传动切边V带在运行中的生热温度、提高反向曲挠性能，提供更高的抗拉强度，抗冲击负荷，运行中不伸长、不收缩，张紧轮松开时保证离合传动切边V带迅速脱离带轮；为微耕机在复杂操作作业提供有效的动力输出和安全保证。

Description

一种离合式传动切边V带及其制造方法

技术领域

本申请涉及传动用橡胶技术领域，具体涉及一种离合式传动切边V带及其制造方法。

背景技术

离合式传动用切边V带是微型耕种机、开沟机等农业机械的重要传动部件，此传动部件及作为离合使用，又有传递动力的作用。发动机动力通过传动带传递到变速箱，用张紧传动带的方式来实现动力离合，因设计紧凑，使用的条件比较恶劣，环境温度高，使用过程中要求离合传动带具有较强的抗拉强度，不能有伸长和收缩变化，较大的横向刚性和耐磨性，较高的耐热、反向屈挠疲劳性能优，动力传动稳定等特点。传统的切边V带已无法满足与之相应的性能要求。

发明内容

(一)技术问题

1.现有技术中的V带结构不能满足上述工况要求；

2.现有技术中的V带中的橡胶层的成份配方及制造工艺无法达到抗拉强度高、变形率低、横向刚度大、耐磨性好、反向屈挠疲劳性能优等特点。

为解决上述技术问题，本申请人提出一种新的离合式传动V带及其制造方法。本申请目的是提供一种新的离合式传动用切边式V带制备工艺，主要包括各功能橡胶层的配方及制备工艺，在保证较低制备成本的同时，此传动部件及作为离合使用，又有传递动力作用的切边式V带的制备。

(二)技术方案

本申请首先提供一种离合传动切边V带，其特征在于：包括从上到下依次排布的顶布层、纤维橡胶层A、缓冲层A、强力层、缓冲层B、帘布层及纤维橡胶层B，其中纤维橡胶层A与纤维橡胶层B为同种材质，缓冲层A与缓冲层B为同种材质，所述纤维橡胶层B远离其他层的面上有均布的传动齿。

进一步地，传动齿高3.3±0.1mm，齿底角35°，传动齿间距6.6±0.1mm。

进一步地，顶布选用3*3涤棉广角布。

进一步地，强力层的材质为芳纶线绳。

就各橡胶层的成份而言，

优选地，本申请的离合传动切边V带纤维橡胶层的成份包括：氯丁橡胶70～130质量份、芳纶短纤维7～13质量份、氧化镁1～7质量份、橡胶促进剂0.5～2质量份、硬脂酸0.5～3质量份、硫化剂1～4质量份、防老剂0.5～5质量份、粘合剂1～5质量份、炭黑30～100质量份、白炭黑2～8质量份、硅粉14～26质量份、氧化锌2～8质量份、芳烃油3～9质量份、古马隆树脂2～8质量份。

类似地，本申请的离合传动切边V带缓冲橡胶层的成份包括：氯丁橡胶70～130质量份、芳纶短纤维1～5质量份、氧化镁1～7质量份、橡胶促进剂0.5～2质量份、硬脂酸0.5～3质量份、硫化剂0.5～3质量份、防老剂0.5～2质量份、粘合剂2～8质量份、炭黑30～60质量份、白炭黑10～20质量份、硅粉7～13质量份、氧化锌2～8质量份、芳烃油3～9质量份、古马隆树脂3～7质量份。

类似地，本申请的离合传动切边V带擦布橡胶层的成份包括：氯丁橡胶70～130质量份、氧化镁1～7质量份、橡胶促进剂0.5～3质量份、硬脂酸0.5～3质量份、硫化剂0.5～2.5质量份、防老剂1.5～4质量份、粘合剂2～8质量份、炭黑15～40质量份、白炭黑7～13质量份、硅粉7～13质量份、氧化锌2～8质量份、芳烃油4～11质量份、古马隆树脂2～8质量份。

本申请还提供一种离合式传动切边V带的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)出片拼接，纤维胶采用3辊压延出片机，厚度误差控制到±0.05mm以内，保证纤维按压延方向定向排列，通过拼接机将纤维胶片进行裁断90°，转向拼接，完成纤维取向；

(2)成型，采用传动带单鼓成型机成型橡胶层；

(3)硫化，采用自动温度控制硫化罐硫化，饱和蒸汽加热，饱和蒸汽压力控制误差在0.01MPa；

(4)切割，使用PLC控制双辊自动切割机，PLC控制宽度误差0.1mm以内，切割宽度均匀一致；

(5)打磨，采用针式磨轮，打磨角度对称。

(三)有益效果

本发明所提供的离合传动切边V带制备工艺、配方、结构、齿形，在离合传动切边V带中铺设帘子布减少纤维底胶用量、在纤维胶中使用芳纶短纤维可以保证产品的横向刚性和纵向柔性，降低离合传动切边V带在运行中的生热温度、提高反向曲挠性能。使用芳纶线绳可以为离合传动切边V带提供更高的抗拉强度，抗冲击负荷，运行中不伸长、不收缩，张紧轮松开时保证离合传动切边V带迅速脱离带轮；为微耕机在复杂操作作业提供有效的动力输出和安全保证。目前研制的微耕机用离合传动切边V带已进行批量生产；因而具有较好的实用价值和一定的推广应用意义。

附图说明

图1为本申请的分层结构示意图；

图2为本申请的齿形示意图。

附图标记：

1.顶布

2.纤维橡胶层

3.缓冲橡胶层

4.强力层

5.帘布层

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

如图1-2所示，本申请的设计内容如下

(一)结构设计

1.带体结构设计

离合传动用切边V带是采用摩擦传动方式，作业操作复杂多变，因此对离合传动用切边V带的总体要求如下：具有良好的横向刚性和耐磨性能；具有很好的耐反向屈挠性能；不伸长、不收缩；耐较高的抗冲击负荷性能和较大的抗拉强度；在强力层下铺设帘布层。优点是耐屈挠、横向刚性大；同时减少底纤维胶的用量，可以降低带体运行过程中生热性能。

其结构为：顶布、纤维胶、缓冲层、强力层、帘布层组成。

具体而言，根据本申请的一种离合传动切边V带，其特征在于：包括从上到下依次排布的顶布层、纤维橡胶层A、缓冲层A、强力层、缓冲层B、帘布层及纤维橡胶层B，其中纤维橡胶层A与纤维橡胶层B为同种材质，缓冲层A与缓冲层B为同种材质，所述纤维橡胶层B远离其他层的面上有均布的传动齿。

2.齿形设计

根据离合传动用切边V带使用条件、工况；设计齿形、深度、齿底角度，具体数据为：传动齿高3.3±0.1mm，齿底角35°，传动齿间距6.6±0.1mm。

(二)主体材料选用

1.顶布

离合传动用切边V带运行过程中有反向压带轮，上顶面采用耐磨、耐曲挠综合性能比较好的广角布；生产中可以使用江苏泰州泰帆工业用布有限公司生产的3*3涤棉广角布。即

进一步地，顶布选用3*3涤棉广角布。

2.强力层

离合传动用切边V带的使用条件和传动原理要求比较严格，当张紧轮处于张紧状态时作为传动动力使用，张紧轮处于松弛状态时作为离合使用，因此强力层材质的选择尤为重要。常用的材质有聚酯、芳纶、玻璃纤维等。聚酯线绳拉伸强度高、初始模量小，有一等的伸长与收缩特性，适用于传动负荷要求低的部位；玻璃纤维拉伸强度高、模量大、耐热性能和尺寸稳定性好，但脆性大、不耐屈挠，特别是抗冲击稳定性差，因此不适合离合传动切边V带反向曲挠、频繁高冲击启动的使用工况。

根据微耕机动力传动设计特点：要求传动带抗拉强度高，不伸长不收缩，张紧轮松开时传动带能迅速脱离带轮的特性，选择芳纶线绳，在强力层下铺设帘布层。优点是耐屈挠、横向刚性大；保证离合传动切边V带在运行过程中因横向刚性不足而发生带体凹陷变形，侧翻；同时减少纤维底胶的用量，降低带体运行过程中生热性能。即

进一步地，强力层的材质为芳纶线绳。

(三)配方设计

1.主体材料的选用

由于使用在转速高、结构紧凑部位，传动带一般选用带体截面积小的传动V带，由于带体截面积小，传动负载大，带体生热高，主体材料使用耐热性能较好的氯丁胶。

2.硫化体系

采用金属氧化物硫化体系硫化，使用氧化锌、氧化镁体系，这种配比可使加工安全性和硫化速度取得平衡，并且硫化平坦，耐热性好，耐热氧老化性好。

3.防护体系

引起离合用传动切边V带使用过程中老化的外部因素主要有：热、光、氧等，为了防止以上外部因素导致氯丁橡胶老化在配方中添加适当的防老剂，选用无污染二苯胺类防老剂ODA和和对苯二胺类防老剂4010Na并用。

4.补强体系

为满足配方的耐磨性、撕裂强度、拉伸强度、横向刚性、反向曲挠性能的要求，选用粒子表面光滑、结构高、易分散的N550和N774炭黑并用，并在配方中加入芳纶短纤维，将短纤维的刚性和氯丁橡胶的柔性结合在一起，使胶料保持高弹性，又提高模量、横向刚性、耐磨性；保证硫化胶弹性高、生热低、横向刚性高、动态性能好。

设计正交试验确定V带的三个部件的配方及物理性能、老化性能如表1：

表1

实际使用中，可得到三大胶层的优选成份配比：

优选地，本申请的离合传动切边V带纤维橡胶层的成份包括：氯丁橡胶70～130质量份、芳纶短纤维7～13质量份、氧化镁1～7质量份、橡胶促进剂0.5～2质量份、硬脂酸0.5～3质量份、硫化剂1～4质量份、防老剂0.5～5质量份、粘合剂1～5质量份、炭黑30～100质量份、白炭黑2～8质量份、硅粉14～26质量份、氧化锌2～8质量份、芳烃油3～9质量份、古马隆树脂2～8质量份。

类似地，本申请的离合传动切边V带缓冲橡胶层的成份包括：氯丁橡胶70～130质量份、芳纶短纤维1～5质量份、氧化镁1～7质量份、橡胶促进剂0.5～2质量份、硬脂酸0.5～3质量份、硫化剂0.5～3质量份、防老剂0.5～2质量份、粘合剂2～8质量份、炭黑30～60质量份、白炭黑10～20质量份、硅粉7～13质量份、氧化锌2～8质量份、芳烃油3～9质量份、古马隆树脂3～7质量份。

类似地，本申请的离合传动切边V带擦布橡胶层的成份包括：氯丁橡胶70～130质量份、氧化镁1～7质量份、橡胶促进剂0.5～3质量份、硬脂酸0.5～3质量份、硫化剂0.5～2.5质量份、防老剂1.5～4质量份、粘合剂2～8质量份、炭黑15～40质量份、白炭黑7～13质量份、硅粉7～13质量份、氧化锌2～8质量份、芳烃油4～11质量份、古马隆树脂2～8质量份。

最佳地，本申请的离合传动切边V带纤维橡胶层的成份包括：

100质量份氯丁胶CR1211、

10质量份芳纶短纤维、

4质量份氧化镁、

1质量份橡胶促进剂DM、

2质量份防老剂ODA、

1.5质量份硬脂酸、

2质量份硫化剂、

1质量份防老剂4010na、

3质量份粘合剂LP-1080、

35质量份炭黑N550、

30质量份炭黑N774、

5质量份白色炭黑、

20质量份硅粉、

5质量份氧化锌、

6质量份芳烃油、

5质量份古马隆树脂。

最佳地，本申请的离合传动切边V带缓冲橡胶层的成份包括：

100质量份氯丁胶CR1211、

3质量份芳纶短纤维、

4质量份氧化镁、

1质量份橡胶促进剂DM、

1质量份防老剂ODA、

1.3质量份硬脂酸、

1.5质量份硫化剂、

0.8质量份防老剂4010na、

5质量份粘合剂LP-1080、

45质量份炭黑N550、

15质量份白色炭黑、

10质量份硅粉、

5质量份氧化锌、

6质量份芳烃油、

4质量份古马隆树脂。

最佳地，本申请的离合传动切边V带擦布橡胶层的成份包括：

100质量份氯丁胶CR1211、

4质量份氧化镁、

1.5质量份橡胶促进剂DM、

1.5质量份防老剂ODA、

1.5质量份硬脂酸、

1.3质量份硫化剂、

0.8质量份防老剂4010na、

5质量份粘合剂LP-1080、

25质量份炭黑N550、

10质量份白色炭黑、

10质量份硅粉、

5质量份氧化锌、

7质量份芳烃油、

5质量份古马隆树脂。

(四)生产工艺

如前述的离合式传动切边V带的制造方法，主要分为以下步骤：

1.出片拼接

纤维胶采用3辊压延出片机，厚度误差控制到±0.05mm以内。纤维底胶经过压延出片，纤维可以按压延方向定向排列。通过拼接机将纤维胶片进行裁断90°，转向拼接，完成纤维取向。

1.1裁断：胶卷拼接前，应裁平胶片端部；胶片裁断宽度和接缝处两胶片的错开宽度按工艺参数执行。每拼一块应在胶片接缝处压实，以免胶片卷边、离缝，接缝处允许胶片错开公差为≤5mm，不同的回料应放在不同的回料筐内。

1.2卷取：拼接好的胶片，接缝应光滑、无脱开，两端应对齐；拼接好的胶片应平整地卷入木芯中，放在指定区域的料架上。

2.成型

离合传动切边V带采用传动带单鼓成型机。该设备优点线绳张力稳定，排线均匀，压辊压力可调，采用光模反成型工艺，优点成型线绳张力大，线绳位置稳定，反向曲饶性能优，V带尺寸稳定。

2.1装模具：将使用的模具吊放在成型机上，将两端孔径与成型机两边顶针对准点动气缸锁紧，均匀涂刷适量脱模剂。

2.2上底胶：按工艺要求，引纤维胶紧贴于模具，缠绕过程中使用成型机压辊压平，层数要足圈。

2.3贴底缓冲：引缓冲胶紧贴纤维胶层，错开纤维胶搭头处50mm以上，按要求层数缠绕，接头为搭接，搭头要平整，搭头宽度3～5mm。采用专用工具裁断，然后用花辊或成型压辊压实、压牢、不准打褶。

2.4排线：引线绳缠绕于缓冲胶伸张层表面，按规定张力缠绕，排线时距模具两端3～5mm,且一次性排完不准随意停机，如停机线绳张力不准卸掉，排线到位后将线绳压在相邻2根边绳下边，压紧、压实后剪断，线头长度不大于3～5mm，应保证线绳缠绕均匀。

2.5贴上缓冲：引缓冲胶紧贴于线绳表面，按规定层数缠绕后采用专用工具裁断，不能划伤线绳。搭头用成型花辊压实、压牢、不准打褶，其宽度为3～5mm。

2.6贴伸张层胶：引纤维胶紧贴缓冲胶表面，错开缓冲胶搭头处50mm以上，按要求层数或厚度缠绕，不准打褶，接头处为对接，用直尺和刀子直裁整齐，不允许搭头重叠或缺损，深度以割透搭接处上层胶为好，用花辊压实。

3.硫化

离合传动切边V带采用自动温度控制硫化罐硫化，饱和蒸汽加热，饱和蒸汽压力控制误差在0.01MPa。有效的保证硫化温度。

3.1胶套预热：按要求核对带坯规格型号，检查带坯是否符合要求，选用适合的胶套。胶套在使用前应进外压蒸汽预热5min,以胶套高于产品模具5～15mm为准，当长时间预热后高度仍低于模具的胶套作报废处理，不得进行硫化。在胶套内壁均匀喷涂隔离剂，胶套的内周长大于带筒外周长10～15mm。

3.2装罐：先将预热好的胶套放入罐内，再将成型好的带坯缓慢放入胶套内，要放于胶套的中心位置，然后启动合罐装置，并锁紧罐体。

3.3硫化：参数按产品工艺卡设定，外压9bar；内压4.5bar。自动启动开始硫化。

3.4将硫化好的带坯吊起距罐口20cm以上后移动行吊，将带筒吊放到指定地点除掉专用布和商标，再将带筒和模具一起吊入冷却槽内，待带筒温度降到40℃以下(冷却时间不低于10min)方可吊出脱模。

4.切割

使用PLC控制双辊自动切割机，PLC控制宽度误差0.1mm以内，切割宽度均匀一致。

5.打磨

使用全进口针式磨轮，打磨角度对称零误差。

具体而言，根据本申请的一种离合式传动切边V带的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)出片拼接，纤维胶采用3辊压延出片机，厚度误差控制到±0.05mm以内，保证纤维按压延方向定向排列，通过拼接机将纤维胶片进行裁断90°，转向拼接，完成纤维取向；

(2)成型，采用传动带单鼓成型机成型橡胶层；

(3)硫化，采用自动温度控制硫化罐硫化，饱和蒸汽加热，饱和蒸汽压力控制误差在0.01MPa；

(4)切割，使用PLC控制双辊自动切割机，PLC控制宽度误差0.1mm以内，切割宽度均匀一致；

(5)打磨，采用针式磨轮，打磨角度对称。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种离合传动切边V带，其特征在于：包括从上到下依次排布的顶布层、纤维橡胶层A、缓冲层A、强力层、缓冲层B、帘布层及纤维橡胶层B，其中纤维橡胶层A与纤维橡胶层B为同种材质，缓冲层A与缓冲层B为同种材质，所述纤维橡胶层B远离其他层的面上有均布的传动齿。

2.根据权利要求1所述的离合传动切边V带，其特征在于：传动齿高3.3±0.1mm，齿底角35°，传动齿间距6.6±0.1mm。

3.根据权利要求1所述的离合传动切边V带，其特征在于：顶布选用3*3涤棉广角布。

4.根据权利要求1所述的离合传动切边V带，其特征在于：强力层的材质为芳纶线绳。

5.根据权利要求1所述的离合传动切边V带，其特征在于：离合传动切边V带纤维橡胶层的成份包括：氯丁橡胶70～130质量份、芳纶短纤维7～13质量份、氧化镁1～7质量份、橡胶促进剂0.5～2质量份、硬脂酸0.5～3质量份、硫化剂1～4质量份、防老剂0.5～5质量份、粘合剂1～5质量份、炭黑30～100质量份、白炭黑2～8质量份、硅粉14～26质量份、氧化锌2～8质量份、芳烃油3～9质量份、古马隆树脂2～8质量份。

6.根据权利要求1所述的离合传动切边V带，其特征在于：离合传动切边V带缓冲橡胶层的成份包括：氯丁橡胶70～130质量份、芳纶短纤维1～5质量份、氧化镁1～7质量份、橡胶促进剂0.5～2质量份、硬脂酸0.5～3质量份、硫化剂0.5～3质量份、防老剂0.5～2质量份、粘合剂2～8质量份、炭黑30～60质量份、白炭黑10～20质量份、硅粉7～13质量份、氧化锌2～8质量份、芳烃油3～9质量份、古马隆树脂3～7质量份。

7.根据权利要求1所述的离合传动切边V带，其特征在于：离合传动切边V带擦布橡胶层的成份包括：氯丁橡胶70～130质量份、氧化镁1～7质量份、橡胶促进剂0.5～3质量份、硬脂酸0.5～3质量份、硫化剂0.5～2.5质量份、防老剂1.5～4质量份、粘合剂2～8质量份、炭黑15～40质量份、白炭黑7～13质量份、硅粉7～13质量份、氧化锌2～8质量份、芳烃油4～11质量份、古马隆树脂2～8质量份。

8.一种权利要求1-7任一项所述的一种离合式传动切边V带的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)出片拼接，纤维胶采用3辊压延出片机，厚度误差控制到±0.05mm以内，保证纤维按压延方向定向排列，通过拼接机将纤维胶片进行裁断90°，转向拼接，完成纤维取向；

(2)成型，采用传动带单鼓成型机成型橡胶层；

(3)硫化，采用自动温度控制硫化罐硫化，饱和蒸汽加热，饱和蒸汽压力控制误差在0.01MPa；

(4)切割，使用PLC控制双辊自动切割机，PLC控制宽度误差0.1mm以内，切割宽度均匀一致；

(5)打磨，采用针式磨轮，打磨角度对称。

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