鋼絲繩芯輸送帶平板硫化機生產線膠帶修補輔助裝置的研制及其方法

劉冰，劉廣軍

（益陽橡膠塑料機械集團有限公司，湖南 益陽 413000）

鋼絲繩芯輸送帶平板硫化機生產線膠帶修補輔助裝置的研制及其方法

劉冰，劉廣軍

（益陽橡膠塑料機械集團有限公司，湖南 益陽 413000）

介紹一種鋼絲繩芯輸送帶平板硫化機生產線用輔機設備的開發研制，膠帶修補輔助裝置及其方法。通過總結歸納實際生產中容易出現的問題，研制出膠帶修補輔助裝置，對該設備的研制思路、使用方法做了詳細說明。其中的兩項技術已經取得國家專利局的授權保護。

平板硫化機；方法；膠帶；修補

鋼絲繩芯輸送帶是以鋼絲繩為骨架的橡膠運輸帶，由鋼絲繩和覆蓋橡膠層構成。

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

鋼絲繩芯輸送帶的結構是中間一層鋼絲繩，鋼絲繩上面和下面分別附著一層膠帶，經過平板硫化機主機硫化后形成為一個有機整體（見圖1）。

圖1 鋼絲繩芯輸送帶剖面圖

在主機硫化前，上下兩層生膠帶和中間的一層鋼絲繩需要先經過成型車冷壓預成型，初步形成一個為硫化做準備的整體。然而，在經過成型車冷壓成型后，會出現因為生膠帶本身的缺陷或者冷壓成型時產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、硫化前發現這些缺陷，并且及時采取相應補救措施的話，那么就會避免或者減少膠帶在硫化好后的修帶或者多次重復修帶工作，從而提高平板硫化機生產線設備的生產效率和膠帶產品的質量。

目前，鋼絲繩芯輸送帶生產中，膠帶的生產工藝路線A一般為：1錠子架提供帶張力的鋼絲—2生帶導開—3成型車冷壓預成型—4主機硫化成型—5拉帶機牽引—6硫化后修帶—7成品膠帶卷?。ㄒ妶D2）。

圖2 膠帶生產工藝路線A

有瑕疵的膠帶還要進行再修帶或者多次重復修帶工作：8成品膠帶導開—9硫化后再修帶—10成品膠帶卷?。ㄒ妶D3）。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，它包含兩個框板、上橫梁、下橫梁、上熱板、下熱板等，通過熱蒸氣、熱油等方式加熱上下熱板（修帶原理與主機硫化原理相似），來修補缺陷。

圖3 重復修帶流程

工藝路線A的生產方法，兩層半成品膠帶和鋼絲繩在成型車中冷壓預成型后直接進入主機硫化成型，常常因為半成品膠帶本身存在的缺陷、冷壓成型后產生的缺陷和不合理生產工序引起的缺陷，在經過平板硫化機主機硫化后不能消除或者不能完全消除，或者經過一次修帶、多次修帶后仍然不能夠消除，這樣就容易產生帶有缺陷的殘次品，甚至因為膠帶的過度硫化而產生廢品。

瑕疵膠帶現存的解決方法，往往是在膠帶硫化后進行修補工作（見圖2和圖3），屬于亡羊補牢的做法。但是如果在成型后、硫化前發現這些缺陷，并且及時采取措施的話，那么就會從根本上避免或者減少膠帶在硫化好后的修補工作。

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生帶導開—3成型車冷壓預成型—11輔助修補—4主機硫化成型—5拉帶機牽引—7成品膠帶卷取（見圖4）。即在3成型車冷壓預成型后、4主機硫化前增加一個新的11輔助修補的步驟，就減少了6硫化后修帶和8成品膠帶導開—9硫化后再修帶—10成品膠帶卷取重復修帶的過程。

圖4 膠帶生產工藝路線B

工藝路線A到B的變化，涉及到了新增設備來實現11輔助修補的功能，同時意味著6硫化后修帶、8成品膠帶導開、9硫化后再修帶、10成品膠帶卷取等功能相關設備的減少，從設備采購的成本降低上和操作人員的數量減少上都得到了明顯有益的改善。

通過鋼絲繩芯輸送帶平板硫化機生產線的常規布置圖和基礎圖可知，下壓式主機和成型車通常都布置在地平面下的深坑內，以DLB 1 800 mm×15 600 mm×1規格的生產線為例，成型車就被設置于一個深2 500 mm、寬4 350 mm、長 36 600 mm的地坑內，膠帶距離地面高度為1 300 mm，膠帶成自然狀態，有一定的弧度。而下壓式主機被設置在另外一個地坑內。為了實現工藝路線B的目的，我們需要在成型車和主機之間增加一個能夠往返運動的輔助設備，還要保證既不能影響成型車的使用，又要實現我們的設計目的。而最終設計目的是提供一種冷壓成型后、主機硫化前輔助修補的鋼絲繩芯輸送帶生產線膠帶修補輔助裝置。

成型車的工作模式：為主機硫化膠帶做前期準備工作，成型車會進行一段膠帶又一段膠帶式的連續的膠帶冷壓預成型工作。

主機的工作模式：成型車冷壓預成型后的一定長度為L的膠帶，被拉帶機牽引進入主機的上、下熱板之間，合模，保壓硫化到工藝要求的額定時間t，開模，硫化后的膠帶再被拉帶機牽拉出熱板，同時上、下熱板之間又進入另一段長度為L的預成型后的膠帶，即完成一次硫化。然后重復循環進行硫化工作。

綜上，輔助裝置的設計至少需要滿足以下基本特征：

（1） 至少包括一套驅動行走裝置，能夠滿足往返運動，速度還要匹配成型車。

（2） 隨時能夠在需要的時候靜止以滿足修補的功能。

（3） 設有一個平臺，能夠滿足修補鋼絲繩芯上層膠帶。

（4） 設有一個平臺，能夠滿足修補鋼絲繩芯下層膠帶。

（5） 需要設置一套或兩套托輥。

仍然以鋼絲繩芯輸送帶平板硫化機生產線規格DLB 1 800 mm×15 600 mm×1為例，技術協議要求的成型車和硫化主機具體參數如下。

1 帶切邊膠成型車

（1）電加熱直邊切刀數量 4把

（2）冷壓平板最大規格 1 350 mm×1 800 mm

（3）冷壓油缸 2×Φ600 mm

（4）冷壓油缸行程 280 mm

（5）液壓系統工作壓力 8～22 MPa

（6）冷壓成型最大壓強 1.5～5 MPa

（7）大車行走速度 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）膠片導開方杠尺寸 □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）橫向移動導開卷小車速度 6 m/min

（16）膠帶防粘板措施 聚四氟乙烯

（17）芯膠電加熱裝置：冬季用熱風對鋼絲繩上、下芯膠表面進行加熱，熱風溫度80℃左右，其它時間不用時可移走。

2 主硫化機

（1）結構形式 框式單層油壓上行程

（2）熱板規格 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）柱塞數量 20個

（10）液壓系統最大工作壓力 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是主機熱板的寬度，15 600 mm是主機熱板的長度；其中成型車的冷壓板尺寸長為1.8 m、寬為1 m（具體設計尺寸）。

主機硫化膠帶，假設工藝要求硫化時間t為30 min，即主機合模后保壓到開模的時間為30 min，在這30 min的時間中，成型車至少需要冷壓成型15 m的生膠帶為下一次的主機硫化做準備，而成型車的冷壓板尺寸寬為1 m，那么成型車就需要將膠帶連續的進行15次的冷壓成型工作才能完成一次主機硫化的準備工作。

根據設計目的，輔助修補裝置需要在冷壓預成型后、硫化前這段時間工作，根據成型車和主機的工作特點，該裝置既可以隨著成型車一起工作，又可以在成型車工作停止后工作，兩種工藝模式都可以滿足實際需要。

根據圖2和圖4可知，主機硫化在后，成型車冷壓成型在前，而輔助修補的設備在中間。當成型車開始工作（見圖5），即從地坑的A端往B端移動且進行冷壓成型膠帶的時候，輔助修補裝置即可開始工作。

圖5 修帶輔助車工作示意圖

具體方法是：兩個人分別站在輔助修帶設備上的高平臺和低平臺上，分別負責上層膠帶和下層膠帶；也可以一個人先站在高平臺上檢查修補完上層膠帶后，再去低平臺上檢查修補下層膠帶；若膠帶過寬，也可以兩個人分別站在膠帶寬度方向的兩側，同時負責上層膠帶或下層膠帶。通過控制腳踏開關根據實際需要來操作設備的移動和停止。

在高平臺上人工檢查上層膠帶的上表面，在低平臺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、漏鋼絲等缺肉的現象時，根據缺肉的面積多少和形狀，人工割備用膠成不同的形狀如長條形、圓形、方形等粘貼在相應的缺肉處；如果膠帶的表面有大的鼓泡現象時，根據鼓泡的大小范圍人工尖刺或割裂排氣……總之，根據缺陷的具體表現形式采取針對性的方法來消除。

綜上，為了滿足設計目的，需要滿足以下具體特征（見圖6、圖7）：

它包括由行走驅動裝置帶動的機體，機體上設有下平臺，下平臺上設有上平臺，機體四周設有安裝在下平臺上的立柱，立柱上設有安裝在機體兩側可沿膠帶長度方向轉動的托輥，行走驅動裝置包括安裝在機體上的動力，動力通過皮帶與安裝在機體底部驅動輪連接，上平臺和下平臺上設有控制動力的雙聯腳踏開關，上平臺、下平臺兩側均安裝有安全扶手，上平臺與下平臺之間設有行走臺階，機體運動方向的兩端設有緩沖器。

圖6 主視圖

圖7 右視圖

由于采用上述技術方案，較好地實現了設計目的。該裝置結構簡單，減少或消除了主機硫化后仍然存在的缺陷，優化了膠帶生產的工藝，避免了因為多次修帶產生的過度硫化，減少了修帶設備的浪費，節約了人力成本，提高了生產效率和產品質量。

其中的兩項技術已經取得國家專利局的授權保護。授權專利名稱：鋼絲繩輸送帶生產線膠帶修補輔助裝置、膠帶強制糾偏裝置。

下面結合圖及具體實施方法對本裝置作進一步說明。

成型車在主機硫化膠帶的時候，會進行一段膠帶又一段膠帶式的連續的膠帶的冷壓成型工作，在成型車工作或者工作停止的時候，本裝置開始工作：兩組托輥托著膠帶，操作者通過雙聯腳踏開關控制動力帶動驅動輪沿地坑內成型車軌道移動，操作者站在上平臺上檢查冷壓成型膠帶的上表面，另一個操作員站在下平臺上檢查冷壓成型膠帶的下表面。如果發現缺陷的話，踩雙聯腳踏開關使驅動輪停止移動，對相關缺陷進行對應的修補操作。

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

實際生產中可以根據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、主機硫化前的輔助修帶措施后，再經過主機的硫化，因為膠料在主機硫化時的特定溫度和特定壓力條件下有流動性，缺肉和鼓泡等缺陷在主機硫化時即實現了修復，相當于主機硫化的30 min時間里主機不但做了硫化的工作，也同時額外完成了硫化后的修帶工作。

膠帶修補輔助裝置及其方法，彌補了傳統膠帶生產過程中沒有主機硫化前修帶方法和設備的缺陷，把硫化前的缺陷及時消除和減少，優化了膠帶的生產工藝，提高了生產效率和產品質量。減少了修帶設備的浪費，節約了人力成本。

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，畢業于河南農業大學，雙學士學位，主要從事機械設計工作，已發表論文多篇，獲批國家專利授權多項。

2016-06-01