一种包胶滚筒的制备方法与流程

文档序号:15950620发布日期:2018-11-14 05:28阅读:721来源:国知局

本发明涉及输送机滚筒技术领域,特别涉及一种包胶滚筒的制备方法。

背景技术

带式输送机又称胶带输送机或皮带输送机,按其输送能力可分为重型皮带机如矿用皮带输送机,轻型皮带机如用在电子塑料,食品轻工,化工医药等行业。皮带输送机主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成,具有输送能力强,输送距离远,结构简单易于维护,能方便地实行程序化控制和自动化操作。运用输送带的连续或间歇运动来输送100kg以下的物品或粉状、颗状物品,其运行高速、平稳,噪音低,并可以上下坡传送。除进行纯粹的物料输送外,还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合,形成有节奏的流水作业运输线,因此在生产实践中应用广泛。

皮带输送机的传动主要靠滚筒与皮带之间的挠性摩擦来实现,滚筒由筒皮、幅板、中心轴等组成,为提高滚筒的机械性能,通常在滚筒体外表面上包覆一层耐磨橡胶层,也就是包胶滚筒。包胶滚筒是皮带输送运输系统中重要部件和组成部分。滚筒的包胶能有效改善输送系统的运行状况,保护金属滚筒不被磨损,防止输送带打滑,使滚筒与皮带同步运转,从而保证皮带高效的、大运量的运转。滚筒的包胶还能有效的防止滚筒与皮带之间的滑动摩擦,减少滚筒表面的物料粘结,从而减小皮带的跑偏和磨损。

生产使用过程中滚筒受到长时间的摩擦力和向心力的作用,极易发生损坏,且在运输过程中,一些硬质物品对滚筒的冲击力也会损坏滚筒,影响滚筒的使用寿命,滚筒一旦损坏将会导致输送机系统停机,严重影响生产进度。

现有普通包胶滚筒的橡胶层不能在酸碱,盐洛液等化学品中工作,当普通包胶滚筒的橡胶层在接触酸碱、盐洛液药品时会造成腐蚀,引起橡胶的溶胀,发生橡胶分子断裂、解聚以及配合剂的分解、溶出等现象,致使它的机械强度、物理性能突显下降,橡胶层逐渐发粘、氧化、变硬、脆化、裂口等,受臭氧攻击而产生龟裂,以至腐蚀完全失去工作能力;常规技术的橡胶垫圈选用丁腈橡胶为基体,添加其他材料达到耐油的目的,但其耐高温性能不强,因此限制了包胶滚筒的使用领域。

目前,有很多从包胶滚筒的自身结构出发,通过改进滚筒的结构设计而延长滚筒的使用寿命的,鲜少有对包胶滚筒加工工艺的优化,因此,从包胶滚筒加工工艺角度出发,提供一种新的技术方案。



技术实现要素:

本发明的目的在于:提供了一种包胶滚筒的制备方法,解决了包胶滚筒容易发生损坏,导致输送系统异常、影响生产效率,以及包胶滚筒的橡胶层不耐酸碱和高温导致包胶滚筒使用领域有限制的问题。

本发明采用的技术方案如下:

一种包胶滚筒的制备方法,包括以下步骤:

步骤1:将制作筒皮的原料依次经下料、压弧、卷制、焊接、退火和校圆工序,加工为筒皮;

步骤2:将制作中心轴的原料依次经下料、粗车、调质和精车工序,加工为中心轴;

步骤3:将幅板进行车削工序;

步骤4:将步骤1至3的筒皮、中心轴和幅板装配为一体,形成滚筒;

步骤5:在滚筒表面包覆橡胶层;

步骤6:对滚筒表面的橡胶层进行车削工序,加工出表面花纹。

进一步地,所述步骤1中退火工序的退火炉内升温速度不超过150℃/h,炉内温度加热至600~700℃后保温2~3小时,保温结束后随炉冷却至150~170℃,然后空冷至室温。

进一步地,所述步骤5的橡胶层包括以下组份及重量份:甲基乙烯基苯基硅橡胶70~90份、丁腈橡胶60~80份、橡塑合金20~40份、聚丙烯树脂8~12份、热固性环氧树脂10~13份,二硫代四甲基秋兰姆1.5~2.5份、二硫代二苯并噻唑0.8~1.2份、高耐磨炉黑15~25份、邻苯二甲酸二辛(丁)酯10~20份、n-异丙基-n`-苯基对苯二胺2~4份、硫酸钡5~15份。

进一步地,所述步骤5的具体步骤如下:

步骤5.1:按所述的各组份及重量份备料,进行天然胶塑炼,再依次将上述原料投入密炼机进行混炼,混炼均匀后排胶,排胶温度120℃,然后,在开炼机上压片,停放冷却,再在开炼机上加入硫化剂并出片,停放冷却8小时以上待用;

步骤5.2:将步骤5.1制得的冷却待用的胶料,在开炼机上热炼,精炼成型出胶料片;

步骤5.3:采用直接蒸汽内控压力硫化罐登峰式硫化方法对步骤5.2的胶料片进行硫化处理,形成橡胶片待用;

步骤5.4:对步骤4的滚筒,在表面进行机械打磨或喷砂处理,并使用清洗剂去除表面污物,风干后,在滚筒表面均匀刷涂一层金属底漆;

步骤5.5:在步骤5.4涂有底漆的滚筒滚筒表面沿同一方向均匀刷涂第一层底胶,第一层底胶风干后,再沿同一方向均匀刷涂第二层底胶;

步骤5.6:当步骤5.5的底胶风干后,在滚筒表面粘结步骤5.3得到的橡胶片,用压实滚轮将橡胶片沿滚筒圆周方向滚动并压实,挤压出橡胶片与滚筒之间的气泡,挤压时压实滚筒由橡胶片中心向两侧位置挤压;

步骤5.7:橡胶片压实后,在橡胶片外周包覆一层隔绝膜,并用钢丝捆扎,然后将滚筒投入硫化蒸汽炉进行硫化处理,蒸汽炉内的温度为180~200℃;

步骤5.8:对硫化后滚筒表面的橡胶片进行车削处理,车削后观察剩余橡胶片表面是否存在气泡,发现气泡时将气泡刺破,对该气泡处的间隙单独注胶,并将橡胶片此处压实。

更进一步地,所述步骤5.3硫化处理的硫化温度和时间分别为:一段115℃,90min;二段125℃,60min;三段133℃,100min;四段144℃,120min;五段150℃,120min;接着闷罐60min后出罐。

更进一步地,所述步骤5.5采取第一层底胶稍厚、第二层底胶稍薄的刷涂方式。

更进一步地,所述步骤5.7的隔绝膜为帆布或pet薄膜。

更进一步地,所述步骤6的表面花纹为菱形、网纹或人字型。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

1.一种包胶滚筒的制备方法,通过对滚筒加工工艺的优化,有效改善包胶滚筒的使用性能,对包胶滚筒的橡胶层组分及重量份的优化,使包胶滚筒的橡胶层能长时间在酸碱溶液作用下保持原本物理机械性能,同时具有耐高温特性,扩大了包胶滚筒的使用领域;

2.本发明步骤1中退火工序的退火炉内升温速度不超过150℃/h,炉内温度加热至600~700℃后保温2小时,保温结束后随炉冷却至150~170℃,然后空冷至室温,可以充分消除筒皮的焊接应力,保障筒皮的机械性能,从而保障滚筒的综合机械性能,避免滚筒在使用中发生异常损坏影响输送系统运行的高效性。

3.本发明步骤5.5采取第一层底胶稍厚、第二层底胶稍薄的刷涂方式,第一层底胶可以充分包覆在金属底漆的外层,金属底漆作为滚筒与底胶之间的过渡层,使得第一层底胶紧密粘结在滚筒表面上,第二层底胶稍薄不仅有利于快速风干,且能够对第一层底胶刷涂时产生的表面微小缺陷进行修补调整,保障底胶刷涂的整体均匀性,第二层底胶稍薄也有利于保障两层底胶之间的快速高效粘结,防止底胶内部出现针眼、气泡、气孔等缺陷。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。

下面对本发明作详细说明。

一种包胶滚筒的制备方法,包括以下步骤:

步骤1:将制作筒皮的原料依次经下料、压弧、卷制、焊接、退火和校圆工序,加工为筒皮;

步骤2:将制作中心轴的原料依次经下料、粗车、调质和精车工序,加工为中心轴;

步骤3:将幅板进行车削工序;

步骤4:将步骤1至3的筒皮、中心轴和幅板装配为一体,形成滚筒;

步骤5:在滚筒表面包覆橡胶层;

步骤6:对滚筒表面的橡胶层进行车削工序,加工出表面花纹。

进一步地,为了充分消除筒皮的焊接应力,保障筒皮的机械性能,从而保障滚筒的综合机械性能,避免滚筒在使用中发生异常损坏影响输送系统运行的高效性,所述步骤1中退火工序的退火炉内升温速度不超过150℃/h,炉内温度加热至600~700℃后保温2~3小时,保温结束后随炉冷却至150~170℃,然后空冷至室温。

进一步地,所述步骤5的橡胶层包括以下组份及重量份:甲基乙烯基苯基硅橡胶70~90份、丁腈橡胶60~80份、橡塑合金20~40份、聚丙烯树脂8~12份、热固性环氧树脂10~13份,二硫代四甲基秋兰姆1.5~2.5份、二硫代二苯并噻唑0.8~1.2份、高耐磨炉黑15~25份、邻苯二甲酸二辛(丁)酯10~20份、n-异丙基-n`-苯基对苯二胺2~4份、硫酸钡5~15份。

进一步地,所述步骤5的具体步骤如下:

步骤5.1:按所述的各组份及重量份备料,进行天然胶塑炼,再依次将上述原料投入密炼机进行混炼,混炼均匀后排胶,排胶温度120℃,然后,在开炼机上压片,停放冷却,再在开炼机上加入硫化剂并出片,停放冷却8小时以上待用;

步骤5.2:将步骤5.1制得的冷却待用的胶料,在开炼机上热炼,精炼成型出胶料片;

步骤5.3:采用直接蒸汽内控压力硫化罐登峰式硫化方法对步骤5.2的胶料片进行硫化处理,形成橡胶片待用;

步骤5.4:对步骤4的滚筒,在表面进行机械打磨或喷砂处理,并使用清洗剂去除表面污物,风干后,在滚筒表面均匀刷涂一层金属底漆,可以有效避免滚筒表面再次污染,延长预处理后滚筒的存放期,而且有利于后续胶粘剂对滚筒表面的湿润,改善其胶接强度和耐久性能,有助于提升滚筒的使用性能,延长其使用寿命;

步骤5.5:在步骤5.4涂有底漆的滚筒滚筒表面沿同一方向均匀刷涂第一层底胶,第一层底胶风干后,再沿同一方向均匀刷涂第二层底胶,刷涂底胶时全部沿同一方向进行,避免底胶表面吸附空气或包裹空气而在表面产生气泡或气孔,刷涂速度均匀平稳,有助于空气排出,防止气泡残留,提高后续表层橡胶片与滚筒的粘结强度,避免滚筒出现脱胶现象,提升滚筒的使用性能;

步骤5.6:当步骤5.5的底胶风干后,在滚筒表面粘结步骤5.3得到的橡胶片,用压实滚轮将橡胶片沿滚筒圆周方向滚动并压实,挤压出橡胶片与滚筒之间的气泡,挤压时压实滚筒由橡胶片中心向两侧位置挤压,保障挤出空气,密实胶层,使表层橡胶片紧密粘结在滚筒外周,且防止将空气包覆在橡胶片内部形成气泡;

步骤5.7:橡胶片压实后,在橡胶片外周包覆一层隔绝膜,并用钢丝捆扎,使隔绝膜紧密包覆在橡胶片外周,然后将滚筒投入硫化蒸汽炉进行硫化处理,蒸汽炉内的温度为180~200℃,隔绝膜的设置既避免钢丝直接与橡胶片接触,也避免在滚筒运输投炉过程中与其他滚筒间碰撞摩擦,保护了橡胶片,防止橡胶片表层出现磨损或其他表面缺陷,且钢丝的捆扎又有助于改善滚筒表层橡胶片的膨胀变形情况,从而提高橡胶片的使用强度,减少橡胶片内部气泡的产生,避免滚筒长期使用中出现脱胶现象,保障输送系统稳定运行;

步骤5.8:对硫化后滚筒表面的橡胶片进行车削处理,车削后观察剩余橡胶片表面是否存在气泡,发现气泡时将气泡刺破,对该气泡处的间隙单独注胶,并将橡胶片此处压实,有效避免成品的包胶滚筒存在气泡的问题,提高橡胶片与滚筒的紧密粘结,避免气泡在内部游离而影响滚筒使用寿命,也防止因滚筒意外脱胶而导致输送机系统停机的问题,从而提高生产稳定性,保障生产进度。

更进一步地,所述步骤5.3硫化处理的硫化温度和时间分别为:一段115℃,90min;二段125℃,60min;三段133℃,100min;四段144℃,120min;五段150℃,120min;接着闷罐60min后出罐。

更进一步地,为了使第一层底胶可以充分包覆在金属底漆的外层,让金属底漆作为滚筒与底胶之间的过渡层,使第一层底胶紧密粘结在滚筒表面,使第二层底胶快速风干,且能够对第一层底胶刷涂时产生的表面微小缺陷进行修补调整,保障底胶刷涂的整体均匀性,以及保障两层底胶之间的快速高效粘结,防止底胶内部出现针眼、气泡、气孔等缺陷,所述步骤5.5采取第一层底胶稍厚、第二层底胶稍薄的刷涂方式,第一层底胶厚度为0.05~0.06mm,第二层底胶厚度为0.03~0.05mm。

更进一步地,所述步骤5.7的隔绝膜为帆布或pet薄膜,pet薄膜机械性能优良,强韧性尤为突出,其抗张强度和抗冲击强度较佳,还具有优良的耐热、耐寒性和耐油性,适宜包覆在橡胶片外周使用。

更进一步地,为了增大包胶滚筒与皮带间的摩擦力,进一步防止滚筒打滑,提高滚筒的运行效率,保障输送机系统高效运转,所述步骤6的表面花纹为菱形、网纹或人字型。

具体实施例如下:

步骤1:将制作筒皮的原料依次经下料、压弧、卷制、焊接、退火和校圆工序,加工为筒皮,具体步骤如下:

步骤1.1:下料,采用半自动切割机下料并切割出焊接坡口,坡口切割成x型坡口,切割表面粗糙度为50μm,筒皮卷制方向和材料轧制方向一致;

步骤1.2:压弧,筒皮展开长度的两端在压力机上预先压出圆弧,压弧上胎半径接近筒皮内圆半径,压制圆弧的长度不小于筒皮圆周长度的1/8,并用样板检测压弧内径,样板与筒皮的间隙小于0.5mm;

步骤1.3:卷制,将筒皮在卷板机上卷制成圆筒,用样板检测圆筒直径,样板与筒皮的间隙小于0.5mm,样板弧长不小于筒皮圆周长度的1/4,筒皮卷至对口间隙达2-3mm时点焊,焊缝长为30-50mm,间距为300-400mm,卷制时避免将钢板辗薄或接口强力对合点固;

步骤1.4:焊接,采用埋弧自动焊或co2气体保护焊将筒皮焊接成滚筒,本实施例中采用埋弧自动焊,焊接后将焊缝磨平,且筒皮焊接完成后需进行退火处理,将筒皮投入退火炉,炉内升温速度不超过150℃/h,炉内温度加热至600℃时保温2h,保温结束后随炉冷至150℃,然后空冷至室温,由此可以充分消除筒皮的焊接应力,保障筒皮的机械性能;

步骤1.5:退火,将筒皮投入退火炉,退火炉内升温速度不超过150℃/h,炉内温度加热至650℃后保温2.5小时,保温结束后随炉冷却至160℃,然后空冷至室温;

步骤1.6:校圆,在卷板机上将滚筒校圆,筒皮的圆度为1mm,至此,筒皮加工完成。

步骤2:将制作中心轴的原料依次经下料、粗车、调质和精车工序,加工为中心轴,调质处理后可以使中心轴的性能、材质得到较大程度的调整,其强度、塑性和韧性都大幅度提高,具有良好的综合机械性能。

步骤3:将幅板进行车削工序,本实施例中筒皮、中心轴和幅板的加工没有明确的先后顺序,各个单独的部件加工完成后进行统一装配。

步骤4:将步骤1至3的筒皮、中心轴和幅板装配为一体,形成滚筒。

步骤5:在滚筒表面包覆橡胶层,橡胶层用以增大包胶滚筒与皮带间的摩擦力,有效防止滚筒与皮带间的滑动摩擦,从而减少皮带打滑,减小皮带的跑偏和磨损,提高运行效率,保证皮带高效、大运量地运转,因此橡胶层包覆质量的好坏对于滚筒的使用性能意义重大,具体步骤如下:

步骤5.1:取如下重量份的原料,甲基乙烯基苯基硅橡胶85份、丁腈橡胶65份、橡塑合金30份、聚丙烯树脂10份、热固性环氧树脂10份,二硫代四甲基秋兰姆2份、二硫代二苯并噻唑1份、高耐磨炉黑20份、邻苯二甲酸二辛(丁)酯15份、n-异丙基-n`-苯基对苯二胺3份、硫酸钡10份;对上述备料,进行天然胶塑炼,再依次将上述原料投入密炼机进行混炼,混炼均匀后排胶,排胶温度120℃,然后,在开炼机上压片,停放冷却,再在开炼机上加入硫化剂并出片,停放冷却8小时以上待用;

步骤5.2:将步骤5.1制得的冷却待用的胶料,在开炼机上热炼,精炼成型出胶料片;

步骤5.3:采用直接蒸汽内控压力硫化罐登峰式硫化方法对步骤5.2的胶料片进行硫化处理,硫化温度和时间分别为:一段115℃,90min;二段125℃,60min;三段133℃,100min;四段144℃,120min;五段150℃,120min;接着闷罐60min后出罐,形成橡胶片待用;

步骤5.4:对步骤4的滚筒,在表面进行机械打磨或喷砂处理,并使用清洗剂去除表面污物,风干后,在滚筒表面均匀刷涂一层金属底漆,如pr-800金属底漆,可以有效避免滚筒表面再次污染,延长预处理后滚筒的存放期,而且有利于后续胶粘剂对滚筒表面的湿润,改善其胶接强度和耐久性能,有助于提升滚筒的使用性能,延长其使用寿命;

步骤5.5:在步骤5.4涂有底漆的滚筒滚筒表面沿同一方向均匀刷涂第一层底胶,第一层底胶风干后,再沿同一方向均匀刷涂第二层底胶,本实施例中可采用3m:k-500底胶,能和空气中的水分子发生作用,产生高粘结力,并具有较好的抗高温性能,可以起到极好的粘结效果,刷涂底胶时全部沿同一方向进行,第一层底胶厚度为0.05mm,第二层底胶厚度为0.04mm,避免底胶表面吸附空气或包裹空气而在表面产生气泡或气孔,刷涂速度均匀平稳,有助于空气排出,防止气泡残留,提高后续表层橡胶片与滚筒的粘结强度,避免滚筒出现脱胶现象,提升滚筒的使用性能。

步骤5.6:当步骤5.5的底胶风干后,在滚筒表面粘结步骤5.3得到的橡胶片,用压实滚轮将厚度为x的橡胶片沿滚筒圆周方向滚动并压实,挤压出橡胶片与滚筒之间的气泡,挤压时压实滚筒由橡胶片中心向两侧位置挤压,保障挤出空气,密实胶层,使表层橡胶片紧密粘结在滚筒外周,且防止将空气包覆在橡胶片内部形成气泡;

步骤5.7:橡胶片压实后,在橡胶片外周包覆一层隔绝膜,本实施例采用pet薄膜,pet薄膜机械性能优良,强韧性尤为突出,其抗张强度和抗冲击强度较佳,还具有优良的耐热、耐寒性和耐油性,适宜包覆在橡胶片外周使用,并用钢丝捆扎,使隔绝膜紧密包覆在橡胶片外周,然后将滚筒投入硫化蒸汽炉进行硫化处理,蒸汽炉内的温度为190℃,隔绝膜的设置既避免钢丝直接与橡胶片接触,也避免在滚筒运输投炉过程中与其他滚筒间碰撞摩擦,保护了橡胶片,防止橡胶片表层出现磨损或其他表面缺陷,更重要的是可以有效减少气泡的产生,使滚筒中的气泡量降低到常规生产工艺下滚筒气泡量的20%以下,有效提高了滚筒的使用性能,且钢丝的捆扎又有助于改善滚筒表层橡胶片的膨胀变形情况,从而提高橡胶片的使用强度,减少橡胶片内部气泡的产生,避免滚筒长期使用中出现脱胶现象,保障输送系统稳定运行;

步骤5.8:对硫化后滚筒表面的橡胶片进行车削处理,车削厚度为1/4x,车削后观察剩余橡胶片表面是否存在气泡,发现气泡时将气泡刺破,对该气泡处的间隙单独注胶,并将橡胶片此处压实,为保障橡胶片的高效车削,实现最大化的气泡去除效果,同时为了避免造成不必要的资源浪费,发明人经过长期分析探索和实验验证,最终发现橡胶片内部产生的气泡呈聚集型分布,且主要聚集在橡胶片外侧的1/5~1/3厚度处,因此,本实施例中包胶滚筒实际使用需求的包胶厚度为12mm,而步骤5.6中初次粘结的橡胶片厚度则为15mm,一次车削处理时将橡胶片表层3.75mm去除,去除部分即为橡胶片在硫化处理中最易变形、气泡较为集中的部分,且将最表层橡胶片去除后可以直接对橡胶片内部状态进行观察,若仍存在气泡则可以及时补胶,经过此工序处理后滚筒内的气泡量降低到常规生产工艺下滚筒气泡量的5%以下,有效避免成品的包胶滚筒存在气泡的问题,提高橡胶片与滚筒的紧密粘结,避免气泡在内部游离而影响滚筒使用寿命,也防止因滚筒意外脱胶而导致输送机系统停机的问题,从而提高生产稳定性,保障生产进度。

步骤6:对滚筒表面的橡胶层进行车削工序,加工出表面花纹,增大包胶滚筒与皮带间的摩擦力,进一步防止滚筒打滑,提高滚筒的运行效率,保障输送机系统高效运转。

以上所述,仅为本发明的优选实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

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