（机械设计及理论专业论文）轻型输送带挤出复合生产技术研究及其辊压压花成型数值模拟.pdf

学位论文数据集 中图分类号t q 3 2学科分类号 4 6 0 2 0 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 l 1 0 6 17 密级公开 学位授予单位代 1 0 0 l o 学位授予单位名 码 称 北京化工大学 作者姓名戴长军学号 2 0 0 8 0 0 0 6 1 7 获学位专业名称机械设计及理论获学位专业代码 0 8 0 2 0 3 高分子材料成型加工 课题来源自选研究方向 c a d c a e c a m 论文题目轻型输送带挤出复合生产技术研究及其辊压压花成型数值模拟 关键词轻型输送带，挤出复合，p v c ，辊压压花，模拟 论文答辩日期2 0 1 1 年5 月2 8 目论文类型应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称工作单位学科专长 指导教师杨卫民教授北京化工大学聚合物成型加工 评阅人1张有忱教授北京化工大学聚合物成型加工 评阅人2何雪涛副教授北京化工大学机电工程 撇员会捕赵月云 高级工程师北京化工研究院 聚合物成型加工 答辩委员1张亚军教授 北京化工大学 聚合物成型加工 答辩委员2冯连勋教授北京化工大学聚合物成型加工 答辩委员3罗兵副教授北京化工大学聚合物成型加工 答辩委员4马秀清副教授北京化工大学聚合物成型加工 答辩委员5谢鹏程副教授北京化工大学聚合物成型加工 答辩委员6丁玉梅副教授北京化工大学聚合物成型加工 答辩委员7 张冰副教授北京化工大学聚合物成型加工 答辩委员8董力群 副教授北京化工大学聚合物成型加工 答辩委员9党开放 讲师北京化工大学机电工程 注：一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在( 中国图书资料分类法查询 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t13 7 4 5 9 ) 学科分类与代码中 查询 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成 摘要 轻型输送带挤出复合生产技术研究及其辊压压花成型数值模拟 摘要 目前，国内轻型输送带加工方法生产效率低下，加工成本高，对环境 造成了一定的污染，对工人身体有较大的毒害。本文结合挤出复合生产技 术和轻型输送带结构特点，将挤出复合技术应用到轻型输送带的生产上， 研究开发出了国内第一条轻型输送带挤出复合生产线。该生产线效率高， 自动化程度高，加工成本低，环境污染小，在生产宽幅轻型输送带和食品 级输送带方面有着独特的优势。 本文根据轻型输送带挤出复合生产技术专利和生产线设计、安装和调 试的工作内容，详细介绍了轻型输送带挤出复合生产技术的生产流程以及 生产线主要组成设备；总结了复合制品在挤出复合成型过程中可能出现的 质量问题以及导致产生这些质量问题的可能原因，并根据这些质量问题和 可能产生原因对生产线的工艺参数控制作了细致深入的研究说明；分析探 讨了轻型输送带挤出复合生产技术的优势和缺点。 本文还利用有限元软件a n s y sl2 o l s d 妊对轻型输送带辊压复 合中的辊压压花成型过程进行了仿真分析。研究确立了轻型输送带辊压压 花成型非线性显式动力有限元分析的分析方法，并对仿真分析过程中的关 键技术和关键参数设置进行了研究说明。根据仿真分析结果，通过对单个 钉齿成型过程、节点x d i s p l a c e n l e n t 曲线、厚度( x ) 方向位移场和制件 有效塑性应变场、有效应力场的分析，研究了挤压量、辊压温度、辊压速 度等工艺参数对辊压压花成型制件填充状况、制件几何形状变化情况、制 北京化工大学硕士学位论文 件塑性变形发展状况和制件中残余应力分布状况等的影响，从而对认识轻 型输送带辊压压花成型机理有着重要作用，对优化辊压压花成型的模具形 状、工艺参数和提高输送带制品质量有着重要的指导意义。 关键词：轻型输送带，挤出复合，p v c ，辊压压花，数值模拟 i l a b s t r a c t r e s e a r c ho ne x t r u s i o n l a m i n a t i n g p r o d u c t i o nt e c h n o l o g yo fl i g h tc o n v e y o r b e l ta n dn u m e r i c a ls i m u l a t i o no fr o l l e r e m b o s s i n gf o r m i n g a b s t r a c t a t p r e s e n t ，t h ep r o d u c t i o no fl i 曲tc o n v e y o r b e l ti sc o s t l ya n di n e 伍c i e 鸲 a n di ti sp o l l u t i n gt om ee n v i r o i l r n e n ta 1 1 dh a sap o i s o n o u se f f e c to n 、f k e r si n c h i n a t h i sp 印e rc o m b i n e sw i t he x 咖s i o n l 锄i n a t i i l gp r o d u c t i o nt e c h n o l o g y 锄dt h es t m c t u r ec h 蹦l c t 耐s t i c so f l i g h tc o n v e y o rb e l t ，印p l i e s t h e e x 咖s i o n l 锄i n a t i i l gp r o d u c t i o nt e c h n o l o g ) ri 1 1p r o d u c i n gl i g h tc o n v e y o rb e l t a n ds t u d i e do u tm ef i r s te x 仃u s i o n - l 锄i n a t i n gp r o d u c t i o nl i n eo f l i g h tc o n v e y o r b e l t 曲c h i n a 1 1 1 i sp r o d u c t i o nl i i l ei so 仆i 曲一e 所c i e n c y ，h i 曲a u t o m a t i o n ，l o w p r o d u c t i o nc o s ta n di s 丘e eo fc o n t 锄i n a t i o n ，w h j c hh a sau 1 1 i q u ea d v a n t a g ei l l p r o d u c i n gw i d el i g h tc o n v e y o r b e l ta 1 1 df o o d - 笋a d ec o n v e y o r b e l te s p e c i a l l y a c c o r d i n gt ot 1 1 ep a t e n to fl i g h tc o n v e y o rb e l te x t r u s i o n - l 锄i n a t i n g p r o d u c t i o nt e c h n o l o g y a n dt h ew o r kc o n t e n to f d e s i g n ， i n s t a l l a t i o n ， c o m m i s s i o n i n go ft i l ep r o d u c t i o nl i n e ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e sm ep r o d u c t i o n p r o c e s sa n dt h em a i ne q u i p m e n t so f t 1 1 ep r 0 山l c t i o nl i n ei nd e t a i l ；s u m m a r i z e s t h e p o s s i b l e q u a l i t yp r o b l e m s o ft h e c o m p o s i t ep m d u c t s i n e x t f l l s i o n l a m i n a t i n gm o l d i n gp r o c e s sa i l dt h ep o s s i b l ec a u s e so ft h e s eq u a l i t y h l 北京化工大学硕l 学位论文 p r o b l e m s ，a n dt a k e sad e p t hr e s e a r c ho nt h ec o n t r o lo ft h ep r o d u c t i o nl i n e s p r o c e s sp a r a m e t e r sb a s e do nt h e s eq u a l i t yp r o b l e m sa n dp o s s i b l ec a u s e s ； a n a l y s e st h ea d v a n t a g e s a n dd i s a d v a n t a g e so ft 1 1 e l i 曲tc o n v e y o rb e l t e x t i n l s i o n l a m i n a t i n gp r o d u c t i o nt e c 王u l o l o g y t h i sp a p e ra l s ou s e st h ef e ms o 胁a r ea n s y sl2 o l s d y n at o s i m u l a t ea n da n a l y z et h er o l l e re m b o s s i n gf o m i n gp r o c e s so fl i 曲tc o n v e y o r b e l t i te s t a b l i s h e sn o n l i n e a re x p l i c i td y n a m i cf e m a n a l y s i sm e t h o do fl i g h t c o n v e y o rb e l tr o l l e re m b o s s i n gf o m i n g ， a n ds t u d i e st 1 1 ek e yt e c l m o l o g ya 1 1 d k e yp a r a m e t e r ss e t t i n g so ft h es i m u l a t i o na n a l y s i sp r o c e s s a c c o r d i n gt 0t 1 1 e s i m u l a t i o nr e s u l t ，i ts t u d i e st h ei n n u e n c e so fe x t n l s i o nq 啪t i t i e s ， r o l l i n g t e m p e r a n l r e sa n dr 0 1 l i n gv e l o c i t i e so nm ef i l l i n gr e s u l t ，g e o m e t r i cs h a p e ， p l a s t i cd e f o m l a t i o nd e v e l o p m e n ts i t u a t i o na n dr e s i d u a l 殉e s sd i s t r i b u t i o no f t l l er o l l e re m b o s s i n gf o 肌i n gp 抓出r o u 曲a n a l y z i n gm ef o r m i n gp r o c e s so fa s i n g l ef i n g e r ，t 1 1 ex - d i s p l a c e m e n tc u r v eo ft 1 1 en o d e ，t h et h i c k n e s s ( x ) d i r e c t i o nd i s p l a c e m e n tf i e l d ，t h ee f f e c t i v ep l a s t i cs 缸a i nf i e l d 觚dm ee f f e c t i v e s t r e s sf i e l d ，w h i c hi si m p o r t a n tt oc o g n i z et h em e c h a n i s mo fl i g h tc o n v e y o r b e l tr o l l e re m b o s s i n gf o m i n ga n dh a sa ni 1 1 1 p o r t a n tg ：u i d i n gs i g n i f i c a n c et o o p t i m i z em em o u l ds h a p e ，p r o c e s sp 2 u r 锄e t e r sa n di m p r o v ep r o d u c tq u a l 毋 k e yw o r d s ： l i 出c o n v e y o rb e l t ，e 栅s i o n - l a m i n a t i i l g ，p v c ， r o l l e r e m b o s s i n gf o r m i n g ，n u m e r i c a ls i m u l a t i o n i v 目录 目录 第一章绪论1 1 1 课题来源、名称l 1 2 课题背景l 1 3 轻型输送带生产加工技术研究现状2 1 4 课题研究意义和研究内容5 第二章轻型输送带挤出复合生产技术研究7 2 1 轻型输送带挤出复合生产技术7 2 2 轻型输送带挤出复合生产设备8 2 3 轻型输送带挤出复合生产工艺控制1 3 2 4 轻型输送带挤出复合生产技术优缺点1 7 2 4 1 挤出复合生产技术的优点1 7 2 4 2 挤出复合生产技术的不足1 7 2 4 3 挤出复合生产线需改进的地方1 8 2 5 本章小结1 8 第三章轻型输送带辊压压花成型有限元分析方法研究2 1 3 1 前言2 l 3 2 显式动力有限元分析2 l 3 3 基本控制方程2 2 3 4 轻型输送带辊压压花成型有限元分析模型2 3 3 4 1 单位统一和基本条件假设2 3 3 4 2 模型简化2 4 3 4 3 单元类型选择及定义2 5 3 4 4 材料模型的选用及定义2 6 3 4 5 建立有限元模型2 8 3 5 边界条件、约束和加载3 0 3 5 1 接触定义3 0 3 5 2 约束及加载3 2 v 北京化工大学硕士学位论文 3 6 负体积、沙漏控制、质量缩放等重要控制技术3 3 3 6 1 负体积控制3 3 3 6 2 沙漏控制3 4 3 6 3 质量缩放3 4 3 7 辊压压花成型过程仿真模拟结果分析3 5 3 7 1 辊压压花成型过程仿真结果3 5 3 7 2 制件填充状况及变形状况分析3 6 3 7 3 厚度( x ) 方向位移场分析3 9 3 7 4 塑性应变场分析4 0 3 7 5 有效应力场分析4 l 3 8 本章小结4 2 第四章基于有限元方法的辊压压花成型工艺参数研究4 5 4 1 前言4 5 4 2 挤压量对辊压压花成型影响分析4 6 4 2 1 加工工艺条件4 6 4 2 2 不同挤压量下制件填充状况和变形状况分析4 6 4 2 3 成型后制件厚度( x ) 方向位移场、有效塑性应变场、有效应力场分析5 1 4 3 温度对辊压压花成型影响分析5 6 4 3 1 加工工艺条件5 6 4 3 2 不同辊压温度下制件填充状况和变形状况分析5 6 4 3 3 成型后制件厚度( x ) 方向位移场、有效塑性应变场、有效应力场分析5 9 4 4 辊压速度对辊压压花成型影响分析6 4 4 4 1 加工工艺条件6 4 4 4 2 辊压速度对制件填充状况和变形状况的影响分析6 4 4 4 3 成型后制件厚度( x ) 方向位移场、有效塑性应变场、有效应力场分析6 7 4 5 本章小结7 2 第五章总结及展望7 3 5 1 课题工作总结7 3 5 2 研究工作展望7 4 参考文献7 5 v l 目录 附录7 7 致谢8 3 研究成果及发表的学术论文8 5 作者和导师简介8 7 v 1 l c o n t e n t s c o n t e n t s c h a p t e rli n t r o d u c t i o n l 1 1s u 切e c tt i t l e 锄ds o u r c e 1 1 2s u b j e c tb a c k g r 0 岫d 1 1 3r e s e a r c hs i t u a t i o no fl i g h tc o i e y o rb e l tp r o d u c t i o na i l dp r o c e s s i n gt e c l m o l o g y 2 1 4r e s e a r c hs i g n i f i c a n c ea i l dm a i nr e s e a r c hc o m e n t s 5 c h a p t e r 2r e s e a r c ha b o u te x t r u s i o n i a m i n a t i n gp r o d u c t i o nt e c h n o l o g yo f l i g h tc o n v e y o rb e l t 7 2 1e x n l l s i o n l 锄i 彻t i n gp r o d u c t i o nt e c h n o l o g yo fl i g h tc o n v e y o r b e l t 7 2 2e x 埘u s i o n l 锄i n a t i i l gp r o d u c t i o ne q u i p m e n to f l i g h tc o i e y o rb e l t 8 2 3c o 蛐旧lo fe x 仃1 l s i o n - l 锄i m t i n gp r o d u c t i o np r o c e s so f l i g h tc o n v e y o r b e l t l3 2 4t h e a d v a i n a g e s 锄dd i s a d v a n l a g e so fu s i n ge x l n l s i o n - l 锄i n a t i i 增t e c l l o l o g yt 0p r o d u c e l i 出c o n v e y o r b e l t 1 7 2 4 11 1 1 ea d v 撇g e so fe x 仃u s i o n l 锄i n a t i i l gp r o d u c t i o nt e c l l n o l o g ) ，17 2 4 2t h ed i s a d v 纰g e so f e x t n j s i o n - l 锄i n a t i n gp r o d u c t i o nt e c l l i l o l o g ) r 17 2 4 31 1 1 ep o i n t sf o r 曲p r o v e m e n to f t l l ee x n u s i o n - l 锄i 埘t i n gp r o d u c t i o nl i r l e 1 8 2 5s l l m m 锄了1 8 c h a p t e r 3t h ef e m o f r o l l e re m b o s s i n gf o r m i n g 一2 1 3 1p r e f a c e 2 1 3 21 1 1 ef e mo f e x p l i c i td y n a i i l i c s 2 1 3 3b a s i cc o n 昀le q 眦t i o n s 2 2 3 4t h ef e mm o d e lo f r o l l e re m b o s s i n gm o l d i n g 2 3 3 4 1u i l i f i e du i l i ts y s t e ma l l db a s i cc o n d i t i o n 嬲s u m p t i o n s 2 3 3 4 2s i m p l i f i e dm o d e l 2 4 3 4 3c h o o s i n ga n dd e f i n i t i o no f t h ee l e m e mt y p e s 2 5 3 4 4c h o o s i n ga j l dd e f i m t i o no f t h em a t e r i a lm o d e l 2 6 3 4 5e s t a b l i s h i n gt h ef e mm o d e l 2 8 3 5b o u i l d a uc o n d i t i o n s ，c o n s t r a i n t sa 1 1 dl o a d i n g s 3 0 3 5 1c o l l t a c td e f i i l i t i o n 3 0 i x 北京化工大学硕：l 学位论文 3 5 2c o n s t r a i n t sa n dl o a d i n g s 3 2 3 6n e g a t i v ev o l 啪e ，h o u 玛l a s sc o n t r o l ，m a s ss c a l i n g 3 3 3 6 1n e g a t i v ev o l u i i l ec o m m l 3 3 3 6 2h o u r g l 2 l s sc o i n r o l 3 4 3 6 3m a s ss c a l i n g 3 4 3 7n 啪e r i c a ls i m u l a t i o nr e s u l t s 锄a l y s i so fr o l l e re m b o s s i n gm o l d i n gp r o c e s s 3 5 3 7 1t h es i m u l a t i o nr e s u l to f r o l l e re m b o s s i n gm o l d i n gp r o c e s s 3 5 3 7 2a n a l y s i so f t h ep r o d u c t sf i l l i n ga n dd e f b 肌a t i o nc o n d i t i o n 3 6 3 7 3a n a l y s i so f t h i c k n e s s ( x ) d i r e c t i o n sd i s p l a c 锄e n tf i e l d 3 9 3 7 4 a n a l y s i so f e f r e c t i v ep l a s t i cs t r a i nf i e l d 4 0 3 7 5 加l a l y s i so f e 疵c t i v es 缸e s sf i e l d 4 1 3 8s l 】n 】f n a l i y 4 2 c h a p t e r4t h es t u d yo fr o l l e re m b o s s i n gf o r m i n gp r o c e s sp a r a m e t e 体 b a s e do nf e m 4 5 4 1p r e f - a c e 4 5 4 2a n a l y s i so f e x 缸u d e d 锄。眦t se 腩c to nr o l l e re m b o s s i n gf o r m 堍4 6 4 2 1p r o c e s sc o n d i t i o l l s 4 6 4 2 2 丸l a l y s i so ft h ep r o d u c t sf i l l i l l ga n dd e f o 唧a t i o nc o n d i t i o n1 1 l l d e rv a r i o u se 姗n l d e d a m o 眦t 4 6 4 2 3 加l a l y s i so f “c k l l e s s ( x ) d c t i o n sd i s p l a c e m e n t ，e 虢c t i v ep l a s t i cs 仃血a i l de 腑c t i v e 妣s sf i e l d j 5 1 4 3a n a l y s i so ft e m p e r a t u r e se a e c to nr o l l e re m b o s s i i l gf o m i l l g 5 6 4 3 1p 蕾o c e s sc o n d i t i o n s 5 6 4 3 2a n a l y s i so f 1 ep r o d u c t sf i l l i n ga i l d ( 1 e f o m a t i o nc o n d i t i o nu 1 1 d e rv 撕o l l st e n l p e r a ：t i 】r e 5 6 4 3 3a n a l y s i so ft h i c k n e s s ( x ) d i r e c t i o n sd i s p l a c e m e n t ，e 疏c t i v ep l a s t i cs t r a j na i l de 虢c t i v e 妣s sf i e l d 5 9 4 4a n a l y s i so fr o l l e rs p e e d se 位c to nr o l l e re m b o s s i n gf o m i n g 6 4 4 4 1p r o c e s sc o n d i t i o n s 6 4 4 4 2 知l a l y s i so f t h ep r o d u c t sf i l l i n g 锄dd e f o m a t i o nc o n d i t i o nu i l d e rv a r i o u sr o l l e rs p e e d 6 4 4 4 3a n a l y s i so ft h i c l 【l l e s s d i r e c t i o n sd i s p l a c e m e n t ，e 舵c t i v ep l a s t i cs t r a i na 1 1 de 能c t i v e s n e s sf i e l d ：6 7 x c o n t e n t s 4 5s u m m a r y 7 2 c h a p t e r 5c o n c l u s i o na n dp r o s p e c t 7 2 5 1w 6 施n gs m n m 赳y 7 3 5 2p r o s p e c t 7 4 r e f e r e n c e s 7 4 a p p e n d 权7 7 a c k n o w i e d g e m e n t 8 3 r e s e a r c ha c h i e v e m e n t sa n dp a p e 体8 5 b r i e f i n t r o d u c t i o no f t u t o ra n da u t h o r 8 7 符号说明 p v c p a p u p e a c s r p l c e p c l d p e t g t f e t d 国 t 符号说明 聚氯乙烯p o l y v i n y lc h l o r i d e 的缩写 聚酰胺p o l y 锄i d e 的缩写 聚氨酯p o l y u r e m a i l e 的缩写 聚乙烯p o l y e t l l y l e n e 的缩写 锚涂剂a n c h o rc o a t i i l g 的缩写 超补强剂s u p e rr e i n f o r c i n g 的缩写 可编程控制器p r 0 争a m m a b l el o 百cc o n 仃o l l e r 的缩写 电子自动纠偏e l e c t r o n i cp o s i t i o nc o 玎e _ c t i n g 的缩写 低密度聚乙烯l o w d e n s i t yp o l y e t h y l e n e 的缩写 玻璃化转变温度， 熔流温度， 挤压量，衄 时间，s 水平进给量，m m 辊压速度，r a d s d 温度， 第一章绪论 1 1 课题来源、名称 第一章绪论 本课题来源于：自选 课题名称：轻型输送带挤出复合生产技术研究及其辊压压花成型数值模拟 1 2 课题背景 输送带是带式运输机中最主要的组成部件，其作用是承载并运输物料，输送带成 本占整个运输机成本的5 0 。与其他运输方式相比，将输送带作为运输载体的输送方 式具有使用方便、操作安全、运费低廉、维修容易且可实现连续化、缩短运输距离等 优点，特别是在较短距离输送粒状、粉状等物料方面，有着其他运输形式无可比拟的 优势【l 翻。自从人类有了第一台带式运输机，人们就一直不断努力致力于输送带的研究， 以增大运输机单机跨度、提高运输机输送速度、加大输送带宽度。目前，国外已经生 产出单机跨度超过1 5 k m 、带宽超过6 m 、带速超过5 n 以、高度集控管理的大型带式运 输机，极大地提高了短距离输送的能力【3 1 。 轻型输送带是一种精细输送带，其常用于散料、精细物品、箱包的运输和生产车 间内流水线作业以及加工农副产品等，所以轻型输送带也常称为工艺过程带【4 】。轻型 输送带带体轻薄、承受张力大、尺寸稳定性好、安全无毒，广泛应用于食品、药品、 电子、烟草、印刷、包装、木材、纺织、建材、交通、邮政、物流等行业，轻型输送 带在运输行业中占据着重要地位，种类规格有几百种，应用于许多工业领域【2 ，4 。图 1 1 所示为轻型输送带存烟草行业中的应用。 图1 1 轻型输送带在烟草行业的应用 f i g 1 - lt k 印p i i c a t i o fl i g h tc o n v e y o rb e l ti nt o b a c c oi n d u s 仃y 1 7 9 5 年，美国提出了输送带( c o n v e y o rb e l t ) 的概念，s t p a j m a l e e 于1 8 5 8 年申请 北京化工大学硕七学位论文 了输送带专利，但输送带生产技术的快速发展是在近半个世纪；2 0 世纪6 0 年代，欧洲 研究开发出了轻型输送带；8 0 年代后，国际市场上轻型输送带得到十分迅速的发展， 其品种、规格和产量不断增加，用途越来越广泛，竞争力日趋增强，国际市场上如德 国的s i e g l i n g 公司、荷兰的安运隆公司、日本的新田公司和坂东公司、瑞士的 l 墟a s i t 公司、意大利的c h i o r i n o 公司等知名输送带生产厂家，几乎垄断了国际上 轻型输送带的市场【4 枷。 上世纪9 0 年代，我国才开始有公司生产轻型输送带，而且生产技术是通过中外合 资或技术引进等方式获得，轻型输送带开始逐步在国内推向市场【5 羽。济南天齐公司生 产输送带的主要设备大部分是从欧洲引进，先后引进的设备有：意大利的压延机、德 国贝斯特托夫的鼓式硫化机、意大利的涂覆生产线等，其以生产一布一胶轻型输送带 为主，还部分生产一布两胶和两布两胶轻型输送带，生产的轻型输送带有光滑面、各 种布纹型、高齿爬坡型等表面花纹；云南明通公司从国外引进了p v c 刮涂生产线，专 业生产p v c 轻型输送带，生产的轻型输送带主要用于烟草加工、食品、医药、印刷等 行业，成为行业内有一定影响力的知名企业；沈阳长桥胶带公司与德国s i e g l i n g 公 司合资，成立了福尔波西格林( 沈阳) 轻型输送带公司，除为s i e g l i n g 公司进行各种 带类的后加工外，也部分生产轻型输送带；近年来，上海永利工业制带公司通过自主 创新在轻型输送带行业快速成长起来，上海永利大量生产各类轻型输送带，产品品种 达2 0 0 多个，在国内轻型输送带行业占着主导地位，产品市场占有率达到3 0 以上，上 海永利在新材料新产品的应用、研发上填补了国内多项空白，目前拥有国内皮带行业 产品发明专利9 0 以上，部分产品质量达到国际较高水平【3 。5 1 。 随着我国改革开放的深入发展，目前国内轻型输送带生产工艺技术装备，通过引 进、消化和吸收已逐步接近国外先进水平，国内轻型输送带行业已取得了长足的进步， 但就整体规模与技术水平而言，与国外差距还很大，发展也不平衡，特别是在产品寿 命、产品规格系列、产品测试手段和产品档次上存在着较大的差距：许多特种输送带 依然依靠进口解决，各种新功能材料的研发跟不上国际技术的发展步伐；一次成型的 轻型输送带带宽在2 5 m 以下；产品质量档次较低，同类型轻型输送带使用寿命不到国 外产品的1 2 ；生产设备、生产工艺控制技术以及检测技术相对落后，输送带的动态模 拟性能仿真测试技术一片空白【2 5 。 1 3 轻型输送带生产加工技术研究现状 轻型输送带由覆盖层和织物基材复合而成。图1 2 所示为一层( 一布一胶) 和两层 ( 两布两胶) 轻型输送带结构示意图。 2 第一章绪论 l 2 3 b 图1 2 轻型输送带结构示意图 a _ 一层；b - 两层 1 覆盖层；2 织物基材；3 夹层 f i g 1 - 2t h es 打u c n 鹏d i a 鲫no fl i g h tc o n v e y o rb e l t a o n el a y e r ；b _ t w ol a y e 体 l c o v e r l a y e r ；2 一b a s em a t e r i a lo f f a b r i c ；3 - i n t e r l a y e r 轻型输送带是一种复合材料，由织物基材与高分子材料复合而成。织物基材层是 轻型输送带的主体部分，作为轻型输送带的传动面，其决定着轻型输送带的基本力学 性能，工作时承受了大部分载荷，所以基材应具有一定的物理力学性能，不管是板式 支撑还是辊式支撑，织物基材均与支撑物和传动系统接触；覆盖贴合的高分子材料是 基材的保护层，作为轻型输送带的物料承载面，避免物料直接冲击织物基材，防止基 材磨损以及与腐蚀性物体接触，从而保障轻型输送带的使用寿命，根据运输物料的性 质，覆盖层应具有良好的耐腐蚀性、耐油性、耐热性、耐冷性、耐老化性、耐水性、 防静电性、无毒性等，轻型输送带表面覆盖的高分子材料为橡胶或塑料【4 ，5 ，- - 。 目前应用较广泛的轻型输送带厚度一般在0 5 4 删 n 之间，最厚的轻型输送带也 不超过7 删n 。轻型输送带按照覆盖贴合的材料不同可以分为：p a 输送带、p u 输送 带、p v c 输送带、p e 输送带、天然橡胶输送带、硅橡胶输送带、丁腈橡胶输送带、 橡塑输送带等；按照组合方式的不同可以分为：一布一胶输送带、两布两胶输送带和 多布多胶输送带；按照使用性能的不同可以分为：普通输送带、食品级输送带、耐高 温输送带、防化学腐蚀输送带、防静电输送带等；按照覆盖层加工方式不同可以分为 普通平带和特种花纹带【4 ，5 ，7 1 。 简单来说，轻型输送带成型加工方法包括织物基材的预处理、高聚物熔体的制备、 高聚物熔体与基材的复合以及后加工工序。 对于橡胶类轻型输送带，其加工工艺主要包括基材预处理、橡胶混炼、覆盖胶贴 合、硫化和收卷。橡胶类轻型输送带生产工艺流程如图1 3 所示。 3 北京化丁大学硕士学位论文 橡胶料混炼1 卜_ 压延叶硫化叶收卷一制品 基材_ 预处理j 图l - 3 橡胶类轻型输送带生产工艺流程 f i g 1 3t h ep r o d u c t i o np r i ) c e s so fm b b e rl i g h tc o n v e y o rb e n 织物基材的预处理是指对基材进行涂胶( a c 剂) 、干燥、预热等处理，有的轻型 输送带为了增加输送带的使用寿命，还在织物基材底面涂上一层很薄的与覆盖层相同 的高分子材料涂层【8 】。 覆盖胶贴合就是指在压延机上贴覆盖胶。覆盖胶贴合为热贴合，有利于覆盖胶与 基材之间的粘合，有利于排除覆盖胶贴合过程中可能产生的隔层起泡，有利于克服s r ( 超补强剂) 比例较高时胶料不粘而造成的覆盖胶打褶【9 】。但覆盖胶贴合仍存在密实 度不够及夹有气泡等问题，为解决这一问题及降低生产宽幅胶片的设备投资，国内企 业试图利用螺杆挤出机以挤出方法生产覆盖胶胶片，但未果【9 1 0 】。德国贝尔斯托夫公 司设计制造的输送带生产线处于当今国际的领先水平，其研制出的压延机生产线可以 进行双面贴胶和单面擦胶，该生产线生产的成品宽度达到了2 3 0 0 i n m 【3 1 。 硫化是生产橡胶类轻型输送带时贴覆盖胶后的一道工序，其设备主要有鼓式硫化 机、平板硫化机和平板式连续硫化机。鼓式硫化机用于硫化轻型输送带及其他板状橡 胶制品，但由于鼓式硫化机受结构上的限制，硫化制品单位面积的压力不能达到要求， 这是鼓式硫化机不能普遍用于硫化输送带的主要原因；目前，胶带企业应用比较普遍 的是平板硫化机，它硫化单位压力高