人字齒同步帶制造設備的制造方法
【專利摘要】本發明屬于同步帶加工設備技術領域，具體涉及一種人字齒同步帶制造設備，包括同步帶材料層、型模裝置及組合芯軸，型模裝置包括底座、頂端板及容器，型模環依次安裝于定位板的銷軸上；組合芯軸包括芯軸、定位器、膨脹隔膜、支撐孔、高壓閥基座板、芯軸內孔腹板及支撐套筒，膨脹隔膜套在芯軸外側，同步帶材料層位于膨脹隔膜與型模環之間，芯軸外表面上設有螺旋溝槽；擴徑組合芯軸實現徑向向外傳遞模塑法制造同步帶，將帶原料層纏繞于軸膨脹隔膜外側，將芯軸、膨脹隔膜連同帶的原料層放入型模之中，在壓膜和硫化過程中，帶齒的材料通過芯線之間間隙沿直徑方向向外流動，使帶齒原料壓入型模凹槽中，完成同步帶的成型工作。
【專利說明】
人字齒同步帶制造設備
[0001 ] 技術領域:
本發明屬于同步帶加工設備技術領域，具體涉及一種人字齒同步帶制造設備。
[0002]【背景技術】:
同步帶一般的制作材料為彈性體，并利用縱向抗拉伸件加強，縱向抗拉伸件位于帶的節線上，由一組高彈性模量的芯線組成。
[0003]目前大多同步帶主要制造的方法是徑向向內傳遞模塑法:型模外徑上均勻排列著帶齒形狀的齒槽，型模的齒槽保持為空。在這種方法中，將制造帶的材料，帶齒包布(如尼龍布)、芯線繩(如聚氨酯、碳纖維和玻璃纖維等)和帶齒和帶背材料(如合成橡膠)等材料依次纏繞型模外徑上。將型模放入硫化機內的圓筒形隔膜中，加壓隔膜并沿徑向向內擠壓纏繞在型模上的材料，使帶齒材料通過芯繩間隙傳遞到型模齒槽，形成同步帶帶齒。待型模從硫化裝置取出，已經成型的同步帶以筒狀形式沿型模軸線方向取出，在按要求進行機械加工，形成成品。
[0004]上述技術的缺點是無法對結構復雜，如人字齒同步帶進行脫膜。人字齒同步帶帶齒與型模軸線形成左和右兩個旋向的帶齒，因此沿型模軸向進行脫膜時，左右旋齒與型模齒槽互相鎖合，人字齒同步帶無法沿軸向進行脫膜。
[0005]現有人字形同步帶的加工裝置專利(ZL201320021830.3)，采用徑向向內傳遞模塑法，型模(模具)采用可拆式的組合結構。型模是由若干個左右螺旋型環(俗稱外齒圈)組成的單元構成，每一單元制造一條人字齒同步帶。左右旋組合螺旋型環之間有精確的徑向和周向定位，確保加工人字齒同步帶的精度。采用此法進行人字齒同步帶制造時，先根據帶的寬度在型模上切割出若干個人字齒同步帶和型模環單元聯鎖在一起的組合體。再針對每個組合體，拆除組合體內的左右螺旋型環，就可以得到人字齒同步帶。此法解決了人字齒同步帶型模脫模難問題，但是每次進行加工生產，都需要對型模進行裝拆。重復裝拆型模可能帶來型模磕碰影響帶齒的表面精度;帶從型模環中取出需要施加很大的力，如此大的力可能會使帶和型模損壞;裝拆對型模施加外力也造成型模體產生變形，影響組合型模裝配精度。因此組合型模經常裝拆精度很難控制，更重要的是生產效率低。
[0006]
【發明內容】
:
本發明彌補和改善了上述現有技術的不足之處，提供一種結構設計合理、安全可靠、操作簡單、提高生產效率、降低生產成本、經濟適用的一種可以實現對人字齒同步帶等帶齒結構復雜的齒形帶進行加工和順利脫膜的人字齒同步帶制造設備，可以大規模地推廣和使用。
[0007]本發明采用的技術方案為:一種人字齒同步帶制造設備，包括同步帶材料層、型模裝置及組合芯軸，型模裝置包括底座、頂端板及容器，頂端板通過螺栓安裝于容器頂部，底座上方設有定位板，定位板上設有銷軸，型模環依次安裝于定位板的銷軸上，型模環與容器之間形成了環形容器腔，容器上設有控制閥；所述的組合芯軸包括芯軸、定位器、膨脹隔膜、支撐孔、高壓閥基座板、芯軸內孔腹板及支撐套筒，高壓閥基座板位于芯軸兩端，支撐孔安裝于高壓閥基座板上，膨脹隔膜套在芯軸外側，同步帶材料層位于膨脹隔膜與型模環之間，芯軸外表面上設有螺旋溝槽，螺旋溝槽通過管孔與高壓閥基座板上的高壓閥連接;所述的組合芯軸安裝于型模裝置內；所述型模環的內表面上設有齒槽，型模環端部設有凹形槽、圓角及銷孔。
[0008]所述的頂端板上設有錐面，錐面位于定位器的錐面凹槽內，錐面與錐面凹槽的錐面接觸，頂端板的軸面與錐面凹槽的軸面接觸。
[0009]所述的膨脹隔膜置于芯軸的外側和同步帶材料層的內側，形成一個環狀彈性套筒，環狀的膨脹隔膜將芯軸上的螺旋溝槽包裹起來，且膨脹隔膜的兩端延伸到定位器的錐形環槽內。
[0010]所述的同步帶材料層包括合成橡膠、抗拉芯繩及耐磨織物。
[0011]使用該制造設備制造人字齒同步帶的工藝方法為:
步驟一、將膨脹隔膜套在組合芯軸的芯軸上，并將膨脹隔膜的兩端均勻插入定位器的錐形環槽內，套裝后的膨脹隔膜形成一個環狀彈性隔膜套筒，膨脹隔膜的寬度能夠保證隔膜套筒徑向膨脹時，加壓的高溫高壓流體在型腔內不泄露；
步驟二、將旋轉設備的兩個頂尖頂住組合芯軸上的兩個支撐孔，啟動旋轉設備后組合芯軸轉動，依次在膨脹隔膜上纏繞帶片狀的合成橡膠及抗拉芯繩，并將彈性的耐磨織物套在抗拉芯繩的外層，完成同步帶材料層的制作；
步驟三、將一組左螺旋和右螺旋的型模環裝配成一個型模環單元，每個型模環通過凹形槽和圓角定位，組裝后的型模環單元通過銷孔安裝于定位板的銷軸上，頂端板通過螺栓與容器連接，并和型模環單元形成一個封閉的環形容器腔；
步驟四、將組合芯軸安裝到型模裝置上，安裝時，定位器上錐面凹槽的錐面和軸面分別于與頂端板的錐面和軸面接觸，并保證環形的同步帶材料層軸線與型模環單元軸線的同軸度定位；
步驟五、打開高溫高壓流體進出高壓閥，高溫高壓流體進入芯軸表面螺旋溝槽內，在高壓流體的作用下，推壓膨脹隔膜徑向向外移動，隔膜膨脹的外徑增大，形成了一個型腔，膨脹隔膜推壓同步帶材料層進入型模環的齒槽中，同時高溫高壓流體通過控制閥進入到封閉的環形容器腔內，對同步帶材料層進行硫化，此時，型腔中的高溫高壓液體的壓力與環形容器腔中高溫高壓流體的壓力方向相反，對型模的作用互相抵消;膨脹隔膜推壓同步帶材料層進入型模環的齒槽時，靠近齒面的彈性耐磨織物先填充到型模環的齒槽底部，依次硫化的合成橡膠成為流體，在壓力的作用下通過螺旋纏繞的抗拉芯繩的間隙，壓入到型模環的齒槽中，最后抗拉芯繩由于型模環齒頂圓的阻擋，位置不再變化，硫化結束后，型腔中的液體排出，膨脹隔膜靠彈性收縮后，從型模裝置中取出組合芯軸；
步驟六、取出組合芯軸后，型模裝置內形成空腔，將成型的環狀帶筒向內彎曲，取出與型模環內齒處于聯鎖狀態的環狀帶筒，獲得人字齒同步帶筒，再進行切割及打磨的處理工藝后，獲得人字齒同步帶成品。
[0012]本發明的有益效果:結構設計合理，安全可靠，操作簡單，提高生產效率，降低生產成本，經濟適用。本發明通過由若干左右螺旋齒型環單元形成的組合型模，型模環內徑表面開有與人字齒同步帶帶齒對應的齒形槽，且各個型環通過徑向、軸向定位組合一整體，芯軸上有擴徑裝置隔膜，在芯軸表面有螺旋形溝槽，在溝槽注入高壓流體時，隔膜沿外徑膨脹，隔膜通過徑向向外傳遞模塑法，制造帶齒排列復雜的人字齒同步帶，而不需要對組合型模進行裝拆。在模壓過程中，制造的帶與型模鎖合在一起，當可擴徑芯軸從型模中取出后，可以以最小的力將帶筒沿軸向從型模中取出而不會損壞帶。克服了徑向向內傳遞模塑法生產人字齒同步帶組合型模重復拆裝不足，降低人字齒同步帶制造成本，提高了制造精度和生產效率。
[0013]【附圖說明】:
圖1是本發明的結構示意圖。
[0014]圖2是本發明中型模裝置的結構示意圖。
[0015]圖3是本發明中組合芯軸的結構示意圖。
[0016]圖4是圖1中H的局部放大圖。
[0017]圖5是本發明中型模環的結構示意圖。
[0018]圖6是本發明中型模環的剖視圖。
[0019]圖7圖5中I的局部放大圖。
[0020]圖8圖6中M的局部放大圖。
[0021 ]圖9是同步帶材料層成型前的工藝圖。
[0022]圖10是同步帶材料層成型后的工藝圖。
[0023]【具體實施方式】:
參照各圖，一種人字齒同步帶制造設備，包括同步帶材料層44、型模裝置20及組合芯軸40，其中:
一、組合芯軸40的功能及結構特征:
I)、把膨脹隔膜43套在組合芯軸40上的芯軸41上，并將膨脹隔膜43的兩端均勻插入定位器42的錐形環槽49中形成膨脹隔膜套筒，膨脹隔膜套筒有足夠寬度，保證膨脹隔膜套筒徑向膨脹時，加壓的高溫高壓流體35在型腔內不發生泄露。
[0024]2)、膨脹隔膜43外的同步帶材料層44是在同步帶輔助生產設備上完成的，輔助設備上兩個頂尖頂住組合芯軸40上的兩個支撐孔45，設備驅動使組合芯軸40轉動，依次在膨脹隔膜43上纏繞一定厚度的合成橡膠32帶片、玻璃纖維或聚酯纖維的抗拉芯繩33，并將彈性的尼龍齒面布或耐磨織物34套在抗拉芯繩33的外層。
[0025]3)、在組合芯軸40上的高壓閥52通有高溫高壓液體35時，螺旋溝槽53的高溫高壓液體35推動膨脹隔膜43產生徑向向外作用力，也向內擠壓芯軸41;芯軸內孔腹板47分別與芯軸41及支撐套筒48焊接為一體，提高芯軸41的徑向支撐強度，便于安裝，高溫高壓液體35的進出高壓閥52分別安裝于芯軸41軸兩端的高壓閥基座板46上。
[0026]二、型模裝置20的功能及結構特征:
1)、將左和右螺旋內齒圈型模環12按一定要求裝配成一個單元，型模裝置20上的底座21與容器23和定位板27焊接，型模環12單元通過凹形槽16和凸角17定位以及銷孔15和銷軸28連接裝配到定位板27上，頂端板22通過螺栓29連接容器23和型模環12單元夠成一封閉的環形容器腔24。容器23上裝有高溫高壓液體35進出口的兩個控制閥26。
[0027]三、型模裝置20和組合芯軸40的裝配及制造和原理:
1)、將組合芯軸40裝入到型模裝置20時，定位器42上錐面凹槽的錐面和軸面與頂端板22的錐面61和軸面62接觸，實現帶的同步帶材料層44的軸線與型模組合型模環單元軸線同軸度定位。
[0028]2)、打開高溫高壓流體35的進出高壓閥52，高溫高壓流體35進入芯軸41表面的螺旋溝槽53，在高溫高壓流體35作用下，推壓膨脹隔膜43徑向向外移動，隔膜膨脹43外徑的增大，形成了一個型腔，膨脹隔膜43推壓帶的同步帶材料層44進入型模環12內的齒槽14中，高溫高壓流，35也通過控制閥26進入到封閉的環形容器腔24中，同時對同步帶材料進行硫化，此時型腔中的高溫高壓液體35的壓力與環形容器腔24中流體壓力接近方向相反，因此對型模裝置的作用互相抵消。
[0029]3)、帶的同步帶材料層44填充型模環12的齒槽14過程:靠尼龍齒面布或耐磨織物34彈性和位置，首先填充到型模環12中的齒槽14底部，依次硫化的合成橡膠32流體化，在壓力作用下通過螺旋纏繞的抗拉芯繩33的間隙，壓入到型模環12中的齒槽14中，最后抗拉芯繩33由于型模環12齒頂圓的阻擋，位置沒有變化，硫化結束后，型腔5中的液體排出，膨脹隔膜43靠彈性收縮，很容易從型模裝置20中取出組合芯軸40。
[0030]4)、取出組合芯軸40，型模裝置20內形成空腔，將環狀同步帶材料帶筒向內彎曲，取出與型模，12的內齒處于聯鎖狀態的成型人字齒同步帶筒帶，然后進行同步帶切割及打磨等后處理工藝，獲得人字齒同步帶。
[0031]本發明利用可擴徑組合芯軸40實現徑向向外傳遞模塑法制造同步帶，首先將帶原料層纏繞于軸膨脹隔膜43外側，將芯軸41、膨脹隔膜43連同帶的原料層放入型模之中，其次在壓膜和硫化過程中，由可擴徑的膨脹隔膜43向帶的同步帶材料層44施加一個向外的徑向力，帶齒的材料通過芯線之間間隙沿直徑方向向外流動，使帶齒原料壓入型模凹槽中，完成同步帶的成型工作。然后芯軸41上膨脹隔膜(俗稱膨脹套)靠彈性收縮取消徑向向外的力，使膨脹隔膜43連同芯軸41 一起從型模取出，從而讓型模內形成空腔，最后將成型的同步帶向內彎曲，將與型環齒槽鎖合的帶筒沿徑向從型模中取出，完成脫膜工作。
[0032]組合型模是由若干個左右對稱的螺旋型環(俗稱內齒圈)組成的單元構成，左右旋組合螺旋型環之間有精確的徑向和周向定位，確保加工人字齒同步帶的精度，硫化前芯軸隔膜上的環形帶原料的軸線與型模軸線的同心度靠芯軸上的定位裝置確定，這樣就保證制造的人字齒同步帶精度。
[0033]這種可擴徑組合芯軸40裝置主要體現在芯軸41上的隔膜可膨脹性，芯軸41上開有螺旋型導溝槽，芯軸41外徑上套有隔膜，通過閥門將高壓的空氣，水蒸氣或熱水等流體注入到心軸表面溝槽中，帶有壓力的流體對隔膜內徑施加向外作用力，隔膜受帶有壓力流體作用膨脹、隔膜半徑增大，隔膜將推動帶齒原料壓入型模上齒槽的凹槽中，形成同步帶齒。當高溫液體的流出閥門時，膨脹隔膜的內壓力消除，彈性膨脹隔膜43靠彈性收縮，恢復到膨脹隔膜43與芯軸41接觸狀態，此時可以將隔膜連同心軸容易從型模中取出。
【主權項】
1.一種人字齒同步帶制造設備，包括同步帶材料層(44)、型模裝置(20)及組合芯軸(40)，其特征在于:型模裝置(20)包括底座(21)、頂端板(22)及容器(23)，頂端板(22)通過螺栓(29)安裝于容器(23)頂部，底座(21)上方設有定位板(27)，定位板(27)上設有銷軸(28)，型模環(12)依次安裝于定位板(27)的銷軸(28)上，型模環(12)與容器(23)之間形成了環形容器腔(24)，容器(23)上設有控制閥(26);所述的組合芯軸(40)包括芯軸(41)、定位器(42)、膨脹隔膜(43)、支撐孔(45)、高壓閥基座板(46)、芯軸內孔腹板(47)及支撐套筒(48)，高壓閥基座板(46)位于芯軸(41)兩端，支撐孔(45)安裝于高壓閥基座板(46)上，膨脹隔膜(43)套在芯軸(41)外側，同步帶材料層(44)位于膨脹隔膜(43)與型模環(12)之間，芯軸(41)外表面上設有螺旋溝槽(53 )，螺旋溝槽(53 )通過管孔(51)與高壓閥基座板(46 )上的高壓閥(52)連接;所述的組合芯軸(40)安裝于型模裝置(20)內；所述型模環(12)的內表面(13)上設有齒槽(14)，型模環(12)端部設有凹形槽(16)、圓角(17)及銷孔(15)。2.根據權利要求1所述的一種人字齒同步帶制造設備，其特征在于:所述的頂端板(22)上設有錐面(60)，錐面(60)位于定位器(42)的錐面凹槽內，錐面(60)與錐面凹槽的錐面接觸，頂端板(22)的軸面(62)與錐面凹槽的軸面接觸。3.根據權利要求1所述的一種人字齒同步帶制造設備，其特征在于:所述的膨脹隔膜(43)置于芯軸(41)的外側和同步帶材料層(44)的內側，形成一個環狀彈性套筒，環狀的膨脹隔膜(43)將芯軸(41)上的螺旋溝槽(53)包裹起來，且膨脹隔膜(43)的兩端延伸到定位器(42)的錐形環槽(49)內。4.根據權利要求1所述的一種人字齒同步帶制造設備，其特征在于:所述的同步帶材料層(44)包括合成橡膠(32)、抗拉芯繩(33)及耐磨織物(34)。5.根據權利要求1或4所述的一種人字齒同步帶制造設備，其特征在于:使用該制造設備制造人字齒同步帶的工藝方法為: 步驟一、將膨脹隔膜(43)套在組合芯軸(40)的芯軸(41)上，并將膨脹隔膜(43)的兩端均勻插入定位器(42)的錐形環槽(49)內，套裝后的膨脹隔膜(43)形成一個環狀彈性隔膜套筒，膨脹隔膜(43)的寬度能夠保證隔膜套筒徑向膨脹時，加壓的高溫高壓流體(35)在型腔內不泄露； 步驟二、將旋轉設備的兩個頂尖頂住組合芯軸(40)上的兩個支撐孔(45)，啟動旋轉設備后組合芯軸(40)轉動，依次在膨脹隔膜(43)上纏繞帶片狀的合成橡膠(32)及抗拉芯繩(33)，并將彈性的耐磨織物(34)套在抗拉芯繩(33)的外層，完成同步帶材料層(44)的制作； 步驟三、將一組左螺旋和右螺旋的型模環(12)裝配成一個型模環單元，每個型模環(12)通過凹形槽(16)和圓角(17)定位，組裝后的型模環單元通過銷孔(15)安裝于定位板(27)的銷軸(28)上，頂端板(22)通過螺栓(29)與容器(23)連接，并和型模環單元形成一個封閉的環形容器腔(24); 步驟四、將組合芯軸(40)安裝到型模裝置(20)上，安裝時，定位器(42)上錐面凹槽的錐面和軸面分別于與頂端板(22)的錐面(60)和軸面(62)接觸，并保證環形的同步帶材料層(44)軸線與型模環單元軸線的同軸度定位； 步驟五、打開高溫高壓流體進出高壓閥(52)，高溫高壓流體(35)進入芯軸(41)表面螺旋溝槽(53)內，在高壓流體(35)的作用下，推壓膨脹隔膜(43)徑向向外移動，隔膜膨脹(43)的外徑增大，形成了一個型腔，膨脹隔膜(43)推壓同步帶材料層(44)進入型模環(12)的齒槽(14)中，同時高溫高壓流體(35)通過控制閥(26)進入到封閉的環形容器腔(24)內，對同步帶材料層(44)進行硫化，此時，型腔中的高溫高壓液體(35)的壓力與環形容器腔(24)中高溫高壓流體(35)的壓力方向相反，對型模的作用互相抵消;膨脹隔膜(43)推壓同步帶材料層(44)進入型模環(12)的齒槽(14)時，靠近齒面的彈性耐磨織物(34)先填充到型模環(12)的齒槽(14)底部，依次硫化的合成橡膠(32)成為流體，在壓力的作用下通過螺旋纏繞的抗拉芯繩(33)的間隙，壓入到型模環(12)的齒槽(14)中，最后抗拉芯繩(33)由于型模環(12)齒頂圓的阻擋，位置不再變化，硫化結束后，型腔中的液體排出，膨脹隔膜(43)靠彈性收縮后，從型模裝置(20)中取出組合芯軸(40); 步驟六、取出組合芯軸(40)后，型模裝置(20)內形成空腔，將成型的環狀帶筒向內彎曲，取出與型模環(12)內齒處于聯鎖狀態的環狀帶筒，獲得人字齒同步帶筒，再進行切割及打磨的處理工藝后，獲得人字齒同步帶成品。
【文檔編號】B29C53/60GK106003678SQ201610605502
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月28日
【發明人】郭建華
【申請人】郭建華