專利名稱：一種牽引傳動皮帶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及牽引傳動皮帶技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種牽引傳動皮帶及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，牽引傳動皮帶一般采用加捻鋼絲繩，即鋼纜作為主承力部件，例如用于電梯 上下運動的牽引傳動部件。但是這種牽引傳動鋼纜普遍存在的問題是當(dāng)樓層較高時，需要 的鋼纜長度增加；當(dāng)承載質(zhì)量較大時，需要較粗的鋼纜或者增加鋼纜的根數(shù)來達(dá)到安全傳 輸，所以，最終會大幅增加傳動系統(tǒng)的自重，從而相應(yīng)增加能源消耗而不利于環(huán)保。另外鋼 絲繩的彎曲半徑較大，造成電梯升降系統(tǒng)的曳引輪直徑也相應(yīng)較大，系統(tǒng)的重量也會進(jìn)一 步的增加。鋼纜金屬材料的疲勞和腐蝕問題也是相對突出的缺點。因此，采用新材料制造的自重小而運行效率高的牽引傳動帶將更能滿足工業(yè)的實 際需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種牽引傳動皮帶及其制 備方法，該牽引傳動皮帶具有小自重和高運行效率等優(yōu)點，從而能夠降低能耗，節(jié)省運行成 本。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種牽引傳動皮帶，由彈性體材料組成的皮帶基體 和承力部件組成，其中承力部件由碳纖維材料構(gòu)成，該承力部件復(fù)合在皮帶基體中并且沿 著皮帶基體的長度方向延伸。作為一種優(yōu)選方案，牽引傳動皮帶是由若干根碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿與皮帶基體復(fù) 合得到，所述的碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿是由浸漬樹脂膠液的碳纖維束在牽引力的作用下通過 拉擠模具成型、固化后制備得到；所述的樹脂膠液為聚氨酯膠液、丁腈橡膠膠液或硅橡膠膠 液；所述的碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿的橫截面直徑為0. 5毫米 5毫米。上述碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿優(yōu)選由4根 40根碳纖維絲束組成；碳纖維絲束的規(guī)格 優(yōu)選為Ik 48k ；碳纖維絲束的拉伸模量不小于IOOGPa ；作為另一種優(yōu)選方案，牽引傳動皮帶是由至少一層的碳纖維預(yù)浸帶經(jīng)層合得到， 所述的碳纖維預(yù)浸帶是將碳纖維平行紗浸漬在彈性體材料的膠液中得到；所述的碳纖維預(yù) 浸帶的厚度為0. 05毫米 0. 5毫米。上述兩種優(yōu)選方案中，組成皮帶基體的彈性體材料優(yōu)選是聚氨酯彈性體、丁腈橡 膠或硅橡膠中的任意一種或幾種的混合體，也可以是滿足皮帶生產(chǎn)工藝的其他彈性體材 料。本發(fā)明一種牽引傳動皮帶的制備方法包括如下步驟步驟1 將浸漬樹脂膠液的碳纖維束在牽引力的作用下通過拉擠模具成型、固化 后得到直徑為0. 5毫米 5毫米的碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿，所述的樹脂膠液為聚氨酯膠液、丁 腈橡膠膠液或硅橡膠膠液；
步驟2 將若干根步驟1得到的碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿沿皮帶基體的長度方向平行 排列，然后將其引入制帶機(jī)與組成皮帶基體的彈性體材料復(fù)合，形成牽引傳動皮帶；步驟3 根據(jù)牽引傳動皮帶的不同用途，進(jìn)行表面印制花紋等后處理。上述牽弓I傳動皮帶的橫截面優(yōu)選為長方形。本發(fā)明一種牽引傳動皮帶的另一種制備方法包括如下步驟步驟1 采用碳纖維預(yù)浸機(jī)，將碳纖維平行紗浸漬在彈性體材料的膠液中，得到厚 度為0. 05毫米 0. 5毫米的碳纖維預(yù)浸帶；步驟2 將至少一層由步驟1得到的碳纖維預(yù)浸帶層合起來，引入層合制帶機(jī)制備 厚度為0. 05毫米以上的牽引傳動皮帶；步驟3 根據(jù)牽引傳動皮帶的設(shè)計要求，切割牽引傳動皮帶至一定寬度；步驟4 根據(jù)牽引傳動皮帶的不同用途，進(jìn)行表面印制花紋等后處理。上述步驟2中優(yōu)選將1層 40層由步驟1得到的碳纖維預(yù)浸帶層合起來，引入層 合制帶機(jī)制備厚度為0. 05毫米以上的牽引傳動皮帶。上述兩種制備方法中，所述的彈性體材料優(yōu)選為聚氨酯彈性體、丁腈橡膠和硅橡 膠中的任意一種或幾種的混合體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種牽引傳動皮帶采用碳纖維材料替代現(xiàn)有的鋼纜金屬 材料作為承力部件材料，充分發(fā)揮了碳纖維具有的重量輕以及力學(xué)性能優(yōu)異等特點，使?fàn)?引傳動皮帶實現(xiàn)小自重、高運行效率，從而降低能耗、節(jié)省運行成本。作為優(yōu)選，本發(fā)明提供 了碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿作為承力部件的牽引傳動皮帶，具有承力部件纖維體積含量高、柔 韌性好以及重量輕的優(yōu)點，其抗拉強(qiáng)度是普通鋼材的2倍 5倍以上，重量卻僅為普通鋼材 的1/5 ；其次，承力部件具有優(yōu)異的抗蠕變性能、耐腐蝕性和抗震性。作為另一種優(yōu)選，本發(fā) 明提供了由至少一層的碳纖維預(yù)浸帶經(jīng)層合得到的牽引傳動皮帶，該牽引傳動皮帶同樣具 有承力部件力學(xué)性能高、重量輕以及韌性好等優(yōu)點。另外，本發(fā)明的牽引傳動皮帶還具有成 本低、可連續(xù)生產(chǎn)等特點，因此更能滿足工業(yè)的實際需求。


圖1是實施例1中碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿作為承力部件的牽引傳動帶橫截面結(jié)構(gòu) 圖；圖2是實施例2中由碳纖維預(yù)浸帶經(jīng)層合得到的牽引傳動皮帶的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。附圖標(biāo)記為碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿1、皮帶基體2、碳纖維預(yù)浸帶3。圖1所示的實施例1 本實施例中，牽引傳動皮帶由皮帶基體2和承力部件組成， 皮帶基體2由聚氨酯彈性體構(gòu)成，承力部件是直徑為2毫米的碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿1，碳纖 維復(fù)合材料細(xì)桿1復(fù)合在皮帶基體2中并且沿著皮帶基體2的長度方向延伸。上述牽引傳動皮帶具體的制備步驟如下步驟1 將浸漬聚氨酯彈性體膠液的碳纖維束在牽引力的作用下通過拉擠模具成 型、固化后得到直徑為0. 5毫米 5毫米的碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿1 ；
步驟2 由聚氨酯彈性體構(gòu)成皮帶基體2，將12根步驟1得到的碳纖維復(fù)合材料細(xì) 桿1按3毫米周期沿皮帶基體2的長度方向平行排列，即相鄰兩根碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿1的 間隙為1毫米，經(jīng)制帶機(jī)與聚氨酯彈性體復(fù)合得到承力部件為碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿1的牽 引傳動皮帶。如圖1所示，與該牽引傳動皮帶長度方向相垂直的橫截面形狀為4毫米X38 毫米的長方形；步驟3 根據(jù)牽引傳動皮帶的不同用途，進(jìn)行表面印制花紋等后處理。圖2所示的實施例2 本實施例中，牽引傳動皮帶由皮帶基體2和承力部件組成， 皮帶基體2由丁腈橡膠構(gòu)成，在工藝處理中，皮帶基體2和承力部件形成了碳纖維預(yù)浸帶， 該碳纖維預(yù)浸帶是將碳纖維平行紗浸漬在丁腈橡膠的膠液中得到，將5層的碳纖維預(yù)浸帶 經(jīng)層合得到本實施例的牽引傳動皮帶。上述牽引傳動皮帶具體的制備步驟如下步驟1 采用碳纖維預(yù)浸機(jī)將碳纖維平行紗浸漬丁腈橡膠生膠液制備厚度為0. 2 毫米碳纖維預(yù)浸帶；步驟2 將5層由步驟1制備的預(yù)浸帶層合起來引入層合制帶機(jī)制備厚度為1毫 米的牽引傳動皮帶；步驟3 將步驟2得到的牽引傳動皮帶根據(jù)設(shè)計要求切割至設(shè)計寬度，得到承力部 件為碳纖維預(yù)浸帶的牽引傳動皮帶；步驟4 根據(jù)牽引傳動皮帶的不同用途，進(jìn)行表面印制花紋等后處理。
權(quán)利要求
一種牽引傳動皮帶，由彈性體材料組成的皮帶基體和承力部件組成，其特征是所述的承力部件由碳纖維材料構(gòu)成，所述的承力部件復(fù)合在皮帶基體中并且沿著皮帶基體的長度方向延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種牽引傳動皮帶，其特征是由若干根碳纖維復(fù)合材料細(xì) 桿與皮帶基體復(fù)合得到，所述的碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿是由浸漬樹脂膠液的碳纖維束在牽引 力的作用下通過拉擠模具成型、固化后制備得到；所述的樹脂膠液為聚氨酯彈性體膠液、丁 腈橡膠膠液或硅橡膠膠液；所述的碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿的橫截面直徑為0. 5毫米 5毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種牽引傳動皮帶，其特征是由至少一層的碳纖維預(yù)浸帶 經(jīng)層合得到，所述的碳纖維預(yù)浸帶是將碳纖維平行紗浸漬在彈性體材料的膠液中得到；所 述的碳纖維預(yù)浸帶的厚度為0. 05毫米 0. 5毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種牽引傳動皮帶，其特征是所述的彈性體材料是 聚氨酯彈性體、丁腈橡膠和硅橡膠中的任意一種或幾種的混合體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種牽引傳動皮帶，其特征是所述的碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿 由4根 40根碳纖維絲束組成；所述的碳纖維絲束的規(guī)格為Ik 48k ；所述的碳纖維絲束 的拉伸模量不小于lOOGPa。
6.如權(quán)利要求1所述的一種牽引傳動皮帶的制備方法，其特征包括如下步驟步驟1 將浸漬樹脂膠液的碳纖維束在牽引力的作用下通過拉擠模具成型、固化后得 到直徑為0. 5毫米 5毫米的碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿，所述的樹脂膠液為聚氨酯彈性體膠液、 丁腈橡膠膠液或硅橡膠膠液；步驟2 將若干根步驟1得到的碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿沿皮帶基體的長度方向平行排列， 然后將其引入制帶機(jī)與組成皮帶基體的彈性體材料復(fù)合，形成牽引傳動皮帶；步驟3 根據(jù)牽引傳動皮帶的用途，進(jìn)行后處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種牽引傳動皮帶，其特征是所述的彈性體材料是聚氨酯 彈性體、丁腈橡膠和硅橡膠中的任意一種或幾種的混合體。
8.如權(quán)利要求1所述的一種牽引傳動皮帶的制備方法，其特征包括如下步驟步驟1 采用碳纖維預(yù)浸機(jī)，將碳纖維平行紗浸漬在彈性體材料的膠液中，得到厚度為 0. 05毫米 0. 5毫米的碳纖維預(yù)浸帶；步驟2 將至少一層由步驟1得到的碳纖維預(yù)浸帶層合起來，引入層合制帶機(jī)制備厚度 為0. 05毫米以上的牽引傳動皮帶；步驟3 根據(jù)牽引傳動皮帶的設(shè)計要求，切割牽引傳動皮帶至一定寬度；步驟4 根據(jù)牽引傳動皮帶的用途，進(jìn)行后處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種牽引傳動皮帶，其特征是所述的彈性體材料是聚氨酯 彈性體、丁腈橡膠和硅橡膠中的任意一種或幾種的混合體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種牽引傳動皮帶，由彈性體材料組成的皮帶基體和承力部件組成，所述的承力部件由碳纖維材料構(gòu)成，所述的承力部件復(fù)合在皮帶基體中并且沿著皮帶基體的長度方向延伸。作為優(yōu)選，本發(fā)明的牽引傳動皮帶由若干根碳纖維復(fù)合材料細(xì)桿與皮帶基體復(fù)合得到，或者由至少一層的碳纖維預(yù)浸帶經(jīng)層合得到；所述的彈性體材料可以是聚氨酯彈性體、丁腈橡膠和硅橡膠中的任意一種或幾種的混合體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用碳纖維替代現(xiàn)有牽引鋼纜作為承力材料，充分發(fā)揮了碳纖維具有的重量輕、韌性好、耐腐蝕、耐疲勞、力學(xué)性能優(yōu)良等特點，使?fàn)恳齻鲃悠ё灾馗?、運行效率更高，從而降低能耗，節(jié)省運行成本。
文檔編號F16G1/21GK101982672SQ20101052344
公開日2011年3月2日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者范欣愉 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所