本實用新型涉及一種三角帶技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于有限元的三角帶底膠及底膠簾布結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

背景技術(shù)：

隨著生產(chǎn)技術(shù)和裝備的發(fā)展，三角帶在各行各業(yè)的應(yīng)用也越來越普及。壓縮層膠又稱底膠，在三角帶中占有很大的分量。配方設(shè)計上要求底膠具有耐熱、耐老化、耐屈撓疲勞、壓縮變形小和橫向剛性好等優(yōu)點。普通三角帶結(jié)構(gòu)(如圖1)只包括1強(qiáng)力層、2線繩、3壓縮膠。傳統(tǒng)三角帶底膠設(shè)計為滿足底膠性能上的要求，常添加大量炭黑等填料。后來通過添加木質(zhì)素_蒙脫土復(fù)合物等改性纖維物質(zhì)來代替炭黑。目前的方法在一定程度上提高了的底膠的硬度，但是會導(dǎo)致彎曲應(yīng)力升高，降低帶的柔軟性，使皮帶在傳動過程中生熱增大，能耗增大且容易屈撓開裂，皮帶壽命降低。因此，對三角帶底膠及底膠簾布結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，提高三角帶產(chǎn)品質(zhì)量，可以降低三角帶在使用過程中存在的底膠開裂，強(qiáng)力層與伸張膠層分離，整根三角帶斷裂，三角帶磨損陷入帶輪底部等失效形式，從而拓寬三角帶應(yīng)用領(lǐng)域，提升產(chǎn)品市場競爭力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型主要解決的技術(shù)問題是：滿足三角帶底膠橫向剛度，通過科學(xué)的方法對三角帶底膠及底膠簾布結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，運用合理的優(yōu)化手段，減小由于底膠硬度底膠簾布帶來的縱向應(yīng)力，降低能耗損失，提高傳動效率，提高皮帶壽命。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：通過一種帶有復(fù)合結(jié)構(gòu)的三角帶有限元建模方法，通過對模型施加邊界條件實現(xiàn)三角帶有限元模型的張緊仿真，對三角帶張緊過程的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行計算。進(jìn)而通過分析底膠受力分布圖，將底膠分為低硬度和高硬度兩部分，低硬度為普通混煉膠，高硬度為纖維膠等，其分布情況如圖2，或在底膠加上簾布，其寬度由下至上依次遞減如圖1，得到一種弧形的底膠簾布排列方式。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

建立三角帶強(qiáng)力層、底膠簾布和纖維包布有限元模型，包括如下步驟：建立三角帶有限元模型，包括底膠模型及底膠簾布模型。底膠模型通過分割命令劃分不同區(qū)域，底膠簾布通過嵌入命令嵌入到底膠內(nèi)。對模型劃分網(wǎng)格，通過對模型施加邊界條件實現(xiàn)三角帶有限元模型的傳動。

三角帶有限元模型的楔角為35°到45°之間；三角帶有限元模型頂寬為 10mm-20mm，三角帶有限元模型節(jié)寬為8-18mm，三角帶有限元模型高度為7-11mm。

三角帶有限元模型伸張膠層厚度為0.8mm-1.5mm，緩沖膠層厚度為 1.5mm-2.6mm，壓縮膠層的厚度為3.8mm-5mm。

三角帶有限元模型強(qiáng)力層線繩直徑為1.2mm-2.4mm，線繩數(shù)量為6-11根，排列角度為0°，強(qiáng)力層簾布厚度為0.5-1mm，排列角度為45°-80°。

一種三角帶的底膠結(jié)構(gòu)，包括底膠和底膠簾布；底膠膠料層數(shù)為2-4層，底膠膠料硬度由上至下依次遞增，底膠膠料曲率半徑由上至下依次遞減；底膠簾布層數(shù)為2-4層，底膠簾布寬度由上至下依次遞增。

底膠膠料硬度范圍為邵爾A60度-邵爾A90度。底膠膠料每層厚度為 2mm-4mm。底膠膠料曲率半徑為57-507mm。底膠膠料層數(shù)為4層，底膠膠料第一層(4)曲率半徑為501-507mm、第二層(5)曲率半徑為298-305mm、第三層(6) 曲率半徑為98-105mm、第四層(7)曲率半徑為59-66mm。

底膠簾布寬度為3-9.82mm。底膠簾布厚度為0.5-0.8mm，排列角度為45°-80°。每層底膠簾布間隔為1-2mm，排列角度為45°-80°。底膠簾布層數(shù)為4 層，第一層(8)底膠簾布寬度為3-5mm、第二層(9)底膠簾布寬度為5-6.12mm、第三層(10)底膠簾布寬度為7.5-8.4mm、第四層(11)底膠簾布寬度為8-9.82mm。

本實用新型特點為，將底膠分為若干層，其中每層硬度不同，低硬度為普通混煉膠，高硬度為纖維膠，底膠結(jié)構(gòu)如圖1?；蛟诘啄z加上簾布，簾布寬度由下至上依次遞減，底膠簾布排列方式如圖2。通過本實用新型在增加三角帶底膠橫向剛度的同時，又減小了底膠硬度或底膠簾布導(dǎo)致的縱向彎曲應(yīng)力，降低能耗損失，提高傳動效率。

附圖說明

圖1為普通三角帶結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1強(qiáng)力層、2線繩、3壓縮膠

圖2為本實用新型的三角帶底膠結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型的三角帶底膠簾布結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖針對三角帶有限元模型的描述對本實用新型的實施例作詳細(xì)說明。

需要注意的是實施例中具體描述的特征不應(yīng)都被理解為對實現(xiàn)本實用新型是必要的或者唯一的特征，本領(lǐng)域的人員能夠理解這些特征可能是示例性的而非限定性的。

建立三角帶強(qiáng)力層、底膠簾布和纖維包布有限元模型，包括如下步驟：建立三角帶有限元模型，包括底膠模型及底膠簾布模型。底膠模型通過分割命令劃分不同區(qū)域，底膠簾布通過嵌入命令嵌入到底膠內(nèi)。

三角帶有限元模型的楔角為40°；三角帶有限元模型頂寬為17mm，三角帶有限元模型節(jié)寬為14mm，三角帶有限元模型高度為9mm。三角帶有限元模型伸張膠層厚度為1.2mm，緩沖膠層厚度為2.3mm，壓縮膠層的厚度為5mm。三角帶有限元模型強(qiáng)力層線繩直徑為1.8mm，線繩數(shù)量為7根，排列角度為0°。

1.底膠膠料層數(shù)為4層；底膠膠料硬度由上至下依次遞增。第一層(4)底膠膠料硬度為邵A60度、第二層(5)底膠膠料硬度為邵A75、第三層(6)底膠膠料硬度為邵A80度、第四層(7)底膠膠料硬度為邵A90度。第一層(4)底膠膠料厚度為2mm、第二層(5)底膠膠料厚度為3mm、第三層(6)底膠膠料厚度為3.5mm、第四層(7)底膠膠料厚度為3.8mm。第一層(4)底膠膠料曲率半徑為501mm、第二層(5)底膠膠料曲率半徑為303mm、第三層(6)底膠膠料曲率半徑為105mm、第四層(7)底膠膠料曲率半徑為60mm。

2.底膠簾布厚度為0.6mm，排列角度為45°，層數(shù)為4層，每層底膠簾布間隔為2.5mm，排列角度為45°，第一層(8)底膠簾布寬度為2.0mm、第二層 (9)底膠簾布寬度為5.5mm、第三層(10)底膠簾布寬度為7.5mm、第四層(11) 底膠簾布寬度為9.5mm。廣角簾布排布角度為120°。廣角簾布材料為尼龍。