带附接装置和系统制造方法及图纸

这里公开一种包括具有改进带附接装置的柔性带的带组件。带附接装置包括沿着带的长度间隔开的两个横杆。横杆保持允许在六个自由度上进行预定运动的轴承。横杆通过附接到轴承的刚性主体连接。附接到刚性主体的器具被简单支承但在俯仰转动上受限。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有关联邦赞助研究或开发的陈述本专利技术在由美国能源局提供的授权奖励号DE-EE0005412下通过政府资助进行。政府对于本专利技术具有一定权利。
技术介绍
本申请涉及带附接装置，特别是涉及一种用于经历大负载和非常高循环疲劳的带附接装置的改进系统。典型的应用包括输送机、铲斗挖掘机、升降机、竖直提升机和用来将负载从一个位置输送到另一位置的类似机器。带附接系统也可用于功率转换机器，诸如水力或风力功率装置，其中希望大负载从附接主体传递到带，带接着驱动发电机。但是，当前可用的带附接系统缺乏经受大负载和高循环疲劳的能力。对于一些系统来说使用链条来代替带，但是链条会很沉重，包括许多运动部件，并且遭受高的磨损率和高维护成本。由于这些问题，基于链条的系统通常需要频繁维护。链条系统还由于系统磨损需要复杂系统来维持链条张紧。带系统具有优于链条系统的优点，包括相对简单、低维护需求和减小的噪声。带附接装置可使用在具有附接主体的单个带上(输送系统通常如此)。在这种情况下，负载相对于带的尺寸和功率额定值来说会较小，并且负载通常沿着带的平坦部分传递。带附接装置也可用来在多个带之间支承附接主体，诸如在竖直提升机中。在这种情况下并且在较大负载时，带的刚性附接装置会受到弯曲力矩引起的应力，造成相对于低的疲劳寿命。用来将单个附接装置固定到带的当前方法通常对于大负载传递和高疲劳寿命来说是不能令人满意的。一些常见的固定方法包括紧固(螺栓或铆钉)、粘接和硫化。固定附接装置的螺栓或铆钉本身由于逐渐拉长带内的通孔而具有低的带疲劳寿命。粘接是棘手方法，并且不允许附接装置从带移除。另外，随着带围绕带轮弯曲，由于剥离力，胶在操作中相对快速地降级并破坏。将弹性体构件硫化到带需要特殊工具，并且得到的附接装置不能支承大负载。带附接装置的其他方法已经用来解决随着附接装置围绕带轮运转来支承附接装置的问题。这是许多附接方法的问题区域，因为平坦接触区域改变成围绕带轮的线接触，并且因此不能支承俯仰力矩。同样，两个相邻带齿之间的直线距离围绕带轮改变，难以实现多个附接点。现有解决方法要么支承相对低的负载，要么受到高磨损率。不同的带附接系统和不同的应用对于将器具连接到带附接装置来说需要不同的边界条件。单个带附接装置会需要允许、限制或固定六个自由度。附图说明图1是根据第一方面的带附接装置的立体图。图2是图1所示的带附接装置的分解视图。图3是图1所示的带附接装置的示意横截面图。图3A是图3的详细横截面图。图4是图1所示的带附接装置的第二示意横截面图。图5是图1所示的带附接装置的示意正交横截面图。图5A是图5的详细横截面图。图6是横杆的视图，示出钉(“尖钉”)结构特征。图7是根据第二方面的带附接装置的立体图。图8是根据第三方面的带附接装置的立体图。图9是根据第四方面的平行带系统的立体图。图10是根据第五方面的单个带输送系统的立体图。图11是图9和10所示的方面的详细截面图。图12是根据第六方面的双带输送系统的立体图。图13是根据第七方面的带输送系统的立体图。图14是带附接装置设计变量相对于横杆节距间隔的表格。部件列表100带附接组件101带102横杆103平台104轴承帽105弹簧垫圈堆栈106紧固件107贯穿带紧固件108螺母109螺纹孔116提升方向117拖曳方向118侧向方向119俯仰转动(pitchingrotation)120击发转动(cockingrotation)121滚动转动122带表面123拉伸构件201第二弹簧垫圈堆栈202销203内圆筒204中间圆筒205外圆筒206垫圈207带凹口208孔贯穿带209轴承空腔210横杆孔300轴承组件301带节线201销中心303销偏移304第一间隙305第二间隙306第三间隙307第四间隙308斜面310横杆间隔311销外表面312内圆筒内表面313内圆筒外表面314中间圆筒内表面315中间圆筒外表面316外圆筒内表面317外圆筒外表面401钉402紧固件柄部403紧固件螺纹404横杆与带界面501凸肋700带附接组件800带附接组件801弹性体圆筒802弹性体轴承900输送机系统901器具902间隔开的平行带组件903附接点904带轮或滑轮905线性部分906弯曲部分1000输送机系统1001器具1002带组件1003附接点1010带1020横杆1021横杆1030平台1031平台1040轴承帽1041轴承帽1101带附接装置1103器具附接螺栓1105有效载荷质量中心1106带节线1107有效载荷质量中心和带节线之间的距离1200输送机系统1201附接点1202带组件1203承载器具1204带轮或滑轮1205提升模块1206提升模块1207有效载荷(托盘或其他负载)1220带表面1300输送机系统1301承载平台1302带组件1303附接点1304负载角度2020销2021销2030内圆筒2050外圆筒2091轴承空腔3020销中心2030销偏移3100横杆间隔具体实施方式带附接装置用来将诸如铲斗、铲片或刚性平台的多种器具连接到带以便驱动器具，或使用器具来驱动带以产生功率。根据具体应用，单个带附接装置会将器具限制在预定极限内，或者以六个自由度来固定器具。这里限定这六个自由度。具有三个平移自由度和三个转动自由度。如图1所示，与带运行一致定向的负载(平行于提升方向116(Z轴))是“提升负载”，并将通常造成“提升平移”。垂直于带背面定向的负载(平行于拖曳方向117(Y轴))是“拖曳负载”，并将通常造成“拖曳平移”。横向于带运行方向定向的负载(即平行于侧向方向118(X轴))是“侧向负载”，并可造成“侧向平移”。围绕横向于带运行方向的轴线出现的力矩(即围绕侧向方向118(X轴)的力矩)将称为“俯仰力矩”，并可造成“俯仰转动”119。围绕垂直于带的背面的轴线出现的力矩(即围绕拖曳方向117(Y轴)出现的力矩)将称为“击发力矩”，并将通常造成“击发转动”120。围绕与带运行方向一致的轴线出现的力矩(即围绕提升方向116(Z轴)出现的力矩)将称为“滚动力矩”，并将通常造成“滚动转动”121。进一步理解到这些方向将相对于带运行和保持，而不管带位于直线或是弯曲区段内。这六个自由度应该在成功的带附接装置的设计中考虑。例如，具有跨越器具的一对平行带可在提升和拖曳方向两者上经历大的负载，以及大的俯仰力矩。在这种情况下，希望的是通过在每个带附接装置上限制提升平移和拖曳平移，同时允许预定的击发转动、滚动转动和侧向平移，来使得器具在两个主要弯曲方向上得到简单支承。同时，重要的是通过限制俯仰转动来抵抗俯仰力矩。最后，在传递大负载时，通过横轴连接的一对带轮将经历卷绕，会造成带轮之间的角度错位。这种效果与制造误差一起需要带附接装置适应小的拖曳平移。其他应用会在带附接装置上造成不同限制。带附接装置通常在会包括高负载和力矩、非常高的循环负载(几百万循环)、包括海洋和重工业的不利环境、严格的空间限制或以上情况的任何组合的严苛应用中操作。另外，希望的是带附接装置在很少到没有维护的情况下连续操作。在图1-6所示的本专利技术的一个方面中，带附接装置100可适应多个自由度，并在多种严苛应用中操作。带附接装置100被设计用于希望抵抗器具的俯仰力矩的应用。俯仰力矩113在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带组件，包括：柔性带，柔性带具有第一表面和第二表面；带附接装置，带附接装置进一步包括：第一横杆，第一横杆附接到第一表面并具有第一轴承，以及第二横杆，第二横杆附接到第一表面并具有第二轴承；以及刚性连接主体，刚性连接主体经过第一轴承和第二轴承将第一横杆连接到第二横杆。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.09 US 61/977,207;2015.03.18 US 14/661,6591.一种带组件，包括：柔性带，柔性带具有第一表面和第二表面；带附接装置，带附接装置进一步包括：第一横杆，第一横杆附接到第一表面并具有第一轴承，以及第二横杆，第二横杆附接到第一表面并具有第二轴承；以及刚性连接主体，刚性连接主体经过第一轴承和第二轴承将第一横杆连接到第二横杆。2.根据权利要求1所述的带组件，其中，第一轴承或第二轴承中的一个是套筒滚子轴承、螺旋卷绕轴承、弹性体轴承或层压弹性体轴承。3.根据权利要求1所述的带组件，还包括弹簧元件，其中弹簧元件将刚性连接主体相对于第一横杆朝着预定位置偏压。4.根据权利要求1所述的带组件，其中，第一轴承或第二轴承中的至少一个相对于周围环境密封。5.根据权利要求1所述的带组件，其中，每个横杆包括沿着横杆的长度布置的多个轴承，其中刚性连接主体使每对横杆经过所述多个轴承连接。6.根据权利要求1所述的带组件，还包括附接到每个横杆的可分离帽部件，所述帽部件具有与所述横杆内的空腔配合的空腔以保持所述轴承。7.根据权利要求6所述的带组件，其中，帽部件和横杆具有配合的倾斜面，使得配合空腔对准。8.根据权利要求1所述的带组件，其中，刚性连接主体包括附接结构特征，使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·D·施奈德，E·M·戴维森，
申请(专利权)人：纳特尔能源公司，
类型：发明
国别省市：美国;US