[发明专利]利用斜齿驱动的低摩擦直接驱动型输送机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年2月2日提交的美国临时申请No.60/743,212的优先权，在此包含其全部内容。

技术领域

本发明涉及用于输送机的环带，更特别地涉及通过滑轮来驱动环带的使用斜齿(raked teeth)的输送机。

背景技术

带有摩擦驱动型平带的输送机是用于将物品从一个位置移动到另一个位置的已知系统。张紧的环带在驱动滑轮和尾部件(通常是滑轮或固定杆)之间延伸，其中驱动滑轮和带之间的摩擦使得能够将转矩从前者传送给后者从而引起带运动。因为需要带上的张力来保持带移动所必需的摩擦力，这种类型的输送机在张力和摩擦力可能受到损害的环境中不能很好地工作。例如，从带上运载的产品所引入的油、油脂或其他流出物可能导致摩擦力损失，从而有害地影响输送机的性能。

另一种类型的输送机包括直接或强制驱动的模块化带(modular belt)。在这种类型的输送机中，由多个互锁环形成的模块化带在驱动滑轮和惰轮之间，而且包括与驱动滑轮上的相应槽接合的多个齿，或者替代地，驱动滑轮上的齿与带上的链环或槽接合。齿和槽之间的相互作用将转矩传送给带。因此，输送机不是依靠摩擦力来移动带，而且减小摩擦的化合物并不如上述对摩擦驱动型带那样影响性能。然而，低张力、直接驱动的模块化带很难清洁和维修。它们还是多孔的，因此不易于运送比如粉末等的产品。

如图1所示的带有低摩擦、强制驱动型环带100的输送机克服了与摩擦驱动型平带和模块化带相关的问题，其中所述环带100的一侧具有平表面102并且另一侧具有多个齿104。无缝平表面102通常由热塑性材料制成，不带孔而且易于清洁，同时齿104与驱动滑轮108上的槽106接合以将转矩传送给带100，而不需要带100和驱动滑轮108之间的摩擦力或者带100中的张力。在美国专利申请No.60/593,493中公开了这种输送机，在此包含其全部内容作为参考。

考虑到带的拉伸，已经确定的是，在小于带的最大伸长率时，带的齿节距必须小于驱动滑轮的槽节距。同样，在最大伸长率时，滑轮节距必须等于带节距，其差别微不足道。此外，为了确保带齿被定位成进入滑轮槽，滑轮中的每个槽的纵向宽度必须超过带齿纵向宽度至少一定距离量，该距离量是通过在带缠绕的跨距上使带伸长最大容许量而产生的距离量。由于存在节距和宽度差，只要伸长率为最大伸长率或低于最大伸长率，齿和槽将纵向对准。

由于带和滑轮之间的节距差，在给定时刻只有一个带齿被滑轮槽驱动。已经发现这种被接合的齿总是为将要退出滑轮的齿。对于在任意给定时刻进入滑轮槽的所有相继的带齿，在带齿的驱动面和滑轮槽的驱动面之间有间隙，而且该间隙的尺寸对于每个相继的齿逐渐增加。因此，当退出齿与驱动滑轮脱开时，随后的带齿(即后齿)和其相应滑轮槽面之间保持一定量的间隙。此时，滑轮继续相对于带旋转但不驱动带，因而失去了有效的驱动特征直到槽的驱动面邻接后齿的驱动面。换句话说，驱动滑轮旋转，而带滑移，直到齿再次接合。如果不考虑带的任何动量和带与滑轮之间的任何摩擦力，带将有效地停止片刻，直到随后的槽接合后齿，该后齿从而变成新的“退出齿”。

带和滑轮之间的一些滑移能使直接驱动应用得以运转。带齿从滑轮槽的这种暂时脱开导致平均带速度小于平均滑轮速度。事实上，平均带速度小于滑轮速度一定量值，该量值由在带中仍然存在的伸长率百分率(最大伸长率-当前伸长率)确定。因为该必要的滑移，滑轮和带之间的任何摩擦力将损害直接驱动的好处。带和滑轮之间的摩擦将阻止滑移并且可能导致后齿全部错过滑轮槽。为了避免这种摩擦，带和滑轮可以由减摩材料制成或者涂有减摩材料，滑轮可以被设计成使得带和滑轮具有在槽之间的减小的接触面积，而且带优选保持在低张力下。

另外，为了确保被接合的(从动)齿保持被接合直到退出槽的合适时间，在靠近带处使用限位器(position limiter)。

在比如那些移送煤、矿石或砾石的输送机应用中运转的长带通常需要重型的加固带以便使拉伸最小化，并且需要大驱动马达以便移送重型带以及带上的负载。前述的热塑性、低摩擦、直接驱动型带未曾显示出有益于长带运转。而且所需的用于保持驱动齿与滑轮接合的限位器的复杂性将只会使得在移送煤、矿石或砾石的恶劣环境中的系统变得复杂。

发明内容