高強(qiáng)力芳綸輸送帶的接頭結(jié)構(gòu)及接頭方法

徐玉海，宋靜芳，褚靜

(阜新環(huán)宇橡膠（集團(tuán)）有限公司，遼寧 阜新 123000）

輸送帶主要是由增強(qiáng)骨架材料與橡膠層材料這兩部分組成，纖維骨架層材料的發(fā)展與進(jìn)步對(duì)輸送帶的發(fā)展起著決定性作用。隨著我國煤炭、冶金、港運(yùn)、建材等行業(yè)的發(fā)展，物料的運(yùn)輸對(duì)高強(qiáng)力輸送帶的質(zhì)量要求越來越高，而科學(xué)技術(shù)的高速進(jìn)步為研制一種更好性能的輸送帶提供了可能性。輸送帶在使用過程中，其接頭部位是最容易出現(xiàn)問題的地方，其物理性能、黏合性能都較輸送帶其它部位要差，而芳綸纖維由于其具有的各種優(yōu)點(diǎn)，在輸送接頭部位的應(yīng)用大大提高了輸送帶的整體質(zhì)量水平。

1 高強(qiáng)力芳綸輸送帶基本概況及應(yīng)用現(xiàn)狀

輸送帶行業(yè)是橡膠產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要分支，其產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于鋼鐵、煤炭、建材、化工等行業(yè)的物料運(yùn)送，我國高強(qiáng)力輸送帶主要有以下幾種：鋼絲繩芯輸送帶、高級(jí)別帆布疊層芯輸送帶、高級(jí)別整體結(jié)構(gòu)芯輸送帶等。芳綸纖維作為一種新型聚合物，具有強(qiáng)度高、變形小、耐溫性和耐腐蝕性好、尺寸穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，有“合成鋼絲”的美譽(yù)。目前被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和國防的許多部門，但芳綸纖維在橡膠行業(yè)的用量較大，主要被用作輪胎、輸送帶、傳送帶等的骨架材料。用作輸送帶的芳綸骨架材料有帆布、整體帶芯、繩索等，由于現(xiàn)代工作條件的限制，輸送帶的承載距離越來越大，傳輸距離也越來越遠(yuǎn)，因此對(duì)輸送帶的要求也越來越苛刻，輸送帶的骨架材料必須具備高強(qiáng)度、變形小、耐高溫、阻燃等多種特性，以防止物料輸送過程中事故的發(fā)生。

高強(qiáng)力的輸送帶必須應(yīng)用高強(qiáng)度的骨架材料來增強(qiáng)，而提高骨架材料強(qiáng)度的方法只有兩種：一是使用高強(qiáng)度的纖維材料；二是改變骨架材料的織物結(jié)構(gòu)。但只有芳綸纖維或新結(jié)構(gòu)織物可滿足以上要求，大幅度提高輸送帶的強(qiáng)力等級(jí)。另外，輸送帶越長(zhǎng)，對(duì)徑向變形率的要求也越高，芳綸纖維由于其變形小、柔韌性好的優(yōu)點(diǎn)，成為降低輸送帶變形率的最佳選擇。此外，在一些金屬冶煉和煤礦開發(fā)行業(yè)中，輸送帶必須要有較好的耐溫性和阻燃性，以防止出現(xiàn)安全事故，而芳綸作為骨架材料，其作用的重要性是其它纖維材料所不能匹敵的。

2 高強(qiáng)力芳綸輸送帶接頭結(jié)構(gòu)

高強(qiáng)力芳綸輸送帶的接頭結(jié)構(gòu)，包括芳綸帆布輸送帶，其具有以下幾點(diǎn)特征：一是芳綸帆布輸送帶的接頭主要采用芳綸簾子布，芳綸簾子布沿輸送帶長(zhǎng)度方向的纖維為芳綸纖維。這是因?yàn)橐环矫娣季]簾子布具有高強(qiáng)度、高模量、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)異特性，可為芳綸帆布輸送帶的指形搭接增強(qiáng)強(qiáng)度，另外在保證接頭處強(qiáng)度的同時(shí)，不會(huì)對(duì)芳綸帆布輸送帶承載的重量有大影響，另一方面芳綸簾子布中芳綸纖維之間的距離較大，非常利于膠料滲透，增強(qiáng)接頭處的黏合；二是芳綸帆布輸送帶接頭位置上的兩接頭端設(shè)為指形接頭并相互嚙合搭接，有一層織物即芳綸簾子布分別放置在嚙合搭接部位的上下表面；三是芳綸帆布輸送帶兩接頭端的指形接頭及芳綸簾子布是由膠料復(fù)合壓制成，其上覆蓋膠層和下覆蓋膠層黏結(jié)連接為一體。

3 高強(qiáng)力芳綸輸送帶接頭方法

輸送帶作為物料運(yùn)輸?shù)闹匾ぞ?，必須結(jié)成環(huán)形才能使用，所以輸送帶接頭的質(zhì)量好壞直接影響著輸送帶的使用壽命和輸送線能否平穩(wěn)順暢的運(yùn)行。一般輸送帶接頭的常用方法有三種：一是機(jī)械接頭，這種方法較為經(jīng)濟(jì)方便，但接頭效率低、易損壞，會(huì)影響輸送帶的使用壽命；二是冷黏接頭，這種方法比較經(jīng)濟(jì)，也比機(jī)械接頭效率高，但其工藝較難掌握，黏合劑的質(zhì)量會(huì)影響接頭情況，所以穩(wěn)定性很差；三是熱硫化接頭，該方法接頭效率高，接頭壽命長(zhǎng)，也具有很高的穩(wěn)定性，易掌握，但其接頭工藝麻煩，接頭時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用也高。

隨著國內(nèi)輸送帶飛速發(fā)展，鋼絲繩輸送帶和多層織物芯輸送帶的應(yīng)用技術(shù)愈加成熟，現(xiàn)又研發(fā)出單層芳綸輸送帶，以單層芳綸作為輸送帶的骨架材料，其厚度減小，耐沖擊性和耐磨性都較高。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以通過增大單卷輸送帶的卷曲長(zhǎng)度，從而減少實(shí)際安裝時(shí)輸送帶的接頭層數(shù)。但和多層織物為骨架材料的輸送帶和鋼絲繩輸送帶相比，芳綸輸送帶因僅以單層芳綸為骨架材料，所以采用常規(guī)階梯式接頭方式是非常不適合的。為了便于芳綸輸送帶的推廣，且考慮到芳綸輸送帶的骨架僅有一層芳綸帆布，接頭方式可采用指形搭接的形式，因?yàn)榉季]指形之間沒有連接點(diǎn)，接頭處強(qiáng)度若僅依靠膠料強(qiáng)度和黏合性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法達(dá)到芳綸本身具有的強(qiáng)度。目前國內(nèi)外高強(qiáng)力芳綸輸送帶主要采用的接頭方法如下：首先，剝?nèi)シ季]帆布輸送帶接頭位置上兩接頭端的膠料，并裁成合適尺寸的指形接頭；其次，按相互嚙合的形式對(duì)兩個(gè)接頭端的指形接頭進(jìn)行搭接，并在指形接頭的嚙合搭接部位的上下表面分別放置一層織物且涂上膠料；最后當(dāng)織物與芳綸帆布輸送帶的指形接頭黏合后，就要對(duì)織物與芳綸帆布輸送帶浸膠硫化，復(fù)合壓制形成上覆蓋膠層和下覆蓋膠層，使芳綸帆布輸送帶兩接頭端的指形接頭及織物黏結(jié)連接為一體。

在高強(qiáng)力輸送帶接頭中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)問題：一是接頭操作中要求使用適宜的移動(dòng)硫化儀，接頭處的膠料要采用與芳綸帆布輸送帶一致的硫化條件，即對(duì)溫度、時(shí)間、壓力進(jìn)行硫化定型；二是芳綸纖維由于表面化學(xué)活性很低，很難與其它物質(zhì)分子發(fā)生作用，導(dǎo)致芳綸與其它材料黏結(jié)性能較差，這會(huì)影響芳綸纖維在輸送帶復(fù)合材料中的應(yīng)用，因此在實(shí)際接頭中，可采用多巴胺-硅烷偶聯(lián)劑和紫外光引發(fā)介質(zhì)來提高芳綸纖維表面化學(xué)活性，增強(qiáng)芳綸纖維與橡膠的結(jié)合作用力，大大提高黏合性能。

4 高強(qiáng)力芳綸輸送帶接頭失效原因及維護(hù)

正常工作環(huán)境下，輸送帶的接頭質(zhì)量一般較為穩(wěn)定，不會(huì)經(jīng)常性出現(xiàn)疲勞與磨損，且輸送帶接頭部分的張力不能超過輸送帶強(qiáng)度的30%，因此頻繁出現(xiàn)接頭失效的原因主要存在于以下幾個(gè)方面：第一是輸送帶所承擔(dān)的物料重量太多，給輸送帶帶來極大的沖擊；第二是制作的接頭因工藝質(zhì)量降低而導(dǎo)致其極易產(chǎn)生疲勞；第三是輸送帶經(jīng)常遭受嚴(yán)重的磨損；第四是工人在生產(chǎn)過程中其技術(shù)水平?jīng)]有達(dá)標(biāo)，沒有經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)。因此輸送帶的接頭每隔一段時(shí)間都要進(jìn)行仔細(xì)檢查，沿著階梯的邊部或指形的空隙開裂是接頭疲勞的早期信號(hào)，一旦發(fā)現(xiàn)損壞，就應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，工作人員可在接頭的四角制作永久標(biāo)識(shí)，定期測(cè)量標(biāo)志之內(nèi)的對(duì)角線和長(zhǎng)度尺寸的變化，一旦出現(xiàn)尺寸增加，就應(yīng)該對(duì)接頭進(jìn)行更換。

5 結(jié)束語

接頭是輸送系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部位，對(duì)輸送帶的安全性和可靠性有重要的影響，輸送帶接頭的黏合強(qiáng)度只有達(dá)到一定程度時(shí)，才不會(huì)影響輸送帶的正常運(yùn)行，這就要求選用的輸送帶接頭不僅要考慮到接頭的短期黏合強(qiáng)度，也要考慮到接頭的長(zhǎng)期黏合強(qiáng)度、抗動(dòng)態(tài)荷載性能、疲勞強(qiáng)度和老化對(duì)接頭承載能力的影響等。因此，加強(qiáng)高強(qiáng)力芳綸輸送帶接頭結(jié)構(gòu)和接頭方法的研究，對(duì)長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)的輸送帶有重要意義。

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