聚酯鋼化棕絲新結(jié)構(gòu)橡膠骨架材料

陳 云，張學(xué)申，范思余，畢 鐸

（1.威海天乘滑輪特種帶芯有限公司，山東 威海 264209；2.丹陽(yáng)市貝爾特橡塑制品有限公司，江蘇 丹陽(yáng) 212353）

橡膠制品廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域。絕大多數(shù)橡膠制品都是由橡膠和骨架組成。骨架材料對(duì)橡膠制品壽命起著決定性的作用。特別是傳動(dòng)帶，95%的受力由骨架材料所承受，因此骨架材料對(duì)傳動(dòng)帶的質(zhì)量和壽命起著十分關(guān)鍵的作用。在骨架材料的發(fā)展歷史中，很長(zhǎng)一段時(shí)間里，重點(diǎn)都在骨架所用的材料上，從棉纖維到人造纖維再到化學(xué)纖維，雖然橡膠制品的質(zhì)量和壽命都有所提高，但是還沒(méi)有從根本上解決傳動(dòng)帶跑長(zhǎng)、壽命短的難題。這是由于纖維繩的捻制結(jié)構(gòu)造成的。只有在結(jié)構(gòu)上找出路，才有可能從根本上克服纖維骨架材料的致命弱點(diǎn)。

本文介紹整體實(shí)心無(wú)捻結(jié)構(gòu)的橡膠骨架材料——聚酯鋼化棕絲的性能特點(diǎn)。

1 聚酯鋼化棕絲的優(yōu)異性能

聚酯鋼化棕絲與聚酯線繩的物理性能對(duì)比見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn)，聚酯鋼化棕絲的直徑、單位質(zhì)量和伸長(zhǎng)率較小，與天然橡膠的粘合強(qiáng)度明顯高于聚酯線繩。

表1 聚酯鋼化棕絲與聚酯線繩的物理性能對(duì)比

聚酯鋼化棕絲最大的特點(diǎn)在于其整體實(shí)心無(wú)捻結(jié)構(gòu)，能夠充分體現(xiàn)出聚酯材料耐疲勞、伸長(zhǎng)小的物理特性。這種骨架材料作為傳動(dòng)帶的抗拉體，在帶體運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受力均勻、不松散、不跑長(zhǎng)、耐屈撓、粘合強(qiáng)度高，與橡膠粘合為一體，對(duì)橡膠起到了強(qiáng)有力的保護(hù)作用，它可大大提高傳動(dòng)帶的使用壽命。

以聚酯鋼化棕絲為骨架材料制成的普通傳動(dòng)帶依據(jù)GB/T 1171—2006《一般用普通V帶》標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，運(yùn)轉(zhuǎn)450 h后帶體完好，可以繼續(xù)運(yùn)行。

聚酯鋼化棕絲自問(wèn)世以來(lái)，先后在山東青島橡膠六廠有限公司三角帶分廠、江蘇丹陽(yáng)市貝爾特橡塑制品有限公司、浙江天臺(tái)縣東方橡膠廠、河南尉氏三力橡膠廠、河北達(dá)肯膠帶制品有限公司、福建省閩侯展發(fā)橡塑制品有限公司、廣東佛山市順德區(qū)福象橡膠制品廠和臺(tái)灣三五橡膠股份有限公司等20多家橡膠企業(yè)應(yīng)用，實(shí)踐證明，使用這種新材料制作橡膠制品無(wú)需進(jìn)行大的工藝調(diào)整及設(shè)備改造。

以聚酯鋼化棕絲為骨架材料制成的油田聯(lián)組帶，在遼河油田、大慶油田、勝利油田掛機(jī)試驗(yàn)，平均運(yùn)行12個(gè)月以上，使用壽命比原來(lái)的聯(lián)組帶提高5倍以上，有的甚至達(dá)到10或20倍。

用聚酯鋼化棕絲制成D型V帶、C型V帶、8V傳動(dòng)帶分別在紡織行業(yè)、農(nóng)機(jī)行業(yè)、建筑材料行業(yè)等使用，使用壽命平均提高5倍以上。

2 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

2.1 利潤(rùn)水平

（1）傳動(dòng)帶領(lǐng)域。目前，我國(guó)傳動(dòng)帶質(zhì)量水平較低，每A米售價(jià)僅為4.5元左右，純利潤(rùn)只有5%。而國(guó)外同類產(chǎn)品每A米售價(jià)為31元左右，是國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的7倍多。用聚酯鋼化棕絲作為骨架材料可大幅提升國(guó)產(chǎn)傳動(dòng)帶的質(zhì)量水平，進(jìn)而提高傳動(dòng)帶的利潤(rùn)水平。

（2）輸送帶領(lǐng)域。我國(guó)輸送帶年產(chǎn)4億m2，總產(chǎn)值約1 800億元，國(guó)外每年生產(chǎn)12億m2，總產(chǎn)值約5 400億元。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品價(jià)格僅為國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格的55%。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)算，在實(shí)現(xiàn)同等功能的前提下，使用聚酯鋼化棕絲可減小輸送帶質(zhì)量50%，即減少橡膠原材料消耗50%。

2.2 節(jié)能水平

2.2.1 傳動(dòng)帶

（1）由于傳動(dòng)帶的壽命提高5倍以上，因此，每年可節(jié)約橡膠80%，并節(jié)省80%的制作傳動(dòng)帶所需的其他材料。

（2）骨架結(jié)構(gòu)合理，強(qiáng)力不損失，傳遞同樣力矩傳動(dòng)帶的橫截面可以減小，能節(jié)約用膠量30%。

（3）從根本上避免了傳動(dòng)帶跑長(zhǎng)、打滑現(xiàn)象，用戶每年可節(jié)約用電5%以上。

2.2.2 輸送帶

（1）由于骨架材料不跑長(zhǎng)，強(qiáng)力不損失，因此可使輸送帶單層化，向超薄型發(fā)展。

（2）目前，輸送帶的帶體普遍過(guò)厚、質(zhì)量大。因此，傳動(dòng)功率的60%消耗在帶體的自身質(zhì)量上。用聚酯鋼化棕絲作輸送帶的骨架材料，可減小帶體質(zhì)量50%以上，節(jié)電30%以上。

2.3 減排效果

使用新結(jié)構(gòu)的橡膠骨架材料，在生產(chǎn)過(guò)程中的有害氣體排放可減少50%～80%。

由于使用聚酯鋼化棕絲提高了傳動(dòng)帶的使用壽命，因此可減少傳動(dòng)帶的使用量，從而大大減少?gòu)U舊V帶對(duì)環(huán)境的污染和破壞。

3 結(jié)語(yǔ)

聚酯鋼化棕絲是整體實(shí)心無(wú)捻結(jié)構(gòu)，能夠充分發(fā)揮聚酯材料的耐疲勞、伸長(zhǎng)小的特性，將其作為傳動(dòng)帶骨架材料，可使帶體運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受力均勻、不松散、不跑長(zhǎng)、耐屈撓，提高使用壽命。同時(shí)可節(jié)省膠料，達(dá)到節(jié)能減排、減少環(huán)境污染的效果。