输送带用骨架材料讲解

I.聚酯纤维材料在橡胶输送带上的应用橡胶输送带用骨架材料从材质上可分为金属和纤维两大类。

输送带的发展离不开骨架材料性能的提高，输送带的强度、延伸特性、弹性、韧性、尺寸稳定性等均与骨架材料密切相关。

橡胶输送带所用纤维骨架材料主要为：棉、聚酯、锦纶6、锦纶66、芳纶，其他纤维材料不常用。

棉纤维具有中等断裂强度，适于生产强度不高的厚实织物，由于其存在毛羽，因此和橡胶之间有良好的机械粘合力，骨架材料可以不经过浸胶处理。

但作为天然纤维，其价格较高，价格性能比不高；锦纶纤维有很高的断裂强度和弹性，但模量较小、所以蠕变伸长，多用于运距短、安全因数大和弹性要求高的场合，而锦纶更多地作为涤锦混织浸胶浸胶的纬纱，充分发挥其模量低、成槽性好的优点；聚酯纤维具有断裂强度高、模量高，不容易蠕变伸长，是目前所有纤维材料中强度价格性能比最好的材料，因而在输送带中应用最为广泛。

聚酯有良好的耐气候性能，不像钢丝那样容易腐蚀，也不像棉纱那样容易腐烂，同时耐日晒，耐酸雨，是一种非常理想的材料；而芳纶纤维断裂强度很高，但不耐压缩和动态疲劳，且价格很高，在输送带中应用具有一定的局限性；A.输送带用浸胶骨架材料1.输送带用骨架材料的编码规则输送带用浸胶骨架材料，各国国家均有不同命名方式，表中所列为一些国家的常见称呼。

表输送带和织物的字母编码国际编码英国编码日本/美国经/纬材料B C 经/纬棉R - 经/纬高强粘胶Pb CN 经/纬锦/棉（加捻在一起）EbPb CT/CN 经聚酯/棉整芯带常用标注方式纬锦纶/棉EE TT PP 经/纬聚酯PP NN NN 经/纬锦纶EP TN PN 经聚酯纬锦纶DP DN 经芳纶纬锦纶DbPb - 经芳纶/棉纬锦纶/棉EPbPb - 经聚酯、锦纶/棉纬锦纶/棉EpP - SW 经聚酯+锦纶(主要应用是直经直纬)纬锦纶St St 经钢丝(无纬纱)欧洲的命名方式一般符合国际标准体系，但我国的浸胶骨架材料命名体系是混合了日美和欧洲的不同体系。

此外在前苏联国家，锦纶6称作卡普隆，因此他们习惯用TK表示EP骨架材料。

2. 输送带用骨架材料的结构种类按帆布结构分类如右图：由于钢丝具有极高的断裂强度，但其耐腐蚀性能有待提高，特别是模量太高，因此只能采用单层的线绳结构。

平纹编织：最为常见的骨架材料结构，特点是具有一定的紧密程度，织物有良好的卷曲度。

主要应用在多层输送带中。

双经单纬：是平纹结构的一种变形结构，特点是2根经纱平行和一根纬纱交织，这样可以减少了织物中的交织点，这种结构适用于经纬密度排列较密的帆布。

通过减少经纬交织点，从而提高帆布的强度利用率。

国外称这种结构为OXFORD （牛津）。

2/2破斜纹：这种结构的目的也是减少经纬纱的交织点，应用在重型帆布上。

和平纹织物相比，其强度利用率更高一些，特别是帆布的抗纵向撕裂强度高，适合于应用皮带扣接头的输送带。

国外称这种结构为CFW (CROW ’S FOOT WEAVE)。

整体编织：主要用于单层的整芯输送带中。

直经编织：称作EPP 帆布或者SW(SOILID WOVEN)，其特点是经纬纱的均处于伸直状态，因而有极低的定负荷伸长率和强度利用率。

用于单层或双层的高等级输送带,是未来将会有重大发展前景。

适合于中远距离输送带，具有带体轻，能耗低的优点，同时由于其特别的结构，特别适合于抗冲击输送带。

目前，输送带用骨架材料以钢丝、聚酯和锦纶(主要为锦纶66)为主，同时向复合材料发展，芳纶的用量将逐步增大，目前，国内以合成纤维和钢丝绳作骨架材料的输送带约占输送带总量的80% 。

在欧美等发达国家和地区，芳纶织物应用于橡胶制品已经相当普遍，而我国尚未大规模应用，通过性能分析对比发现，芳纶是橡胶输送带的理想骨架材料。

今后输送带用纤维骨架材料的发展方向主要是对现有纤维材料进行改性、开发新型合成纤维和应用各种高性能纤维。

3.不同种类输送带骨架材料的张紧距离右图为不同材料的骨架材料的张紧距离：采用钢丝绳输送带，则输送长度3000米，所需的张紧量仅为6米，采用EPP 直经直纬帆布，所需张紧量为16米，采用EP 帆布，输送距离1000米，所需的张紧量达到20米，而NN 帆布，输送距离500米，所需的张紧量达到20米。

显然远距离输送上，直经直纬帆布有一定的优势。

采用聚酯纤维生产的骨架材料，其拉伸特性远远好于锦纶纤维。

平纹帆布帘子布直经直纬(EPP)整体带芯线绳4.输送带各个部分对总体性能的影响输送带各个部分对输送带的影响是不同的，其中浸胶帆布对输送带的物理性能影响最大。

比如强度、蠕变伸长、抗冲击性能等等，不同的经纬纱结构与材料，对浸胶帆布的物理性能有较大的影响。

输送带各部份对输送带性能的影响性能织物（经线）织物（纬线）橡胶强力** *伸长** *抗冲击性能* ** *成槽性能** *抗弯曲和屈曲性能** * *机械连接* *耐气候性* *粘接* * *耐磨性能*安全要求*很明显，骨架材料主要满足机械特性。

如：强力，蠕变伸长，而橡胶主要是满足表面性能，如耐气候性能、耐磨性能、防火性能。

B.浸胶帆布的主要性能指标1.经向强度经向强度决定输送带的最终强度，它取决于所用纤维的种类，以及纤维的强度和用量，同时卷曲度越高，则强度会下降，浸胶帆布的经纱排列越紧密，则强度也将下降。

2.纬向强度纬向强度决定输送带的机械接头强度和抗切割性能，它取决于所用纤维的强度以及纤维的强度和用量。

3.经向10%名义强度的伸长率（10%定负荷伸长率）输送带设计的安全系数一般为8-10倍左右，我国国内一般按10倍的安全系数设计。

因而10%的名义强度，实际上就是输送带正常运行过程中的受力，考核10%的定负荷伸长，可以较好地评价输送带的实际性能。

根据骨架材料的不同，和输送带使用工况要求的不同，定负荷伸长率应该是合理确定的。

一般，NN帆布的定负荷伸长率在2.5%左右，EP帆布应该在2.0%左右，直经直纬在0.5%左右，NN帆布则常常在2.5%左右。

定负荷伸长率越大，输送带所需的张紧距离越大，但输送带的耐曲扰性能也越好，更能适合小直径的带轮，因此，定负荷伸长率是根据输送带结构所需另外确定的指标，绝不是越小越4.断裂伸长经向的断裂伸长和断裂形态，将决定输送带的韧性，或者说输送带的断裂功大小。

纤维模量高而且断裂伸长大，则材料的韧性越好。

如果模量低，而且断裂伸长过大，往往意味骨架材料容易延伸，输送带容易跑长。

比如空间需要大角度转向的管状输送带，则必须使用定负荷伸长和断裂伸长更大的PE帆布。

5.纬向断裂伸长纬向的模量高低将影响输送带的成槽性性能，如果输送带不能良好成槽，输送带容易跑偏。

模量越高，成槽越差。

6.经向卷曲度卷曲度是影响输送带性能的关键指标，我国过去长期不重视该指标。

所谓经向卷曲度，在纺织行业，它是指在单位织物长度中，经纱完全伸展后比织物长的程度，可用以下公式表示：卷曲度=（经纱长度L1 - 织物长度L0）/ 织物长度L0 X 100%其实际意义，就是卷曲度提高，材料的模量降低，就像笔直的钢丝。

7.纬向卷曲度纬向卷曲度的大小则和输送带的成槽性相关，纬向卷曲度的提高，可以降低模量，从而提高成槽度。

计算方式和经向卷曲度的计算相类似。

C.织物结构对帆布性能和输送带性能等的影响：1.织物紧度对帆布强度的影响：为了可以更好地评价织物的经纱排列的紧密程度，因此，纺织学采用一种称作织物紧度的评价方式，表征织物的紧密程度：织物的紧度是指织物中纱线投影面积与织物全部面积之比值，比值大的说明织物紧密，比值小说明织物较稀疏。

紧度分为经向紧度、纬向紧度和织物总紧度三种。

经向紧度（Ej）为经纱直径与两根经纱间的距离之比的百分率，纬向紧度（Ew）纬纱直径与两根纬纱间的距离之比的百分率，织物总紧度（E）为织物中经纬纱所覆盖的面积与织物总面积之比的百分率。

织物经向紧度Ej（%）= 0..01×Pj ×√dtex j织物纬向紧度Ew（%）= 0.01×Pw×√dtex w织物总紧度Ez（%）= Ej + Ew –(Ej×Ew)/100式中：Pj—织物的经纱密度(根/10cm);Pw—织物的纬纱密度(根/cm);以上是在纱线呈圆柱体的情况下求得的，没有考虑到由于经纬纱线在织物中相互挤压而产生变形，因此所得的结果只是近似值。

在计算紧度时，通常经纬纱的紧度小于或等于100%，若大于100%，则说明织物中的纱线有重叠。

由于帆布，更多地采用平纹结构，依然用织物紧度作为主要参数来评价织物结构。

右图为分析不同结构的浸胶帆布后，得到的织物总紧度和经向强度的关系。

可以发现，浸胶帆布的强度和织物的总紧度基本成正相关。

其中蓝色的数值为EE 帆布，而粉红色为EP 帆布，从图中可见，EE 帆布的经向强度，由于纬纱的模量不同，相同的织物紧度，但EE 帆布的强度比EP 帆布低3%左右。

因此，利用织物组织结构的变化，减少经纬纱的交织点，从而可以降低织物的紧度，图中织物紧度超过了100%时，强度反而提升，就是由于织物结构变化所致。

2.织物经向卷曲度对输送带性能的影响提高经向卷曲度可以有效提高输送带的耐曲绕性能和耐疲劳性能、因此，输送带必须根据布层层数、最小带轮直径等确定合理的经向卷曲度。

右上图为高经向卷曲度帆布生产的输送带弯曲后的状况，右下图为低经向卷曲度帆布生产的输送带弯曲后的状况。

显然右下图生产的输送带的使用寿命会大幅度缩短。

输送带的层数和帆布的卷曲度密切相关，如果层数减少，则经向卷曲度也可降低，从而减少输送带的张紧量。

a. 输送带弯曲褶皱的成因分析：目前多层输送带在实际应用中，常常由于输送带表面起皱造成输送带非工作面橡胶早期剥落，布层间起鼓脱层，严重时由于骨架材料受到压缩力的作用而损坏，造成输送带横向撕裂，在我国，输送带弯曲起皱，长期困惑输送带厂家。

我们首先来分析输送带起皱的原因：当输送带经过滚筒表面时，多层输送带中处于里层的骨架材料受压缩，外层的骨架材料受拉伸，如果外层的骨架材料无法拉伸，长度无法变长，内层骨架材料必须压缩，我们也知道骨架材料几乎是无法压缩使其变短，势必内层的骨架材料起皱。

起皱的程度将与滚筒的直径成反比，与骨架材料的层数和骨架材料的层间距离成正比。

右图是输送带经过滚筒表面时的示意图，那么我们可以计算如下： 输送带如果在滚筒上一周，则外层长度：2π（R+△），内层长度：2πR 内外层长度差异率：(2π（R+ △）－2πR ) / 2πR = △/ R△RR+△5.05.2 5.4 5.6 5.86.0 6.2 6.4 6.6 6.87.060708090100110120cN/dte架材料，输送带骨架材料的内外层长度差异= 5/200 = 2.5 %，这就意味输送带外层骨架材料必须比内层多伸长2.5％，否则，内层必然压缩起皱；b.如何防止输送带起皱根据公式△/ R，我们可以采取以下方式：1.那么作为输送带制造者，注意控制总层数。