国内外输送带技术现状及发展趋势

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2. 1. 3 聚酯帆布 聚酯纤维具有高模量、 低收缩的特点。聚酯 帆布包括聚酯帆布和聚酯/ 锦纶交织帆布。聚酯 帆布除具有锦纶帆布的优点外 , 还具有伸长率小、 耐热性能好、 价格低等优点。聚酯 / 锦纶交织帆布 由于经线为普通或高模量低收缩聚酯工业丝, 纬 线为锦纶 66 工业丝 , 因此帆布具有经向伸长率小 和纬向成槽性好的优点 , 成为帆布的重点发展产 品, 其需求量正在不断增长。 用聚酯帆布制备的输送带具有带体模量高、 伸长率小、 耐疲劳、 抗冲击和成槽性好等优点 , 因 此聚酯帆布主要用于输送距离大、 负荷大、 耐化学 腐蚀性强 , 尤其是要求尺寸稳定性好的输送带中。 我国的聚酯/ 锦纶交织帆布用量增长缓慢, 而 国外的聚酯/ 锦纶帆布已占有相当大的市场份额。 目前 , 在我国输送带帆布市场上, 锦纶帆布、 聚酯 帆布、 棉帆布、 维纶/ 棉帆布等共存。 2. 1. 4 芳纶 芳纶作为输送带骨架材料的优势是明显的, 尤其 是 用 在 断 裂 强 度 大 于 1800N, 甚 至 高 达 4000N 的超高强度织物芯输送带上。使用芳纶纤 维织造的帘布骨架强度保持率高, 伸长率可低于 0. 5% 。在等质量的情况下, 芳纶的强度约为钢丝 的 7 倍, 模量为钢丝的 2 倍, 故有 合成钢丝 的美 称。在目前使用的输送带增强材料中, 芳纶的强 度质量比最大 , 其断裂伸长率和蠕变率低于聚酯 和锦纶而至少高于钢丝。芳纶的抗拉伸疲劳性能 与锦纶相当, 优于钢丝; 其耐压疲劳性能稍低于锦 纶, 优于钢丝。 芳纶用作 输送带的骨架 材料可延长 单机运 距、 减少带体厚度和输送带自身重量, 这不仅可以 减小输送机自身的功率消耗, 更主要的是可以增 强输送带运行的稳定性、 减少维修的工作量 , 有利 于输送带的搬运、 安装和拆卸。 耐磨型输送带 : 提高输送带覆盖胶的耐磨性 能, 在不改变输送带带体结构的条件下 , 可以大幅 度提高输送带的使用寿命。目前国内对于这方面 的研究较少, 德国 W 型输送带标准要求覆盖胶的 拉伸 强 度 不 小 于 18MP a, DIN 磨 耗 量 不 大 于 90m m 3 , 拉断伸长率不小于 400% 。 2. 1. 5 整体织物带芯 整体织物带芯是输送带专用骨架材料, 其组
要 : 从输送带 带芯、 生产 工艺和设备等方面 , 综述了 国内外各种输送带的 技术现状及发展趋 势 , 并且 结合
国内输送带工业的现状和输送带用户的要求 , 对 输送带产品今后一段时期内的开发与创新提出了建议。 关键词 : 输送带 ; 织物带芯 ; 钢丝绳芯 ; PV C 难燃输送带 中图分类号 : T Q336 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1005- 4030( 2007) 05- 0047- 06
输送带是带式输送机的主要部件之一 , 其造 价约占整机造价的 60% 。与其他输送形式相比, 采用带式输送机具有操作安全、 使用方便、 维修容 易、 运费低廉和输送量大、 输送连续等优点。在较 短距离输送粒状、 粉状等物料上, 有着其他运输形 式无可比拟的优势。自带式输送机诞生以来 , 人 们一直不懈 努力, 向增大单机跨度、 提高输送速 度、 拓展输送机宽度等方向发展。目前 , 世界上已 经生产出单机跨度超过 10km 、 带宽超 过 3m 、 带 速超过 4m/ s、 高度集控管理的大型带式输送机, 极大地提高了短距离输送的能力。 1 基本结构与分类 输送带是一种复合体, 主要由柔性的增强骨 架与橡胶或塑料复合而成。所用橡胶可分为骨架 材料粘合用橡胶和骨架层保护用橡胶两部分。骨 架层是输送带的结构主体 , 表征输送带的基本力 学性能, 其作用是承受工作时的全部负荷, 因而需 要具有一定的强度和刚度 ; 粘合橡胶是连接骨架 使之具有力学相应的整体性和一致性 , 保证输送 带力学性能的关键部分 ; 覆盖橡胶层是骨架层的 保护层, 其作用是保护骨架层免受物料的直接冲 击、 磨损和腐蚀 , 保障输送带的有效使用寿命。 输送带的品种很多, 根据带芯材质 , 分为织物 芯输送带、 钢丝绳芯输送带、 牵引钢丝绳芯输送带 ( 钢缆输送带) 和钢网输送带等 ; 根据使用性能 , 分 为普通输送带、 阻燃输送带、 耐热输送带、 耐寒输 送带、 耐油输送带和耐酸碱输送带等; 根据形状,
常用骨架材料的一般性能
锦纶 66 1. 14 25 6. 7 850 19 80 300 6 1. 38 25 5. 7 1100 13 80 850 11 1. 44 12 1. 7 2750 4 190 4000 0. 2 2. 54 2250 5 85 2150 0 7. 85 2750 2. 5 35 1500 涤纶 芳纶 玻璃纤维 钢丝
第 28 卷 第 5 期 2007 年 10 月
特种橡胶制品 Special P ur po se R ubber Pr oducts
V o l. 28 No . 5 October 2007
国内外输送带技术现状及发展趋势
曾宪奎 , 宗殿瑞 ( 青岛科技大学机电工程学院 , 山东 青岛

266042)
百度文库
表2
项 目 拉伸强度 , k N / m 带芯织物型号 织物层数 , 层 织物厚度 , m m 织物质量 , k g/ m2
不同织物芯输送带的综合性能
整体织物芯输送带 直经织物芯输送带 1000 EbPb1000 1 1000 EpP500 2 2. 3 3. 0 333 8+ 3 17 19 630 220 914 1. 5 可 600 2 帘布芯输送带 钢丝绳芯输送带 1000 D1000 1 1. 6 1. 078 928 8+ 3 13. 5 14. 8 500 50 0. 6 差 2100 1000 77( 钢丝绳 ) 1 4 4. 6 214 8+ 6 18. 1 24. 5 630 200 75 0. 3 差 600
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特种橡胶制品
第 28 卷
第4期
炭工业和冶金工业的统计, 2005 年主要工业领域 的输送带需求量为 9000 万 m , 其中 , 煤炭 35% , 冶金 25% , 港口 22% , 化工建材 12% , 其他 6% ; 出口量 500 万 m 。 2. 1 织物带芯 带芯是输送带的骨架材料 , 几乎承受输送带
经线和纬线伸直排列 , 不织缩 , 因而纤维的强度保 持率高, 织物的尺寸稳定性好。直经直纬织物带 芯的经线一般为聚酯或芳纶纤维, 纬线为锦纶 66 纤维 , 带芯通常由 1~ 2 层织层组成, 成品输送带 具有芯薄盖厚的特点。直经直纬织物带芯是今后 的发展方向。 2. 2 钢丝绳芯 钢丝是用一种优质的特制高碳钢 , 含炭量在 0. 7% 左右的钢丝拉制而成的。输送带用钢丝的 表面需要镀锌或镀铜 , 镀层的意义一是增加钢丝 与橡胶的粘着力 , 二是防止钢丝锈蚀。从防腐的 角度上讲 , 镀铜比镀锌更好。目前工业上所生产 的输送带用钢丝绳基本上都是镀锌处理。 常用的纤维骨架材料的一般性能见表 1, 不 同织物芯输送带的综合性能见表 2。
收稿日期 : 2006- 07- 25 作者简介 : 曾宪奎 ( 1967- ) , 男 , 硕士 , 主要从 事教学和橡胶 及塑料 加工机械的研究开发工作。
分为管状输送带、 挡边输送带、 花纹输送带、 提升 输送带和盖状输送带等[ 1] 。 2 输送带常用骨架材料的种类和性能 骨架材料的作用是承受来自橡胶制品内部和 外部的作用力 , 提高橡胶制品的强度, 并限制其变 形量。它在很大程度上决定着橡胶制品的使用性 能、 使用寿命和使用价值。骨架材料由纺织纤维 ( 包括天然纤维和化学纤维) 、 钢丝、 玻璃纤维等加 工处理制成。 对织物带芯和钢丝绳芯输送带而言, 发达国 家的棉帆布输送带已遭淘汰, 化纤帆布输送带已 逐渐由强度性能优异的直经直纬织物芯输送带替 代, 直经直纬织物芯输送带产量已占织物芯输送 带总产量的 10% ~ 20% ; 高强度 ( 断裂强度不低 于 2000kN/ m) 输送带多采用钢丝绳芯结构, 钢丝 绳芯输送带产量约占输送带总产量 的 25% 。受 传统因素的影响, 我国棉帆布输送带产量仍占输 送带总产量的 25% 左右, 而钢丝绳芯输送带产量 仅占 15% , 直经直纬织物芯输送带的研究尚处于 起步阶段[ 2] 。 目前 , 世界先进的胶带生产技术被欧、 美、 日 等国家和地区的工业集团所垄断。其中 , 北美生 产输送带的公司有 9 家, 欧洲( 俄罗斯除外) 有 40 家之多。近年来, 大多数工业化国家的生产能力 过剩 , 而亚洲却成为世界工业的发展热点, 号称世 界工厂。我国努力扩大内需, 刺激经济增长 , 特别 是增加对水利、 农业、 能源和城市基础建设投入的 宏观调控政策 , 拉动了运输行业的经济增长 ; 同时 我国煤炭、 冶金、 电力和港口等领域运行状况的好 转, 增大了对各种用途输送带的需求量。根据煤
2007 年
曾宪奎等
国 内外输送带技术现状及发展趋势
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织结构复杂, 分为双经线和单经线两种结构。国 外整体织物带芯的经线一般为锦纶和聚酯纤维, 纬线一般为锦纶 / 棉纤维 , 为提高带芯与覆盖胶的 粘合性能 , 有时经线表面还覆盖棉纤维。整体织 物带芯浸渍 PVC 乳液可制的 PV C( 全塑) 整体织 物芯阻燃输送带 , 而在 PVC 整体织物芯阻燃输送 带基础上加贴胶层即制得 P VG( 橡塑) 整体织物 芯阻燃输送带。整体织物芯阻燃输送带是不分层 输送带, 综合性能优于分层式帆布芯输送带。随 着国家对煤炭行业管理力度的加强及煤炭行业形 势的好转, PV C 和 PV G 整体织物芯阻燃输送带 的需求量正以 20% 的速度增长。 2. 1. 6 直经直纬织物带芯 直经直纬织物带芯的结构特点是主经纬线互 不相交, 纬线在主经线两侧, 由边经线连接。由于
工作时的全部负荷, 其成本约占 输送带的 60% ; 覆盖胶是织物带芯的保护层, 使织物带芯免受冲 击、 磨损和腐蚀 , 其成本约占输送带的 40% 。输 送带织物带芯从结构上主要分为帆布 ( 分层式织 物) 带芯、 整体式织物带芯、 直经直纬织物带芯及 其变型。前两类带芯我国已形成生产规模 , 比较 成熟 , 而直经直纬织物带芯的生产正处于起步阶 段。 发达国家输送带织物带芯的材料主要为锦纶 6、 锦纶 66、 聚酯/ 锦纶和芳纶等, 其中锦纶 66 和 聚酯消耗量大 , 芳纶刚进入应用阶段。我国输送 带织物带芯的材料主要为聚酯、 锦纶和棉。 2. 1. 1 棉帆布 棉帆布主要包括聚酯 / 棉、 丙棉、 纯棉等帆布。 棉纤维具有与橡胶粘合性能好的特点。用棉帆布 制成的输送带具有柔韧性好和成槽性好、 价格便 宜等优点 , 主要适用于小块状、 粉末状物料( 木屑、 稻谷、 水泥和矿砂等 ) 的中短距离输送。棉帆布的 缺点是断裂强度较低 , 易腐蚀 , 疲劳寿命短。 2. 1. 2 锦纶帆布 锦纶帆布的经线和纬线均为锦纶纤维, 其最 突出的优点是耐磨性和耐疲劳性好、 强度高, 用锦 纶帆布制成 的输送带具有带体薄、 强力高、 抗冲 击、 成槽性好、 层间粘合强度大、 屈挠性能优异及 使用寿命长等特点, 但锦纶纤维模量低、 断裂伸长 率和定负荷伸长率较大 , 会导致输 送带产生 跑 长 现象, 因此目前锦 纶帆布多用于 输送距离适 中、 安全因数大且要求带体弹性好的输送带中。 锦纶帆布主要包 括锦纶 6 和锦 纶 66 帆布。 锦纶 66 与锦纶 6 的物理性能相当, 但熔点较高, 耐热性能较好 , 因此锦纶 66 帆布用于高性能、 高 品质的输送带及耐热输送带中。但锦纶 6 价格便 宜, 有助于降低输送带的生产成本和销售价格 , 因 此目前在国内锦纶 6 帆布的销售量 仍大于锦纶 66 帆布。
表1
种类 相对密度 单纤维直径 , m 单纤维细度 , dt ex 断裂强度 , M Pa 拉断伸长率 , % 拉断强度 , cN / tex 初始模量 , cN / tex 150 下的收缩率 , % 棉 6 1. 54 15 1. 6 230 8 15 225 0 1. 14 25 6. 7 850 16 85 500 5
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