高強力芳綸輸送帶的接頭結構及接頭方法

徐玉海，宋靜芳，褚靜

(阜新環宇橡膠（集團）有限公司，遼寧 阜新 123000）

輸送帶主要是由增強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展與進步對輸送帶的發展起著決定性作用。隨著我國煤炭、冶金、港運、建材等行業的發展，物料的運輸對高強力輸送帶的質量要求越來越高，而科學技術的高速進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點，在輸送接頭部位的應用大大提高了輸送帶的整體質量水平。

1 高強力芳綸輸送帶基本概況及應用現狀

輸送帶行業是橡膠產業的一個重要分支，其產品被廣泛應用于鋼鐵、煤炭、建材、化工等行業的物料運送，我國高強力輸送帶主要有以下幾種：鋼絲繩芯輸送帶、高級別帆布疊層芯輸送帶、高級別整體結構芯輸送帶等。芳綸纖維作為一種新型聚合物，具有強度高、變形小、耐溫性和耐腐蝕性好、尺寸穩定等諸多優點，有“合成鋼絲”的美譽。目前被廣泛應用于國民經濟和國防的許多部門，但芳綸纖維在橡膠行業的用量較大，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，因此對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生。

高強力的輸送帶必須應用高強度的骨架材料來增強，而提高骨架材料強度的方法只有兩種：一是使用高強度的纖維材料；二是改變骨架材料的織物結構。但只有芳綸纖維或新結構織物可滿足以上要求，大幅度提高輸送帶的強力等級。另外，輸送帶越長，對徑向變形率的要求也越高，芳綸纖維由于其變形小、柔韌性好的優點，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行業中，輸送帶必須要有較好的耐溫性和阻燃性，以防止出現安全事故，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 高強力芳綸輸送帶接頭結構

高強力芳綸輸送帶的接頭結構，包括芳綸帆布輸送帶，其具有以下幾點特征：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度方向的纖維為芳綸纖維。這是因為一方面芳綸簾子布具有高強度、高模量、尺寸穩定等優異特性，可為芳綸帆布輸送帶的指形搭接增強強度，另外在保證接頭處強度的同時，不會對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合壓制成，其上覆蓋膠層和下覆蓋膠層黏結連接為一體。

3 高強力芳綸輸送帶接頭方法

輸送帶作為物料運輸的重要工具，必須結成環形才能使用，所以輸送帶接頭的質量好壞直接影響著輸送帶的使用壽命和輸送線能否平穩順暢的運行。一般輸送帶接頭的常用方法有三種：一是機械接頭，這種方法較為經濟方便，但接頭效率低、易損壞，會影響輸送帶的使用壽命；二是冷黏接頭，這種方法比較經濟，也比機械接頭效率高，但其工藝較難掌握，黏合劑的質量會影響接頭情況，所以穩定性很差；三是熱硫化接頭，該方法接頭效率高，接頭壽命長，也具有很高的穩定性，易掌握，但其接頭工藝麻煩，接頭時間長，費用也高。

隨著國內輸送帶飛速發展，鋼絲繩輸送帶和多層織物芯輸送帶的應用技術愈加成熟，現又研發出單層芳綸輸送帶，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。在實際生產中，可以通過增大單卷輸送帶的卷曲長度，從而減少實際安裝時輸送帶的接頭層數。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，因為芳綸指形之間沒有連接點，接頭處強度若僅依靠膠料強度和黏合性，遠遠無法達到芳綸本身具有的強度。目前國內外高強力芳綸輸送帶主要采用的接頭方法如下：首先，剝去芳綸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兩個接頭端的指形接頭進行搭接，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；最后當織物與芳綸帆布輸送帶的指形接頭黏合后，就要對織物與芳綸帆布輸送帶浸膠硫化，復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連接為一體。

在高強力輸送帶接頭中應當注意以下幾點問題：一是接頭操作中要求使用適宜的移動硫化儀，接頭處的膠料要采用與芳綸帆布輸送帶一致的硫化條件，即對溫度、時間、壓力進行硫化定型；二是芳綸纖維由于表面化學活性很低，很難與其它物質分子發生作用，導致芳綸與其它材料黏結性能較差，這會影響芳綸纖維在輸送帶復合材料中的應用，因此在實際接頭中，可采用多巴胺-硅烷偶聯劑和紫外光引發介質來提高芳綸纖維表面化學活性，增強芳綸纖維與橡膠的結合作用力，大大提高黏合性能。

4 高強力芳綸輸送帶接頭失效原因及維護

正常工作環境下，輸送帶的接頭質量一般較為穩定，不會經常性出現疲勞與磨損，且輸送帶接頭部分的張力不能超過輸送帶強度的30%，因此頻繁出現接頭失效的原因主要存在于以下幾個方面：第一是輸送帶所承擔的物料重量太多，給輸送帶帶來極大的沖擊；第二是制作的接頭因工藝質量降低而導致其極易產生疲勞；第三是輸送帶經常遭受嚴重的磨損；第四是工人在生產過程中其技術水平沒有達標，沒有經過專業的培訓。因此輸送帶的接頭每隔一段時間都要進行仔細檢查，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，一旦發現損壞，就應及時進行修補，工作人員可在接頭的四角制作永久標識，定期測量標志之內的對角線和長度尺寸的變化，一旦出現尺寸增加，就應該對接頭進行更換。

5 結束語

接頭是輸送系統中最關鍵的部位，對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度只有達到一定程度時，才不會影響輸送帶的正常運行，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度，也要考慮到接頭的長期黏合強度、抗動態荷載性能、疲勞強度和老化對接頭承載能力的影響等。因此，加強高強力芳綸輸送帶接頭結構和接頭方法的研究，對長期處于運行狀態的輸送帶有重要意義。

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