多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶

張福祥，陳 林

（青島華夏橡膠工業有限公司，山東 青島 266000）

橡膠輸送帶的骨架材料從單層發展到多層、從棉帆布發展到合成纖維和金屬材料，正是骨架材料的不斷發展，才使橡膠輸送帶的超長距離（幾萬米）運輸和多功能運輸成為可能。橡膠輸送帶的使用壽命由輸送帶的結構和材質以及輸送物料、使用條件決定。對橡膠輸送帶的基本要求是：具有足夠的拉伸強度和模量，伸長率小，抗沖擊性能和耐疲勞性能好。

1 橡膠輸送帶的結構

橡膠輸送帶由上、下層覆蓋膠包裹帶芯骨架構成，覆蓋膠與帶芯間常用貼合膠粘合。骨架材料為多層鋼絲繩芯的橡膠輸送帶稱為多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶。多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶是帶式輸送機的高強力牽引和運載構件。

2 普通鋼絲繩芯橡膠輸送帶的特點

普通鋼絲繩芯橡膠輸送帶具有以下特點。

（1）普通鋼絲繩芯橡膠輸送帶的縱向拉伸強度可以達到8 400 kN·m-1，如果需要，其縱向拉伸強度可以達到10 000 kN·m-1以上。

（2）普通鋼絲繩芯橡膠輸送帶的安全倍數比織物芯橡膠輸送帶小，織物芯橡膠輸送帶安全倍數一般為10及其以上，而鋼絲繩芯橡膠輸送帶安全倍數為6～7，如果接頭及運輸啟動合理，還可以減小至5。

（3）普通鋼絲繩芯橡膠輸送帶適合于長距離、大運量、高速度的現代化運輸需要，可減少運載點，帶體的磨損較少，能耗較低。

（4）普通鋼絲繩芯橡膠輸送帶的伸長率較小，張緊行程較短。

（5）普通鋼絲繩芯橡膠輸送帶成槽性和直線運行性好，在同樣帶寬和帶速條件下可以運輸更多的物料。

（6）普通鋼絲繩芯橡膠輸送帶動態性能好，可用來運輸質量大和塊度大的礦石。鋼絲繩芯骨架包覆于膠料中，在硫化過程中，膠料滲入鋼絲繩間，與鋼絲繩牢固粘合，因此鋼絲繩芯橡膠輸送帶的抗沖擊性能和使用壽命都超過了織物芯橡膠輸送帶，如果加設橫向增強層，鋼絲繩芯橡膠輸送帶則具有更好的抗沖擊性能。

（7）鋼絲繩芯橡膠輸送帶接頭的拉伸強度和使用壽命與帶體其他部位基本相同。

3 多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶的結構

多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶沿其厚度方向由上而下依次為上覆蓋膠、上貼合膠、鋼絲繩芯骨架、芯膠、橡膠增強層、下貼合膠、下覆蓋膠，如圖1所示。鋼絲繩芯骨架包括在輸送帶寬度方向上平行設置的多根鋼絲繩及其相鄰鋼絲繩之間的芯膠。

圖1 多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶結構示意

多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶的結構特點如下。

（1）多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶的鋼絲繩芯骨架至少有兩層，骨架層與層之間為橡膠增強層，層與層之間的鋼絲繩相互對應或錯開排列。

（2）鋼絲繩芯骨架層與層之間的橡膠增強層既起粘合鋼絲繩芯骨架層的作用，實現多層鋼絲繩芯骨架的組合，又起緩沖和增強作用，大大提高輸送帶的整體強度和縱向拉伸強度，延長輸送帶的使用壽命。

（3）橡膠增強層的厚度與鋼絲繩直徑有關。當鋼絲繩直徑為1～4.5 mm時，橡膠增強層的厚度為0.5～2 mm；當鋼絲繩直徑為4.5～8 mm時，橡膠增強層的厚度為2～3 mm；當鋼絲繩直徑為8～15 mm時，橡膠增強層的厚度為3～5 mm。

（4）鋼絲繩芯骨架相鄰層的鋼絲繩錯開設置時，相鄰層的鋼絲繩數量相差1根。例如當鋼絲繩芯骨架層為3層時，第1層的鋼絲繩比第2層多1根，第3層的鋼絲繩比第2層多1根，第1層的鋼絲繩數量與第3層相等。

4 多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶的性能

多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶主要用于礦山、煤炭、冶金、化工、建筑和交通等領域大規模的連續化運輸，運輸的物料為塊狀、粉末狀、糊狀的原材料和各種形狀的成品物件。

多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶的性能優勢如下。

（1）與普通鋼絲繩芯橡膠輸送帶相比，多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶因為骨架層多，其整體拉伸強度大，可用于長距離、大物料（體）運輸，縱向拉伸強度可達到20 000 kN·m-1以上。

（2）多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶耐疲勞性能好。經有限元分析，多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶由于骨架為兩層或多層，使用過程中各部位受力均勻和平衡，因此耐疲勞性能提高。

（3）多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶抗沖擊性能好。骨架鋼絲繩錯開設置時，鋼絲繩排列密度大，物料下落部位的鋼絲繩受力更均勻，有效減小了物料下落瞬間對帶體的沖擊力。

（4）多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶抗刺扎性能好。當輸送物料形狀不規則時，部分尖銳物料會刺扎帶體，由于多層鋼絲繩芯骨架有效減小了物料下落的沖擊力，因此極大減少了物料刺穿帶體現象，而且即使帶體有所損傷，損傷部位也幾乎不會擴大，修補比較方便，從而避免或減少了帶體損壞而導致的停產。

（5）多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶接頭強度大。試驗表明，多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶接頭部位的縱向拉伸強度達到帶體其他部位的98%～105%。

多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶的使用成本優勢如下。

（1）多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶因強度大，大大增大了物料的運輸效率和運輸量。在相同時間內，多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶運輸的物料量是普通鋼絲繩芯橡膠輸送帶的1～2倍。

（2）多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶因耐疲勞性能和抗刺扎性能好，減少了輸送過程中物料對帶體的損傷，即使覆蓋膠有所磨損，中間橡膠增強層與鋼絲繩依舊緊密粘合為整體，帶體能繼續輸送物料。多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶的使用壽命是普通鋼絲繩芯橡膠輸送帶的2～3倍，極大地減少了輸送帶更換量及更換輸送帶時停產所造成的損失。

多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶的劣勢為由于鋼絲繩芯作骨架，帶體厚度和質量大，增大了帶體質量，從而增大了運輸成本。

5 結語

多層鋼絲繩芯橡膠輸送帶具有明顯的強度和使用壽命優勢，適合于長距離、大物料（體）運輸，完全能夠替代普通鋼絲繩芯橡膠輸送帶使用，具有較高的性價比。