高强力芳纶输送带的接头结构及接头方法

徐玉海，宋静芳，褚静

(阜新环宇橡胶（集团）有限公司，辽宁 阜新 123000）

输送带主要是由增强骨架材料与橡胶层材料这两部分组成，纤维骨架层材料的发展与进步对输送带的发展起着决定性作用。随着我国煤炭、冶金、港运、建材等行业的发展，物料的运输对高强力输送带的质量要求越来越高，而科学技术的高速进步为研制一种更好性能的输送带提供了可能性。输送带在使用过程中，其接头部位是最容易出现问题的地方，其物理性能、黏合性能都较输送带其它部位要差，而芳纶纤维由于其具有的各种优点，在输送接头部位的应用大大提高了输送带的整体质量水平。

1 高强力芳纶输送带基本概况及应用现状

输送带行业是橡胶产业的一个重要分支，其产品被广泛应用于钢铁、煤炭、建材、化工等行业的物料运送，我国高强力输送带主要有以下几种：钢丝绳芯输送带、高级别帆布叠层芯输送带、高级别整体结构芯输送带等。芳纶纤维作为一种新型聚合物，具有强度高、变形小、耐温性和耐腐蚀性好、尺寸稳定等诸多优点，有“合成钢丝”的美誉。目前被广泛应用于国民经济和国防的许多部门，但芳纶纤维在橡胶行业的用量较大，主要被用作轮胎、输送带、传送带等的骨架材料。用作输送带的芳纶骨架材料有帆布、整体带芯、绳索等，由于现代工作条件的限制，输送带的承载距离越来越大，传输距离也越来越远，因此对输送带的要求也越来越苛刻，输送带的骨架材料必须具备高强度、变形小、耐高温、阻燃等多种特性，以防止物料输送过程中事故的发生。

高强力的输送带必须应用高强度的骨架材料来增强，而提高骨架材料强度的方法只有两种：一是使用高强度的纤维材料；二是改变骨架材料的织物结构。但只有芳纶纤维或新结构织物可满足以上要求，大幅度提高输送带的强力等级。另外，输送带越长，对径向变形率的要求也越高，芳纶纤维由于其变形小、柔韧性好的优点，成为降低输送带变形率的最佳选择。此外，在一些金属冶炼和煤矿开发行业中，输送带必须要有较好的耐温性和阻燃性，以防止出现安全事故，而芳纶作为骨架材料，其作用的重要性是其它纤维材料所不能匹敌的。

2 高强力芳纶输送带接头结构

高强力芳纶输送带的接头结构，包括芳纶帆布输送带，其具有以下几点特征：一是芳纶帆布输送带的接头主要采用芳纶帘子布，芳纶帘子布沿输送带长度方向的纤维为芳纶纤维。这是因为一方面芳纶帘子布具有高强度、高模量、尺寸稳定等优异特性，可为芳纶帆布输送带的指形搭接增强强度，另外在保证接头处强度的同时，不会对芳纶帆布输送带承载的重量有大影响，另一方面芳纶帘子布中芳纶纤维之间的距离较大，非常利于胶料渗透，增强接头处的黏合；二是芳纶帆布输送带接头位置上的两接头端设为指形接头并相互啮合搭接，有一层织物即芳纶帘子布分别放置在啮合搭接部位的上下表面；三是芳纶帆布输送带两接头端的指形接头及芳纶帘子布是由胶料复合压制成，其上覆盖胶层和下覆盖胶层黏结连接为一体。

3 高强力芳纶输送带接头方法

输送带作为物料运输的重要工具，必须结成环形才能使用，所以输送带接头的质量好坏直接影响着输送带的使用寿命和输送线能否平稳顺畅的运行。一般输送带接头的常用方法有三种：一是机械接头，这种方法较为经济方便，但接头效率低、易损坏，会影响输送带的使用寿命；二是冷黏接头，这种方法比较经济，也比机械接头效率高，但其工艺较难掌握，黏合剂的质量会影响接头情况，所以稳定性很差；三是热硫化接头，该方法接头效率高，接头寿命长，也具有很高的稳定性，易掌握，但其接头工艺麻烦，接头时间长，费用也高。

随着国内输送带飞速发展，钢丝绳输送带和多层织物芯输送带的应用技术愈加成熟，现又研发出单层芳纶输送带，以单层芳纶作为输送带的骨架材料，其厚度减小，耐冲击性和耐磨性都较高。在实际生产中，可以通过增大单卷输送带的卷曲长度，从而减少实际安装时输送带的接头层数。但和多层织物为骨架材料的输送带和钢丝绳输送带相比，芳纶输送带因仅以单层芳纶为骨架材料，所以采用常规阶梯式接头方式是非常不适合的。为了便于芳纶输送带的推广，且考虑到芳纶输送带的骨架仅有一层芳纶帆布，接头方式可采用指形搭接的形式，因为芳纶指形之间没有连接点，接头处强度若仅依靠胶料强度和黏合性，远远无法达到芳纶本身具有的强度。目前国内外高强力芳纶输送带主要采用的接头方法如下：首先，剥去芳纶帆布输送带接头位置上两接头端的胶料，并裁成合适尺寸的指形接头；其次，按相互啮合的形式对两个接头端的指形接头进行搭接，并在指形接头的啮合搭接部位的上下表面分别放置一层织物且涂上胶料；最后当织物与芳纶帆布输送带的指形接头黏合后，就要对织物与芳纶帆布输送带浸胶硫化，复合压制形成上覆盖胶层和下覆盖胶层，使芳纶帆布输送带两接头端的指形接头及织物黏结连接为一体。

在高强力输送带接头中应当注意以下几点问题：一是接头操作中要求使用适宜的移动硫化仪，接头处的胶料要采用与芳纶帆布输送带一致的硫化条件，即对温度、时间、压力进行硫化定型；二是芳纶纤维由于表面化学活性很低，很难与其它物质分子发生作用，导致芳纶与其它材料黏结性能较差，这会影响芳纶纤维在输送带复合材料中的应用，因此在实际接头中，可采用多巴胺-硅烷偶联剂和紫外光引发介质来提高芳纶纤维表面化学活性，增强芳纶纤维与橡胶的结合作用力，大大提高黏合性能。

4 高强力芳纶输送带接头失效原因及维护

正常工作环境下，输送带的接头质量一般较为稳定，不会经常性出现疲劳与磨损，且输送带接头部分的张力不能超过输送带强度的30%，因此频繁出现接头失效的原因主要存在于以下几个方面：第一是输送带所承担的物料重量太多，给输送带带来极大的冲击；第二是制作的接头因工艺质量降低而导致其极易产生疲劳；第三是输送带经常遭受严重的磨损；第四是工人在生产过程中其技术水平没有达标，没有经过专业的培训。因此输送带的接头每隔一段时间都要进行仔细检查，沿着阶梯的边部或指形的空隙开裂是接头疲劳的早期信号，一旦发现损坏，就应及时进行修补，工作人员可在接头的四角制作永久标识，定期测量标志之内的对角线和长度尺寸的变化，一旦出现尺寸增加，就应该对接头进行更换。

5 结束语

接头是输送系统中最关键的部位，对输送带的安全性和可靠性有重要的影响，输送带接头的黏合强度只有达到一定程度时，才不会影响输送带的正常运行，这就要求选用的输送带接头不仅要考虑到接头的短期黏合强度，也要考虑到接头的长期黏合强度、抗动态荷载性能、疲劳强度和老化对接头承载能力的影响等。因此，加强高强力芳纶输送带接头结构和接头方法的研究，对长期处于运行状态的输送带有重要意义。

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