高強度
皮帶輸送機輸送帶帆布主要是指斷裂強度630kN．m-l以上的直經(jīng)直緯結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)或不規(guī)則斜紋結(jié)構(gòu)的厚型帆布。如果采用聚酯，其斷裂強度可達到2 000 kN·M-1，其厚度僅5mm，單位質(zhì)量為6 000 g' m-2 J如果采用芳綸，其最高斷裂強度甚至可以達到3 000 kN·M-1．高強度帆布的特點是強度高、模量高，強度／質(zhì)量比高．它主要應用于單層或雙層輸送帶，采用錦綸作經(jīng)向骨架材料時也最多可以生產(chǎn)3層的輸送帶。
1、高強度帆布與普通平紋帆布的區(qū)別
本文所要討論的帆布織物結(jié)構(gòu)與目前常見的普通EP和NN平紋帆布的結(jié)構(gòu)存在巨大的差異，主要表現(xiàn)在它們的經(jīng)緯紗彎曲程度是截然不同的。
平紋結(jié)構(gòu)織物經(jīng)緯線的交叉點最多，因此經(jīng)緯紗均容易彎曲。但是，如果經(jīng)紗的密度很高，之間的空隙很小，那么緯紗就無法彎曲，而經(jīng)紗的彎曲度就必然增大，由此帶來的缺點是：經(jīng)紗的受力方向與經(jīng)向存在夾角，導致經(jīng)向強度下降，同時導致經(jīng)紗用量增大，成本提高。
但是在多層輸送帶中，如果經(jīng)紗沒有足夠的彎曲，外層帆布在輸送帶彎曲時就無法伸長，從而導致內(nèi)層帆布受壓起褶，使內(nèi)外布層脫層、覆蓋膠脫落。因此輸送帶用高質(zhì)量普通平紋帆布是經(jīng)紗粗，經(jīng)向密度小、經(jīng)紗存在4%～5%的彎曲、在受力后能產(chǎn)生一定經(jīng)向伸長的帆布。
表1所示為德國OBLO公司生產(chǎn)的多個規(guī)格的EP帆布的基本性能。
由表l可見，生產(chǎn)同樣強度的帆布，如果采用直經(jīng)直緯結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量可以比普通帆布小10%。表中雖未列出帆布的熱收縮率，但從經(jīng)向斷裂伸長率可以分析出，直經(jīng)直緯的熱收縮率大大低于普通帆布。依筆者個人經(jīng)驗判斷：直經(jīng)直緯帆布的熱收縮率在1%以下，它的熱穩(wěn)定性非常好，非常適用于普通耐高溫輸送帶，而普通帆布的熱收縮率一般在5%左右．熱收縮率高意味硫化后的帆布用量大，即直經(jīng)直緯帆布與普通帆布存在的5%的用量差，因此直經(jīng)直緯織物強度利用率比普通帆布高10%～30%．
通過對普通帆布的分析可知，欲提高織物的強度必須提高經(jīng)紗的伸直度，也就必須改變織物對組織結(jié)構(gòu)．高強度輸送帶用帆布恰恰具備經(jīng)紗伸直度高的特性，
2、高強度帆布的常見組織結(jié)構(gòu)
目前高強度帆布常見的織物組織結(jié)構(gòu)有直經(jīng)直緯結(jié)構(gòu)和經(jīng)二重結(jié)構(gòu)。
(1)直經(jīng)直緯結(jié)構(gòu)
直經(jīng)直緯結(jié)構(gòu)如圖1所示。
由圖1可見，直經(jīng)直緯織物的結(jié)構(gòu)中有兩個系統(tǒng)的經(jīng)紗和一個系統(tǒng)的緯紗。其中一個系統(tǒng)的經(jīng)紗作為受力層，多采用非常粗的紗線并緊密地排列，此系統(tǒng)的經(jīng)紗處于完全伸直的狀態(tài)。緯紗分別分布在這層經(jīng)紗的上下，并由稱作捆扎系統(tǒng)的另一個系統(tǒng)的經(jīng)紗交織束縛在一起。用于捆扎的經(jīng)紗較細，一般為1870dtex/2的錦綸66工業(yè)絲，而受力層的經(jīng)紗，細度一般達到1670dtex/12以上，其組織形式如圖2所示。
緯紗根據(jù)強度需要，一般為1870dtex/4的錦綸66工業(yè)絲。為了使織物的結(jié)構(gòu)更簡單，有時會采用平紋組織，即將一股捆扎紗穿在一頁綜框內(nèi)，另外的經(jīng)紗穿在其它的綜框內(nèi)，其組織形式圖3所示。
(2)經(jīng)二重結(jié)構(gòu)
在直經(jīng)直緯結(jié)構(gòu)的織物中，經(jīng)紗處于兩層緯紗的中間．從外表看到的主要是緯紗，而經(jīng)二重結(jié)構(gòu)織物表面上的則主要是經(jīng)紗，緯紗在織物的中間。與直經(jīng)直緯結(jié)構(gòu)不同的是，經(jīng)二重結(jié)構(gòu)采用一個系統(tǒng)的經(jīng)紗和一個系統(tǒng)的緯紗，所有經(jīng)紗均是受力層，強度利用率更高。表層一般采用3/1的破斜紋組織，底層則采用1／3的破斜紋組織，組織形式如圖4所示。由于經(jīng)紗遠比緯紗粗，因此經(jīng)紗實際的彎曲程度比圖中所示的要小．如果需要進一步提高織物的強度和經(jīng)紗的伸直度，還可以采用7/1、1/7的變化緞紋。
在生產(chǎn)經(jīng)二重結(jié)構(gòu)的織物時，所有經(jīng)紗的送經(jīng)量均一致，更容易為骨架材料生產(chǎn)廠家所接受。雖然直經(jīng)直緯織物生產(chǎn)中存在兩個經(jīng)紗系統(tǒng)送經(jīng)量不一致的問題，但這也早已通過采用兩套進經(jīng)系統(tǒng)解決了。
3、高強度輸送帶帆布的性能特點
高強度帆布的主要特點在于經(jīng)緯紗的彎曲程度明顯低于普通平紋帆布，為此其只能用于生產(chǎn)單層或雙層的輸送帶，否則就必須增大輸送機的輥簡直徑，不然輸送帶很快就會分層破壞。
用高強度帆布制做的單層或雙層的輸送帶具有以下明顯的優(yōu)點。
(1)強度利用率高
經(jīng)紗的伸直方向與受力方向完全一致，經(jīng)紗的強度利用率達到了最高，因而在生產(chǎn)同樣等級的輸送帶時，骨架材料的用量可以減少，從而降低成本。
(2)生產(chǎn)工藝簡單
減層可以簡化輸送帶的生產(chǎn)工藝。譬如生產(chǎn)1000N/4等級的輸送帶，如果采用EP200帆布，需壓延4次，再貼合成型，同時織物幅寬不一致或成型不良會造成輸送帶幅寬差異，而采用高強度帆布僅需要壓延一次，再貼合上下覆蓋膠即可。
(3)輸送帶質(zhì)量更穩(wěn)定
多層結(jié)構(gòu)中，各層差異將造成輸送帶耐疲勞性能下降，這往往也是骨架材料入庫檢驗合格，而成品輸送帶的強度卻不合格的主要原因．在骨架材料壓延和成型時，很小的張力或溫度差異就會造成骨架材料的層間差異，錦綸帆布還會由于吸濕率、松弛平衡時間等的不同造成差異。單層結(jié)構(gòu)輸送帶完全消除了上述問題，可提高輸送帶的性能和品質(zhì)。
(4)尺寸穩(wěn)定性好
由于經(jīng)紗始終處于伸直狀態(tài)，不具有彈簧效應，因此其伸長率大幅度降低。直經(jīng)直緯的EP帆布的定負荷伸長達到0. 5%以下，因此輸送帶具有良好的尺寸穩(wěn)定性。單層結(jié)構(gòu)輸送帶帶體輕薄、質(zhì)量小，特別適合作為長距離輸送帶。國外的EP帆布的定負荷伸長率大于國內(nèi)的EP帆布，其主要原因就在于國外EP帆布的經(jīng)向卷曲度在5%左右，而國內(nèi)僅為2.5%。
(5)可降低對輸送機的輥簡直徑和張緊長度的要求
高強度帆布輸送帶可以降低對輸送機的輥簡直徑和張緊長度的要求，在使用中可以減少定期張緊等維護工作。
(6)抗沖擊性能好
高強度帆布，特別是經(jīng)二重組織的高強度帆布，其緯密可以比普通平紋帆布高，且緯紗更粗，同時由于緯紗也處在伸直狀態(tài)，在外力作用下，緯紗可以立即受力伸張，將力迅速橫向擴散，使外力得到緩沖，因此具有優(yōu)異的抗沖擊性能。
(7)可采用高模量材料
新型的高模量纖維材料，如芳綸、玻璃纖維，必須采用直經(jīng)直緯結(jié)構(gòu)并只能用于單層結(jié)構(gòu)的輸送帶上．越是高模量的材料，在輥筒上越容易產(chǎn)生壓縮，材料也就越容易疲勞破壞．否則由于經(jīng)紗彎曲，造成強度損失大幅度提高，使用壽命大幅度下降。
(8)克服錦綸的某些缺陷
采用提高經(jīng)紗伸直程度的織物結(jié)構(gòu)可以改善錦綸帆布模量低、易伸長的缺點。這已在錦綸資源豐富的前蘇聯(lián)地區(qū)的國家中獲得普遍的應用。
可見，高強度單層輸送帶具備許多多層輸送帶無法比擬的優(yōu)點，在國外，此類輸送帶已經(jīng)占到輸送帶總量的30%以上，在發(fā)達國家的應用則更為廣泛。
4、高強度帆布的生產(chǎn)方法與設(shè)備選擇
輸送帶帆布生產(chǎn)中應用最廣的DORNIER剛性劍桿織機是生產(chǎn)高強度帆布的最佳機型。在生產(chǎn)重型織物時有兩大問題，即緯紗細度10 000 dtex的引緯和厚重織物的打緯力。由于DORNIER剛性劍桿采用主動夾持和交接緯紗的方式，緯紗的細度可以達到30 000 dtex，同時它采用雙共軛凸輪打緯，具有一般織機無法比擬的打緯力。目前國際上普遍采用DORNIER織機生產(chǎn)重型輸送帶，DORNIER也因此在這方面積累了豐富的經(jīng)驗。具體織機可選擇PTV2/S6 190 cm單幅織造或PTV2/S 6 300 cm雙幅織造。
(1)直經(jīng)直緯織物
受力層經(jīng)紗從筒子架上引取織造，這是因為經(jīng)紗太粗，而經(jīng)軸上可以卷繞的長度又有限，直徑1000 mm的經(jīng)軸可以卷繞的長度一般僅約600m。如果從經(jīng)軸織造就會影響織機的效率和造成經(jīng)紗的消耗增加。該系統(tǒng)的經(jīng)紗采用織機上的一個電子送經(jīng)系統(tǒng)。捆扎用經(jīng)紗則采用上置經(jīng)軸織造，如果沒有整經(jīng)機也可以從簡子架上引紗，由另外一個電子送經(jīng)系統(tǒng)控制。
(2)經(jīng)二重織物
經(jīng)二重織物一般可以直接從筒子架引紗，與普通帆布的生產(chǎn)無重要區(qū)別，只是織物的組織較為復雜，同時經(jīng)紗密度較高，需要采用多臂開口機構(gòu)和梳狀走棱板。
配置電子多臂開口機構(gòu)可以大幅度提高織機的靈活性，生產(chǎn)一些復雜組織，同時由于此類高強度帆布的產(chǎn)量特別高，采用DORNIER織機，日產(chǎn)量平均超過3t，如果采用2800的織機雙幅織造，那么織機的日產(chǎn)量可以達到4t。如果該機器有空閑時間，還可用于生產(chǎn)如水壩布重型帆布和2/2破斜紋結(jié)構(gòu)的抗沖擊浸膠帆布以及各個等級的EP帆布和NN帆布。
織物經(jīng)緯紗密度和細度可以根據(jù)輸送帶的強度要求計算得到。
5、結(jié)語
減層是當今橡膠制品結(jié)構(gòu)發(fā)展的一個趨勢．在輸送帶中，特別是隨著高模量高強度材料的應用，減層也是勢所必然。采用直經(jīng)直緯或經(jīng)二重織物作為高強度輸送帶骨架材料具有強度利用率高、工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點。高強度輸送帶帆布將成為未來輸送帶帆布的一個重要品種。
DORNIER公司生產(chǎn)的織機所特有的引緯方式和打緯力使其成為制造高強度輸送帶帆布的適宜設(shè)備。
相關(guān)輸送機產(chǎn)品：
1、
皮帶輸送機
2、
斗式提升機
3、
刮板輸送機
