PVC、PVG高強(qiáng)力整芯阻燃輸送帶及其帶芯設(shè)計

摘 要：新時期，工業(yè)迅猛發(fā)展，對煤炭資源的需求與日俱增，無形之中，增加了煤礦開采工作的難度和風(fēng)險，為保證作業(yè)人員生命安全，安全生產(chǎn)開采目標(biāo)應(yīng)運(yùn)而生。作為煤炭輸送的關(guān)鍵工具，輸送帶至關(guān)重要，基于傳統(tǒng)類型輸送帶無法契合井下作業(yè)要求，因而，本文提出阻燃和抗靜電效果優(yōu)良的PVC、PVG高強(qiáng)力整芯阻燃輸送帶，并對帶芯設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的分析，以實(shí)現(xiàn)推進(jìn)煤炭行業(yè)發(fā)展目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：帶芯設(shè)計;PVC;PVG;輸送帶;整芯阻燃;高強(qiáng)力

1 輸送帶相關(guān)概念

作為核心構(gòu)件，輸送帶多見于帶式輸送機(jī)，專門用于礦山、冶金、交通領(lǐng)域塊狀、糊狀和粉末狀形態(tài)物料的運(yùn)輸工作中。歷經(jīng)多年的研發(fā)和設(shè)計工作，時至今日，輸送帶發(fā)生了顯著的變革，不僅能夠擺脫傳統(tǒng)運(yùn)輸工作的局限，還可解決現(xiàn)代能源、交通、效率和安全問題，在技術(shù)的推動下，輸送帶開始趨于智能化，應(yīng)用范圍也隨之拓寬，在市場中占比顯著上升[1]。

從輸送帶的類型和應(yīng)用方面來看，以鋼絲繩芯輸送帶為例，其在工作張力上應(yīng)用顯著，以尼龍輸送帶為例，其與鋼絲繩芯輸送帶相反，無法應(yīng)用于低工作張力。從圍觀組成要素的角度來看，輸送帶主要由兩部分構(gòu)成，即：覆蓋層和打底材料。所謂覆蓋層，是核心要素，對材料功能和作用影響頗深，其主要包括重型和輕型輸送帶，重型輸送帶的主要原料多為天然膠和合成膠，主要在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和重工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。輕型輸送帶的主要原料多為高分子材料，主要在電子、食品領(lǐng)域應(yīng)用[2]。

2 現(xiàn)階段阻燃輸送帶的發(fā)展

從全球角度來看，在工業(yè)發(fā)展較為先進(jìn)的國外國家中，普遍將PVC、PVG阻燃輸送帶應(yīng)用于煤礦井下作業(yè)，尤其是在具有4000N/mm的限制條件下，應(yīng)用范圍會進(jìn)一步拓寬。以英國和德國為例，二者作為技術(shù)和質(zhì)量先進(jìn)水平的代表，在一定時間內(nèi)，引領(lǐng)了PVC、PVG阻燃輸送帶應(yīng)用和發(fā)展的風(fēng)潮。同時，部分工業(yè)發(fā)展成就卓越的國家，還可研發(fā)出寬度和強(qiáng)度分別大于3500mm和4000N/mm的阻燃輸送帶，不僅可以徹底取代繩芯為鋼絲的輸送帶，還可延長使用周期在10年之久，且與繩芯鋼絲輸送帶相比，最新研發(fā)的阻燃輸送帶在價格、功能、能耗和空間方面更具優(yōu)勢，因而，在市場上具有廣闊的競爭空間[3]。

一直以來，我國都是煤炭大國，大規(guī)模的生產(chǎn)作業(yè)量，必然會應(yīng)用到大量的輸送帶，且由于我國井下作業(yè)風(fēng)險元素眾多，運(yùn)輸條件差，在一定程度上，增加了對輸送帶安全和性能的要求。自1980年左右，我國已經(jīng)明確輸送帶對煤礦開采井下作業(yè)的價值和作用，并著手研發(fā)、推廣、使用阻燃輸送帶，并先后制定和發(fā)布了關(guān)于MT147-92和MT914-2008等行業(yè)要求，強(qiáng)化對阻燃輸送帶的生產(chǎn)、檢驗(yàn)和安全管理工作的監(jiān)督力度，落實(shí)三證檢驗(yàn)、安全標(biāo)志使用和生產(chǎn)許可管理措施，推動阻燃輸送帶的發(fā)展進(jìn)程，使其發(fā)展凸顯出強(qiáng)烈的正規(guī)化和科學(xué)化特點(diǎn)，在一定程度上，優(yōu)化了煤礦開采井下作業(yè)，保證了作業(yè)安全。歷經(jīng)幾十年間的發(fā)展，在科技和經(jīng)濟(jì)的輔助下，現(xiàn)階段，我國已經(jīng)一躍成為生產(chǎn)能力最強(qiáng)的國家，在PVC、PVG整芯阻燃輸送帶的生產(chǎn)工作上，成就卓越，已經(jīng)高達(dá)8000萬m3以上生產(chǎn)規(guī)模，并且隨著“三證”管理的推行，在全國范圍內(nèi)，并未出現(xiàn)因輸送帶問題誘發(fā)事故的情況。未來，PVC、PVG阻燃輸送帶還會朝著規(guī)格、強(qiáng)度、壽命更優(yōu)、體積更輕、材料更新、生產(chǎn)更連續(xù)、類型和用途更加多樣、能耗和環(huán)保更理想、人才、技術(shù)、市場和效益更集中的方向發(fā)展[4]。

3 PVC、PVG輸送帶帶芯設(shè)計

PVC、PVG輸送帶不僅具有過往階段輸送帶體積、強(qiáng)度和阻燃能力方面的優(yōu)勢，在新時期，還具有更加新穎的應(yīng)用前景，即其可配套同型鋼絲繩芯輸送機(jī)使用，在距離遠(yuǎn)、運(yùn)輸規(guī)模大的運(yùn)輸工作中較為多見，并能夠圓滿的契合固定式膠帶輸送機(jī)的使用要求，在能耗方面也頗具優(yōu)勢。在經(jīng)線方面，可選擇滌綸和芳綸，在緯線方面，可選用棉綸和錦綸，如此，可使帶芯更輕、更薄、強(qiáng)度更高。近年來，高性能、輕量化、薄層化已經(jīng)成為輸送帶發(fā)展的目標(biāo)，因而，在制造強(qiáng)度要求為2000N/mm的輸送帶時，整體帶芯的經(jīng)線可以選擇芳綸，不僅能夠增加輸送帶的使用周期和實(shí)用強(qiáng)度，還可以顯著的優(yōu)化輸送帶的性能。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要涉及：設(shè)計帶芯結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，旨在與工業(yè)化生產(chǎn)趨勢相契合。

一是在帶芯結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，主要包括三方面要點(diǎn)：首先，要科學(xué)選取適宜的骨架材料棉紗。其次，要確定帶芯緯線含棉量的數(shù)值。最后，要考慮帶芯費(fèi)用。一般來說，在輸送帶工作狀態(tài)下，所有的負(fù)荷主要由骨架材料來承擔(dān)，因此，對帶芯材料的安全、強(qiáng)度和耐壓性提出了嚴(yán)苛的要求，因而，在選擇骨架材料時，最好選擇纖維材料，以保證帶芯的強(qiáng)度和尺寸正常，確保輸送帶高效率運(yùn)作[5]。

二是生產(chǎn)工藝確定方面，主要包括浸漬、涂覆和塑化三個操作環(huán)節(jié)，首先，在牽引帶作用下，將整體帶芯牽引至烘干箱，開展烘干操作，然后，利用真空清洗器，將整體帶芯上附有的污漬、灰塵和毛花等清洗干凈，離開烘干箱，將其放入浸漿槽浸漬，重新進(jìn)入真空箱、浸漬，完成浸漬后，利用紅外加熱器和壓糊輥等，進(jìn)行初步塑化操作，之后再次進(jìn)入涂覆槽涂覆，進(jìn)入到相應(yīng)的塑化箱后，利用紅外加熱器，推進(jìn)浸漬層和涂覆層的融合，在塑化箱制動裝置制動張力作用下，以冷卻水槽冷卻延長帶芯，最后進(jìn)行收卷，該生產(chǎn)線帶有連續(xù)性、高效率和高水平的優(yōu)勢。

時至今日，PVC、PVG阻燃輸送帶應(yīng)用規(guī)模較大，應(yīng)用范圍較廣，在煤礦開采工作中效果顯著，從煤礦井下作業(yè)實(shí)踐來看，2000N/mm之下的輸送帶中，有80%左右應(yīng)用了PVC、PVG阻燃輸送帶，且從生產(chǎn)成本來看，只為鋼絲繩輸送帶的三分之一。隨著煤炭行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，礦井也會朝著大型化的方向發(fā)展，對阻燃輸送帶的耐性要求無疑也會更加嚴(yán)格，一般來說，大型礦所的寬度應(yīng)該在1600mm以上，而PVC、PVG阻燃輸送帶可完成大規(guī)模的運(yùn)輸，因而應(yīng)用和發(fā)展前景優(yōu)越。

因此，在進(jìn)行高強(qiáng)力PVC、PVG輸送帶帶芯設(shè)計工作時，其核心在于骨架材料和經(jīng)緯度關(guān)系。從芳綸和鋼絲強(qiáng)度關(guān)系來看，芳綸強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出鋼絲，可達(dá)七倍之上，但在密度上，卻僅僅是鋼絲的五分之一，在選擇骨架材料時，主要應(yīng)用滌綸。同時，在經(jīng)緯度和層數(shù)關(guān)系方面，若密度和層數(shù)較低，則配股也會隨之變細(xì)，進(jìn)而影響浸漬階段的滲透性，降低產(chǎn)品物理性能，抑制后續(xù)使用。因而，在設(shè)計帶芯時，要兼顧經(jīng)緯度、層數(shù)和配股關(guān)系，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)操作，完成分析驗(yàn)證。

4 結(jié)束語

經(jīng)由實(shí)驗(yàn)可知，在性能方面，PVC、PVG高強(qiáng)力整芯阻燃輸送帶能夠與國家標(biāo)準(zhǔn)相符，且在質(zhì)量、運(yùn)輸規(guī)模、運(yùn)輸距離、使用周期、應(yīng)用層面方面頗具優(yōu)勢，應(yīng)用前景十分雄厚。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮偉偉.PVC、PVG高強(qiáng)力整芯阻燃輸送帶、帶芯設(shè)計[J].無線互聯(lián)科技，2011，000（008）：36-36，38.

[2]劉丁丁.PVC、PVG高強(qiáng)力整芯阻燃輸送帶及其帶芯設(shè)計[J].當(dāng)代化工研究，2019，000（004）：172-173.

[3]李鴻堅(jiān).擠擦法PVC/PVG整芯阻燃輸送帶的研制[J].工程技術(shù)（文摘版）：00153-00153.

[4]李祖寶，朱世強(qiáng).煤礦井下用PVG整芯阻燃輸送帶覆蓋膠工藝研究[J].中國橡膠，2010，26（018）：41-42.

[5]趙惠明.延長PVG阻燃輸送帶覆蓋層厚度使用壽命的有效方法[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，000（030）：155-155.

作者簡介：

孫少陽（1990- ），男，山西武鄉(xiāng)人，碩士研究生，2017年6月30日畢業(yè)于燕山大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè);從事輸送帶行業(yè)技術(shù)工作。