PVC、PVG高强力整芯阻燃输送带及其带芯设计

摘 要：新时期，工业迅猛发展，对煤炭资源的需求与日俱增，无形之中，增加了煤矿开采工作的难度和风险，为保证作业人员生命安全，安全生产开采目标应运而生。作为煤炭输送的关键工具，输送带至关重要，基于传统类型输送带无法契合井下作业要求，因而，本文提出阻燃和抗静电效果优良的PVC、PVG高强力整芯阻燃输送带，并对带芯设计进行了详细的分析，以实现推进煤炭行业发展目标。

关键词：带芯设计;PVC;PVG;输送带;整芯阻燃;高强力

1 输送带相关概念

作为核心构件，输送带多见于带式输送机，专门用于矿山、冶金、交通领域块状、糊状和粉末状形态物料的运输工作中。历经多年的研发和设计工作，时至今日，输送带发生了显著的变革，不仅能够摆脱传统运输工作的局限，还可解决现代能源、交通、效率和安全问题，在技术的推动下，输送带开始趋于智能化，应用范围也随之拓宽，在市场中占比显著上升[1]。

从输送带的类型和应用方面来看，以钢丝绳芯输送带为例，其在工作张力上应用显著，以尼龙输送带为例，其与钢丝绳芯输送带相反，无法应用于低工作张力。从围观组成要素的角度来看，输送带主要由两部分构成，即：覆盖层和打底材料。所谓覆盖层，是核心要素，对材料功能和作用影响颇深，其主要包括重型和轻型输送带，重型输送带的主要原料多为天然胶和合成胶，主要在基础设施建设和重工业领域应用。轻型输送带的主要原料多为高分子材料，主要在电子、食品领域应用[2]。

2 现阶段阻燃输送带的发展

从全球角度来看，在工业发展较为先进的国外国家中，普遍将PVC、PVG阻燃输送带应用于煤矿井下作业，尤其是在具有4000N/mm的限制条件下，应用范围会进一步拓宽。以英国和德国为例，二者作为技术和质量先进水平的代表，在一定时间内，引领了PVC、PVG阻燃输送带应用和发展的风潮。同时，部分工业发展成就卓越的国家，还可研发出宽度和强度分别大于3500mm和4000N/mm的阻燃输送带，不仅可以彻底取代绳芯为钢丝的输送带，还可延长使用周期在10年之久，且与绳芯钢丝输送带相比，最新研发的阻燃输送带在价格、功能、能耗和空间方面更具优势，因而，在市场上具有广阔的竞争空间[3]。

一直以来，我国都是煤炭大国，大规模的生产作业量，必然会应用到大量的输送带，且由于我国井下作业风险元素众多，运输条件差，在一定程度上，增加了对输送带安全和性能的要求。自1980年左右，我国已经明确输送带对煤矿开采井下作业的价值和作用，并着手研发、推广、使用阻燃输送带，并先后制定和发布了关于MT147-92和MT914-2008等行业要求，强化对阻燃输送带的生产、检验和安全管理工作的监督力度，落实三证检验、安全标志使用和生产许可管理措施，推动阻燃输送带的发展进程，使其发展凸显出强烈的正规化和科学化特点，在一定程度上，优化了煤矿开采井下作业，保证了作业安全。历经几十年间的发展，在科技和经济的辅助下，现阶段，我国已经一跃成为生产能力最强的国家，在PVC、PVG整芯阻燃输送带的生产工作上，成就卓越，已经高达8000万m3以上生产规模，并且随着“三证”管理的推行，在全国范围内，并未出现因输送带问题诱发事故的情况。未来，PVC、PVG阻燃输送带还会朝着规格、强度、寿命更优、体积更轻、材料更新、生产更连续、类型和用途更加多样、能耗和环保更理想、人才、技术、市场和效益更集中的方向发展[4]。

3 PVC、PVG输送带带芯设计

PVC、PVG输送带不仅具有过往阶段输送带体积、强度和阻燃能力方面的优势，在新时期，还具有更加新颖的应用前景，即其可配套同型钢丝绳芯输送机使用，在距离远、运输规模大的运输工作中较为多见，并能够圆满的契合固定式胶带输送机的使用要求，在能耗方面也颇具优势。在经线方面，可选择涤纶和芳纶，在纬线方面，可选用棉纶和锦纶，如此，可使带芯更轻、更薄、强度更高。近年来，高性能、轻量化、薄层化已经成为输送带发展的目标，因而，在制造强度要求为2000N/mm的输送带时，整体带芯的经线可以选择芳纶，不仅能够增加输送带的使用周期和实用强度，还可以显著的优化输送带的性能。

实验内容主要涉及：设计带芯结构和生产工艺，旨在与工业化生产趋势相契合。

一是在带芯结构设计方面，主要包括三方面要点：首先，要科学选取适宜的骨架材料棉纱。其次，要确定带芯纬线含棉量的数值。最后，要考虑带芯费用。一般来说，在输送带工作状态下，所有的负荷主要由骨架材料来承担，因此，对带芯材料的安全、强度和耐压性提出了严苛的要求，因而，在选择骨架材料时，最好选择纤维材料，以保证带芯的强度和尺寸正常，确保输送带高效率运作[5]。

二是生产工艺确定方面，主要包括浸渍、涂覆和塑化三个操作环节，首先，在牵引带作用下，将整体带芯牵引至烘干箱，开展烘干操作，然后，利用真空清洗器，将整体带芯上附有的污渍、灰尘和毛花等清洗干净，离开烘干箱，将其放入浸浆槽浸渍，重新进入真空箱、浸渍，完成浸渍后，利用红外加热器和压糊辊等，进行初步塑化操作，之后再次进入涂覆槽涂覆，进入到相應的塑化箱后，利用红外加热器，推进浸渍层和涂覆层的融合，在塑化箱制动装置制动张力作用下，以冷却水槽冷却延长带芯，最后进行收卷，该生产线带有连续性、高效率和高水平的优势。

时至今日，PVC、PVG阻燃输送带应用规模较大，应用范围较广，在煤矿开采工作中效果显著，从煤矿井下作业实践来看，2000N/mm之下的输送带中，有80%左右应用了PVC、PVG阻燃输送带，且从生产成本来看，只为钢丝绳输送带的三分之一。随着煤炭行业的进一步发展，矿井也会朝着大型化的方向发展，对阻燃输送带的耐性要求无疑也会更加严格，一般来说，大型矿所的宽度应该在1600mm以上，而PVC、PVG阻燃输送带可完成大规模的运输，因而应用和发展前景优越。

因此，在进行高强力PVC、PVG输送带带芯设计工作时，其核心在于骨架材料和经纬度关系。从芳纶和钢丝强度关系来看，芳纶强度远远高出钢丝，可达七倍之上，但在密度上，却仅仅是钢丝的五分之一，在选择骨架材料时，主要应用涤纶。同时，在经纬度和层数关系方面，若密度和层数较低，则配股也会随之变细，进而影响浸渍阶段的渗透性，降低产品物理性能，抑制后续使用。因而，在设计带芯时，要兼顾经纬度、层数和配股关系，构建实验操作，完成分析验证。

4 结束语

经由实验可知，在性能方面，PVC、PVG高强力整芯阻燃输送带能够与国家标准相符，且在质量、运输规模、运输距离、使用周期、应用层面方面颇具优势，应用前景十分雄厚。

参考文献：

[1]冯伟伟.PVC、PVG高强力整芯阻燃输送带、带芯设计[J].无线互联科技，2011，000（008）：36-36，38.

[2]刘丁丁.PVC、PVG高强力整芯阻燃输送带及其带芯设计[J].当代化工研究，2019，000（004）：172-173.

[3]李鸿坚.挤擦法PVC/PVG整芯阻燃输送带的研制[J].工程技术（文摘版）：00153-00153.

[4]李祖宝，朱世强.煤矿井下用PVG整芯阻燃输送带覆盖胶工艺研究[J].中国橡胶，2010，26（018）：41-42.

[5]赵惠明.延长PVG阻燃输送带覆盖层厚度使用寿命的有效方法[J].科技创新与应用，2016，000（030）：155-155.

作者简介：

孙少阳（1990- ），男，山西武乡人，硕士研究生，2017年6月30日毕业于燕山大学化学工艺专业;从事输送带行业技术工作。