CN1060739C - 具有改进的抗穿透和抗撕裂性能的钢索运输机皮带 - Google Patents

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Abstract

一种具有改进的抗穿透和抗撕裂性能的钢丝或钢索运输机皮带，其制作方法为：把一系列涂有橡胶的纵向钢索或钢丝绞合在一起形成一芯件，把一层涂有橡胶的机织织物放在芯件上，然后把一层间距很小基本上相接触的钢丝切断成能在横向覆盖住芯件，以使钢丝或钢索位于与纵向钢丝或钢索相垂直的上方，再在横向放置的短钢丝或钢索上施加一覆盖层。纵向钢丝或钢索下有一层涂有橡胶的机织织物层，在机织织物层下面是一涂有橡胶的托辊层。

Description

具有改进的抗穿透和抗撕裂性能的钢索运输机皮带
本发明涉及对钢索或钢丝绳运输机皮带的改进，该皮带能对因运行时跌落在其上的岩石、页岩、夹杂金属或其他未知物体所造成的穿透提供更大的抗穿透阻力。更准确地说，本发明涉及一种改进钢索或钢丝绳运输机皮带的抗撕裂性能的方法及其产品，如果一个物体穿透了该皮带，它会保持在该皮带上，然后打在某个未知固定物例如运输机或张紧轮座上。
本发明方法需要使用设置在一个芯件上面的一层或几层紧密地横向安装定位的钢索，该芯件包括该涂有橡胶的皮带的纵向钢索或钢丝。因此本发明皮带包括一系列涂有橡胶的纵向钢索或钢丝件，并把具有一系列基本上相接触的横向堆集的涂有橡胶的钢索或钢丝设置在涂有橡胶的纵向钢索或钢丝件(这是该皮带的承载钢丝或钢索)的顶面上，加在该皮带芯件的顶面上的是一个或几个覆盖层，加在该皮带芯件的底面的是一个或几个托辊层。在该方法中，一层或几层间距很小的钢丝或钢索加在装有纵向钢丝或钢索的皮带平面上，但是与该承载钢丝或钢索的方向相垂直，从而不会对该皮带的开槽能力有不好的影响。在该皮带的承载纵向钢丝或钢索的平面下面的第二个间矩很小的钢丝或钢索或织物层可以设置提供阻止该承载钢索或钢丝由于在该皮带顶面受到撞击载荷而引起的横向移动的阻力。当然，在该层或这些层中的钢丝或钢索的尺寸、强度和密度以及所使用的织物的类型应选择为能提供最苛刻的使用情况(例如用于输送含沥清砂或煤块)下所需要的强度、以及抗穿透性和抗撕裂性方面的改进。
放在运输机皮带的承载钢丝或钢索的上面或下面、可用来对承载层提供由于岩石、页岩、煤块或夹杂金属造成的切割和凿槽的改进的抵抗能力以及改进这类皮带的抗撕裂性的钢丝或钢索或一层织物在市场上可以买到。但是这些工业上用的皮带对这类物体的穿透不能提供很高的抵抗能力。当某物体穿透该皮带时，这些皮带呈现出很差的抗机械损伤能力并且往往沿纵向被撕开。此外，相对于它们的价格，这些皮带的寿命由于其很差的抗穿透和抗撕裂性能而受到很大的影响。
本发明通过使用位于该承载纵向钢丝或钢索上、最好是基本上相接触的横向设置的系列钢丝或钢索以便提供对该承载钢索或钢丝的横向移动的阻力并且提供令人满意的开槽能力的方式，提供了对钢丝或钢索的明显改进。当然，这些垂直设置的钢丝或钢索最好至少通过一个绝缘层或粘附的橡胶层或涂层分隔开以便把两个结合在一起。此外，一个缓冲层可用来吸收撞击在这些钢丝或钢索垂直层上的载荷。该缓冲层可以放在该皮带的芯件的上面和下面，该芯件通常包括一系列的涂有橡胶的纵向平行的钢丝或钢索，每一侧上有涂有橡胶的绝缘层。每条皮带的顶部和底部分别有一个顶层件和一个托辊件。
在这些皮带中所用的橡胶可以是任何一种通常用在皮带或轮胎中的材料，但每种皮带都有最适合其用途的橡胶。例如，丁腈橡胶常用于输送含沥清砂和相关材料，天然橡胶和／或以丁二烯／苯二烯为基础的混合生胶则用于砂或煤及类似物料的输送。
本发明的特征通过参照附图可以更容易的看出和理解，其中：
图1是沿一个切断端(例如此处必须制出一个接缝)示出该皮带的一段皮带的局部透视图；
图2是沿该皮带切断端的垂直剖面图；
图3是该皮带的垂直侧视图；
参看附图，标号5表示该皮带，图3中示出了纵向钢索6和该钢索上面的承载覆盖层7以及该钢索下面的托辊层8。标号9表示位于该纵向钢索层6上方的横向或垂直放置的钢索10中的单根钢索。纵向钢索6被覆盖在或埋在橡胶混合物15中，以充分吸收被输送物料的冲击并且减少钢丝之间的接触。横向钢索10同样也被橡胶涂层所包围。承载覆盖层7位于横向钢索10的上方，如附图中所示。
在纵向钢索6的下面最好至少设有一层橡胶织物12或缓冲层。该涂有橡胶的织物最好由机织聚芳酰胺织物制成。再把托辊层或面层14加在缓冲层上，如通常皮带中的使用情况一样。
在该纵向钢丝或钢索下面的该织物或缓冲层由于使用了垂直的横向钢丝或钢索层，使得该皮带更容易开槽，但也更经得起反跳，这使该皮带改善了对冲击载荷的跳动反应，从而减少了该杂散载荷的总穿透量。
穿透试验
穿透试验使用一把碳化钨硬质合金刀片进行，该刀片被磨尖成60°，装配在31．8千克的重锤下面。该刀片／重锤从4．11米高度落下到该皮带上，可产生1150焦耳的力(joules of force)。该皮带相对于该刀片的运行方向成45°被固定在一个机架内，其位置应使该刀片能撞击在相邻皮带张紧钢索之间的皮带部分。
试验的分级该穿透试验的分级方法是根据在顶层和托辊层上的切割长度之和的平均值(C1+C2)／2而确定(该长度以毫米表示)，以给出一个穿透值。
撕裂试验
撕裂试验使用一个装有一个应变传感器的液压试验台进行。
皮带的一端利用一个专门设计的夹具固定就位，而该压力锤使一个宽7毫米长25毫米的刀片通过该皮带。该刀片被直立地刚性固定在一个刀杆支架中，该支架固定在该压力锤上。
抗撕裂性的分级是在拉动90～110秒期间记录的最大压力。
把该最大撕裂力用该穿透值除可以得出一个ABUSE指数。该ABUSE指数的值越高，该皮带就越好。
试验用皮带的说明
下面给出若干种制成并用于穿透试验和撕裂试验的试验用皮带。此外还将本发明皮带与工业用皮带作了比较。
若干试验用皮带是使用外面用12毫米×10毫米的丙烯腈／丁二烯橡胶为基础的覆盖材料覆盖的ST3300钢索作为芯子制成的。对于不同的试验用皮带，该芯子可以变更，如表1中所示。该芯子可以通过在该涂了橡胶的纵向钢索和该覆盖层之间的折叠位置而改变，一层可以排列在该纵向钢索的上面和下面，托辊层可以排列在皮带AA到AD的下面。该叠层的皮带在下述条件下被固化：压力约13．79×105至34．48×105帕，温度约140℃～160℃，时间30-90分钟。
对试验用皮带的评定是以其外面用12毫米×10毫米的NBR为基础的覆盖料为覆盖层的ST3300钢索运输机皮带为依据进行。
皮带AA一层NR12000织物在钢索的上面
      一层NR120000织物在钢索的下面
皮带AB一层NR10000织物在钢索的上面
      一层NR10000织物在钢索的下面
皮带AC一层HD30钢丝绳芯在钢索的上面
      一层NR12000织物在钢索的下面
皮带AD一层HD30钢丝绳芯在钢索的上面；
      只有托辊层皮带。
NBR是一种丁腈橡胶，NR12000和NR10000是涂在机织织物上的橡胶。HD30是一种切割成覆盖在该皮带的芯子上的涂有橡胶的钢丝轮胎帘布层，并可通过切割涂有橡胶的钢丝重型挖土机炼料至该皮带的宽度，且将该已切割的挖土机炼料在垂直于该皮带芯子的纵向钢丝的方向上放置在该芯子上。
工业用运输机皮带的对比试验结果示于下面表2中。
对表1和表2中的皮带进行了穿透试验和撕裂试验，表2中是工业用皮带的试验值，这些数值显示了现有技术的皮带相对于本发明皮带AC和AD的内部穿透和ABUSE系数。
    表1
皮带ID     切割长度 撕裂力 Abuse
顶层Cl 托辊层C3 平均     磅 系数
皮带AA-1     114.2     43.4     78.8     10920
皮带AA-2     123.2     42.9     83.6     8500
    (81.2)     (9710)     119
皮带A3-1     123.9     45.4     84.6     8150
皮带A3-2     117.2     43.0     80.1     7360
皮带A3-3     124.2     47.8     86.0
    (83.6)     (7755)     92
皮带AC-1     59.7     0.0     29.9     10830
皮带AC-2     58.5     0.0     29.3     9870
    (29.5)     (10350)     351
皮带AD-1     79.6     0.0     39.8     10270
皮带AD-2     62.2     0.0     31.1     12740
    (35.4)     (11505)     325
    表2
皮带ID     切割长度 撕裂力 Abuse
顶层C1 托辊层C2     平均     磅 系数
ST5000     182.9     144.5     163.7     7250     44
(无缓冲层)
ST2000     181.4     104.3     142.9     9400     65
(顶层中有2个Lcno缓冲层)
ST3300 124.0 55.1 90.1 12130 134
(HS尼龙顶层和托辊层)
Goodyear A     68.4     0.0     34.2     8570     255
(顶层中有1层大直径钢丝绳芯)
 Goodyear B     88.8     0.0     44.4     5180     116
(顶层中有1层小直径钢丝绳芯)
业已发现，使用例如优质钢丝或线等轮箍件16环绕着单独的钢丝或钢索延伸，如图2中所示，不但有利于该钢索或钢索层相互的移动、涂橡胶和定位，而且还能抵抗皮带的穿透和撕裂。
虽然上面我们已经对某些典型的实施例进行了详细声明，但其目的只是为了说明而不是限制，应当指出，只要不违背本发明的精神或范围，本领域的普通技术人员可以对其进行各种变化和更改。

Claims (8)

1．一种具有抗穿透性和抗撕裂性能的运输机皮带，其特征在于：一个具有一系列涂有橡胶的互相平行的纵向钢丝或钢索的芯件，所述芯件的每侧上覆盖有橡胶层，至少有一层涂有橡胶的一系列相互间间距很小的横向放置的钢丝或钢索粘附在所述芯件上面，一层涂有橡胶的织物缓冲层粘附在所述芯件下面，顶层适合用来承担负载，托辊层在所述芯件的下面。
2．如权利要求1中所述的运输机皮带，其特征在于：所述纵向放置的钢丝或钢索每一条都被一系列交替地扭转的织物绳芯所围绕。
3．如权利要求2中所述的运输机皮带，其特征在于：所述涂有橡胶的织物为聚芳酰胺织物。
4．如权利要求3中所述的运输机皮带，其特征在于：所述聚芳酰胺织物是机织的。
5．一种制造重型的抗穿透和抗撕裂的钢丝或钢索运输机皮带的方法，所述皮带由一系列固化在一起的叠层组成，所给出的皮带由(1)一个托辊层，(2)一个涂有橡胶的织物料层，和(3)一个芯件组成的，所述托辊层粘附到所述涂有橡胶的织物料层，所述织物料层又粘附到所述芯件上，所述芯件的特征在于，它是由一系列并排地涂有橡胶的纵向钢丝或钢索所构成，在所述芯件的顶面上粘附有一个涂有橡胶的织物料层和一层短的基本上相接触的相互平行的横向钢丝或钢索，所述横向钢索位于所述芯件的横向上方并且粘附在所述涂有橡胶的织物料层上，一层覆盖材料粘附在所述横向设置的短钢丝或钢索层上。
6．如权利要求5中所述的一种改进的抗穿透和抗撕裂的运输机皮带的制造方法，其特征在于：所述叠层的皮带在下述条件下被固化：压力约13．79×105至34．48×105帕，温度约140℃～160℃，时间30-90分钟。
7．如权利要求5中所述的方法，其特征在于：所述短钢丝层的制作步骤为，先把重型土方机械用的涂有橡胶的钢丝料切断成所述皮带的宽度，然后再把所述切断的土方机械用料沿着垂直于所述芯件的纵向钢丝的方向设置在所述芯件上。
8．如权利要求5中所述的运输机皮带，其特征在于：所述涂有橡胶的织物为机织聚芳酰胺织物。
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