输送带硫化接头的基本知识(上）

1.输送带硫化接头几个基本概念

1.1输送带硫化接头的特点

硫化接头是输送带最可靠，最理想胶接方法，它具有以下特点：
(1)由于接头胶接部位结合率高，所以强度效率高；
(2)输送物料不会从接头部溢出
(3)胶接部位的长度、宽度方向的形状均与胶带原体相同，其挠曲性好；
(4)胶接平面平整、光滑，与胶带原体完全一样。所以运转时，不会发出像机械边境产生的噪音；也不像冷胶接那样在胶带清扫和卸料时将接头的覆盖胶或芯层起开；
(5)不会发生像机械连接所引起的传热，所以不会导致胶接部位胶带硬化；
(6)是钢绳芯胶带唯一的胶接方法和手段。

1.2什么叫“硫化”

生胶料是一种近似于粘土状的可塑体，粘结强度和弹性均很小。但是，生胶料在加硫磺，加热进行混炼后，经过化学变化而成为具有弹性的橡胶。既硫磺原子在橡胶分子与分子之间起了架起一座桥梁的作用，使橡胶分子结合在一起，这一过程就称之为“硫化”。这一化学变化，一般称“架桥反应”。

1.3有关现场硫化胶接

胶带运输机的胶带安装都是在现场进行的，而胶带是以成卷的形式运入安装现场。因此，在使用时必须打开后引入机体，然后将各卷引入机体胶带的端部进行硫化胶接，从而发挥其作用。由于要进行硫化胶接，所以必须将硫化胶接的硫化器，各种工具和胶接材料等拿到现场；另外，还必须考虑各种不同情况下的安全作业等问题。

1.4硫化胶接和重要性

硫化胶接的质量好坏，直接影响胶带的使用寿命。如果胶接质量差，将会发生覆盖胶、芯体的剥离或脱开，胶带变形或断裂，导致生产受到阻碍。因此，胶接硫化胶接时，必须认真负责，确保质量。

1.5硫化胶接原理

（1） 帆布芯、尼龙芯、胶带
帆布芯、尼龙芯、胶带的硫化胶接，是将胶带接头部的胶层和芯层按一定的形式和角度，剖剥成阶梯，涂以胶浆使其粘合。然后在一定的压力、温度和时间条件下，经过硫化反应，把接头部胶粘在一起，使接头获得最佳的粘着强度。
（2） 钢绳芯胶带
和钢丝绳的接头不同，钢绳芯胶带接头不但不将两端钢丝绳依次连接起来，而且两端钢丝绳还要有三至五倍钢丝绳直径的距离。因为这样做，不但节省时间，而且还能保证芯层每根钢丝绳子张力的一致。
钢绳芯胶带接头依靠钢丝绳以橡胶的粘着力来实现。此粘着力以抽出力表示，就是将埋入橡胶中的单位长度钢丝绳抽出来所需要的力。抽出力下钢丝绳埋入橡胶中的长度成正比，埋入长度愈大，抽出钢丝所需的力愈大。当埋入长度增至一定值后，抽出力就超过钢丝绳本身的破断强度，此时钢丝绳不能抽出而被拉断。

1.6胶带接头的强度效率

所谓胶带接头的强度效率是，胶带接头的抗张强度（张力）与原体胶带抗张强度（张力）之比。
一般，胶带接头抗张强度（张力）是由试验测来的；而原体胶带的抗张强度（张力）是从胶带的型号，由胶带厂或说明书提供的。
(1)帆布、尼龙芯胶带
A、搭接：η=95%————————(2-1)
B、对接：η=     ×95%——————————(2-2)
式中：η——————胶带接头强度效率；
　　　i——————胶带芯层(胶布层)层数；
　　　95%——————考虑到在制作接头阶梯时对芯层有5%的强度损失。
从(1)式和(2)式直观的讲，其接头强度效率，搭接比对接高。这是在实际胶接高强度胶带中经常采用搭接的主要根据。
估算后只能做理论值，最好是通过抗拉破断试验，测出接头的破断试验，测出接头的破断拉力，再计算η值。
胶带接头可能达到的抗张强力：
Sj=SD η=[δ] Bi η——————————(2-3)
SD=[δ] Bi——————————(2-4)
式中：Sj——————胶带接头处的抗拉破断张力(N或Kgf)；
　　　Sd——————胶带母体的抗拉破断张力(N或Kgf)；
　　　η——————胶带接头强度效率；
　　　[δ]——————胶带的经向扯断强度(N/cm、层或Kgf/cm、层)；
　　　B——————胶带宽度(cm)；
　　　i——————胶带原体芯层(胶布层)层数。

2） 钢绳芯胶带
η=       ——————(2-5)
式中：Sj——————胶带接头的抗拉破断张力，它是在拉试验机上测出来（N或Kgf）；
　　　Sd——————胶带母体的抗拉张力(N或Kgf)；
　　　SD=[δ]B————(2-6)；
　　　其中：[δ]————胶带纵向拉伸强度(N/cm或Kgf/cm)；
　　　B——————胶带宽度(cm)；试验时，取B=20~50cm。

1.7胶带胶接硫化条件

胶带胶接的硫化条件，是指硫化温度、硫化时间和硫化压力，一般统称胶带硫化胶接“三要素”。有时将升温方式，在硫化胶接中也要认真加以控制。

(1)硫化温度
胶带硫化胶接时的硫化温度，是生胶料在一定要求下，硫化反应的最佳温度，是橡胶硫化工艺中最主要的控制条件之一。确定硫化温度要考虑以下一些因素：
①因橡胶是不良的导热体，对厚度较厚的胶带来说，采用高温硫化很难使内外胶料同时达到同样的硫化温度，这样对橡胶性能或多或少会带来影响；
②同时，高温对胶带中的纤维芯层起着破坏作用，会使纺织物的强度降低。
因此在选定硫化温度时，对胶料，硫化条件、硫化工艺、胶带结构等都应有所考虑。由于胶带硫化胶接都是在现场进行的，批量小，硫化设备简单，作业环境和条件不好，胶料的硫化体系又不易掌握，所以目前国内、外大多数都控制在145°C以下进行硫化胶接。
(2)硫化压力
硫化压力，也是胶带硫化胶接一个重要条件。因为压力在硫化过程中可起到如下作用：
①提高芯层与胶料的密实性和粘着性，排除接头内部的气体，消除气泡；
②促进胶料的流动，并迅速填充芯层的粘合面；
③提高胶带接头粘合面的附着强度和胶带的耐屈挠性能。
硫化压力太小，要根据胶料的性能(主要是可塑性)，产品结构、工艺条件而定。胶料流动小，硫化压力应大些；反之，压力要小些。胶带较厚、胶布层多(芯层)、结构复杂、钢丝绳为芯层的，则应需要较大的硫化压力。硫化压力对硫化速度影响很小，一般可不考虑。现场硫化胶接时，对于帆布、尼龙芯层胶带，硫化压力为0.8～1.5MPa(8～15Kgf/cm²)；对钢绳芯胶带，硫化压力为1.5～2.5MPa(15～25Kgf/cm²)。胶带较薄，应选用上限。
(3)硫化时间
硫化的交联过程，必须通过一定时间才能完成。硫化时间，对于帆布、尼龙芯胶带可按下计算：
t=tzh+(i+δ)K——————（2-7）
式中：t——————硫化时间(min)
　　　Tzh——————胶料正硫化时间(min)，一般选用15min；
　　　i——————胶带芯层层数；
　　　δ——————上、下覆盖胶层的总厚度(mm)；
　　　K——————系数，一般选取K=1.3～1.5。
硫化时间的长短必须服从于达到正硫化时的硫化反应，时间过短会造成欠硫，时间过长则导致过硫。由于实际的硫化时间计算比较麻烦，对现场硫化胶接又不太必要，因此通常只按公式(7)来算出近似的硫化时间。也可以根据胶带厚度查图表求出硫化时间。钢绳芯胶带的硫化时间，一般胶带生产厂根据胶带厚度和结构在说明书中给出，也可以根据胶带厚度从图表中查出。关于胶带厚度——时间图表将在有关部分介绍。
(4)升温方法
硫化胶接中，其温度按四个阶段来控制，即升温阶段、预热阶段、硫化阶段和冷却阶段。在这四个阶段中，升温阶段是必不可少的，因它是胶带接头与硫化器取得热平衡所必须的时间。如果胶带厚，芯层（胶布层）多，还得增加一段预热时间(预热阶段)。如果不计预热和冷却这两个较次要阶段，那么硫化过程仅包括升温和硫化两个阶段了。升温阶段是胶带接头温度升到规定的硫化温度(145°C)；硫化温度是恒定的温度，一般规定在145°C±5°C的范围内。