輸送帶是由彈性體和增強(qiáng)骨架材料制成的復(fù)合材料制品，是帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵功能件。輸送帶的發(fā)展離不開骨架材料性能的提高，其斷裂強(qiáng)度、延伸特性、彈性、剛韌性、尺寸穩(wěn)定性等無不與骨架材料性能密切相關(guān)。因此，骨架材料性能的研究極為重要。

通用輸送帶對骨架材料的總體要求如下：有足夠的斷裂強(qiáng)度，模量高、伸長小；與彈性體有良好的粘合性；當(dāng)今，輸送帶用骨架材料是各種纖維織物、鋼絲及其織物。骨架材料的選擇既始于對使用要求的調(diào)查及主要數(shù)據(jù)的規(guī)定，更需有對骨架材料性能與帶性能相關(guān)性的深刻了肖解以期做到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的最佳結(jié)合。本文將對上述問題進(jìn)行較詳細(xì)的討論，但不涉及簾線織物、鋼絲編織物、鋼條及捻織織物。

限公司高級(jí)工程師，主要從事膠帶領(lǐng)域的新產(chǎn)品開發(fā)及技術(shù)管理工作。1纖維性能纖維材料是輸送帶用骨架材料的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的纖維材料是棉纖維，現(xiàn)代的是合成纖維（錦綸、滌綸和芳綸纖維）和鋼絲。它們的基本技術(shù)性能見表1及。

11棉纖維棉纖維是最早用于輸送帶生產(chǎn)的纖維材料，至今仍有一定的使用比例。棉纖維是一種天然短纖維，具有中等斷裂強(qiáng)度，負(fù)荷下伸長小，干態(tài)下斷裂伸長率小，有較高的松密度，可生產(chǎn)強(qiáng)度不高的厚實(shí)織物供輸送帶用。

棉的短纖維特性有助于提高織物與彈性體的粘合，高松密度使織物厚實(shí)，有利于提高帶的緩沖能力。棉纖維的缺點(diǎn)是斷裂強(qiáng)度相對較低，易腐蝕，疲勞壽命短，不能生產(chǎn)高強(qiáng)度帶。

12錦綸纖維（聚釀胺）用于輸送帶的錦綸纖維主要是錦綸6與66長絲，二者的物理性能近似，但錦綸66的熔點(diǎn)較高，更具實(shí)用性。錦綸纖維具有很高的斷裂強(qiáng)度和彈性，耐壓縮撕裂，但模量小，斷裂伸長率和定負(fù)荷伸長率較大。對輸送帶來說，縱向定負(fù)荷伸長率大會(huì)使帶子“跑長”，滑動(dòng)空轉(zhuǎn)，影響正常工作。因此，純錦綸纖維織物在輸送帶中多用于運(yùn)距短、安全系數(shù)大而要求彈性好的場合。但錦綸長絲適于作帶用織物的緯向材料，可賦予輸送帶shingHouse.Allrightsreserved.表1輸送帶用各種纖維的性能項(xiàng)%―6―7351）0.2―耐熱性150C變黃160C良好160C良好160C良好160C良好250C良好―注：棉纖維延伸2%，錦綸66和滌綸纖維延伸3%；很好的抗沖擊和抗撕裂性能，便于成槽，可提高帶的輸送能力。

提高錦綸纖維的模量一直是人們關(guān)心的問題。據(jù)稱荷蘭開發(fā)的Stanyl錦綸46具有尺寸穩(wěn)定性好和斷裂伸長率小的特點(diǎn)。另據(jù)報(bào)道，一種商品名為Hyten的基于錦綸66的單絲截面為“球形扁柱”形的纖維，具有高纖度、高斷裂強(qiáng)度、高模量、高吸能和低收縮的特點(diǎn)。其單絲加工簡便，還可節(jié)省浸漬用的粘合劑和壓延貼膠，在輪胎中使用表明效果甚佳，其優(yōu)越性亦將在輸送帶中體表2幾種錦綸纖維的性能比較斷裂強(qiáng)度/斷裂伸長中間伸長干熱收縮熔點(diǎn)/項(xiàng)目率/%錦綸綸46 66單絲注：1）Hyten錦綸66單絲在13.3cN°tex1強(qiáng)度下拉伸，其余均在47. 1強(qiáng)度下拉伸；2）Hyten錦綸66單絲的加熱溫現(xiàn)，但尚未見實(shí)用性報(bào)道。幾種錦綸纖維的性能1.3滌綸纖維（聚酯）比較見表ChhaAcad撕ic oalElectronicPublishing滌綸纖維的斷裂強(qiáng)度和彈性與錦/綸纖維近。net度為160°C，其余加熱溫度均為150似，但模量卻高出錦綸纖維近2倍。滌綸纖維的定負(fù)荷伸長率小、尺寸穩(wěn)定性好且更耐水。滌綸長絲作輸送帶織物骨架的經(jīng)向材料非常理想。對于不要求成槽的輸送帶來說，緯向使用滌綸纖維同樣適合，它能為輸送帶提供強(qiáng)的剛韌性和支撐能力。

可供輸送帶生產(chǎn)選擇的國產(chǎn)工業(yè)用滌綸長絲有普通型、高模低收縮型、低收縮型、普通活化型、低收縮活化型等。

除滌綸長絲大量應(yīng)用于輸送帶用織物外，單絲與短纖維亦得到較廣泛的應(yīng)用。直徑0.2~0.4mm的滌綸單絲用作平紋織物的緯線可發(fā)揮特殊功能：利用單絲的高剛性，可迫使經(jīng)線產(chǎn)生高“織縮”。用這種織物制成的輕中型輸送帶在運(yùn)行方向上的柔軟性好，可在小導(dǎo)向輥、甚至銳棱上作“刀尖輸送”，用于食品、煙草等行業(yè)。由于這種輸送帶的橫向剛性好，在輸送過程中可防止未定型的物件變形破損，保持物件在帶上的高度穩(wěn)定。

滌綸單絲還可用于生產(chǎn)無橫向屈撓度的中高強(qiáng)度擋邊帶。

近年來，美、英等國已成功利用滌綸短纖維的松密度，在整體編織物中用濃密的短纖維紗取代棉紗作外表層經(jīng)線，吸收沖擊力，保護(hù)內(nèi)層載荷紗線。

將滌綸纖維與棉紗線混紡、合股和交織以生產(chǎn)厚度較大和斷裂強(qiáng)度較高的低成本帶用平紋織物則是眾所周知的。可以說，滌綸纖維是當(dāng)今織物芯輸送帶用纖維材料的主流。

近年出現(xiàn)一種名為PEN的新型聚酯纖維材料，與普通滌綸纖維相比，其斷裂強(qiáng)度提高20%~25%，模量提高130%，熱收縮率相等，屈撓疲勞后斷裂強(qiáng)力保持率提高5%~10%，有望在輸送帶中應(yīng)用。

滌綸纖維的缺點(diǎn)是斷裂強(qiáng)度損失率較大，在高溫蒸汽下，特別是在胺的存在下會(huì)發(fā)生分解，使其性能下降。

14芳綸纖維（聚芳酰胺）商品名宣布的一種可供橡膠制品用的新型增強(qiáng)材料，具有斷裂強(qiáng)度高、斷裂伸長率小、耐熱、尺寸穩(wěn)捻斷裂強(qiáng)度和模量可分別達(dá)到840和3600MPa180°C下也不收縮，其斷裂強(qiáng)度/質(zhì)量比是鋼絲的5倍。它的出現(xiàn)備受橡膠加工業(yè)的青睞。

20世紀(jì)80年代是芳綸纖維在輸送帶中應(yīng)用的黃金時(shí)代，雖然其價(jià)格很高，但歐洲的輸送帶廠家爭相發(fā)展。以卓爾堡（TRELLBORG）為例，在1979~1984年間即生產(chǎn)了不同斷裂強(qiáng)度和寬度的芳綸輸送帶2.5萬延長米。然而好景不長，到20世紀(jì)90年代初，芳綸纖維在輸送帶中的應(yīng)用幾乎全面停止。原因是什么呢，經(jīng)過近10年的實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，芳綸纖維雖然斷裂強(qiáng)度極高，但斷裂伸長率過小，不耐壓縮和動(dòng)態(tài)疲勞。在輸送帶的使用過程中，芳綸織物在帶輪上反復(fù)地受到拉伸壓縮和物料的沖擊，持續(xù)的伸長、壓縮使芳綸纖維先是局部屈服、微纖化，繼而坍塌、折彎以致斷裂。芳綸纖維輸送帶的使用壽命只有4 ~5年不及鋼絲繩芯帶壽命的1/2加之價(jià)格昂貴，接頭強(qiáng)度低，在經(jīng)濟(jì)上極不合算。但應(yīng)當(dāng)指出，芳綸纖維在傳動(dòng)帶和膠管上的應(yīng)用還是很成功的。

為克服芳綸纖維的不足，杜邦、阿克蘇等公司進(jìn)行了大量的研究工作，但其使用范圍仍限于要求斷裂強(qiáng)度大、斷裂伸長率小的制品。

15鋼絲鋼絲是構(gòu)成鋼絲繩的基本單元，用優(yōu)質(zhì)碳鋼制造。帶用鋼絲鋼材硫、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均不得大于0.000 3.貝卡爾特（BEKAERT）公司規(guī)定輸送帶用鋼絲鋼材的各種化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：鋼絲的制造過程如下：盤條一>酸洗一>拔絲一熱浸鋅一再拔絲。要求鋼絲的直徑在0. 18~1.12mm范圍內(nèi)，斷裂強(qiáng)度在1800~ 2700MPa范圍內(nèi)。隨著鋼絲直徑的增大，其斷裂強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)性能（扭轉(zhuǎn)和反復(fù)彎曲）變差。

鍍鋅對鋼絲有重要意義，一是防銹，二是對鋼定性好4耐腐蝕等特點(diǎn)故纖維通過拉絲和bli絲與橡膠的粘合有促進(jìn)作用。所鍍鋅的純度要求net很高（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.999 9），鍍層要牢固并保持一定的質(zhì)量水平。已有為提高鋼絲的防銹能力采用不銹鋼的報(bào)道。

2織物與鋼絲繩的組織結(jié)構(gòu)21織物結(jié)構(gòu)與帶性能bookmark1合理的織物結(jié)構(gòu)可充分發(fā)揮纖維材料的力學(xué)性能。現(xiàn)代輸送帶用織物結(jié)構(gòu)的主要形式包括平紋（席紋）編織、整體編織、直經(jīng)編織及其變型。

表征織物性能的有關(guān)數(shù)據(jù)包括織物的厚度、質(zhì)量、經(jīng)煒密度、經(jīng)煒強(qiáng)度、斷裂伸長率、定負(fù)荷伸長率以及紗線的纖度、捻度、織縮與熱空氣收縮率。

斷裂強(qiáng)度是帶用織物最重要的性能參數(shù)，人們對經(jīng)向斷裂強(qiáng)度的追求幾乎是無止境的，因?yàn)橹挥羞@樣才能不斷增大帶的運(yùn)距與提升高度。斷裂伸長率的大小顯示了輸送帶能否抵抗瞬時(shí)超負(fù)荷的作用以及帶的柔軟性；定負(fù)荷伸長率則反映了其正常運(yùn)轉(zhuǎn)性能、壽命與維修工作量。織縮與帶的屈撓性有關(guān)，也影響到帶的長寬尺寸變化，而厚度對帶的緩沖能力有影響。

平紋編織是織物芯輸送帶用骨架材料的傳統(tǒng)形式，使用量大，范圍廣。在平紋編織結(jié)構(gòu)中，每根經(jīng)線與煒線交替與鄰近紗線相互上下交織，其特點(diǎn)是線的交叉點(diǎn)最多，紗線呈波浪形，織物的挺性好，斷裂強(qiáng)度則受單位面積所能容納線的根數(shù)限制，線密度越大，織縮越大。

為提高平紋編織物的斷裂強(qiáng)度，產(chǎn)生了平紋織物的改進(jìn)型，即席紋編織。席紋編織使用了兩根以上的紗線一起織造，增大了線密度，使斷裂強(qiáng)度提高。一般平紋編織以L1X1表示，席紋編織以，21，2232等表示。兩種編織形式結(jié)構(gòu)示意見現(xiàn)代平紋（席紋）織物的最大額定斷裂強(qiáng)度可達(dá)630kN°m1.各種合成纖維平紋（席紋）編織物的斷裂強(qiáng)度見表3.輸送帶用合成纖維平紋（席紋）織物無論是坯布還是浸膠布都需進(jìn)行熱定型，以保持尺寸穩(wěn)定性和物性的最佳平衡，減少受熱后引起的性能變化。定型的關(guān)鍵因素是張力溫度和時(shí)間。提高表3不同合成纖維平紋（席紋）編織物的斷裂強(qiáng)度kN0m―材料輕薄型中厚型重厚型EE50（63）125（150200250）-EEEP.NN——315（400500）注：括號(hào)中為不同厚度的相同材料。表4熱定型參數(shù)增大對織物性能的影響項(xiàng)目斷裂強(qiáng)度模量熱收縮耐疲勞性蠕變力度'間甘張溫時(shí)，大小減大大大增增略小小“減減小小小。

減減減W小大大"減增增。llF程序多，整體性差，纖維的強(qiáng)度利用率低（100dtex紗線、捻線、坯布、浸漬布和4層復(fù)合帶的斷平紋織物芯輸送帶除向減層化方向發(fā)展，以輕中量級(jí)帶為主要使用對象外，它在輸送帶中的地位已有逐步被整體編織和直經(jīng)編織取代之勢。

2.1.2整體編織整體編織即多層斜行交織，它的緯線一般為2~5層，呈平直狀態(tài)與斜行經(jīng)線相交，交叉點(diǎn)相對減少。線密度的增大原則上不在同一水平面上，而是向厚度方面發(fā)展。整體編織可制得組織疏松、厚度大、斷裂強(qiáng)度高、經(jīng)緯強(qiáng)度比大，有利于PVC糊浸漬的編織物，改變了過去帶芯由多層織物構(gòu)成的傳統(tǒng)模式。

整體編織原則上可分為有外層經(jīng)線與無外層經(jīng)線兩大類。不同的結(jié)構(gòu)形式會(huì)影響到浸糊效果及帶性能。外層經(jīng)線的主要作用是保護(hù)內(nèi)層強(qiáng)力線，提高織物與PVC糊的粘合效果及增強(qiáng)抗沖擊穿刺能力，但也存在不利于PVC糊充分滲透的缺點(diǎn)。外層經(jīng)線材料包括棉纖維和滌綸短纖維。棉纖維多用于阻燃型帶，它能吸收化纖的融滴，并形成堅(jiān)硬的炭，維持帶的完整。無外層經(jīng)線整體編織物的經(jīng)緯線則需分別與棉紗線合股，棉紗質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15~0.30.是不同織物整體編織的結(jié)構(gòu)示意。

整體編織物的斷裂強(qiáng)度為400 ~4000kN°m―、編織物斷裂強(qiáng)度在1000kN°md以下，主經(jīng)線材料使用錦綸和滌綸纖維均可；斷裂強(qiáng)度在1000~2500kN之間，錦綸纖維的伸長過大難以應(yīng)用，需使用滌綸纖維；斷裂強(qiáng)度在2500kN+1以上則需使用芳綸纖維。緯線材料使用錦綸和滌綸纖維均可，滌綸纖維的價(jià)格便宜，而錦綸纖維的性能更優(yōu)越，應(yīng)用時(shí)需全面考慮，但兩者都須與棉纖維并用，以保證緯向具有一定的彈性并與PVC糊良好粘合。

整體編織物與PVC糊結(jié)合成帶最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，用于地下煤礦安全生產(chǎn)。由于它的經(jīng)線不是按層直線排列，過輥時(shí)斜向行走，產(chǎn)生的應(yīng)力能圍繞輥筒平衡，耐屈撓性比多層平紋織物帶好，抗沖擊性強(qiáng)，而且其接頭強(qiáng)度高，因此受到人們的歡迎整體編織物在其它各種散料輸送與斗式提升方面亦得到了廣泛的應(yīng)用，成為當(dāng)今應(yīng)用最成功的輸送帶用骨架材料。無論在國內(nèi)還是國外，它的發(fā)展都是最快的。其制造技術(shù)還在不斷進(jìn)步，如在織造過程中將PVC糊噴于紗線上；使用預(yù)浸漬的經(jīng)、緯線；開發(fā)與SBR和NR的粘合技術(shù)等，以擴(kuò)大其使用領(lǐng)域。

1.3直經(jīng)編織組成，分單經(jīng)和雙經(jīng)兩種類型（見）。它的緯線與主經(jīng)線直角相交平行排列在主經(jīng)線上、下面，由夾在兩主經(jīng)線間細(xì)小的編織經(jīng)線連接固定，主經(jīng)線與緯線都比較粗。直經(jīng)編織物的斷裂強(qiáng)度在200 ~3150kN加一1范圍內(nèi)。主經(jīng)線材料包括錦綸、滌綸和芳綸纖維。編織物斷裂強(qiáng)度在800kN"m1以下，使用滌綸和錦綸纖維均可；斷裂強(qiáng)"m1之間使用滌綸纖維；斷裂強(qiáng)度超過1800kN°m1時(shí)需使用芳綸纖維。直經(jīng)編織的經(jīng)線使用錦綸和滌綸纖維均可，緯線材料以錦綸纖維為主。直經(jīng)編織的特點(diǎn)是：主經(jīng)線呈最小波形，平直性好，可保持纖維強(qiáng)度的90%，帶不易跑偏；織物的伸長特性不因織造而變化；緯線排列在主經(jīng)線上、下，保證了主經(jīng)線抗沖擊與撕裂性能，雙經(jīng)結(jié)構(gòu)更優(yōu)越；織物的凸凹表面與橡膠粘合強(qiáng)度大。

在輸送帶中使用直經(jīng)編織物骨架，一般為1 ~2層，制造工序減少，性能提高，是輸送帶用織物骨架發(fā)展的另一方向，但其發(fā)展速度不及整體帶心。

22帶用鋼絲繩結(jié)構(gòu)與特性輸送帶用鋼絲繩沒有油芯，不允許有油脂污染。帶用鋼絲繩通常為七股式，鋼絲捻合成股，股再捻合成繩。繩的強(qiáng)度與直徑取決于每股所含鋼絲的根數(shù)及鋼絲的直徑，并與捻合結(jié)構(gòu)有關(guān)。股的捻合結(jié)構(gòu)形式包括普通左右交叉捻、單向捻、平行捻和交叉捻（見）繩的捻合形式包括普通式、平行式和復(fù)合式。股捻合成繩，通常芯股直徑要大于外股直徑，以便膠的滲透。對于普通式捻繩，芯股與外股的捻合像股那樣以相反方向捻合。

它的優(yōu)點(diǎn)是扭轉(zhuǎn)小，扭矩相互抵制；缺點(diǎn)是點(diǎn)接觸，易磨損。但在輸送帶中這種結(jié)構(gòu)占多數(shù)。平行式結(jié)構(gòu)中股與繩具有相同的捻向和捻距，鋼絲與股都是平行排列成線接觸，減輕了作業(yè)中的磨損，可制得緊密的橫斷面，在相同的繩徑下強(qiáng)度較高，適于生產(chǎn)超高強(qiáng)度的輸送帶。復(fù)合式是普通式與平行式的結(jié)合，取二者之長，可以是芯股為平行式，外股為左右交叉式，也可以是芯股為左右交叉式，外股為平行式。

帶用鋼絲繩主要型號(hào)有7X7，7X127X19和7X31.更具體的可表示如下：其中，D為鋼絲直徑。

現(xiàn)代鋼絲繩芯輸送帶的斷裂強(qiáng)度在500 400kN°m1范圍內(nèi)可任意選擇。表5示出了表5輸送帶用鋼絲繩型號(hào)與繩徑。強(qiáng)度和輸送帶斷裂強(qiáng)度的關(guān)系鋼絲型號(hào)2范圍1范圍2范圍1范圍2范圍1范圍2繩徑/mm3.0注：范圍1為主要應(yīng)用范圍，范圍2為可能應(yīng)用范圍。

輸送帶用鋼絲繩型號(hào)、繩徑和強(qiáng)度與輸送帶斷裂強(qiáng)度的關(guān)系。與繩性能有關(guān)的技術(shù)參數(shù)包括捻向、捻節(jié)距、繩徑、線密度、直線度、端頭擴(kuò)散度、殘余扭力、斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率、有效截面積及開放率等。對這些參數(shù)總的要求是：股、繩的捻向、捻節(jié)距須一致，捻合強(qiáng)度損失小；較小的直徑與較大的斷裂強(qiáng)度；均勻的彈性伸長，無張力、無扭轉(zhuǎn)，端頭鋼絲不擴(kuò)散；良好的柔軟性，高的動(dòng)態(tài)承載能力。

3結(jié)語纖維材料是構(gòu)成輸送帶用骨架的基礎(chǔ)。在現(xiàn)有纖維材料中，滌綸纖維占主要地位，錦綸纖維次之，但沒有錦綸纖維的配合生產(chǎn)不出高性能帶用織物，棉纖維在阻燃型整體編織物中也不能缺少。今后還需研究開發(fā)適合輸送帶要求的高性能合成纖維才能取得突破性的進(jìn)展。

好的織物結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮纖維材料的性能。

在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，整體編織有明顯優(yōu)勢，直經(jīng)編織次之，平紋編織在整個(gè)織物芯輸送帶中的地位將日趨下降。

鋼絲繩芯輸送帶在帶強(qiáng)、運(yùn)距、提升高度、接頭效率等方面都占有優(yōu)勢，特別是在覆蓋膠中設(shè)置橫向增強(qiáng)層，加入預(yù)埋線圈后，帶的抗沖擊、抗穿刺、抗撕裂性能和預(yù)警能力全面提高，但仍需進(jìn)一步提高鋼絲強(qiáng)度與耐腐蝕能力，降低成本。

多樣化是輸送帶用骨架材料的特點(diǎn)。其構(gòu)成的總體趨勢是輕中量級(jí)帶以平紋織物為主，中高強(qiáng)度級(jí)帶以整體編織物和直經(jīng)織物為主，超高強(qiáng)度級(jí)帶應(yīng)用鋼絲繩。合理地使用資源與結(jié)構(gòu)形式是提高輸送帶質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)重要方面。