高分子托辊在皮带输送机上的应用

yuyinsh

　　目前，国内生产的皮带输送机上配套使用的托辊绝大多数还是传统的钢制托辊，高分子托辊与传统钢制托辊相比体现的优势不明显。但是从国际市场上看，发达国家如西欧、美国等国家，均采用了加强的高分子材料制成的托辊，并已广泛应用于各行各业。次发达国家和落后地区，均采用传统的钢质托辊。随着科学技术的进步、人本主义的提高、环保意识的增强，在我国煤炭系统推广以塑代钢产品，对节约资源、提高输送设备运输效率、改善井下作业环境具有重大的现实意义。
　　1、高分子托辊技术核心
　　目前，市场上的高分子托辊品种多种多样，无论是尼龙、改性MC尼龙、超高分子量聚乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂、聚胺脂、橡胶、CTN高分子等其实就是高分子材料和另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多相材料。用这些材料制成托辊辊体，其技术核心在于材料配方(各生产厂家都将材料配方申请专利)。根据应用目的，选取高分子材料和其他具有特殊性质的材料，制成满足需要的复合材料。该类材料不仅性能优于组成中的任意一个单独的组份，而且还可具有组分单独不具有的独特陛能。如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘、阻燃等性质。
　　2、高分子托辊的生产瓶颈
　　高分子托辊与传统钢制托辊相比，就托辊组装而言，制造工序是相同的，不同的是筒皮的生产。高分子托辊筒皮采用挤出工艺，即将高分子材料通过高混机、挤塑机挤出成型或挤成长管再切割成型。高分子托辊的生产瓶颈即管体挤出成型速度太慢，大约2m/h，日产量低，大批量生产需要多条生产线。此速度为极限速度，否则质量及性能得不到保证。
　　3、高分子托辊与钢制托辊性能比较
　　(1)重量轻，更换方便。重量比普通金属托辊减少了1/3，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。托辊是皮带输送机的重要组成部分，而且数量成千上万。托辊的安装、维修工作量很大，工人劳动强度高。高分子托辊靠重量上的优势为工人所接受。
　　(2)耐腐蚀性强。高分子复合材料托辊对环境要求低，不怕酸、碱、盐的腐蚀。尤其是在煤矿井下，作业环境恶劣，粉尘、潮湿(有的矿井直接有淋水)，且井下水普遍带有较大的腐蚀性。为确保产量，一般煤矿的带式输送机24 h不间歇满负荷运行。在这样的环境下作业，钢管内壁极易与介质发生化学反应生成金属氧化物，这些氧化物进入轴承，造成传统托辊过早失效。高分子托辊由于其辊皮、密封、轴承座均由高分子材料制成，耐腐蚀、不生锈，在恶劣环境下运行良好。在腐蚀性场合使用，使用寿命可达到普通托辊的5倍以上。
　　(3)具有高耐磨、阻燃及抗静电特性，提高托辊使用寿命。通过配方，向基体材料中按照专利配方适当添加各种添加剂，使耐磨性能、阻燃性能、抗静电性能等满足MT一141标准指标要求。
　　(4)耐冲击，韧性好。适合于重载高速运转皮带，不升温、不打滑。通过破坏性实验证明，用5磅钳工锤锤打辊身，没有损坏没有印痕。
　　(5)表面光滑不沾物料，良好的自润滑性能，吸水率小，摩擦系数小，不粘结不起皮，不损伤皮带。有效减少皮带磨损，低摩擦状态运行，与传统托辊相比，可节电约30%。
　　(6)不刷漆，减少环境污染。高分子托辊辊体光滑耐磨，不需刷漆，减少了环境污染和工人的职业危害性。而且高分子材料本身无毒无害，可以直接使用。
　　(7)不会划伤皮带。传统托辊辊皮焊接在辊皮上，因焊接缺陷等原因，在皮带运行过程中引发尖锐物体划伤皮带。而高分子托辊的轴承座注塑成型，通过特殊胶粘接在辊皮上，所以永不会划伤皮带。
　　(8)皮带运行噪音小。皮带之间搭接需要钢质皮带扣，皮带输送过程中，皮带扣不停地与托辊接触，钢与钢的碰撞噪音很大，所以采用钢质托辊皮带输送机的运行噪音很大。而换用做高分子托辊，皮带扣与“塑料”相接触，噪音低。很大程度上改善了工人的作业环境。
　　(9)在抗弯强度上钢的性能要远远优于高分子材料。实验证明，高分子托辊长度超过1.2m以上，在抗弯强度上不如钢制托辊。但可以通过中间加支撑等设计、工艺手段使问题得到解决。
　　4、影响高分子托辊市场使用率的因素
　　目前，高分子托辊使用量约占市场总数的30%以下，而且多数用在水泥、冶金等行业，煤矿井下用量相当少，传统托辊约占市场总数的70%以上。影响其市场使用率的主要因素是：①用户的接受与认可。②价格高。与普通钢质托辊相比，高分子复合材料托辊是同等型号普通钢质托辊的1.5-2倍。
　　由以上分析可知，高分子托辊在绝大多数性能方面优于传统钢制托辊，唯一不足的是抗弯强度，但可以通过设计、工艺等方法来将其解决。其次，用户的接受与认可、价格高也是影响其不能广泛替代钢制托辊的原因。目前，高分子托辊价格高的关键并不在于原材料的价格，而在于这项专利技术。
　　2012年2月22日国家工业和信息化部发布《新材料产业“十二五”发展规划》，《规划》提出，重点支持特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能复合材料和前沿新材料六大领域。高分子托辊既属于国家扶持产业政策项目，又是一项节约资源、环保型产品，随着社会科技的进步，人们对高分子材料的逐步认可，高分子托辊的前景广阔。