超高分子量聚乙烯材料在皮带输送机中的应用

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      皮带输送机是工程上常用的一种输送设备，它结构简单、造价低廉，并且维护方便，可以实现不同距离的输送物料的要求。在皮带输送机中，托辊的作用是支撑输送带和重物，减小输送带的重度和运行中的摆动，以保证输送带沿预定方向平稳运行。一台输送机中托辊的数量很多，作为重要的输送机配件之一，托辊的价格约占输送机总价格的25%，其制造安装质量直接影响到输送带的寿命和运行阻力，托辊的维修和更换费用也是皮带输送机运营费用的重要组成部分。因此，分析研究延长托辊的使用寿命，合理地设计、使用托辊，是保证皮带输送机稳定运行的重要工作内容，在工程中具有重要的现实意义。
      超高分子量聚乙烯在国际上通称UHMW-PE材料，其分子量范围约为3～6百万g/mol，是一种新型的耐磨材料，该材料填补了耐磨材料的恐怖。从分子结构来看，随着聚乙烯分子量的增大，其聚合链的长度就越长。通过聚合反应，乙烯单体受到一个连续的结合过程，形成很长的链状高分子结构，很难断裂，从而在宏观上表现为材料的耐磨性能得到提高，寿命也得到延长。该材料主要具有以下优点：

皮带输送机

      (1)质量轻，耐磨，使用寿命长；
      (2)表面光滑，摩擦系数小，不易与物体粘结；
      (3)基本上不吸收水分；
      (4)抗腐蚀性强，耐酸碱耐腐蚀，不易老化；
      (5)具有较高的抗冲击强度，它是韧性极高的高分子聚合物，其抗冲击强度随分子量的增大而升高。
      由于超高分子量聚乙烯材料具有上述的特点，可以考虑将其应用与皮带输送机中，提高皮带输送机的安全使用性能。托辊是皮带输送机上的重要零件，在皮带输送机系统中可完成不同的使用功能，主要起到对输送带的支撑作用，提高货物的输送量，缓冲货物对输送带的冲击作用以及调整输送带跑偏的作用。如果托辊受损，轻则发生输送带跑偏的情况，影响到输送机的使用寿命和物料的输送量；重则造成撒料，甚至停机事故的发生，直接影响生产。因此，托辊质量的好坏，对于输送机使用寿命的长短以及安全运行都具有很大的影响。由于超高分子量聚乙烯材料具有上述的优点，且容易加工，造价低廉，故可考虑用其制作托辊这样可以有效地延长皮带输送机的使用寿命，减小故障率。
      特殊工况下，由于输送设备的工作环境恶劣，皮带输送机工作过程中托辊的磨损程度较大，托辊一般是采用无缝钢管制成。当使用超高分子量聚乙烯材料制作托辊时，可采用向心球轴承支撑、塑料密封环迷宫式密封结构。这样做防尘效果好，阻力小，装拆方便，便于维护，可有效降低输送机的运行成本。
      超高分子量聚乙烯材料适合于皮带输送机中安装使用，该材料对工作环境无特殊要求，安装方便，造价低廉，是目前工程实际中耐磨材料的理想替代品。亦可考虑将该材料在相关的其他工程输送系统中进行使用，超高分子量聚乙烯材料在工程实际中的应用前景极其广阔。