ТКАНЫЙ КАРКАС ОДНОПРОКЛАДОЧНОЙ КОНВЕЙЕРНОЙ ЛЕНТЫ С ЭЛАСТОМЕРНЫМ ПОКРЫТИЕМ
WOVEN FRAME OF SINGLE-PIECE CONVEYOR BELT WITH ELASTOMER COATING

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий для изготовления однопрокладочных конвейерных лент с эластомерным покрытием, преимущественно резинотканевых конвейерных лент, используемых при транспортировке горной массы.
Требования к показателям качества и безопасности работы конвейеров для транспортировки горной массы постоянно ужесточаются. В связи с этим основными техническими требованиями, предъявляемыми к тканым каркасам однопрокладочных конвейерных лент с эластомерным покрытием для транспортировки горной массы являются: высокая разрывная нагрузка по основе (от 600 до 2000 кгс/см) и достаточная разрывная нагрузка по утку (не менее 50% от разрывной нагрузки нитей основы), обеспечивающая качественную и надежную стыковку концов конвейерной ленты, исключающую раздвижку механических стыковочных швов, минимальное (не более 4,5%) деформационное продольное удлинение в зоне рабочих нагрузок, достаточная (не менее 4,8 кгс/см) прочность связи поверхности каркаса с эластомерным материалом, преимущественно резиной. При этом конвейерная лента должна обладать достаточной степенью лоткообразования конвейерного полотна и тем самым исключать уменьшение объема перевозимого груза и обусловленное этим снижение производительности конвейера.
Известен тканый каркас конвейерной ленты, содержащий две параллельно наложенные друг на друга многослойные тканые конструкции одинакового переплетения, соединенные воедино системой дополнительных перевязочных основных нитей [Патент Великобритании №1559380, МКИ D03D; 15/00, опубл. 16.01.1980 г.].
Основным недостатком этого тканого каркаса является повышенная жесткость на изгиб, обусловленная наличием дополнительных перевязочных нитей основы, придающих ткани повышенную жесткость, снижающую степень лоткообразования полотна конвейерной ленты и тем самым приводящую к уменьшению объема перевозимого груза, и обусловленное этим снижение производительности конвейера. Кроме того недостатком является наличие в нем двух разнопереплетающихся систем основных нитей: основных нитей, несущих нагрузку, и дополнительных перевивочных нитей, не несущих нагрузку, приведет к нерациональному увеличению поверхностной плотности, что в итоге ведет к ухудшению технико-экономических показателей производства.
Известна также многослойная ткань для армирующего элемента композиционного материала. Данная ткань состоит из трех слоев нитей, расположенных в каждом слое параллельно друг другу. Верхний и нижний слои образованы из уточных нитей, средний слой из основных нитей. Слои просто наложены один на другой без переплетения нитей. Соединение слоев осуществляется с помощью дополнительных перевивочных основных нитей. Перевивочные основные нити расположены взаимодействующими парами, одна нить каждой пары осуществляет провязывание группы уточных нитей обеих слоев, проходя над уточными нитями верхнего слоя и под уточными нитями нижнего слоя, а другая нить каждой пары осуществляет провязывание соседней группы уточных нитей, но в обратном порядке. В результате на верхней и нижней поверхностях ткани получается цепное полотняное переплетение. Основные нити среднего слоя также идут парами, между которыми располагается пара перевивочных основных нитей. Линейная плотность перевивочных нитей должна быть гораздо меньше линейной плотности основных и уточных нитей, образующих слои ткани с тем, чтобы можно было получить ткань с заданными свойствами в соответствии с ее назначением. [Патент США №4748996, по кл. В32В 5/04, D32D 5/12].
Наличие в переплетении этого тканого материала наполнительных нитей утка в качестве среднего слоя каждой из составных двухслойных тканей существенно повышает его поперечную жесткость, снижающую степень лоткообразования полотна конвейерной ленты и тем самым приводит к уменьшению объема перевозимого груза и обусловленное этим снижение производительности конвейера. Лежащие в промежутках уточных слоев почти прямолинейно расположенные наполнительные нити основы, не переплетающиеся с нитями утка, придают тканому материалу дополнительную продольную жесткость, что является крайне отрицательным фактором. Кроме того шаг зигзагообразного изгиба нитей основы, перекрывающий всего три уточные нити центрального нейтрального слоя, не может обеспечить низкого (не более 4,2%) деформационного удлинения ткани в зоне рабочих нагрузок, а наличие в ней двух разнопереплетающихся систем основных нитей: основных нитей, несущих нагрузку, и перевивочных нитей, не несущих нагрузку, приводит к нерациональному использованию сырья.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является тканый каркас конвейерной ленты, содержащий две параллельно расположенные относительно друг друга тканые конструкции одинакового переплетения слойностью не менее двух, соединенные воедино всеми нитями основы каждой тканой конструкции, в чередующемся порядке переходящими из верхнего слоя в нижний и обратно, и одним из периферийных слоев уточных нитей каждой из двух тканых конструкций, объединенных в один общий центральный слой. Центральный слой помимо соединительных уточных нитей содержит армирующие нити утка. В каждой из двух составных тканых конструкций могут содержаться нити наполнительного утка. При этом раппорт переплетения нитей основы по центральному уточному слою равен 8-12, а заполнение центрального слоя по утку вдвое больше заполнения остальных уточных слоев при соотношении линейных плотностей нитей основы и утка тканого каркаса в пределах от 0,5-1,0 [Патент РФ на изобретение №2135654 D03D 11/00, опубл. 27.08.1999 г., БИ №24].
Данный тканый каркас в основном соответствует своему целевому назначению по основным показателям, однако обладает существенными недостатками - высоким до 4,5%) удлинением в режиме рабочих нагрузок конвейера, приводящим к необходимости его перестыковки и низкой (до 4,5 кгс/см) степенью связи к эластомерному покрытию, обусловленной недостаточно рельефной опорной поверхностью, что в некоторых случаях приводит к отслоению эластомерного покрытия от поверхности тканого каркаса. Кроме того данный тканый каркас имеет повышенную жесткость, снижающую степень лоткообразования полотна конвейерной ленты и тем самым приводящую к уменьшению объема перевозимого груза и обусловленное этим снижение производительности конвейера.
Задачей настоящего изобретения является создание тканого каркаса однопрокладочной конвейерной ленты с эластомерным покрытием для транспортировки горной массы обладающего:
- разрывной нагрузкой по основе в диапазоне от 600 до 2000 кгс/см;
- разрывной нагрузкой по утку, составляющей не менее 50% от разрывной нагрузки по основе для обеспечения качественной и надежной стыковки концов конвейерной ленты и исключения раздвижки и последующего разрушения механических стыковочных швов;
- оптимально-развитой рельефной поверхностью, обеспечивающей высокую изготовленным на ее базе конвейерным лентам высокую (не менее 5,0 кгс/см) величину адгезии к эластомерному покрытию, преимущественно к резине, исключающую случаи расслоения лент;
- низкой поперечной жесткостью, придающей конвейерной ленте оптимальную степень лоткообразования.
Данная задача решена таким образом, что предлагаемый тканый каркас одно-прокладочной конвейерной ленты с эластомерным покрытием содержит две соединенные воедино и параллельно расположенные относительно друг друга тканые конструкции одинакового переплетения слойностью не менее двух. Раппорты составных тканых конструкций смещены относительно друг друга во фронтальной плоскости до совмещения нижнего периферийного слоя - уровня одной тканой конструкции с верхним периферийным слоем - уровнем второй тканой конструкции и соединяются между собой уточными нитями, расположенными в одном из периферийных слоев - уровней тканых конструкций, образующих центральный слой. На обеих поверхностях тканого каркаса образуются выступающие продольные полосы, чередующиеся с углубленными продольными канавками таким образом, что в местах расположения выступов на одной стороне тканого каркаса на другой его стороне располагаются впадины и наоборот.
В некоторых случаях для повышения адгезии поверхности тканого каркаса к эластомерному материалу, а следовательно, увеличения прочности связи с покрытием, соединение исходных тканых конструкций производится не в чередующемся порядке нитей основы, а пораппортно. При этом каждая соединяемая тканая конструкция одного уровня может содержать в себе от 1 до 4 полных раппортов по основе исходного переплетения и образует на верхней и нижней поверхностях тканого каркаса равномерно расположенные в чередующемся порядке отрезки прямолинейных уточных нитей, не переплетенных с основой и обеспечивающих тканому каркасу дополнительную когезионную связь с эластомерным покрытием конвейерной ленты. Основа ткани выполнена из синтетических, преимущественно из полиэфирных комплексных нитей, а уток - из полиамидных комплексных нитей или комбинированных нитей (полиамид плюс хлопок). Отношение линейных плотностей нитей основы и утка тканого каркаса находится в пределах от 1,0 до 4.0.
На Фиг. 1 и Фиг. 2 приведены схемы взаиморасположения нитей основы и утка в полных раппортах переплетения двух вариантов предлагаемого тканого каркаса в продольном сечении вдоль нитей основы и совмещенная с ними схема фронтального сечения раппорта вдоль нитей утка. Полный раппорт тканого каркаса, приведенного на Фиг. 1, образован соединением нитями утка двух раппортов двухслойного переплетения. Полный раппорт тканого каркаса, приведенного на Фиг. 2, образован соединением нитями утка двух раппортов трехслойного переплетения.
Предлагаемый тканый каркас изготавливают на челночных или рапирных ткацких станках, оснащенных зевообразовательными каретками.
Для подтверждения технического результата изобретения было изготовлено два экспериментальных образца тканого каркаса предложенной конструкции. При выработке опытных образцов тканого каркаса на ткацком станке технологических затруднений и отказов не наблюдалось.
Технические характеристики изготовленных тканых каркасов марок ЦТК-1000 и ЦТК-2000 приведены в таблице 1. Данные таблицы 1 показывают, что заявляемый тканый каркас в сравнении с аналогами и прототипом имеет:
- разрывную нагрузку по основе до 2000 кгс/см;
- разрывную нагрузку по утку, составляющей не менее 50% от разрывной нагрузки по основе для обеспечения качественной и надежной стыковки концов конвейерной ленты и исключения раздвижки и последующее разрушение механических стыковочных швов;
- оптимально-развитую рельефную поверхность, обеспечивающую высокую конвейерным лентам высокую (не менее 5,0 кгс/см) величину адгезии к эластомерному покрытию, преимущественно к резине, исключающую случаи расслоения лент;
- низкую поперечную жесткость, придающую конвейерной ленте оптимальную степень лоткообразования.
По остальным показателям предлагаемый тканый каркас соответствует требованиям, предъявляемым к цельнотканым каркасам однопрокладочных конвейерных лент.