تاثیر امواج اولتراسونیک بر آپارات گرم تسمه نقاله ی استیل کورد

محصولات لاستیکی مثل تسمه نقاله، مورد استفاده در صنایع مختلف، در اندازه های مختلف تولید می شوند. در هنگام پارگی تسمه نقاله یا در موقع نصب اولیه که طول نقاله خیلی زیاد باشد استفاده از آپارات گرم تسمه نقاله اجتناب ناپذیر است. برای تسمه نقاله هایی که در شرایط سخت (شیب زیاد، سرعت بالا، طول زیاد و حمل بار سنگین) استفاده می شوند استحکام، انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان محل اسپلایس بسیار مهم است. تسمه نقاله ها معمولا با مسئله فرسودگی مواجه هستند. لبه تیز سنگ ها و محموله حمل شده توسط تسمه نقاله، به تدریج باعث خراش سطح تسمه نقاله می شوند. این خراش به بخش های مختلف تسمه نقاله آسیب می رساند و آن را از بین می برد. برای افزایش طول عمر سرویس دهی تسمه نقاله ها ، اتصال با آپارات گرم لازم است ، به گونه ای که در محل اتصال، ویژگیهای مکانیکی با بقیه تسمه نقاله یکسان و یا نزدیک باشد. به طور کلی ، اتصال تسمه نقاله با آپارات گرم، در مناطق اتصال  ویژگی های مکانیکی پایین تری نسبت به بقیه تسمه نقاله ایجاد می کند ، این امر باعث کاهش طول عمر سرویس دهی تسمه نقاله می شود. این مقاله یک روش اجرایی برای بهبود خواص مکانیکی محل اتصال ارائه داده و تاثیر امواج اولتراسونیک بر آپارات گرم تسمه نقاله ی استیل کورد را بررسی می کند.

امروزه هرگونه فرآیند آپارات گرم یک محصول لاستیکی با تنظیم سه پارامتر اصلی انجام می شود، که عبارتند از: زمان ولکانیز، دمای ولکانیز و فشار ولکانیز. تنظیم زمان ولکانیز محصولات لاستیکی، با توجه به ضخامت لاستیک در ناحیه اتصال انجام می شود. برای تنظیم دمای ولکانیز، باید به نوع لاستیک مورد استفاده در فرایند ولکانیز توجه کرد و برای تنظیم فشار ولکانایز باید ضخامت لاستیک و ساختار آن مورد توجه قرار گیرد.

مقدار سه پارامتر ذکر شده برای تسمه های مختلف متفاوت است و اگر تنظیم این سه مقدار بر اساس مقادیر بهینه نباشد اسپلایس انجام شده مناسب نخواهد بود. نتیجه ضعیف معمولا به خاطر پخت غیر یکنواخت و وجود حباب های هوا (تخلخل) در محل اتصال است که باعث کاهش استحکام محل اسپلایس می شود. کاهش تخلخل می تواند با تنظیم مناسب 3 پارامتر بالا و استفاده از انرژی اولتراسونیک اتفاق بیافتد. استفاده از انرژی اولتراسونیک علاوه بر تاثیر بر خواص مکانیکی محل اسپلایس، می تواند ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مواد را نیز تحت تاثیر قرار دهد. در واقع تاثیر امواج اولتراسونیک بر آپارات گرم بسیار مثبت است.

استفاده از اولتراسونیک علاوه بر اینکه ویژگی هایی را که در فرایند معمولی ولکانایز ایجاد می شوند را دارند مزایایی همچون صرفه جویی در انرژی، پخت یکنواخت را نیز دارند. همچنین با استفاده از این روش چسبندگی کورد فلزی به لاستیک بیشتر از روش معمولی است. البته لازم به ذکر است چسبندگی لاستیک به منجید با استفاده از این روش کمتر است که می تواند به خاطر تخریب الیاف توسط امواج اولتراسونیک باشد.

در فرآیند ولکانایز، دما دارای اهمیت ویژه ای دارد و باید اثر حرارتی امواج اولتراسونیک را نیز در نظر گرفت. امواج اولتراسونیک در جاهایی که فرورفتگی (جابجایی) وجود داشته باشد با شدت بیشتری جذب می شود از این نظر این امواج باعث کاهش قابل ملاحظه تخلخل می شود.

محقق تسمه نقاله استیل کورد به عرض 2400 میلیمتر و ضخامت 28 میلیمتر را در 24 حالت مختلف ولکانایز کرد و تحت تست کشش قرار داده است.

حالات مختلف تست به شکل زیر بوده است:

• فشار جک: 340 بار – 380 بار
• زمان پخت: 60 دقیقه- 80 دقیقه
• دمای پخت: 140درجه- 155 درجه
• اولتراسونیک: بدون اولتراسونیک- فرکانس 17 کیلوهرتز- فرکانس 19 کیلوهرتز

مکانیزم آپارات 1- تسمه نقاله 2-صفحه اتو 3- رابر خام 4- دستگاه اولتراسونیک

نتایج تست کشش بدین صورت که در تست هایی که با اولتراسونیک انجام شد استحکام تسمه نقاله در محل اسپلایس بین 30 الی 40 درصد بیشتر شد و نتایج تست در امواج با فرکانس 19 کیلو هرتزاندکی بهتر از 17کیلوهرتز بود. در شرایط بدون اولتراسونیک بهترین نتایج در شرایط فشار جک 340 بار، زمان پخت 80 دقیقه و دمای پخت 140 درجه برای این نوع تسمه نقاله اتفاق افتاده است. طبق ادعای محقق استحکام تسمه در محل اسپلایس بسیار نزدیک و حتی بیشتر از بقیه قسمت های تسمه نقاله بوده است. این هم دلیلی دیگر بر این گفته می باشد که تاثیر امواج اولتراسونیک بر آپارات گرم مثبت است.

همچنین محقق با استفاده از آنالیز با استفاده از امواج اولتراسوند (توضیح تیم فنی آترین اشتاد: این روش از معدود روشهایی است که با استفاده از آن می توان حباب های داخل یک ماده اینچنینی را تشخیص داد) حجم حباب های داخل تسمه را در حالت های مختلف اندازه گرفته است. طبق ادعای محقق وقتی ولکانایز بدون امواج اولتراسونیک انجام شده است حجم حباب های موجود در محل اسپلایس حدود 8-10 درصد کل مواد اسپلایس بوده است و وقتی با امواج اولتراسونیک 17 کیلوهرتز اسپلایس انجام شده است این عدد به 0.2 درصد کاهش یافته و در اسپلایس با امواج اولتراسونیک 19 کیلوهرتز این حباب ها کاملا ناپدید شده اند.

نتیجه کلی مقاله:

طبق این مقاله، استفاده از اولتراسونیک استحکام کششی محل اسپلایس تسمه نقاله را 30 تا 40 درصد افزایش می دهد. همچنین استفاده از این روش حباب (تخلخل) ایجاد شده در هنگام ولکانایز را تا 100 درصد کاهش می دهد.

گردآورنده: فرزاد شیرمحمدلی