矿山耐磨材料聚氨酯弹性体的应用——实心轮、球磨机衬里、矿石筛板及筛网

聚氨酯弹性体在我国矿业中的应用已经比较广泛，在采矿的提升、研磨、分级、筛分脱水、输送等工艺过程中，绝大部分的设备都需要使用聚氨酯弹性体作为结构件．聚氨酯弹性体的实用实例有矿石筛板、筛网、实心轮、球磨机衬里、等。

一、 提升机摩擦衬垫

摩擦式提升机是我国矿山主要的提升设备，摩擦衬垫是其关键部件之一，提升机就是靠它和钢丝绳间的摩擦力来提升重物，同时起到保护钢丝绳的目的，衬垫的失稳或失效会造成重大的财产损失或人员伤亡，提升机型号不同，所需摩擦衬垫数量也不同，小到几公斤，大到一吨多．目前国内常用的衬垫材料主要是PVC、酚醛树脂或皮革等，聚氨酯弹性体制作的摩擦衬垫有较高的强度和很高的断裂延伸率，摩擦磨损性能优良，可以显著提高提升机的摩擦性能及其使用寿命。

二、 聚氨酯弹性体实心轮

聚氨酯弹性体实心轮适用于各种重型搬运车辆，如单轨运输车、齿轨车的驱动轮等．现以潞安矿务局漳村矿使用的单轨吊车驱动轮为例，该矿过去每年需购各种材料的驱动轮350件，耗资20多万元，自从使用山西省化工研究所制作的聚氨酯驱动轮，全年仅使用50余个，耗资不足3万元，降低成本85％，且金属骨架还可以回收再利用，并减轻了维护工作量l4 J．

三、 球磨机衬里

球磨机是我国用于研磨矿石的主要设备，衬里是球磨机的主要易损件．聚氨酯弹性体衬里的耐磨性比氧化铝瓷衬里高一个数量级，综合使用寿命成倍延长，因而减少了球磨机维修和更换衬里的停产时间，有效提高了设备利用率；聚氨酯弹性体衬里的厚度只有氧化铝瓷衬的1／4至1／3，扩大了球磨机容积，投料量最多可以增加约50％，提高了单台球磨机的生产效率；聚氨酯弹性体衬里只有氧化铝瓷衬的I／6左右，使球磨机耗电量明显下降，降低了生产成本；聚氨酯衬里能量吸收好，可明显降低噪音，使之低于85 dB的国家标准，改善劳动环境．国内部分球磨机的衬里采用了聚氨酯弹性体，取得了优良的效果，正在推广中。

四、 筛板及筛网

传统使用的筛板和筛网是由冲孔、焊接、编织的各种碳钢或不锈钢材料制造，它的缺点是不耐磨、噪音大、寿命短(一般为三个月)，且备件占用流动资金大．近年来各种不同形式的聚氨酯弹性体筛板及筛网在矿山等行业中逐渐推广使用，已经成为传统金属、橡胶筛板的换代产品，用于煤矿和矿石的筛分．聚氨酯弹性体筛板具有优良的耐磨性、耐水性、减震性以及高弹性，聚氨酯弹性体在湿的状态下摩擦系数降低，筛板磨损减小，因此也适用于筛分含水材料．在使用过程中噪音小、筛孔不易堵塞、自洁效果好．筛板的一些附件如压板、张紧板、压条、铆钉、垫片、垫圈也采用聚氨酯弹性体制造．按照其安装结构可分为如下几种：

(1)聚氨酯弹性体张力筛板：张力筛板的外形尺寸较大，一般采用浇注型聚氨酯弹性体加工成型．筛板中埋有若干条钢丝绳用以联接筛板两端的安装拉勾可增加筛板的耐冲击强度．因为单块筛板的用胶量较大，为了保证产品质量，最好采用浇注机进行连续浇注．

(2)聚氨酯弹性体组合式筛板：该类筛板可采用浇注机或手工方法生产．

(3)聚氨酯弹性体板式筛板：板式聚氨酯筛板是～种由聚氨酯弹性体与金属埋件构成的筛板．可以采用以下三种方法进行加工成型：①采用注塑机将热塑性聚氨酯弹性体注塑加工成筛网的小单元；再将若干个小单元置入金属埋件中用浇注型聚氨酯弹性体注入型框中的方法，将各小单元和金属埋件结合成所需规格的聚氨酯弹性体筛板；②采用手工浇注成型；③采用浇注机一次浇注成型。

(4)聚氨酯弹性体弛张筛板：聚氨酯弛张筛板是利用筛板的一张一弛来进行物料筛分的．可采用离心浇注成板材后冲制和采用模具浇注成型。

(5)聚氨酯弹性体桥式筛板：桥式聚氨酯是一种上部由聚氨酯筛面与下部为金属支撑框架的组合体，采用浇注成型的加工方法。

(6)聚氨酯弹性体编织筛网：聚氨酯弹性体编织筛网的加工方法采用挤出机挤出聚氨酯弹性体胶条后，用高频热合的方法编织成筛网，再将筛网两端安装上固定筛网用的金属拉勾．一般金属编织筛网使用寿命1O～15天，缝条筛1～2个月，脱水筛板2～3个月，橡胶筛板3～4个月．聚氨酯弹性体筛板一般是金属筛板寿命的3～2O倍。

国内的聚氨酯弹性体材料起步较晚，2009年秦皇岛正美豪工程技术有限公司从加拿大引进了聚氨酯喷涂型弹性体耐磨防腐材料。这种聚氨酯弹性体具有优良的综合性能，其模量介于一般橡胶和塑料之间。它具有以下的特性：

① 较高的强度和弹性，可在较宽的硬度范围内(邵氏 A10-邵氏 D75)保持较高的弹性；

② 在相同硬度下，比其它弹性体承载能力高；

③ 优异的耐磨性，其耐磨性是天然橡胶的 2-10 倍；

④ 耐疲劳性及抗震动性好，适于高频挠曲应用；

⑤ 抗冲击性高；

⑥ 芳香族聚氨酯耐辐射、耐氧性和耐臭氧性能优良；

⑦ 耐油脂及耐化学品性优良；

⑧ 一般无需增塑剂可达到所需的低硬度，因而无增塑剂迁移带来的问题；

⑨ 模塑和加工成本低。

在通常情况下，与金属材料相比，聚氨酯弹性体制品具有重量轻、耐损耗、噪音低、加工费用低及耐腐蚀等优点；与橡胶相比，聚氨酯弹性体具有耐磨、耐割、耐撕裂、高承载性、可浇注、可灌封、透明或半透明、耐臭氧、硬度范围等优点；与塑料相比，聚氨酯弹性体具有不发脆、弹性记忆、耐磨等优点。聚酯弹性体加工方法多种多样，新技术新品种不断涌现，应用前景将十分广阔。