Fabryka opon odrzuca dostawę kordu aramidowego z powodu, który nie ma nic wspólnego z wytrzymałością. Sznurek osiąga docelową wytrzymałość na rozciąganie, skręt mieści się w granicach tolerancji, każde opakowanie waży tyle, ile powinno, a mimo to wartość przyczepności do odrywania wynosi 12 N/cm w porównaniu z minimum 16 N/cm. Partia nie może zostać wykorzystana, ponieważ sznur, który nie zwiąże się z odtłuszczoną masą, nie będzie w stanie przenosić obciążenia w warstwie pasa.
Powłoka decyduje o tym, czy przesyłka przejdzie. Kord oponowy z powłoką aramidową to system, a nie pojedynczy produkt: chemicznie obojętne włókno o wysokim module sprężystości, wielostopniowa substancja zanurzeniowa, która nadaje włóknu powierzchnię reagującą z gumą, oraz związek dostosowany do składu chemicznego zanurzenia. Jeśli źle pokryjesz powłokę, najsilniejszy sznur w roślinie zachowa się jak luźny drut. Zrób to dobrze, a aramid zapewni to, czego poliester i nylon nie są w stanie zapewnić, czyli sztywność przy niskiej wadze i bardzo niskim wydłużeniu pod obciążeniem.
Co powłoka faktycznie robi z kordem aramidowym
Nieobrobiony para-aramid jest trudny do wiązania. Na jego powierzchni znajduje się niewiele grup polarnych, ma niską energię powierzchniową i tworzy strukturę naskórkowo-rdzeniową, która fibryluje pod wpływem ścierania. Sama guma tego nie wytrzyma. Powłoka rozwiązuje problem etapami.
- Wstępne zanurzenie. Warstwa epoksydowa lub izocyjanianowa zwilża włókno, uszczelnia zewnętrzną warstwę i pozostawia miejsca reaktywne do następnego etapu. Bez tego top nie ma się do czego przyczepić.
- Palto. Zanurzona w lateksie rezorcynowo-formaldehydowym tworzy pomost pomiędzy włóknem a gumą, utwardzając się w sieć, która łączy się z obiema stronami podczas wulkanizacji.
- Wybór lateksu. Systemy lateksu winylopirydynowego są powszechne na aramidzie, ponieważ tolerują sztywne zachowanie kordu o niskim wydłużeniu i utrzymują wiązanie przy wielokrotnym zginaniu.
Odbiór zanurzeniowy jest określony jako zakres, a nie pojedyncza liczba i zwykle jest sprawdzany poprzez ważenie sznurka przed i po suszeniu. Cienki przetwornik pozostawia gołe miejsca, w których guma nigdy się nie łączy. Nadmierny odbiór usztywnia linkę, blokuje szczeliny, przez które guma musi przeniknąć, i skraca trwałość zmęczeniową. Obie awarie wyglądają identycznie w próbie rozciągania i zupełnie inaczej w eksploatacji.
Porównanie aramidu z kordami, które zastępuje
Typowe zakresy właściwości popularnych materiałów na kordy opon. Dokładne wartości zależą od gatunku przędzy, skrętu, odbioru zanurzeniowego i metody testowania. | Własność | Aramid | Poliester | Nylon 6.6 | Stal |
| Gęstość, g/cm3 | 1.44 | 1.38 | 1.14 | 7.85 |
| Wytrzymałość na rozciąganie, MPa | 2750 do 3000 | 1000 do 1150 | 850 do 1000 | 2600 do 2900 |
| Moduł, GPa | 70 do 110 | 10 do 15 | 4 do 6 | 190 do 210 |
| Wydłużenie przy zerwaniu, procent | 2,5 do 4 | 12 do 14 | 16 do 20 | 2 do 4 |
| Przyczepność nieobrobiona | Bardzo biedny | Biedny | Umiarkowane | Biedny, needs brass |
| Zmęczenie elastyczne przy małym promieniu | Uczciwe dla biednych | Dobrze | Znakomicie | Biedny |
Tabela wyjaśnia większość decyzji dotyczących specyfikacji. Wydłużenie przy zerwaniu wynoszące około 3 procent oznacza, że aramid osiąga napięcie robocze po bardzo niewielkim przesunięciu, dzięki czemu wzmocniona warstwa rośnie mniej pod obciążeniem, a część zachowuje swoją geometrię. Właśnie dlatego aramid pojawia się w warstwach kołpakowych, ścianach bocznych typu run-flat, pasach o dużej wytrzymałości i napędach o wysokim momencie obrotowym. Ta sama liczba niesie ze sobą ryzyko: przy niewielkim rozciągnięciu obciążenia udarowe przenoszą się bezpośrednio na złącze, koło pasowe i linię łączenia. Systemy aramidowe żyją lub umierają w zależności od jakości przyczepności i odporności powłoki na wielokrotne zginanie.
Pomiary powłoki decydujące o akceptacji
Większość sporów rozstrzygają trzy liczby: wchłanianie zanurzenia, przyczepność i wilgotność. Wszystkie trzy elementy znajdują się w specyfikacji zakupu z dołączonym zakresem i metodą testową, ponieważ certyfikat, który po prostu potwierdza pozytywne wyniki, nie mówi kupującemu nic o zachowaniu poszczególnych partii.
Testy, które warto wymienić w zamówieniu
- Wytrzymałość na odrywanie lub test H na wulkanizowanej próbce, podana w N/cm w stosunku do wartości minimalnej, przy użyciu tego samego związku, którego używa linia produkcyjna.
- Odbiór zanurzenia metodą grawimetryczną, podawany jako zakres procentowy, a nie wartość docelowa.
- Średnica przewodu i gęstość liniowa, z podanym miernikiem i tolerancją.
- Stopień skrętu i kierunek skręconego sznurka, w zwojach na metr, z tolerancją.
- Skurcz lub siła skurczu w temperaturze, którą faktycznie widzi część, a nie w temperaturze pokojowej.
- Zawartość wilgoci w momencie dostawy oraz sposób pakowania, który ją tam utrzymuje.
Wilgotność to problem powłoki, a nie magazynu
Kąpiel RFL jest higroskopijna, a sam aramid odzyskuje wilgoć z powietrza. Przewód, który stał w otwartym magazynie, może wchłonąć wystarczającą ilość wody, aby zmienić zarówno odczyt odbioru, jak i wulkanizowane wiązanie, dlatego też uszczelnione wykładziny, środek pochłaniający wilgoć i krótkie okna przechowywania mają większe znaczenie, niż spodziewa się większość kupujących. Sznur przechowywany miesiącami powinien zostać ponownie przetestowany, zanim trafi do kalendarza, a nie wydawany na starym certyfikacie.
Gdzie powlekany aramid zarabia na kosztach poza oponami
Ta sama logika powlekania dotyczy przemysłowych pasów gumowych. Sznur aramidowy i tkanina aramidowa są stosowane tam, gdzie napęd lub przenośnik musi utrzymywać napięcie, nagrzewać się i być odporny na przecięcie bez zwiększania ciężaru lub wzrostu. Do tej grupy zaliczają się linie drukarskie i pakujące, maszyny tekstylne, urządzenia do obsługi kabli i fotowoltaiczne systemy transportowe, podobnie jak maszyny do przetwarzania żywności, w których taśmy są codziennie skrobane i myte.
Pasy powlekane są tego najlepszym przykładem. W tym przypadku wzmocnienie znajduje się pod lub wewnątrz gumowej osłony, a osłona pełni funkcję chwytania, zwalniania i ochrony przewodu. Połączenie pomiędzy pokryciem, sznurkiem i osnową stwarza ten sam problem przyczepności, który opisano powyżej, zmieniła się jedynie geometria. Ponieważ warunki pracy maszyn są bardzo zróżnicowane, taśmy powlekane są zazwyczaj dostosowywane do specyficznych warunków pracy maszyny zamiast wybierać z katalogu.
Warianty pasków gumowych powlekanych i gumowanych pasków rozrządu Dostosowane do indywidualnych potrzeb opcje pasów powlekanych łączą powierzchnie o wysokim tarciu z konstrukcjami taśm rozrządu lub taśm płaskich do drukowania, pakowania, przetwarzania żywności i zadań trakcyjnych. Zobacz produkt → Tam, gdzie napęd wymaga wymuszonego sprzężenia zamiast tarcia, aramidowy element napinający wewnątrz paska synchronicznego utrzymuje stabilną długość podziałową pod obciążeniem i temperaturą. Ma to znaczenie w przypadku długich napędów o wysokim momencie obrotowym, w których element poliestrowy będzie rósł i zmieniał rozrząd.
Gumowe pasy synchroniczne do napędów rozrządu i przekładni Gumowe paski rozrządu wykorzystują kord z włókna szklanego, gumę chloroprenową i nylonową warstwę zębów do pozycjonowania, przenoszenia i częstego włączania i wyłączania przekładni w wymienionych maszynach. Zobacz produkt → Niektóre zastosowania wymagają konstrukcji, której nie obejmuje żaden standardowy element: określonej szerokości, pozycji złącza, okładziny z tkaniny, krawędzi odpornej na przecięcie lub profilu dopasowanego do istniejącego koła pasowego. Są one zbudowane jako specjalne pasy obróbcze i tam, gdzie wzmocnienie aramidowe jest zwykle określane przez konstruktora maszyny, a nie przez zespół konserwacyjny.
Niestandardowe specjalne pasy obróbcze do chwytania i pozycjonowania Konfigurowalne powierzchnie pasów i profile zębów zwiększają odporność na zużycie, antypoślizgową przyczepność i dokładne pozycjonowanie tam, gdzie standardowe konstrukcje nie zapewniają wymaganej geometrii. Zobacz produkt → Dla konstruktorów maszyn określających zbrojenie, nasze zakres pasów gumowych obejmuje paski zębate, powlekane, żebrowane, płaskie i specjalne do zastosowań poligraficznych, tekstylnych, opakowaniowych, fotowoltaicznych, logistycznych, do urządzeń przemysłu kablowego i spożywczego oraz do konstrukcji wzmocnionych aramidem.
Pytania, które zapobiegają nieudanej partii
Kupujący, którzy zadają to pytanie przed pierwszym zamówieniem, unikają większości problemów z przyczepnością:
- Z jaką mieszanką gumową zostanie połączony sznur i czy zanurzenie zostało sprawdzone w odniesieniu do tej mieszanki, a nie do ogólnej receptury testowej?
- Jaka jest minimalna wartość przyczepności w N/cm i jaką metodą badania?
- Jaki zakres odbioru dipów jest gwarantowany i jak jest mierzony?
- Jaki promień ugięcia będzie miała gotowa część i czy przewód został przetestowany pod kątem zmęczenia przy tym promieniu?
- Jaka zawartość wilgoci jest gwarantowana w momencie dostawy i jak przewód jest zapakowany?
- Czy dostawca może potwierdzić długość roboczą na opakowanie i długości bez splotów, ponieważ sznurka aramidowego nie można splatać wewnątrz warstwy bez tworzenia słabego punktu?
Każda odpowiedź zawęża ryzyko. Dostawca, który może podać jedynie wytrzymałość na rozciąganie, nie sprzedaje sznurka powlekanego, lecz przędzę.
Powlekany aramidowy kord oponowy jest systemem wiążącym i należy go kupować w ten sposób. Włókno zapewnia sztywność, niskie wydłużenie i odporność na przecięcie, ale zanurzenie zapewnia jedyną rzecz, która pozwala, aby te właściwości dotarły do gumy. Określ zbieranie, przyczepność i wilgotność za pomocą zakresów i metod, dopasuj powłokę do mieszanki, a aramid utrzyma kształt paska lub warstwy opony przez cały okres użytkowania. Pomiń powłokę w dyskusji, a najmocniejszy dostępny przewód stanie się najsłabszym ogniwem w zespole.
