کاربرد مواد پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا در نوارهای حمل‌ونقل

Thread Content

نوارنقاله یکی از تجهیزات حمل و نقل رایج در مهندسی است؛ ساختار آن ساده، هزینه تولیدش کم بوده و نگهداری آن آسان است. این دستگاه می‌تواند نیازهای حمل مواد در فواصل مختلف را برآورده کند. در نوارنقاله‌ها، وظیفه غلتک‌های حمایتی این است که نوار نقاله و بارهای سنگین را نگه دارند، وزن نوار نقاله را کاهش دهند و نوسانات آن در حین حرکت را مهار کنند تا نوار نقاله بتواند به طور یکنواخت در جهت مشخص شده حرکت کند. تعداد غلتک‌های حمایتی در یک نوار نقاله بسیار زیاد است. این غلتک‌ها، به عنوان یکی از قطعات مهم نوار نقاله، حدود ۲۵ درصد از کل هزینه نوار نقاله را تشکیل می‌دهند. کیفیت ساخت و نصب این غلتک‌ها، مستقیماً بر عمر نوار نقاله و مقاومت حرکتی آن تأثیر می‌گذارد. همچنین، هزینه‌های تعمیر و تعویض این غلتک‌ها نیز بخش مهمی از هزینه‌های عملیاتی نوار نقاله‌های نواری محسوب می‌شوند. بنابراین، تحلیل و مطالعهٔ افزایش عمر مفید رول‌های حمل، طراحی و استفادهٔ مناسب از آن‌ها، جزو اقدامات مهم برای تضمین عملکرد پایدار نوارنقاله است و اهمیت عملی قابل توجهی در مهندسی دارد. پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا، در سطح بین‌المللی به عنوان ماده UHMW-PE شناخته می‌شود؛ محدوده وزن مولکولی آن حدود ۱ تا ۷ میلیون گرم بر مول است. این ماده، نوعی ماده مقاوم در برابر سایش است و خلأ موجود در میان مواد مقاوم در برابر سایش را پر کرده است. از نظر ساختار مولکولی، با افزایش وزن مولکولی پلی‌اتیلن، طول زنجیره پلیمری آن نیز بیشتر می‌شود. از طریق واکنش پلیمریزاسیون، مونومر اتیلن تحت یک فرآیند پیوسته اتصال قرار گرفته و ساختارهای پلیمری بلند زنجیره‌ای تشکیل می‌دهد که پاره شدن آن‌ها دشوار است؛ در نتیجه، از نظر ماکروسکوپی، مقاومت ماده در برابر سایش افزایش یافته و عمر آن نیز طولانی‌تر می‌شود. این ماده عمدتاً دارای مزایای زیر است: (۱) وزن کم، مقاومت در برابر سایش، عمر طولانی ； (۲) سطح آن صاف است، ضریب اصطکاک کم دارد و به راحتی به اشیاء نمی‌چسبد ； (۳) عملاً رطوبت را جذب نمی‌کند ； (۴) مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد، در برابر اسیدها و بازها مقاوم است و به راحتی پیر نمی‌شود ； (۵) دارای استحکام ضربه‌ای بالایی است؛ این یک پلیمر با انعطاف‌پذیری بسیار بالا می‌باشد و استحکام ضربه‌ای آن با افزایش وزن مولکولی، افزایش می‌یابد. به دلیل ویژگی‌های ذکر شده در مواد پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا، می‌توان از آن‌ها در نوارنقاله‌ها استفاده کرد تا عملکرد ایمنی نوارنقاله‌ها بهبود یابد. چرخ‌های حمل، قطعات مهمی در سیستم‌های نوارنقاله هستند؛ این قطعات می‌توانند وظایف مختلفی را در سیستم نوارنقاله انجام دهند. عمدتاً، آن‌ها وظیفه تحمل وزن نوارنقاله را بر عهده دارند، میزان انتقال کالاها را افزایش می‌دهند، از ضربه‌های وارد شده توسط کالاها به نوارنقاله جلوگیری می‌کنند و همچنین باعث تنظیم مسیر نوارنقاله می‌شوند. اگر چرخ‌های حمل آسیب ببینند، در حداقل موارد منجر به انحراف نوار حمل می‌شود که بر عمر مفید نوار نقاله و میزان انتقال مواد تأثیر می‌گذارد ； در موارد شدید، منجر به ریختن مواد و حتی خاموشی دستگاه می‌شود که تأثیر مستقیمی بر تولید دارد. بنابراین، کیفیت چرخ‌های حمل، تأثیر زیادی بر مدت عمر خطوط انتقال و همچنین عملکرد ایمن آن‌ها دارد. به دلیل مزایای فوق‌الذکر مواد پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا، همچنین قابلیت فرآوری آسان و هزینه پایین، می‌توان از آن‌ها برای ساخت رول‌های حمل‌کننده استفاده کرد؛ این امر می‌تواند به طور مؤثر عمر مفید نوارهای حمل‌ونقل را افزایش داده و نرخ خرابی‌ها را کاهش دهد. در شرایط کاری ویژه، به دلیل محیط کار سخت تجهیزات انتقال، میزان فرسودگی چرخ‌های حمل در طول فرآیند کار نوارنقاله بسیار زیاد است؛ لذا این چرخ‌ها معمولاً از لوله‌های فولادی بدون درز ساخته می‌شوند. هنگام ساخت رول‌های حمایتی از جنس پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا، می‌توان از لوله‌های رولی مرکزگرا و ساختار ضدنشت مزین به حلقه‌های ضدنشت پلاستیکی استفاده کرد. این روش، اثر خوبی در جلوگیری از گرد و غبار دارد، مقاومت کمی ایجاد می‌کند، نصب و جداسازی آن آسان است، نگهداری آن ساده است و می‌تواند هزینه‌های عملیاتی نوار نقاله را به طور مؤثر کاهش دهد. مواد پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا، برای استفاده در نوارهای حمل‌ونقل مناسب هستند. این مواد نیاز خاصی به شرایط محیط کار ندارند، نصب آن‌ها آسان است و هزینه‌شان پایین است؛ بنابراین جایگزین ایده‌آلی برای مواد مقاوم در برابر سایش در پروژه‌های عملی کنونی محسوب می‌شوند. همچنین می‌توان استفاده از این ماده در سایر سیستم‌های انتقال مرتبط در مهندسی را در نظر گرفت؛ پتانسیل‌های کاربردی ماده پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا در عمل مهندسی بسیار گسترده است.