煤礦用鋼絲繩芯輸送帶接頭壽命研究

馮偉偉

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司奧倫膠帶分公司，山西　陽泉　045000）

引言

煤礦用鋼絲繩芯輸送帶具有抗拉強(qiáng)度高、耐曲撓疲勞、伸長率小、抗沖擊性能優(yōu)越、運(yùn)量大、可靠性高的特點(diǎn)，作為煤礦高產(chǎn)高效運(yùn)輸?shù)闹匾\(yùn)輸工具，對于煤礦的安全運(yùn)行和正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。從近幾年的文獻(xiàn)資料和使用情況來看，鋼絲繩的接頭處是鋼絲繩芯輸送帶的薄弱環(huán)節(jié)，鋼絲繩芯輸送帶發(fā)生事故主要集中在鋼絲繩芯輸送帶的接頭處。接頭部位可能出現(xiàn)鋼絲繩部分?jǐn)嗔?、覆蓋膠脫落、鋼絲繩裸露、鋼絲繩帶接頭邊部開裂等情況。遇到這些意外停機(jī)，既影響了煤礦的正常生產(chǎn)進(jìn)度，又增加了煤礦的生產(chǎn)成本。因此，煤礦用鋼絲繩芯輸送帶接頭的使用壽命，是輸送設(shè)備能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對提高煤礦的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本有重要的意義。

1　影響接頭壽命的因素

1.1　接頭結(jié)構(gòu)

鋼絲繩芯輸送帶硫化接頭有一級、二級、三級、四級4種搭接方式，采取一級或二級搭接方式可能影響鋼絲繩帶的接頭強(qiáng)度，采取三級或四級的搭接方式可能增加鋼絲繩與橡膠的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使膠帶在運(yùn)行到滾筒時對鋼絲繩帶接頭產(chǎn)生破壞。對于強(qiáng)度較高的鋼絲繩芯輸送帶，鋼絲繩直徑大，曲撓度差，鋼絲繩間隙小，如果芯膠和接頭間隙硫化時與繩不能完全接觸，將減小橡膠與鋼絲繩的有效接觸面積，降低鋼絲繩的接頭強(qiáng)度，容易導(dǎo)致鋼絲繩帶接頭局部斷開。

1.2　接頭硫化工藝

做好接頭硫化前的準(zhǔn)備工作，硫化接頭時要使用芯膠和覆蓋膠兩種膠料，芯膠和鍍鋅鋼絲繩黏合，保證鋼絲繩的黏合強(qiáng)度，覆蓋膠起到耐磨、抗沖擊的作用。如果接頭膠質(zhì)量差或者儲存時間長，硫化后芯膠與鍍鋅鋼絲繩的黏合強(qiáng)度不高，可能會發(fā)生芯體與鋼絲繩剝離，發(fā)生膠帶抽繩等質(zhì)量事故。所以，需要保證鋼絲繩與接頭芯膠之間足夠高的黏合強(qiáng)度，才能從根本上保證接頭的質(zhì)量。鋼絲繩剝頭時，嚴(yán)禁將鋼絲繩過度打磨露出鋼絲繩，將鋼絲繩損傷，使得接頭強(qiáng)度降低。鋼絲繩要按照要求排繩，相鄰鋼絲繩緊密貼合，避免在操作過程中出現(xiàn)鋼絲繩變形的情況。鋼絲繩排序時，必須做到最大限度還原膠帶內(nèi)部鋼絲繩的分布規(guī)律，減少鋼絲繩擁擠或擺放彎曲造成的接頭強(qiáng)度下降情況。要注意接頭兩端膠帶中心線是否一致，中心線不一致，膠帶在運(yùn)行時發(fā)生跑偏，造成膠帶邊部磨損。硫化溫度、時間和壓力要嚴(yán)格控制。如果硫化溫度過高，將導(dǎo)致橡膠交聯(lián)鍵斷裂，使硫化橡膠的物理機(jī)械性能下降。硫化溫度過低，可能硫化不充分，接頭性能達(dá)不到要求。硫化時間過長，硫化膠料發(fā)生老化后硫化橡膠的機(jī)械性能下降；硫化時間過短，膠料沒有完全硫化，膠料性能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。由于接頭膠料中含有易揮發(fā)物質(zhì)和水分，接頭膠料在硫化溫度作用下，氣體揮發(fā)逸出會使膠料產(chǎn)出氣泡等質(zhì)量問題，對接頭施加大于氣體揮發(fā)逸出內(nèi)壓力的硫化壓力，可以提高膠料的緊密程度，增強(qiáng)鋼絲繩與芯膠的黏合力，避免氣泡等質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生。

1.3　膠帶日常維護(hù)和管理

硫化接頭是膠帶強(qiáng)度薄弱環(huán)節(jié)，其損壞不僅與硫化工藝有關(guān)，也與日常維護(hù)管理有關(guān)。膠帶運(yùn)行偏離中心線發(fā)生跑偏，很容易造成膠帶的邊部被刮傷，膠帶接頭處更易被損壞。井下輸送的煤料中經(jīng)常夾雜著其他物體，其中可能含有鋒銳尖利的物體，如果鋒銳物與輸送機(jī)發(fā)生卡阻現(xiàn)象，將撕裂膠帶接頭。膠帶在驅(qū)動滾筒進(jìn)入端受力較大，如果滾筒已被磨損呈凹下型，將使接頭邊部受到刮磨，隨著膠帶不斷循環(huán)運(yùn)行，損傷部位的缺陷逐步擴(kuò)大延伸，長期運(yùn)行很容易將膠帶接頭損壞。

2　延長接頭壽命的方法

2.1　選擇合適的接頭結(jié)構(gòu)

要綜合考慮鋼絲繩直徑、根數(shù)、鋼絲繩間距等因素確定鋼絲繩采用那種搭接形式。一級和二級搭接形式適用于鋼絲繩直徑小、根數(shù)少、間隙大的膠帶，三級和四級搭接形式適用于鋼絲繩直徑大、強(qiáng)度高的膠帶。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般采用三級全搭接，此種搭接具有柔性好、強(qiáng)度高、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。接頭一般采取斜口形式，可以減少膠帶過輥應(yīng)力集中。為了增加接頭的黏合強(qiáng)度，使芯膠和接頭間隙與鋼絲繩盡可能充分接觸，也可以增加階梯長度，增大鋼絲繩與橡膠的接觸面積。

2.2　嚴(yán)格執(zhí)行接頭硫化工藝和作業(yè)指導(dǎo)要求

硫化作業(yè)前應(yīng)準(zhǔn)備好接頭膠料、膠漿以及各種設(shè)備、工具，接頭膠料的儲存時間越短越好。膠料儲存時間較長時，在使用前應(yīng)檢查是否已出現(xiàn)老化和噴霜現(xiàn)象，必要時檢驗(yàn)鋼絲繩與接頭芯膠的黏合強(qiáng)度。鋼絲繩打磨時，鋼絲繩上附膠厚度在0.2～0.3mm左右，操作時勿使鋼絲繩鍍鋅層受損。排列鋼絲繩應(yīng)均勻及伸張一致，保持有效間距，使芯膠充分浸透鋼絲繩表面。芯膠片干燥后，把兩頭膠帶斜口處與覆蓋膠口壓齊，對正膠帶中心，按要求排列鋼絲繩，要求各根鋼絲繩排列均勻平直，伸縮一致。找準(zhǔn)中心線，兩段膠帶對正后，為了使接頭兩端膠帶的中心線保證在一條直線上，可用鋼釘將兩段膠帶固定在操作平臺上，避免膠接完成后接頭部位因不正而跑偏。硫化升溫過程中，要控制硫化溫度恒定，按技術(shù)要求的硫化時間硫化。隨時監(jiān)控硫化時間和溫度是否與工藝要求相一致。膠料硫化時間達(dá)到的正硫化時間后，膠料的綜合物理機(jī)械性能達(dá)到最高，使用壽命最長。同時，要使硫化壓力基本保持恒定狀態(tài)，檢查硫化設(shè)備狀況及作場所環(huán)境情況?？傊?，硫化過程的技術(shù)要求控制得不嚴(yán)或不當(dāng)，就會造成接頭質(zhì)量缺陷，給日后的膠帶運(yùn)行和維護(hù)帶來不良影響。

2.3　做好設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)工作

定期檢查接頭表面異常變化等情況，做好預(yù)防性檢查工作。膠帶發(fā)生跑偏，要找出原因，及時處理。與膠帶工作面接觸的滾筒必須安裝刮板或其他清掃裝置，防止落煤、雜物進(jìn)入膠帶與滾筒之間，及時發(fā)現(xiàn)和清除運(yùn)輸物料的異物。發(fā)現(xiàn)破損的托輥要及時更換。做好硫化接頭的運(yùn)行檢測記錄工作，采取維護(hù)人員日常檢查以及采用X射線跟蹤檢查的方法，對出現(xiàn)缺陷的硫化接頭及時修補(bǔ)。

3　結(jié)語

鋼繩芯輸送帶硫化接頭的質(zhì)量是影響接頭壽命和運(yùn)行安全的重要因素。為提高接頭硫化的使用壽命，避免接頭事故，必須嚴(yán)格按照正規(guī)的操作規(guī)程去執(zhí)行，加強(qiáng)接頭維護(hù)和管理，以減少運(yùn)行費(fèi)用。