煤礦輸送帶皮帶扣選型及其強(qiáng)度測試

潘文龍

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司， 山西 陽泉 045000）

引言

隨著工業(yè)產(chǎn)能的不斷提高，煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)工作負(fù)荷不斷加大，而煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)一般采用輸送帶，導(dǎo)致輸送帶的故障率增加，如皮帶跑偏、打滑、撕裂等，從而影響煤礦生產(chǎn)效率。皮帶扣的使用直接關(guān)乎著煤礦輸送帶的使用壽命、維修效率等，目前煤礦使用的皮帶扣類型較多，對于皮帶扣的選型沒有明確規(guī)定，大多處在摸索階段。本文對目前常見的皮帶扣類型進(jìn)行了歸納，并通過試驗(yàn)進(jìn)行測試，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果為煤礦皮帶扣的選型提供科學(xué)依據(jù)，從而對煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的工作效率進(jìn)行改進(jìn)和完善。

1 煤礦常用輸送帶類型

煤礦由于工作環(huán)境特殊，要求輸送帶具有阻燃、抗沖擊、耐撕裂等性能，常用的輸送帶類型為鋼絲繩輸送帶和整芯輸送帶[1]。

1.1 鋼絲繩輸送帶

鋼絲繩輸送帶以ST1000 H 1200 Φ 4.0-6.0-6.0為例，各個參數(shù)含義見圖1。

1.2 整芯輸送帶

整芯輸送帶以PVC 1600S-1400mm 為例，各個參數(shù)含義見圖2。

礦用整芯輸送帶一般采用PVC 和PVG，寬度分為500 mm、650 mm、800 mm、1 000 mm、1 200 mm、1 400 mm、1 600 mm、1 800 mm 等，膠帶強(qiáng)度級別和拉力強(qiáng)度見表1。

圖1 鋼絲繩輸送帶參數(shù)含義圖

圖2 整芯輸送帶參數(shù)含義圖

表1 膠帶強(qiáng)度級別和拉力強(qiáng)度表 N/mm

2 煤礦常用皮帶扣類型

皮帶扣由扣體和扣釘構(gòu)成，按橫截面型式分為板式橫截面帶扣和槽形橫截面帶扣兩種類型; 按扣體型式分為單排帶扣、雙排帶扣、連體帶扣三種類型。皮帶扣型號表述見圖3。

圖3 皮帶扣參數(shù)含義圖

以上為常見的型號表述，由于不同材質(zhì)、不同設(shè)計等因素，各皮帶扣廠家的表述會有一定不同，尤其是在帶扣形式和企業(yè)名稱代號這里，沒有明確規(guī)定表述形式。而且一個系列的皮帶扣會有多種樣式的產(chǎn)品，如：連體帶扣有兩種以上不同設(shè)計，因此不利于統(tǒng)一列舉，本文通過釘扣排列方式以及釘扣數(shù)量外觀的不同設(shè)計而分類列舉，命名也簡單以外觀設(shè)計形式來稱呼，方便識別。

2.1 連體一字帶扣型

如下頁圖4 所示釘扣位置排列為“一”字命名。一字型帶扣多為連體式，輸送帶沿帶寬度方向可用一條帶扣裝訂，倉儲和運(yùn)輸過程中不會造成散落而損耗。結(jié)構(gòu)為雙排扣釘，適應(yīng)中高強(qiáng)度輸送帶的需求。采用一扣雙釘和翻邊結(jié)構(gòu)，增加了帶扣的抗拉強(qiáng)度、耐磨性和承載力，大幅度提高了帶扣的整體性能，裝訂后針尖向下，表面呈弧形，外表光滑，扣釘嵌于扣槽內(nèi)。

圖4 連體一字帶扣型

2.2 雙排交錯帶扣型

單體型皮帶扣互相之間無連接，方便對局部破損的膠帶進(jìn)行維修。如圖5 所示，它的結(jié)構(gòu)為雙排扣，接頭成槽性好，適應(yīng)裝訂各種不同寬度的輸送帶。接頭直線性好，采用三點(diǎn)定位釘扣工藝裝訂，裝訂接頭效果平直，穿條穿入容易。接頭強(qiáng)度高，錯位扣釘布置，減少對輸送帶纖維結(jié)構(gòu)的損傷，使接頭的強(qiáng)度提高，裝訂后扣釘埋入扣體，耐磨性好。

圖5 雙排交錯帶扣型

2.3 V 字帶扣型

如圖6 所示，V 字型機(jī)械接頭是扣釘分布為“V”字，有八個孔口。由于扣釘呈V 型布置，使輸送帶在裝訂截面上的扣釘?shù)南鄬γ芏刃?，減少對帶芯的損傷。輸送帶運(yùn)行中帶扣的受力分布均勻，所以輸送根帶接頭強(qiáng)度高，使用壽命長[2]。

圖6 V 字帶扣型

2.4 五釘帶扣型

五釘帶扣型有五個孔口，互相錯開排列。采用不銹鋼材質(zhì)，強(qiáng)度高，耐腐蝕適用井下潮濕等惡劣環(huán)境。如圖7 所示，它為連體式帶扣，接頭受力分布均勻，接頭直線度好，便于接頭對接。波浪形和直線形的邊沿斜坡，均勻切入輸送帶表面，從而減少對托輥與清掃器的沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)，延長托輥、清掃器的使用壽命。

3 煤礦皮帶扣選型

根據(jù)中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T 319—2006（煤礦輸送帶機(jī)械接頭用帶扣），帶扣強(qiáng)度需要和輸送帶強(qiáng)度對應(yīng)，具體見表2。

圖7 五釘帶扣型

表2 帶扣強(qiáng)度和輸送帶強(qiáng)度對應(yīng)表 N/mm

扣釘長度規(guī)定要和輸送帶厚度相符，具體見表3。

表3 扣釘長度和輸送帶厚度對應(yīng)表 mm

4 煤礦輸送帶機(jī)械接頭強(qiáng)度的測試

4.1 測試依據(jù)

測試依據(jù)為GB/T 12736—2009 輸送帶機(jī)械接頭強(qiáng)度的測定靜態(tài)試驗(yàn)方法，測試儀器型號為AI-7000-L 型拉力試驗(yàn)機(jī)。

4.2 測試過程

盲抽四種類型帶扣，分別為連體一字帶扣型、雙排交錯帶扣型、V 字帶扣型、五釘帶扣型，并根據(jù)它們帶扣型號要求相符的輸送帶，對試樣施加連續(xù)增大的拉力，直至機(jī)械連續(xù)制作的接頭斷裂分離。每個試樣進(jìn)行3 次試驗(yàn)，取平均值。將試樣一端夾在試驗(yàn)的下夾持器內(nèi)，將配接板與試樣另一端相連，將配接板與試驗(yàn)機(jī)的上夾持器相連。應(yīng)保證對試樣施加左右對稱的拉力，即不應(yīng)使接頭一端有先開始斷裂的趨勢。以（100±10）mm/min 的夾持器移動速度使兩夾持器分離，記錄接頭破壞時的最大拉力[3]。

4.3 測試結(jié)果（見下頁表4）

4.4 測試結(jié)論

根據(jù)表4 所示，連體一字帶扣型和雙排交錯帶扣型的機(jī)械接頭靜態(tài)抗拉強(qiáng)度符合GB/T 12736—2009 技術(shù)要求，V 字帶扣型和五釘帶扣型的機(jī)械接頭未達(dá)到要求。如下頁圖8 所示，連體一字帶扣型機(jī)械接頭在輸送帶上受力方向垂直于膠帶，且受力點(diǎn)分布合理，從而加大了機(jī)械接頭的靜態(tài)抗拉強(qiáng)度。下頁圖9 中從膠帶留下的破壞痕跡可以看出，V 字帶扣型機(jī)械接頭由于分布為“V”字，受力方向有角度，降低了機(jī)械接頭的靜態(tài)抗拉強(qiáng)度。下頁圖10 中，五釘帶扣型機(jī)械接頭容易出現(xiàn)釘扣拉脫情況，多次試驗(yàn)結(jié)果表明，它的靜態(tài)抗拉強(qiáng)度是四種常見類型中最低的，其釘扣的設(shè)計以及受力點(diǎn)分布在煤礦運(yùn)用中有待改善。

表4 四種類型帶扣測試結(jié)果

圖8 連體一字帶扣型試驗(yàn)圖

圖9 V 字帶扣型試驗(yàn)圖

圖10 五釘