煤矿用钢丝绳芯输送带接头寿命研究

冯伟伟

（阳泉煤业（集团）有限责任公司奥伦胶带分公司，山西　阳泉　045000）

引言

煤矿用钢丝绳芯输送带具有抗拉强度高、耐曲挠疲劳、伸长率小、抗冲击性能优越、运量大、可靠性高的特点，作为煤矿高产高效运输的重要运输工具，对于煤矿的安全运行和正常生产起着非常重要的作用。从近几年的文献资料和使用情况来看，钢丝绳的接头处是钢丝绳芯输送带的薄弱环节，钢丝绳芯输送带发生事故主要集中在钢丝绳芯输送带的接头处。接头部位可能出现钢丝绳部分断裂、覆盖胶脱落、钢丝绳裸露、钢丝绳带接头边部开裂等情况。遇到这些意外停机，既影响了煤矿的正常生产进度，又增加了煤矿的生产成本。因此，煤矿用钢丝绳芯输送带接头的使用寿命，是输送设备能否正常运行的关键环节，对提高煤矿的生产效率和生产成本有重要的意义。

1　影响接头寿命的因素

1.1　接头结构

钢丝绳芯输送带硫化接头有一级、二级、三级、四级4种搭接方式，采取一级或二级搭接方式可能影响钢丝绳带的接头强度，采取三级或四级的搭接方式可能增加钢丝绳与橡胶的应力集中现象，使胶带在运行到滚筒时对钢丝绳带接头产生破坏。对于强度较高的钢丝绳芯输送带，钢丝绳直径大，曲挠度差，钢丝绳间隙小，如果芯胶和接头间隙硫化时与绳不能完全接触，将减小橡胶与钢丝绳的有效接触面积，降低钢丝绳的接头强度，容易导致钢丝绳带接头局部断开。

1.2　接头硫化工艺

做好接头硫化前的准备工作，硫化接头时要使用芯胶和覆盖胶两种胶料，芯胶和镀锌钢丝绳黏合，保证钢丝绳的黏合强度，覆盖胶起到耐磨、抗冲击的作用。如果接头胶质量差或者储存时间长，硫化后芯胶与镀锌钢丝绳的黏合强度不高，可能会发生芯体与钢丝绳剥离，发生胶带抽绳等质量事故。所以，需要保证钢丝绳与接头芯胶之间足够高的黏合强度，才能从根本上保证接头的质量。钢丝绳剥头时，严禁将钢丝绳过度打磨露出钢丝绳，将钢丝绳损伤，使得接头强度降低。钢丝绳要按照要求排绳，相邻钢丝绳紧密贴合，避免在操作过程中出现钢丝绳变形的情况。钢丝绳排序时，必须做到最大限度还原胶带内部钢丝绳的分布规律，减少钢丝绳拥挤或摆放弯曲造成的接头强度下降情况。要注意接头两端胶带中心线是否一致，中心线不一致，胶带在运行时发生跑偏，造成胶带边部磨损。硫化温度、时间和压力要严格控制。如果硫化温度过高，将导致橡胶交联键断裂，使硫化橡胶的物理机械性能下降。硫化温度过低，可能硫化不充分，接头性能达不到要求。硫化时间过长，硫化胶料发生老化后硫化橡胶的机械性能下降；硫化时间过短，胶料没有完全硫化，胶料性能达不到标准要求。由于接头胶料中含有易挥发物质和水分，接头胶料在硫化温度作用下，气体挥发逸出会使胶料产出气泡等质量问题，对接头施加大于气体挥发逸出内压力的硫化压力，可以提高胶料的紧密程度，增强钢丝绳与芯胶的黏合力，避免气泡等质量缺陷的产生。

1.3　胶带日常维护和管理

硫化接头是胶带强度薄弱环节，其损坏不仅与硫化工艺有关，也与日常维护管理有关。胶带运行偏离中心线发生跑偏，很容易造成胶带的边部被刮伤，胶带接头处更易被损坏。井下输送的煤料中经常夹杂着其他物体，其中可能含有锋锐尖利的物体，如果锋锐物与输送机发生卡阻现象，将撕裂胶带接头。胶带在驱动滚筒进入端受力较大，如果滚筒已被磨损呈凹下型，将使接头边部受到刮磨，随着胶带不断循环运行，损伤部位的缺陷逐步扩大延伸，长期运行很容易将胶带接头损坏。

2　延长接头寿命的方法

2.1　选择合适的接头结构

要综合考虑钢丝绳直径、根数、钢丝绳间距等因素确定钢丝绳采用那种搭接形式。一级和二级搭接形式适用于钢丝绳直径小、根数少、间隙大的胶带，三级和四级搭接形式适用于钢丝绳直径大、强度高的胶带。根据经验，一般采用三级全搭接，此种搭接具有柔性好、强度高、使用寿命长的优点。接头一般采取斜口形式，可以减少胶带过辊应力集中。为了增加接头的黏合强度，使芯胶和接头间隙与钢丝绳尽可能充分接触，也可以增加阶梯长度，增大钢丝绳与橡胶的接触面积。

2.2　严格执行接头硫化工艺和作业指导要求

硫化作业前应准备好接头胶料、胶浆以及各种设备、工具，接头胶料的储存时间越短越好。胶料储存时间较长时，在使用前应检查是否已出现老化和喷霜现象，必要时检验钢丝绳与接头芯胶的黏合强度。钢丝绳打磨时，钢丝绳上附胶厚度在0.2～0.3mm左右，操作时勿使钢丝绳镀锌层受损。排列钢丝绳应均匀及伸张一致，保持有效间距，使芯胶充分浸透钢丝绳表面。芯胶片干燥后，把两头胶带斜口处与覆盖胶口压齐，对正胶带中心，按要求排列钢丝绳，要求各根钢丝绳排列均匀平直，伸缩一致。找准中心线，两段胶带对正后，为了使接头两端胶带的中心线保证在一条直线上，可用钢钉将两段胶带固定在操作平台上，避免胶接完成后接头部位因不正而跑偏。硫化升温过程中，要控制硫化温度恒定，按技术要求的硫化时间硫化。随时监控硫化时间和温度是否与工艺要求相一致。胶料硫化时间达到的正硫化时间后，胶料的综合物理机械性能达到最高，使用寿命最长。同时，要使硫化压力基本保持恒定状态，检查硫化设备状况及作场所环境情况。总之，硫化过程的技术要求控制得不严或不当，就会造成接头质量缺陷，给日后的胶带运行和维护带来不良影响。

2.3　做好设备的维护和保养工作

定期检查接头表面异常变化等情况，做好预防性检查工作。胶带发生跑偏，要找出原因，及时处理。与胶带工作面接触的滚筒必须安装刮板或其他清扫装置，防止落煤、杂物进入胶带与滚筒之间，及时发现和清除运输物料的异物。发现破损的托辊要及时更换。做好硫化接头的运行检测记录工作，采取维护人员日常检查以及采用X射线跟踪检查的方法，对出现缺陷的硫化接头及时修补。

3　结语

钢绳芯输送带硫化接头的质量是影响接头寿命和运行安全的重要因素。为提高接头硫化的使用寿命，避免接头事故，必须严格按照正规的操作规程去执行，加强接头维护和管理，以减少运行费用。