提高钢丝绳芯输送带硫化接头使用寿命的工艺研究

李朝红 宋 鑫 周震宇

（安徽中意胶带有限责任公司，安徽 淮北 235047）

钢丝绳芯输送带由钢丝绳、芯胶及上、下覆盖胶组成，其优点是承载能力大、输送距离长、拉伸变形小、摩擦系数高、成槽性及耐曲挠性能好，已广泛应用于煤炭、港口、冶金、电厂、化工等领域输送物料。钢丝绳芯输送带作为带式输送机的主要部件，具有传递动力和运载物料两种功能。综合近年来钢丝绳芯输送带出现的问题，最大的隐患就是输送带硫化接头黏合强度低，运转过程中易出现接头处钢丝绳拉脱造成停产、损伤设备及人员的安全事故。本文从钢丝绳芯输送带硫化接头的制作及运转滚筒的选取等方面来提高钢丝绳芯输送带硫化接头的使用寿命。

1 钢丝绳芯输送带硫化接头

1.1 钢丝绳芯输送带结构图

钢丝绳芯输送带是由一组相同直径的钢丝绳按照标准规定的间距、分左右捻相间排列，由上下覆盖胶、芯胶及骨架材料钢丝绳组成，具体结构见图1。

图1 钢丝绳芯输送带结构图

1.2 钢丝绳芯输送带硫化接头工艺及注意事项

1.2.1 钢丝绳芯输送带硫化接头原理

钢丝绳芯输送带热硫化接头黏合强度主要是利用钢丝绳与橡胶之间的黏合力来实现的。黏合力就是抽出埋入橡胶中钢丝绳所需的力，黏合力的大小与橡胶中埋入钢丝绳的长度成正比，埋入的钢丝绳愈长，则抽出钢丝绳所需的力就愈大。当钢丝绳埋入长度达到某一值后，钢丝绳与橡胶的黏合强度就会大于钢丝绳的破断强度，此时埋入的钢丝绳不会被抽出，从而保证了硫化接头的质量。

1.2.2 钢丝绳芯输送带硫化接头长度及搭接方式

以安徽中意胶带有限责任公司为淮北矿业集团芦岭煤矿生产的ST/S3150 1200 Φ8.1（8+8）钢丝绳芯输送带为例，根据MT668-2008《煤矿用钢丝绳芯阻燃输送带》行业标准规定，搭接工艺如图2所示。

图2 二阶接头结构示意图

该规格钢丝绳芯输送带标准要求硫化接头采用二阶搭接工艺，最小阶梯长度lST=650mm，接头长度lV=1650mm。通过调查发现：钢丝绳芯输送带在运行过程中，接头位置出现最多的问题是钢丝绳蠕动、剥离、抽出等情况。所以在实际硫化接头时，为增加钢丝绳和橡胶的黏合强度，提高硫化接头安全系数，采用加长接头长度来提高安全系数。具体工艺调整为：最小阶梯长度lST=800mm，接头长度lV=1950mm，二阶搭接。该接头长度高于MT668-2008标准要求，完全满足钢丝绳与橡胶的黏合强度大于钢丝绳的破断力，以保证输送带硫化接头强度。

1.2.3 硫化接头的时间、温度与压力

淮北矿业集团芦岭煤矿硫化接头所使用的胶料为安徽中意胶带有限责任公司生产的芯胶和面胶，胶片厚度4.8mm。硫化温度控制在150℃±3℃为宜，高温度会加速橡胶老化，降低橡胶的强度，低温则会增加硫化时间，造成不必要的时间浪费。从硫化板温度达到150℃开始计算硫化时间，该钢丝绳芯输送带总体厚度达24.1mm，正硫化点为45min，硫化板压力为1.8MPa。压力越大，胶料的致密性越好，钢丝绳的黏合强度就越高。

1.2.4 钢丝绳芯输送带硫化接头的制作

（1）选择合适的位置搭设工作平台。由于该输送带运行的坡度为23°，现场接头时采用搭架子的方式以保证工作平台的稳定、水平。

（2）根据制定的接头工艺，在输送带接头部分找出带体中心线、垂直线、角度线，接头部分按照接头长度、接头方式等分段画线。

（3）将输送带待接头处的钢丝全部剥出，并用美工刀削去表面的附胶，试验证明，钢丝绳表面留存有星状附胶为最佳。把钢丝根部的母带用角磨机打成斜坡，角度为20°～30°，再沿斜坡向外打磨50mm并打毛，易于多出的接头胶料溢出。然后用120#汽油将钢丝绳和打磨面清洗干净。

（4）接头硫化机的安装及钢丝绳的搭接：①现场使用三组硫化机，先摆放硫化机组下机架，机架的中心线与输送带的中心线一致。然后放置隔热板、水压板及下硫化板，硫化板工作面的中心线要与输送带的中心线对齐一致。②根据工艺要求，在下加热板的表面铺一层干净的隔离膜，再按顺序铺设覆盖胶和芯胶，使胶料与输送带两端接口紧密贴合。然后在芯胶和钢丝绳上涂刷胶浆，待胶浆干燥不粘手时再涂刷一遍胶浆。正常情况下待第三遍胶浆干燥后开始按工艺要求搭接好钢丝绳，钢丝绳排列要均布，钢丝绳之间填充芯胶条。最后铺上芯胶和覆盖胶，同样使胶料与两端的接口紧密贴合，上面再铺一层干净的隔离膜，这就完成了钢丝绳芯输送带接头的胶料铺设和钢丝绳搭接。③待钢丝绳芯输送带接头部位按工艺制作好后，在接头部位的两侧用垫板、挡铁固定。由于要硫化接头的钢丝绳芯输送带整体厚为24.1mm，正常情况下，垫板的厚度为23mm，以保证接头位置胶料的压缩比。④然后再铺上干净的隔离膜，上面按顺序放上硫化板、水压板及隔热板，最后摆放上机架。均要求其中心线与钢丝绳芯输送带中心线一致，安装上连接螺栓，使用扳手逐个对称上紧并尽量保证每个机架两头的力一致。硫化机紧固后，再接好加热板电线插头，水压板和加压泵之间用高压水管连接。

1.2.5 硫化操作

（1）硫化接头前期工作准备好后，再仔细检查一遍隔热板、水压板及硫化板摆放顺序是否正确，待确认一切正常后，便可给硫化机送电硫化。（2）加热控制柜的温度设定为：上限153℃，下限147℃，然后使用加压泵给水压板加压至1MPa。（3）当控制柜显示温度到60℃时，继续加压至1.3MPa。当控制柜显示温度达100℃，继续加压至工艺设定的压力，一般水压板压力达到1.8MPa即可满足硫化接头需要。（4）当硫化板温度升至150℃时，开始计时，正硫化点为45min。（5）正硫化点达到时间后，硫化结束。待硫化板温度自然冷却至60℃时，即可开模。

2 带式输送机运转滚筒的选择

由于硫化接头处钢丝绳密度是正常的2倍，在经过机头驱动滚筒、张紧滚筒和机尾滚筒的反复曲挠疲劳，滚筒直径越小，接头处受到的疲劳应力就越大，越容易引起钢丝绳剥离，造成接头拉脱的安全事故。所以，驱动滚筒直径的确定应考虑输送带的应力、接头方式及钢丝绳直径等因素，根据连续运输输送带设计手册的要求，最小驱动滚筒直径计算公式为：

式中：

D-输送带最小驱动滚筒直径，mm；

d-钢丝绳芯输送带的钢丝绳直径，mm；

c-各种输送带材质不同，而导致的曲挠系数，棉织物为80，尼龙为90，聚酯为108，钢丝绳芯为145。

计算出驱动滚筒的最小直径应该为：D=d×c=8.1mm×145=1174.5mm。

如果按照连续运输输送带设计手册的要求，要使用的最小驱动滚筒直径为1200mm。

根据输送带张力的大小、输送带张力区段的不同，驱动滚筒、张紧滚筒和机尾滚筒要求的滚筒最小直径也不相同。正常情况下，机尾滚筒和张紧滚筒的直径为驱动滚筒直径的0.8倍即可。

3 结 语

（1）从钢丝绳芯输送带硫化接头质量考虑。为增强钢丝绳和橡胶的黏合强度，提高硫化接头安全系数，可采用加长输送带硫化接头长度来提高安全系数。正常情况下，埋入橡胶的钢丝绳长度比MT668-2008标准要求的长度长10%以上，可大大提高钢丝绳和橡胶的黏合强度。严格按输送带硫化接头工艺操作，是保证输送带硫化接头强度的根本条件。

（2）从输送带运转的滚筒选择考虑。输送带运行机架的最小驱动滚筒应根据输送带运行张力、使用的具体工矿条件合理设计，一般要求大于或等于输送带设计手册要求的最小驱动滚筒直径。当然，加大输送带的驱动滚筒、机尾滚筒及张紧滚筒的直径，可提高钢丝绳芯输送带硫化接头的动态疲劳寿命。