浅析钢绳芯输送带接头热硫化技术的分析与应用

浅析钢绳芯输送带接头热硫化技术的分析与应用

袁二红

平顶山天安煤业股份有限公司六矿，河南 平顶山  467091

摘要：通过对钢绳芯胶带结构、粘接原理的分析，接头硫化程序、硫化胶料对接头质量的影响，为胶带硫化提供经验。

关键词：钢绳芯胶带  接头热硫化

引言

钢绳芯胶带输送机是煤矿主斜井常用的胶带输送机。由于其胶带中含有钢丝绳芯，具有抗拉强度高,伸长率小,耐曲挠疲劳,抗冲击性能优越和使用寿命长等优点,而在生产中得到广泛应用.钢绳芯胶带在整个胶带输送机中，无论是成本还是质量，都占有相当的比例，因而钢绳芯胶带的安全性、可靠性倍受关注。尤其是在井下主运输系统,钢丝绳芯胶带更是被多用于大功率,大运量和高带速的胶带输送机上。但是,由于钢丝绳芯胶带又具有造价高,铺设难度大,硫化接头工艺复杂,出现事故处理时间长等特点,因此, 在矿井生产中占据着重要地位。

输送机铺设长度大，最长可达13.136km。 钢绳芯胶带厚度为普通带厚的2～3倍，胶带通常每100~150m为一卷。在更换钢绳芯胶带时，可根据需要，可定制实际使用长度，这样减少接头个数和材料的投入。而一部胶带输送机由多卷胶带首尾连接而成。钢绳芯胶带的连接方式为热硫化连接。它是利用橡胶与钢丝绳芯的粘接力，经加热、加压硫化把钢丝绳在一起，形成一整体。将两条输送带的芯体接在一起，将连接用的胶料置于连接部位，在一定压力、温度和时间作用下，使缺少弹性和温度的生胶变成具有高弹性、高粘接强度的熟胶。但是接头在硫化过程中，受到环境、条件、工艺等诸多因素限制，接头强度达不到胶带本身的强度，据有关试验表明，接头强度在70%～95%之间。

1、钢绳芯胶带接头硫化原理

钢绳芯胶带是由上、下覆盖胶、芯胶、以一定间距纵向排列在胶中的钢丝绳及边胶组成，钢绳芯胶带接头硫化是依靠钢丝绳对橡胶的粘着力来实现的。这就需要考虑钢丝绳表面特性，橡胶对钢丝绳小，与橡胶成分、钢丝绳表面镀层和钢丝绳直径有关，通是镀锌或镀铜绳。钢丝绳直径越大粘着力也越大。带芯钢丝绳的粘着力通常以抽出力来表示，就是将埋入橡胶中的单位长度钢丝绳抽出所需要的力。抽出力与钢丝绳埋入橡胶中的长度成正比。埋入长度越长，抽出钢丝绳所需力越大，当埋入长度增长至一定量时，抽出力就超出钢丝绳本身的破断强度，此时钢丝绳不能被抽出而拉断。胶带接头搭接长度太短，接头强度达不到要求，造成安全隐患；搭接长度过长，会造成胶带的严重浪费。胶带的搭接长度应根据胶带强度和绳芯的抽出力来计算，选定相对合理的搭接长度。

2、接头型式的选择

接头型式是根据钢丝绳在接头区域排列分布不同而定为一级、二级、三级、和四级四种，接头型式关系到接头强度保持率、接头部位的平均有效间距和接头长度。选择接头型式时要根据钢丝绳直径和胶带的钢丝绳中心距全面考虑。一级搭接的钢丝绳为一对一交叉搭接，在接头部位排列的钢丝绳是其它部位钢丝绳数量的二倍。这就要求钢丝绳的直径要细，相邻两根钢丝绳的间距要至少大于钢丝绳的直径。较细的钢丝绳其破断力也较小，其运输能力及铺设长度将受到限制。一级搭接由于钢丝绳排列紧密，因此接头强度保持率较高，能缩短接头长度，减少胶带浪费。二级搭接型式的钢丝绳排列比非接头部位多50%。在接头区域，有30%的钢丝绳在接头中部对接，接头强度保持率有所降低，需增加钢丝绳搭接长度来弥补。二级搭接适用于钢丝绳直径适中，排列间距较大的胶带接头。三级搭接型式的钢丝绳排列比非接头部位多33%。在接头区域，钢丝绳对接分布在两个断面（或斜断面）上，每个断面（或斜断面）有25%的钢丝绳对接，其接头强度保持率高于二级搭接长度，但低于一级搭接。三级搭接适用于钢丝绳直径较粗，钢丝绳排列间距较大的胶带接头。三级全搭接型式比三级搭接多一根钢丝绳，国内高强度输送带大多采用三级全搭接型式。四级搭接型式的钢丝绳排列与正常胶带相同。在接头区域，所有的钢丝绳均采用对接，对接接头分布在五个断面（或斜断面）上，每个断面上有20%的钢丝绳对接接口，因而其接头强度保持率大大降低，一般不采用这种接头型式。从各种型式的接头强度试验的结果来看，四级搭接型式强度保持率最低，其次是二级搭接型式，强度保持率最高的是一级搭接型式和三级全搭接。

3、胶料的选择

胶料:胶料包括覆盖胶(面胶)、胶浆和芯胶。钢芯胶带是由橡胶和钢丝绳组成。不同的生产厂家，橡胶成分配方不同，接头所用胶料必须与胶带橡胶成分相同，否则在两种橡胶的搭接处就会出现裂纹、进水，腐蚀钢丝绳，影响接头质量。其次，保证胶料的有效使用，为保证硫化接头质量,胶料最好选用原皮带厂指定胶料。若采用其它厂的胶料,必须事先做一个硫化接头送权威部门进行拉力强度测试，符合要求后方可使用。胶料最好使用时到厂家购置新配制生产的。若存放期不超过二个月,且存放得当(温度在25度以下,避免阳光直射,远离热源,无油脂类物质污染),外观无异常变化,可直接使用。若存放期超过三个月,使用前必须进行鉴定,确认未失效方可使用

。这是保证接头质量的基础。

4、接头硫化

接头硫化是一个非常主要的工艺过程，关系到整个接头的强度，硫化的每个步骤，每个环节都有章可循，必须严格执行厂家提供的硫化工艺规程。

4.⒈硫化场地的选择

硫化接头地点要选择在硐室(巷道)宽敞平坦、运输便利、风速小、空气中湿度小、温度低、煤尘少的地方。硫化接头前一班应对硫化点前后20米的巷道进行冲尘处理,并尽可能的在硫化点上方搭建一掩棚。严禁在顶板破碎、淋水、煤尘大、风速大、湿度大的地方硫化接头。

4.⒉固定皮带、搭建工作台

若对使用的皮带重新做头,应将待硫化接头的皮带移至硫化地点,先用皮带卡子将一侧皮带固定好,然后提皮带,使接头处存有足够接头用的富余皮带。最后再将另一侧皮带固定好,固定皮带的卡子要足够多,确保皮带不会滑动。皮带固定好后即可拆除硫化点皮带机上托辊,搭建工作台,并将硫化器底座和下热板放在工作台上。

4.3.接头形式和接头长度的选择可遵从胶带厂家提供的形式和参数, 各型钢丝绳运输带钢丝绳抽出力、搭接长度和接头长度，也可根据胶带系列和胶带抗拉强度。接头形式和接头长度直接影响接头的抗拉强度,严禁随意改变。

4.4.标中心线：为防止胶带偏斜，必须准确的找出胶带中心线。现场采用三点连线法,即在皮带端头附近选择皮带完整的地方找出三处横向中点(两点间的间距应大于一米)连成直线,用小刀或蜡笔画出,以防擦掉。

4.5.裁断钢丝绳，根据选定搭接形式、搭接长度确定每根钢丝绳的长度,画线做好标记,用断线钳根据标记将钢丝绳裁断成要求的长度。

4.6.用干净毛刷蘸120#汽油,涂擦干净每根钢丝绳和打磨过的橡胶表面(斜坡面)。待汽油挥发后,再均匀涂2~3遍胶浆。每次在涂下遍胶浆时,前遍胶浆必须晾干,若井下空气湿度大时,晾干困难,则用热风机辅助吹干。以下工艺相同。晾干后,将已用汽油擦洗干净并已晾干的芯胶片贴在覆盖胶上、压牢。贴合时芯胶端头也照斜坡下缘裁齐,芯胶端头与覆盖胶端头应平行错开一定距离,一般为20mm左右，保证相互之间的粘接，避免产生气泡。

4.7. 用泵加压,先冷压5分钟,期间可升降一至二次,以帮助排除接头的空气,然后放压启开上热板检查有无缺胶、产生起泡等现象,若有则进行修补、剌孔放气,然后在合上热板,紧固螺丝、加压。硫化过程中由于胶质软化后胶料凹凸互补以及加压包渗水等原因，压力会不断下降。因此，必须不断补充压力以保持压力恒定。

4.8.硫化后要有一个冷却稳定阶段，自然冷却到80度以下时方可拆除硫化设备。硫化后的冷却过程必须采用自然冷却，严禁采用往硫化器上浇水强制冷却的办法。

5、接头硬度的检测

5.1.用硬度计对覆盖胶表面进行硬度检测。当硬度计垂直作用于覆盖胶表面时，缓慢施加1Kg的压力记录硬度计的相对刻度。

5.2.测量点不少于3点，取平均值。

总之，钢绳芯胶带的硫化连接必须把好每个环节的质量关，严格遵守硫化工艺规程，才能保证接头强度要求，满足接头表面质量，为实现钢绳芯胶带输送机的安全运行奠定坚实的基础。

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