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钢丝绳芯输送带硫化接头的研究与实践

作者：admin 发布时间：2022-01-28 13:02点击：

1概述

钢丝绳芯强力胶带运输机在煤矿井下和地面煤炭运输中普遍应用，输送带的接头硫化是强力胶带安装使用过程中最后一道十分重要的环节和工序。所以我们应该对钢丝绳芯输送带接头硫化机理和工艺进行深入的研究和探索，完全掌握硫化工艺中温度、时间、压力等技术核心，保证接头的强度和使用寿命，确保胶带运输机能够安全运转、避免断带事故发生，满足矿井生产实际需要。

2晓明矿主运强力钢丝绳芯胶带运输机的现场使用

晓明矿主运强力胶带运输机型号为DX-1000/4

×160，16°上坡运行，运距768m，主机功率4x

160kW，运行速度2.5m/s，选用型号ST/S2000-1000型钢丝绳芯阻燃输送带，接头方式为热补硫化工艺。

2003年投入使用，逐年积累形成了一套完整的钢丝绳芯胶带接头硫化施工流程和方法。2020年7月对该皮带机胶带进行了全部更换，实施硫化接头8处接头质量完好、运行平稳正常。此钢丝绳芯胶带主要技术参数详见附表。

3钢丝绳芯输送带接头硫化机理及工艺方法的深入研究

3.1钢丝绳芯胶带接头硫化机理传统胶带的接头方式一般选择机械连接法，而钢丝绳芯胶带的接头则使用硫化粘接法。钢丝绳芯胶带接头的硫化则是一个极其复杂的化学变化过程，即是在一定压力、温度的作用下，经过一定时间的熔融使得胶带由天然橡胶制品通过胶联作用而形成的网状高分子的工艺过程。

全部工艺过程就是剥去胶带原有胶面，按照预先设计的接头搭接方式、钢丝绳排布要求、搭接级别和搭接长度，使用匹配的胶料通过专用的硫化设备的加热、加压，使接头内的胶片从塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程，而钢丝绳胶带就是借助于橡胶与钢丝绳间的粘着力、摩擦力及橡胶本身的抗拉力把两端的钢丝绳用橡胶连接起来，形成一条完整的胶带。

接头硫化的三要素是压力、温度和时间，硫化过程分为硫化诱导、预硫、正硫化和过硫（对天然胶来说是硫化返原）四个阶段。

3.2钢丝绳芯输送带接头硫化技术指标及要求钢丝绳芯胶带接头硫化作业时，必须满足如下相关的技术要求：

（1）钢丝绳芯胶带接头强度必须大于胶带强度的90%以上；

（2）钢丝绳的有效间距Z应大于0.25d（d为钢丝绳直径，单位mm）；

（3）硫化接头必须一次硫化成型，必要时多台硫化机联合使用；

（4）斜口和垂直平口两种接头型式，优先采用斜口型式硫化方式。

3.3钢丝绳芯输送带硫化接头工艺结构介绍晓明矿主运ST/s2000/1000型强力胶带接头硫化主要使用3套电热式胶带硫化机（简称硫化机），同时需要加压泵、电控箱、温控装置、作业平台等配套设施；也需要割刀及刀片、角磨机、扳手、200℃水银温度计、钢丝绞钳、辅助工具等操作工具；也需要砂纸、毛巾、汽油、胶片、胶浆、白色记号笔等施工材料。

3.4钢丝绳芯输送带接头方式的合理选择钢丝绳芯胶带接头方式有一级、二级、三级和四级四种，根据强度要求晓明矿主运胶带接头搭接形式选择为斜口二级全搭接，详见图1所示。

3.5硫化接头搭接长度的计算及确定硫化接头钢丝绳长度确定及接头搭接长度计算是接头硫化的关键环节，其最后结果直接关乎于接头强度和运行安全，所以必须予以重视。计算过程如下：

钢丝绳搭接长度计算

L=P/FxK式中P——钢丝绳破断力，MPa/根；F——抽出力，根据厂家提供表格查得，NVem；K——接头系数，取1.3~1.5。

硫化接头搭接长度计算

D=L+200（二级接头长度）式中L——钢丝绳计算长度，mm。

为满足运行要求，同时考虑安全系数，实际工作中钢丝绳长度和搭接长度往往远大于计算数据。晓明矿主运皮带机胶带硫化接头长度选择了2150mm。

4钢丝绳芯胶带接头硫化工艺流程实践
4.1施工准备、地点选择及平台搭设硫化接头施工前需要计算接头长度，并准备硫化设备、工具和材料，操作人员培训并熟练掌握施工步骤、工艺和具体操作方法和要领。晓明矿强力胶带接头工作地点选择在干净无尘、宽敞无淋水的皮带机尾部，拆卸部分上托架后搭好平整、稳固长度3m的两端平台，高度较硫化机下机架高10mm。

4.2标画中心、剥胶及钢丝裁断处理需要硫化的前后两条胶带分别平铺平台上，用中心法划出中心线C，划出A、B线（双面），用记号笔作明显标记。用割刀将双面掏V形槽裸露钢丝，掀去上下层胶面，从双侧逐根扒出钢丝，刮去胶体削成8角菱形。用角磨机将A、B线处全宽度双面盖胶打磨成50mm粗糙面。按设计的D线尺寸剪去多余钢丝绳头，如图2所示。

4.3铺胶、涂胶、定位、摆绳、盖胶及硫化准备按接头尺寸要求对准中心线将前后两条胶带分别铺在工作平台上并准确定位。硫化机下机架与中心线成72°角置于平台，放置水压板和下加热板。将尺寸割好的下层胶片铺在下加热板上，进行清洁、割孔放气并用120#汽油擦净。将已用汽油洗净、涂好胶浆的前后两组钢丝绳头按要求整齐排绳，运行侧钢丝要排在外侧。

钢丝绳排绳结束后重新校核中心，无误后铺上层胶片，清洁、放气方法同底片。上好夹紧装置、放置上加热板（各台之间垫铜皮）和隔热板，放置上机架，并以30~40kg.m的力矩均匀旋紧，多台硫化机联合使用时要考虑加热板之间的合理搭接。

4.4加压、加热及接头硫化成型用设好的加压泵进行加压到1.0MPa并保持，用设好的电控系统进行加热升温到100℃，然后继续加压到1.6MPa并保持，同时加热升温到145℃

并通过断续法保温45min，多台硫化机温差控制在3℃范围内。

加压加热和保压保温是接头硫化的关键环节，整个硫化过程可分为硫化诱导、预硫、正硫化和过硫四个阶段，其压力和温度控制分别为：硫化诱导，压力为1.0MP，温度为100℃；预硫化，压力为1.6MP，温度145℃；正常硫化，压力1.6MP，温度145℃，时间：45min；过硫，压力1.6MP，降温至50℃。具体温度和压力过程详见图3。

4.5起模和修整

断电后进行水冷却或自然风冷到50℃以下。拆去硫化装置，检查接头、切除毛边并进行修整和中心校核。

5钢丝绳芯输送带接头硫化质量影响因素分析及对策

5.1接头不对中造成运转跑偏

5.1.1对接胶带中心划线误差大前后胶带中心线必须由技术人员正确给出并在码绳对接及铺盖胶片时反复进行精准校对。

5.1.2钢丝绳码排顺序不正确钢丝绳码排要从中心向两侧均匀展开，并保证前后胶带中间一根与中心线重合，其它钢丝绳依次对称排开，铺胶、摆绳、盖胶过程始终保持与中心线平行。

5.1.3前后胶带对接或设置硫化机过程中前后带产生位移而改变中心

必须保证前后带置于工作平台上要稳固，紧固时避免将对好中心的前后带造成位置移动。

5.2钢丝绳松动或内部离层起鼓5.2.1加热温度及温度保持操作不合理开始加热及保温过程不允许间断，多台硫化机联合使用时要保证升温速度和升温时间同步，相互温差控制在3℃范围内。必须防止升温过高而造成外带过热变形。保温要在45min以上并且控制在145℃±5℃之间。

5.2.2施工过程未达到清洁标准，混入杂物或灰尘操作过程中要用汽油对钢丝和胶片表面擦洗清洁并且保持全过程在良好的施工环境和清洁的条件下操作，防止杂物或灰尘混入。

5.2.3胶片间混入空气或擦拭的汽油没有彻底蒸发胶片铺设后用割口放气并滚压或用木锤拍打防止积存气泡；擦拭的汽油要用干毛巾擦净。

5.2.4接头前后段一端进入加热板位置过长而另一端过短，造成受热不匀

前后胶带摆放长度要一致，并且不能由于加热板放反而出现加温不正确现象。

5.2.5刷胶浆时形成鼓包第一层未干透便涂刷第二遍，加热时出现气泡形成鼓包。

5.3钢丝外移或露出、胶面松脱或翻起扒出钢丝绳时不能硬拽和过度扭曲，防止钢丝卷曲变形严重。铺设胶片时搭接段排好的钢丝两侧，用细长胶片挤住钢丝。螺栓紧固时防止过紧，用泵加压时压力按照要求完成，不可过大或过小，保压控制在1.6~1.8MPa范围之间。摆绳操作时钢丝不能重叠，也不能局部打弯翘起或者支出。

5.4两台加热板衔接处表面起楞或错台两台或多台加热板放置高度要一致，以保证多块加热板铺成同一水平面。多块加热板之间全断面铺平铜皮。多台硫化机螺栓预紧力要保持一致。多台硫化机加压和保压要保持一致。

5.5加热板与硫化接头表面粘合施工时加热板与胶面之间铺设专用隔热纸，防止加热板与胶面受热粘合。

6结语

钢丝绳芯输送带的接头硫化程序复杂、工艺繁琐，现场施工操作人员必须熟练掌握接头硫化工艺流程及核心技术要点，才能保证接头质量和强度要求。应该继续摸索关于硫化接头的强度计算、接头经济最佳化和硫化施工流程的精细化技术，以推进煤炭行业钢丝绳芯输送带硫化接头工艺的不断进步和发展。

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