收稿日期:2006-02-22
作者简介:张云杰(1949-),男,河南太康人,高级工程师,1986年毕业于焦作矿业学院,现任义煤集团公司副总工程师。
钢丝绳芯输送带接头硫化工艺分析及维护
张云杰
(义煤集团公司,河南义马 472300)
摘要:通过对钢丝绳芯胶带结构、硫化接头原理、制作工艺的分析,探讨了硫化作业及现场运行维护应注意的问题,为胶带接头硫化提供了借鉴经验。关键词:钢丝绳芯;输送带;硫化工艺
中图分类号:T D63411 文献标识码:B 文章编号:1003-0506(2006)02-0045-02
钢丝绳芯输送带具有变形小、抗拉强度高、橡胶
与钢丝绳粘着好、钢丝绳强力均匀、成槽性好、可用X 射线检查等特点,在煤矿主运输线路广泛应用。由于受运行环境、硫化工艺、日常维护水平等诸多因素影响,断带事故时有发生。因此,能够及时发现隐患预防断带事故,对于搞好煤矿的安全生产具有重大意义,接头硫化工艺的改进和现场运行维护水平的提高是防止断带事故的有效措施。
1 硫化制作工艺分析
111 硫化接头原理
硫化接头的强度主要是利用钢丝绳对橡胶的粘着力实现的。粘着力用抽出力表示,就是埋入橡胶中的单位长度钢丝绳抽出所需的力。抽出力与钢丝绳埋入橡胶中的长度成正比,埋入长度愈长,抽出钢丝绳所需的力愈大。当埋入长度增加到一定值后,抽出力就超过钢丝绳本身的破断强度,钢丝绳就不会抽出,从而保证了接头联接强度,实现钢绳芯胶带的联接。112 硫化接头结构
硫化接头的结构直接影响到接头强度保持率、接头部位的平均有效间距和接头长度,选择时要根据钢丝绳直径和胶带的钢丝绳中心距全面考虑。现场主要采用搭接与错位搭接的接头结构,较常用的有一级搭接法、二级搭接法、三级搭接法等几种。常用的二级搭接法接头结构如图1所示,灰色区域表示橡胶块,其承受相反方向的剪应力,白色未标注区
域表示的橡胶块为消极剪应力区域,钢丝绳在同一方向上被粘接到一起,由于钢丝绳各自伸长不同,也传递剪应力
。
d —钢丝绳直径;p —钢丝绳芯间距;g —橡胶间隙;
S —阶的长度;L —接头长度
图1 二级搭接法接头结构
分析接头结构可知,其强度与下列因素有关:①橡胶和钢丝绳的特性。②中心橡胶间隙。接头中心橡胶以及其间隙是影响接头强度的主要因素,其承受轴向剪力、扭转和张力。③接头阶数。较高的阶数将增加橡胶和钢丝绳的应力集中现象。④接头形式。接头次序不同,作用在橡胶和钢丝绳的张力也不同。⑤接头长度。抽出力通过一剪应力块在钢丝绳中传递,接头长度取决于阶的长度,而阶的长度根据钢丝绳直径、结构、阶的排列次序、橡胶特性及现场实践经验来确定。113 硫化工艺
硫化接头使用覆盖胶和芯胶2种胶料,覆盖胶具有高强度、耐磨、耐冲击性能,芯胶对钢丝绳具有良好的粘合性能,保证了钢丝绳的抽出强度。必须按照胶带参数选择胶料,硫化作业前应准备好胶料、胶浆以及各种器材、工具,检查硫化设备状况及工作场所环境情况。硫化作业程序及要点如下:①标出胶带中心线。②按照接头形式画接头线。③按划线尺寸从边部起沿钢丝绳边缘割断覆盖胶、芯胶,顺次
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抽出钢丝,
注意保留过渡层芯胶。④切断钢丝绳。按照规定的接头形式,将划好标记的钢丝绳切断。⑤钢丝绳表面胶层打毛、均匀涂刷胶浆。⑥接头成型及硫化。注意用汽油清洗及保证涂刷胶浆的质量,对准胶带的中心线,按接头形式排列钢丝绳填充芯胶胶片,排除接头内空气后合上热板硫化。⑦硫化温度控制在145±5℃,硫化压力110～115MPa,硫化时间从温度达到145℃时40～50m in 为宜。114 硫化作业注意事项
(1)在井下作业应选择无淋水、无浮尘飞扬的
进风地点,有良好的通风条件,有充分的照明,做好易燃物品管理,制订防火安全措施。
(2)应注意各种胶料分别存放,严禁混用,保持清洁。
(3)必须及时用汽油涂刷钢丝绳及打磨过的表面,干燥后均匀涂刷胶浆2遍。
(4)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,翘起的钢丝绳头用细铜丝绑扎,填入芯胶,防止其相对移动。
(5)上、下热板表面要平,无凹陷或突起,加压后检查间隙不应大于015mm 。
(6)上、下热板表面温度均匀一致,表面各点温差及整个硫化过程温度波动最好不超过±3℃。
(7)加压时热板单位压力不应低于112MPa,硫化温度145±5℃,正硫化时间40～50m in,防止欠硫和过硫。
(8)热板宽度应大于带宽100mm 以上,长度大于接头长度200mm 以上。
(9)充分排除空气,先加压冷压5m in,其间升、降压1～2次以帮助排除接头内空气,然后放压,开启上热板检查有无缺胶等现象,如有则进行修补,再合上热板硫化。
(10)加热温度达到50℃时,应再紧一遍压紧螺杆,在加温至70～75℃前严禁向水压板注高压水,防止水压板损坏,硫化期间严禁卸压,防止“起锅”。
(11)以规定的温度、时间硫化后,热板温度降低到100℃以下启模,硫化头在未彻底冷却前严禁受力及开机运转。
(12)钢丝绳排列时,根据胶带运行方向,覆盖胶边部2根钢丝绳应放在最外两边,与胶带顺方向。
2 日常运行维护
(1)根据胶带运行状况,及时调整,防止胶带跑
偏使胶带边缘磨损加剧而损坏上、下覆盖胶,造成钢丝绳外露和脱落。
(2)加强胶带技术管理,定期更换超过使用期的输送带。
(3)如发生胶带边胶、覆盖胶脱落,局部露出钢丝绳等缺陷,应及时进行冷粘或硫化热补。
(4)硫化接头是胶带中强度薄弱环节,其损坏与硫化工艺、材料、使用环境等因素有关。接头开缝最初表现为面胶开裂,水通过芯胶的缝隙浸入钢丝绳,造成钢丝绳锈蚀、断丝、抽动等,应定期检查接头伸长变化量、表面异常变化等情况,做好预防性检查工作。
(5)及时清除传动滚筒表面附着物,防止由于滚筒表面外形不规则造成接头受力不均匀,而产生鼓泡、钢丝绳抽动、硫化接头伸长等影响接头强度的情况。
(6)与胶带工作面接触的滚筒必须安装刮板或其他清扫装置,清除滚筒表面粘着物和下托辊粘着物。
(7)搞好日常维护管理,及时更换破损托辊,防止纵向撕裂事故。
(8)机尾滚筒前应安装刮板和偏导板,防止落煤、杂物进入胶带与滚筒之间。
(9)装载点溜槽的高度应根据物料和最大块度等情况适当选择,尽可能减少溜槽的落差,减轻物料对硫化接头的冲击。
(10)采用全液压自动拉紧装置,改善启动时动态特性,使输送带平稳启动,减少对硫化接头的冲击动应力。
(11)根据胶带局部缺隐状况,应选择冷补、热硫化、填充钢丝绳等不同的修补方式,保持胶带表面完好。
(12)加强硫化接头的技术监测管理工作,采取责任到人的日常检查与X 射线等定期检查相结合的方法,对出现缺陷的硫化接头及时修补。
3 结语
硫化接头的损坏与硫化工艺、材料、使用环境等因素有关,必须采取改进钢丝绳芯输送带的结构、接头制作技术以及提高运行维护水平等综合管理措施,积累工作经验,才能有效预防断带事故的发生。
(责任编辑:郭海霞)
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