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鋼絲繩芯輸送帶硫化接頭的 研究與實踐
作者：admin 發布時間：2022-01-28 13:02點擊：
1概述
鋼絲繩芯強力膠帶運輸機在煤礦井下和地面煤炭運輸中普遍應用，輸送帶的接頭硫化是強力膠帶安裝使用過程中最后一道十分重要的環節和工序。所以我們應該對鋼絲繩芯輸送帶接頭硫化機理和工藝進行深入的研究和探索，完全掌握硫化工藝中溫度、時間、壓力等技術核心，保證接頭的強度和使用壽命，確保膠帶運輸機能夠安全運轉、避免斷帶事故發生，滿足礦井生產實際需要。
2曉明礦主運強力鋼絲繩芯膠帶運輸機的現場使用
曉明礦主運強力膠帶運輸機型號為DX-1000/4
×160，16°上坡運行，運距768m，主機功率4x
160kW，運行速度2.5m/s，選用型號ST/S2000-1000型鋼絲繩芯阻燃輸送帶，接頭方式為熱補硫化工藝。
2003年投入使用，逐年積累形成了一套完整的鋼絲繩芯膠帶接頭硫化施工流程和方法。2020年7月對該皮帶機膠帶進行了全部更換，實施硫化接頭8處接頭質量完好、運行平穩正常。此鋼絲繩芯膠帶主要技術參數詳見附表。
3鋼絲繩芯輸送帶接頭硫化機理及工藝方法的深入研究
3鋼絲繩芯輸送帶接頭硫化機理及工藝方法的深入研究
3.1鋼絲繩芯膠帶接頭硫化機理傳統膠帶的接頭方式一般選擇機械連接法，而鋼絲繩芯膠帶的接頭則使用硫化粘接法。鋼絲繩芯膠帶接頭的硫化則是一個極其復雜的化學變化過程，即是在一定壓力、溫度的作用下，經過一定時間的熔融使得膠帶由天然橡膠制品通過膠聯作用而形成的網狀高分子的工藝過程。
全部工藝過程就是剝去膠帶原有膠面，按照預先設計的接頭搭接方式、鋼絲繩排布要求、搭接級別和搭接長度，使用匹配的膠料通過專用的硫化設備的加熱、加壓，使接頭內的膠片從塑性橡膠轉化為彈性橡膠或硬質橡膠的過程，而鋼絲繩膠帶就是借助于橡膠與鋼絲繩間的粘著力、摩擦力及橡膠本身的抗拉力把兩端的鋼絲繩用橡膠連接起來，形成一條完整的膠帶。
接頭硫化的三要素是壓力、溫度和時間，硫化過程分為硫化誘導、預硫、正硫化和過硫（對天然膠來說是硫化返原）四個階段。
3.2鋼絲繩芯輸送帶接頭硫化技術指標及要求鋼絲繩芯膠帶接頭硫化作業時，必須滿足如下相關的技術要求：
（1）鋼絲繩芯膠帶接頭強度必須大于膠帶強度的90%以上；
（2）鋼絲繩的有效間距Z應大于0.25d（d為鋼絲繩直徑，單位mm）；
（3）硫化接頭必須一次硫化成型，必要時多臺硫化機聯合使用；
（4）斜口和垂直平口兩種接頭型式，優先采用斜口型式硫化方式。
3.3鋼絲繩芯輸送帶硫化接頭工藝結構介紹曉明礦主運ST/s2000/1000型強力膠帶接頭硫化主要使用3套電熱式膠帶硫化機（簡稱硫化機），同時需要加壓泵、電控箱、溫控裝置、作業平臺等配套設施；也需要割刀及刀片、角磨機、扳手、200℃水銀溫度計、鋼絲絞鉗、輔助工具等操作工具；也需要砂紙、毛巾、汽油、膠片、膠漿、白色記號筆等施工材料。
3.4鋼絲繩芯輸送帶接頭方式的合理選擇鋼絲繩芯膠帶接頭方式有一級、二級、三級和四級四種，根據強度要求曉明礦主運膠帶接頭搭接形式選擇為斜口二級全搭接，詳見圖1所示。
4鋼絲繩芯膠帶接頭硫化工藝流程實踐
4.1施工準備、地點選擇及平臺搭設硫化接頭施工前需要計算接頭長度，并準備硫化設備、工具和材料，操作人員培訓并熟練掌握施工步驟、工藝和具體操作方法和要領。曉明礦強力膠帶接頭工作地點選擇在干凈無塵、寬敞無淋水的皮帶機尾部，拆卸部分上托架后搭好平整、穩固長度3m的兩端平臺，高度較硫化機下機架高10mm。
3.5硫化接頭搭接長度的計算及確定硫化接頭鋼絲繩長度確定及接頭搭接長度計算是接頭硫化的關鍵環節，其最后結果直接關乎于接頭強度和運行安全，所以必須予以重視。計算過程如下：
鋼絲繩搭接長度計算
L=P/FxK式中P——鋼絲繩破斷力，MPa/根；F——抽出力，根據廠家提供表格查得，NVem；K——接頭系數，取1.3~1.5。
硫化接頭搭接長度計算
D=L+200（二級接頭長度）式中L——鋼絲繩計算長度，mm。
為滿足運行要求，同時考慮安全系數，實際工作中鋼絲繩長度和搭接長度往往遠大于計算數據。曉明礦主運皮帶機膠帶硫化接頭長度選擇了2150mm。
4鋼絲繩芯膠帶接頭硫化工藝流程實踐
4.1施工準備、地點選擇及平臺搭設硫化接頭施工前需要計算接頭長度，并準備硫化設備、工具和材料，操作人員培訓并熟練掌握施工步驟、工藝和具體操作方法和要領。曉明礦強力膠帶接頭工作地點選擇在干凈無塵、寬敞無淋水的皮帶機尾部，拆卸部分上托架后搭好平整、穩固長度3m的兩端平臺，高度較硫化機下機架高10mm。
4.2標畫中心、剝膠及鋼絲裁斷處理需要硫化的前后兩條膠帶分別平鋪平臺上，用中心法劃出中心線C，劃出A、B線（雙面），用記號筆作明顯標記。用割刀將雙面掏V形槽裸露鋼絲，掀去上下層膠面，從雙側逐根扒出鋼絲，刮去膠體削成8角菱形。用角磨機將A、B線處全寬度雙面蓋膠打磨成50mm粗糙面。按設計的D線尺寸剪去多余鋼絲繩頭，如圖2所示。
4.3鋪膠、涂膠、定位、擺繩、蓋膠及硫化準備按接頭尺寸要求對準中心線將前后兩條膠帶分別鋪在工作平臺上并準確定位。硫化機下機架與中心線成72°角置于平臺，放置水壓板和下加熱板。將尺寸割好的下層膠片鋪在下加熱板上，進行清潔、割孔放氣并用120#汽油擦凈。將已用汽油洗凈、涂好膠漿的前后兩組鋼絲繩頭按要求整齊排繩，運行側鋼絲要排在外側。
鋼絲繩排繩結束后重新校核中心，無誤后鋪上層膠片，清潔、放氣方法同底片。上好夾緊裝置、放置上加熱板（各臺之間墊銅皮）和隔熱板，放置上機架，并以30~40kg.m的力矩均勻旋緊，多臺硫化機聯合使用時要考慮加熱板之間的合理搭接。
4.4加壓、加熱及接頭硫化成型用設好的加壓泵進行加壓到1.0MPa并保持，用設好的電控系統進行加熱升溫到100℃，然后繼續加壓到1.6MPa并保持，同時加熱升溫到145℃
并通過斷續法保溫45min，多臺硫化機溫差控制在3℃范圍內。
加壓加熱和保壓保溫是接頭硫化的關鍵環節，整個硫化過程可分為硫化誘導、預硫、正硫化和過硫四個階段，其壓力和溫度控制分別為：硫化誘導，壓力為1.0MP，溫度為100℃；預硫化，壓力為1.6MP，溫度145℃；正常硫化，壓力1.6MP，溫度145℃，時間：45min；過硫，壓力1.6MP，降溫至50℃。具體溫度和壓力過程詳見圖3。
5鋼絲繩芯輸送帶接頭硫化質量影響因素分析及對策
4.5起模和修整
斷電后進行水冷卻或自然風冷到50℃以下。拆去硫化裝置，檢查接頭、切除毛邊并進行修整和中心校核。
5鋼絲繩芯輸送帶接頭硫化質量影響因素分析及對策
5.1接頭不對中造成運轉跑偏
5.1.1對接膠帶中心劃線誤差大前后膠帶中心線必須由技術人員正確給出并在碼繩對接及鋪蓋膠片時反復進行精準校對。
5.1.2鋼絲繩碼排順序不正確鋼絲繩碼排要從中心向兩側均勻展開，并保證前后膠帶中間一根與中心線重合，其它鋼絲繩依次對稱排開，鋪膠、擺繩、蓋膠過程始終保持與中心線平行。
5.1.3前后膠帶對接或設置硫化機過程中前后帶產生位移而改變中心
必須保證前后帶置于工作平臺上要穩固，緊固時避免將對好中心的前后帶造成位置移動。
5.2鋼絲繩松動或內部離層起鼓5.2.1加熱溫度及溫度保持操作不合理開始加熱及保溫過程不允許間斷，多臺硫化機聯合使用時要保證升溫速度和升溫時間同步，相互溫差控制在3℃范圍內。必須防止升溫過高而造成外帶過熱變形。保溫要在45min以上并且控制在145℃±5℃之間。
5.2.2施工過程未達到清潔標準，混入雜物或灰塵操作過程中要用汽油對鋼絲和膠片表面擦洗清潔并且保持全過程在良好的施工環境和清潔的條件下操作，防止雜物或灰塵混入。
5.2.3膠片間混入空氣或擦拭的汽油沒有徹底蒸發膠片鋪設后用割口放氣并滾壓或用木錘拍打防止積存氣泡；擦拭的汽油要用干毛巾擦凈。
5.2.4接頭前后段一端進入加熱板位置過長而另一端過短，造成受熱不勻
前后膠帶擺放長度要一致，并且不能由于加熱板放反而出現加溫不正確現象。
5.2.5刷膠漿時形成鼓包第一層未干透便涂刷第二遍，加熱時出現氣泡形成鼓包。
5.3鋼絲外移或露出、膠面松脫或翻起扒出鋼絲繩時不能硬拽和過度扭曲，防止鋼絲卷曲變形嚴重。鋪設膠片時搭接段排好的鋼絲兩側，用細長膠片擠住鋼絲。螺栓緊固時防止過緊，用泵加壓時壓力按照要求完成，不可過大或過小，保壓控制在1.6~1.8MPa范圍之間。擺繩操作時鋼絲不能重疊，也不能局部打彎翹起或者支出。
6結語
5.4兩臺加熱板銜接處表面起楞或錯臺兩臺或多臺加熱板放置高度要一致，以保證多塊加熱板鋪成同一水平面。多塊加熱板之間全斷面鋪平銅皮。多臺硫化機螺栓預緊力要保持一致。多臺硫化機加壓和保壓要保持一致。
5.5加熱板與硫化接頭表面粘合施工時加熱板與膠面之間鋪設專用隔熱紙，防止加熱板與膠面受熱粘合。
6結語
鋼絲繩芯輸送帶的接頭硫化程序復雜、工藝繁瑣，現場施工操作人員必須熟練掌握接頭硫化工藝流程及核心技術要點，才能保證接頭質量和強度要求。應該繼續摸索關于硫化接頭的強度計算、接頭經濟最佳化和硫化施工流程的精細化技術，以推進煤炭行業鋼絲繩芯輸送帶硫化接頭工藝的不斷進步和發展。
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