淺談鋼繩芯膠帶接頭硫化

1、淺談鋼繩芯膠帶接頭硫化晉城煤業(yè)集團(tuán) 楊正明摘 要 通過對(duì)鋼繩芯膠帶結(jié)構(gòu)、粘接原理的分析，探討了接頭型式、硫化膠料對(duì)接頭質(zhì)量的影響，為膠帶硫化提供了借鑒的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞 鋼繩芯膠帶 接頭硫化0 引言鋼繩芯膠帶輸送機(jī)是煤礦傾斜主井常用的膠帶輸送機(jī)。由于其膠帶中含有鋼絲繩芯，抗拉強(qiáng)度大，收縮率小，能夠滿足長距離、高速度、大運(yùn)量輸送的需要，在生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位。鋼繩芯膠帶在整個(gè)膠帶輸送機(jī)中，無論是成本還是質(zhì)量，都占有相當(dāng)?shù)谋壤?，因而鋼繩芯膠帶的安全性、可靠性倍受關(guān)注。鋼繩芯膠帶輸送機(jī)鋪設(shè)長度大，最長可達(dá)13.136km。 鋼繩芯膠帶厚度為普通帶厚的23倍，膠帶通常每100m為一卷，而一部膠帶輸送機(jī)由多

2、卷膠帶首尾連接而成。鋼繩芯膠帶的連接方式為熱硫化連接。它是利用橡膠與鋼絲繩芯的粘接力，將兩條輸送帶的芯體接在一起，將連接用的膠料置于連接部位，在一定壓力、溫度和時(shí)間作用下，使缺少彈性和溫度的生膠變成具有高彈性、高粘接強(qiáng)度的熟膠。但是接頭在硫化過程中，受到環(huán)境、條件、工藝等諸多因素限制，接頭強(qiáng)度達(dá)不到膠帶本身的強(qiáng)度，據(jù)有關(guān)試驗(yàn)表明，接頭強(qiáng)度在70%95%之間。1 鋼繩芯膠帶接頭硫化原理鋼繩芯膠帶是由上、下覆蓋膠、芯膠、以一定間距縱向排列在膠中的鋼絲繩及邊膠組成，鋼繩芯膠帶接頭硫化是依靠鋼絲繩對(duì)橡膠的粘著力來實(shí)現(xiàn)的。這就需要考慮鋼絲繩表面特性，與橡膠具有親合力，通常是鍍鋅或鍍銅繩。帶芯鋼絲繩的粘著

3、力通常以抽出力來表示，就是將埋入橡膠中的單位長度鋼絲繩抽出所需要的力。抽出力與鋼絲繩埋入橡膠中的長度成正比。埋入長度越長，抽出鋼絲繩所需力越大，當(dāng)埋入長度增長至一定量時(shí)，抽出力就超出鋼絲繩本身的破斷強(qiáng)度，此時(shí)鋼絲繩不能被抽出而拉斷。膠帶接頭搭接長度太短，接頭強(qiáng)度達(dá)不到要求，造成安全隱患；搭接長度過長，會(huì)造成膠帶的嚴(yán)重浪費(fèi)。膠帶的搭接長度應(yīng)根據(jù)膠帶強(qiáng)度和繩芯的抽出力來計(jì)算，選定相對(duì)合理的搭接長度。2 接頭型式的選擇接頭型式是根據(jù)鋼絲繩在接頭區(qū)域排列分布不同而定為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、和四級(jí)四種，接頭型式關(guān)系到接頭強(qiáng)度保持率、接頭部位的平均有效間距和接頭長度。選擇接頭型式時(shí)要根據(jù)鋼絲繩直徑和膠帶的鋼絲

4、繩中心距全面考慮。一級(jí)搭接的鋼絲繩為一對(duì)一交叉搭接，在接頭部位排列的鋼絲繩是其它部位鋼絲繩數(shù)量的二倍。這就要求鋼絲繩的直徑要細(xì)，相鄰兩根鋼絲繩的間距要至少大于鋼絲繩的直徑。較細(xì)的鋼絲繩其破斷力也較小，其運(yùn)輸能力及鋪設(shè)長度將受到限制。一級(jí)搭接由于鋼絲繩排列緊密，因此接頭強(qiáng)度保持率較高，能縮短接頭長度，減少膠帶浪費(fèi)。二級(jí)搭接型式的鋼絲繩排列比非接頭部位多50%。在接頭區(qū)域，有30%的鋼絲繩在接頭中部對(duì)接，接頭強(qiáng)度保持率有所降低，需增加鋼絲繩搭接長度來彌補(bǔ)。二級(jí)搭接適用于鋼絲繩直徑適中，排列間距較大的膠帶接頭。三級(jí)搭接型式的鋼絲繩排列比非接頭部位多33%。在接頭區(qū)域，鋼絲繩對(duì)接分布在兩個(gè)斷面（或斜斷

5、面）上，每個(gè)斷面（或斜斷面）有25%的鋼絲繩對(duì)接，其接頭強(qiáng)度保持率高于二級(jí)搭接長度，但低于一級(jí)搭接。三級(jí)搭接適用于鋼絲繩直徑較粗，鋼絲繩排列間距較大的膠帶接頭。三級(jí)全搭接型式比三級(jí)搭接多一根鋼絲繩，國內(nèi)高強(qiáng)度輸送帶大多采用三級(jí)全搭接型式。四級(jí)搭接型式的鋼絲繩排列與正常膠帶相同。在接頭區(qū)域，所有的鋼絲繩均采用對(duì)接，對(duì)接接頭分布在五個(gè)斷面（或斜斷面）上，每個(gè)斷面上有20%的鋼絲繩對(duì)接接口，因而其接頭強(qiáng)度保持率大大降低，一般不采用這種接頭型式。從各種型式的接頭強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果來看，四級(jí)搭接型式強(qiáng)度保持率最低，其次是二級(jí)搭接型式，強(qiáng)度保持率最高的是一級(jí)搭接型式和三級(jí)全搭接。3 膠料的選擇鋼芯膠帶是由橡膠

6、和鋼絲繩組成。不同的生產(chǎn)廠家，橡膠成分配方不同，接頭所用膠料必須與膠帶橡膠成分相同，否則在兩種橡膠的搭接處就會(huì)出現(xiàn)裂紋、進(jìn)水，腐蝕鋼絲繩，影響接頭質(zhì)量。其次，保證膠料的有效使用。膠料在常溫下保存不超過三個(gè)月，有效的膠料通常較軟且有一定的彈性，這是保證接頭質(zhì)量的基礎(chǔ)。4 接頭硫化接頭硫化是一個(gè)非常主要的工藝過程，關(guān)系到整個(gè)接頭的強(qiáng)度，硫化的每個(gè)步驟，每個(gè)環(huán)節(jié)都有章可循，必須嚴(yán)格執(zhí)行廠家提供的硫化工藝規(guī)程。在剝頭過程中，要避免鋼絲繩打卷，削頭盡量不要損壞鋼絲繩表面的鍍鋅層，保證鍍鋅層與橡膠有良好的粘接性能。為保護(hù)鋼絲繩表面的鍍鋅層最好保留鋼絲繩表面1mm 厚的橡膠，所有粘接面均用120#汽油清洗干凈，并晾干，保證相互之間的粘接，避免產(chǎn)生氣泡；硫化時(shí)，要在50min之內(nèi)迅速達(dá)到硫化溫度，否則生膠有可能在高溫下老化，影響接頭質(zhì)量；硫化過程的三要素壓力、溫度、時(shí)間要嚴(yán)格控制。壓力低，不能保證硫化頭的密度和強(qiáng)度，壓力高又會(huì)使接頭和硫化梁變形；硫化溫度要達(dá)到144.7，溫度低，生膠不能變成熟膠，接頭達(dá)不到強(qiáng)度要求，溫度高，可能導(dǎo)致橡膠老化，強(qiáng)度降低；硫