钢丝绳芯输送带接头工艺分析研究
由于钢丝绳芯胶带接头受工作环境限制,实际硫化工艺、工序也相应有所不同,造成皮带接头硫化不合格、安全系数不够等问题,因此对钢丝绳芯接头基本结构、接头形式、接头强度计算进行了研究,并对实际操作过程中可能出现的事故案例情况作了归纳与分析。实践表明,采用此工艺可以避免或者减少由于胶带的长期高负荷运转、胶带硫化接头钢丝绳芯的抽动等因素而造成钢丝绳芯锈蚀、断裂、横向断带等事故的发生。
钢丝绳芯带式输送机因其可靠、稳定的连续运输能力,在煤矿井下原煤运输中被广泛应用。但钢丝绳芯胶带抗横向撕裂性能较差,易发生断丝,再加上煤矿井下胶带输送机连续运输工作时间长、负荷冲击大、物料不均匀等,极易划伤胶带导致钢丝绳暴露甚至皮带断带。因此对钢丝绳芯输送带接头施工质量要求极高,由于井下环境局限性较大,在实际维护过程中对钢丝绳芯胶带接头工艺、工序、技术指标等均需进一步优化,以便更好地指导钢丝绳胶带的安装和日常维护。1工艺设计1.1基本结构钢丝绳芯接头基本结构有两种形式,一种为直接头,另一种为斜接头,为了减轻输送带在滚筒上弯曲时接头处的应力,一般采用斜接头,同时接头处钢丝绳端部采用错位式分布能减轻接头处以三阶接头为例直接头ls斜接头过渡区lplstlplplstlp过渡区Xlq lqlvX向局部放大上覆盖层接头部20°~45°20°~45°钢丝绳下覆盖层接头部弯曲应力[1-2]。1.2接头形式一般常用的接头形式有一阶、二阶、三阶和四阶接头,另外根据情况不同还有其他接头设计。但不管哪种接头形式,其原理都是利用钢丝绳对橡胶的黏着力实现胶带接头的连接,其有效黏合,ls1.3接头强度计算根据中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿用钢丝绳芯阻燃输送带标准》—MT 668-2008“阻燃输送带接头尺寸与技术要求”,钢丝绳芯阻燃输送带接头主要参数应符合下式[3]:lst=∑nl bAnbSv,(1)lv=nstlst+(nst-1)lp+2lp,(2)∑l Anb=2FbsnFstaφ×103Sv.(3)式中:lAnb为黏合长度,mm;lp为不同组阶梯错位长度,mm;lst为阶梯长度,一般取与之最接近的50mm的下一个整倍数;nst为级数;lv为接头长度,mm;nb为分级黏合的数目;Sv为接头梯级数安全因子,一般取(1.1~1.4);Fbs为钢丝绳的拉伸强度;Fa为钢丝绳黏合强度。式(3)中的φ是考虑钢丝绳黏合强度与胶条宽以四阶接头为例lstlplstlplst lplstlv度SG之间的关系因子,SG按式(4)计算,其取值为1.5~5 mm。SG=nstt+1-d.(4)nst+1nst-d.(4)式中:t为钢丝绳间距,mm;d为钢丝绳直径,mm。黏合强度关系因子φ可按下式计算:φ=0.4+0.5SG-0.018SG2.(5)(5)有效黏合强度可按下式计算:Fu=φFa.Fu=φFa.(6)2工艺及施工2.1接头强度分析根据钢丝绳芯胶带接头结构及原理分析,综合上式可以发现:1)钢丝绳芯胶带接头有效黏合强度取决于接头长度、钢丝绳间距t、钢丝绳黏合强度Fa、钢丝绳直径d、钢丝绳的拉伸强度。2)为保证接头钢丝绳不发生抽动,有效黏合强度应不小于钢丝绳芯拉伸强度,故(6)式可变更为下式(7)钢丝绳芯胶带接头强度Ft可按下式近似计算:(8)式中:n为胶带钢丝绳数量。针对我们日常进行的钢丝绳芯输送带接头安装、维护工作,输送带额定强度、钢丝绳数量已不会发生变化,综合以上分析,可以得出以下结论[4-5]:1)钢丝绳有效黏合强度直接决定钢丝绳芯输送带接头强度;2)接头越长,钢丝绳有效黏合强度越大;3)接头阶数越少,钢丝绳有效黏合强度越大;4)钢丝绳黏合强度越大,钢丝绳有效黏合强度越大。2.2施工质量控制钢丝绳芯输送带接头工艺一般采用硫化热补的方式,一般胶带接头硫化施工工序为:划线开槽,留出过渡区;清理橡胶,露出钢丝绳芯;分阶;清洗钢丝、面胶;找中、分布钢丝。
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