采用硫化工艺方法进行皮带接头处理的分析作者：郭建亮
来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第12期
摘要：针对皮带使用过程中出现的磨损、刮伤、断裂等故障，分析了接头硫化工作原理、接头质量主要影响因素以及皮带硫化工艺过程，制定了皮带更换的安全保障措施，并以1200ST2000型皮带为测试对象，对皮带硫化更换过程进行了现场实施测试，验证了该硫化工艺方法及安全保障措施的可行性。
该研究对提高皮带接头的质量和皮带使用寿命具有重要意义，也可为现场实施提供重要的实践指导。
关键词：煤矿;皮带;硫化技术;安全保障措施
1 接头硫化工艺原理的分析
针对皮带断裂故障问题，目前，接头硫化方法中主要采用热粘接法进行连接，其工作原理为：首先匹配一套平台硫化机，将新型钢丝绳皮带与需要更换连接的皮带进行搭接，以硫磺作为交联剂，通过对皮带上的生胶片施加一定大小的温度和压力，使皮带上的橡胶材料相互融化，最终转换为具有更高弹性、更高硬度的网状橡胶，而钢丝绳则镶嵌至该些网状橡胶中，通过钢丝绳与橡胶之间的黏着力作用，使钢丝绳与橡胶实现快速连接，形成一条具有较大承载能力、较长使用寿命的新型皮带。
整个硫化操作过程需根据厂家指导及相关规范规定，开展接头硫化过程的操作作业。
2 硫化接头影响因素的分析
皮带接头硫化过程，接头经常出现鼓包、平滑性差、钢丝芯外露、接头连接不牢靠、接头开裂等故障现象，分析其主要影响因素包括：
①接头硫化过程中，由于周边环境湿度较大，加上空气中有一定的煤尘，造成了接头质量相对较差;②皮带接头剥离过程中，新皮带接头和旧皮带接头的剥离接头质量较差，造成了搭接时无法保证其搭接强度;③皮带的搭接长度计算不合理，整体搭接长度较短或过长，影响着皮带的接头质量;④搭接过程中，皮带中钢丝绳裸露在空气中的时间过长，造成了钢丝绳出现了局部氧化现象，影响着接头质量;⑤硫化过程中，硫化参数的设置不合理，操作人员的不正确操作，加上受到外界较大的瞬间外力作用，也将直接影响着接头的质量。
3 硫化工艺过程的分析
针对皮带接头的硫化过程，其工艺过程主要包括皮带搭接长度确定、硫化点选择、标画接头线、皮带接头剥离、钢丝绳切断、皮带斜坡面切断、硫化参数设置、打磨成型等操作过程，每个阶段的操作的正确性及参数的设置合理性，均对皮带的接头硫化质量具有重要影响。
3.1 皮带搭接长度的计算
通过查阅资料，可得皮带搭接长度主要与皮带拉断强度、皮带芯部的抽出力有关，其计算公式为：
式中：L为皮帶搭接长度，m;P为皮带拉断强度，kgf/根;N为搭接长度系数，取1.5;F为绳芯抽出力，N。
由此，可计算出皮带的搭接长度。
3.2 硫化位置的确定
目前，针对硫化接头一般选用平巷巷道和斜巷巷道两种工况下进行操作。
其中，平巷巷道具有操作方便、空气流通、等特点，但在硫化连续性操作方面相对较差，工作效率较低;而斜巷巷道具有运输方便、积水较少等特点，可在上一道工序完成操作冷却时，进行下一道工序的剥离操作，如此交替作业，使整个硫化具有较高的连续性。
因此，在实际操作过程中，可优先选择斜巷巷道工况进行硫化操作。
3.3 接头线的绘制
完成接头长度确定后，为保证新、旧接头的连接紧密性，需对接头进行接头线绘制。
首先找到皮带的中心线位置，并在该点的左右1m处找到对应的中心位置，找到皮带边缘处确定对应的上下两点，并连成直线，完成对接头线的绘制。
其中，在接头线绘制中，采用刀片在皮带上进行直线切割，保证接头线清晰可见而不被擦掉，接头线绘制示意图如图1所示。
3.4 接头搭接形式的确定
皮带的搭接形式较多，根据其搭接强度的等级划分，可将其划分为一阶、二阶、三阶接头等形式，其中，三阶接头搭接强度最高。
同时，针对接头的开口形式，包括垂直口和斜口两种形式，由于斜口具有搭接面积大、搭接强度高、应力均匀分布等特点，在搭接接头方面应用较为广泛。
因此，在实际操作过程中，可选用三阶斜口接头搭接的方式进行皮带硫化接头的搭接，如图2所示。
4 皮带更换的安全保障措施
①提前清理作业点周围的杂物，并在作业点配备两台8kg完好的干粉灭火器以及不小于
0.2m3的消防沙;②新皮带起吊以后，安排专人看护，防止其他人员靠近，非作业人员禁止站在作业周边观看;③切割皮带时，工作人员注意站位，禁止站在切屑飞溅的方向，防止切割机误伤;④点动提升皮带机前，安排专人检查提升皮带巷，严禁人员逗留皮带巷;⑤作业人员听从指挥人员安排，不得擅自点动皮带，同时，需对作业人员的操作证书进行检查，保障操作人员为持证操作;⑥装载机拉动皮带时，提升皮带司机注意观察提升皮带机运行状况，发现问题，及时发出停皮带信号;⑦皮带更换完毕后，所有人员离开提升皮带机机尾及提升巷道后，方可进行试运转。
5 皮带更换实施效果的分析
参考前文确定的接头硫化工艺过程，根据制定的皮带更换安全保障措施，以1200ST2000型皮带为测试对象，对其硫化过程及安全措施执行情况进行了现场应用。
通过现场实践，采用上述硫化工艺方法进行操作的皮带接头具有较高的搭接强度，搭接处无鼓包及裂纹产生，整体的平顺性相对较好，据现场测量，硫化搭接后的接头鼓包面积占胶接面积的1.5%，满足标准规定的不大于2%要求，同时，皮带搭接处重合度为2mm，满足标准规定的不超过3mm的规定。
同时，皮带更换过程中，操作人员严格按照以上安全保障措施进行规范操作，并对现场的操作及存在的问题进行了登记记录。
由此，验证了该硫化工艺和安全保障措施的可行性，延长了皮带的接头质量和使用寿命，可将此硫化方法在皮带硫化更换领域进行推广和实施。
参考文献：
[1]程鹏.带式输送机输送带硫化接头更换的安全技术研究[J].山东煤炭科技，2019，224（04）：135-136+139.
[2]任光芬.论钢绳芯胶带输送机胶带硫化接头施工要领[C]// 四川省煤炭工业协会.川、渝、滇、黔、桂煤炭学会2018年度学术年会（重庆部分）论文集，2018.
[3]郭冬.钢丝绳芯输送带接头硫化工艺在煤矿复杂环境下的研究[J].煤炭与化工，2018，41（5）：76-78+81.
[4]张光新.钢丝绳芯输送带硫化接头技术的优化改进[J].煤矿现代化，2017（3）：89-91.
[5]褚凡忠.无接头橡胶履带硫化成型设备研究[D].北京：北京化工大学，2017.。