刘强
摘 要 钢丝绳芯胶带是煤矿常用的输送带，但接头处往往是胶带中的薄弱点，接头出现破损得不到及时处理将发生撕裂甚至断带事故。胶带硫化接头强度仅能达到原强度的75％－80％，孙村煤矿钢丝绳芯胶带以往均采用传统的三阶搭接方式硫化，近年来在现有工艺的基础上进行改进创新，有效保证了接头的硫化质量，大大提高了接头的强度并延长了接头的使用寿命。
关键词 钢丝绳编结 抗拉强度 硫化
1.传统硫化工艺分析
1.1钢丝绳搭接硫化原理
硫化接头的强度主要是利用钢丝绳与胶层的粘着力实现的。粘着力与钢丝绳埋入胶层中的长度成正比，硫化长度愈长，粘着力愈大。当硫化长度增加到一定值时，抽出力就超过钢丝绳本身的抽出力，钢丝绳就不会抽出，从而保证接头强度，实现胶带的联接。接头的长度一般经验值是取强度的95%。
1.2钢丝绳搭接硫化接头结构分析
硫化接头的结构直接影响到接头强度、接头部位的平均有效间距和接头长度，选择时根据钢丝绳直径和钢丝绳中心距全面考虑。较常用的主要是一阶搭接法、二阶搭接法、三阶搭接法等。分析接头结构可知，其强度与下列因素有关：①胶层和钢丝绳的特性。②中心胶层间隙。接头中心胶层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。较高的阶数将增加胶层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胶层和钢丝绳的张力也不同。⑤接头长度。抽出力可在钢丝绳中传递，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、阶的排序、橡胶特性及现场实践经验来确定。
1.3钢丝绳搭接硫化的弊端
经过多年的使用经验总结出传统的硫化工艺合格率低、强度小、断带事故率高。当胶带接头处的钢丝绳与胶层脱离时，钢丝绳极易发生抽动引发断带事故，但目前尚无有效的方法解决此隐患，一旦发现接头出现问题为时已晚，只有停机重新硫化接头，给生产及安全带来被动。
钢丝绳搭接硫化直接破坏了钢丝绳本身的破断力，接头两端的钢丝绳全部断开后再点对点搭接，硫化后的接头只能依靠钢丝绳与胶层的粘着力维持其强度，一旦硫化工艺、环境、材料任一环节出现问题都直接影响接头质量。
2. 创新钢丝绳编结硫化工艺
2.1钢丝绳编结硫化原理
钢丝绳表面胶层经过剥离后进行破绳，由原来的整股钢丝绳破为两股，当接头两端找好中线后再将对应点的钢丝绳进行编结。钢丝绳编结硫化后，接头中的钢丝绳不是只依靠胶层所带来的粘着力，还增加了钢丝绳编结后的破断力，硫化后增加了接头的抗拉强度，同时为胶带接头增加了二次保护，更有力的保障接头安全。即使由于硫化工艺、环境及材料环节中出现问题，甚至接头老化、钢丝绳芯脱胶也会通过钢丝绳捻距间的强度防止胶带断带事故的发生。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锈蚀、断裂、横向断带等事故的发生。
2.2钢丝绳编结接头结构分析
2015年初，孙村煤矿积极研究如何提高接头的抗拉强度，通过反复试验最终成功实现了钢丝绳编结硫化工艺。本文以ST／S2000－1000－?6－8＋6－T胶带为例进行详细阐述。
二阶搭接与三阶搭接长度取值
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2.3具体实施方式
第一步：选择需硫化的皮带接头，将两侧皮带固定牢固，防止施工期间皮带窜动影响施工质量。
第二步：将一侧皮带接头奇数根按900mm，偶数根按1500mm截取露出钢丝绳，奇数根从钢丝绳的根部向头部留取100mm后进行破股（将钢丝绳分别分成4股和3股破开），破股长度为800mm;偶数根从钢丝绳的根部向头部留取1500mm 后进行破股，破股长度为800mm;
第三步：将另一侧钢丝绳奇数根按1500mm,偶数根按900mm进行截取，并按照上述方法进行破股。
第四步：钢丝绳破股后将相对应钢丝绳按照3股对4股，4股对3股进行交叉编结。编结效果保证钢丝绳头顺利到所留取100mm的头部并且钢丝绳绞接后长度相同。钢丝绳编结后由原来的79根变为158根，然后按照原有的热硫化工艺硫化接头。
2.4钢丝绳编结接头硫化效果验证
国外和国内在这方面有分歧的，其原因主要是国外考虑了疲劳寿命，是胶带硫化接头在循环一定次数后的强度，而国内只考虑刚硫化后的强度。但将样本检测进行验证，采用ST2000胶带经过钢丝绳编结硫化后的强度达到2500 n/mm，是原强度的1.25倍。
钢丝绳编结硫化后不只是有胶层与钢丝绳间的粘着力，还增加了钢丝绳编结后捻距间的破断力，硫化后的接头强度大大增加，即使由于硫化工艺、环境及材料环节中出现问题，甚至接头老化、钢丝绳芯脱胶也会通过钢丝绳捻距间的强度提供关键的保护作用，防止胶带断带事故的发生。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锈蚀、断裂、横向断带等事故的发生。目前使用钢丝绳编结工艺硫化的接头已使用2年时间，通过检测发现接头状况良好，这也为今后继续改进接头硫化工艺奠定了基础。
结语
接头是整条钢丝绳芯胶带强度最低、最为薄弱的部位，如出现老化或损伤极易发生断带事故。通过以上创新改造，大大提高了接头的使用寿命，为今后钢丝绳芯胶带的使用提供了良好的参考价值。
参考文献：
1.中华人民共和国煤炭行业标准MT668-1997 《煤矿用阻燃钢丝绳芯输送带技术条件》
2.《输送机胶带设计标准之一-胶接动力强度》——德国大陆橡胶公司胶带运输研究与开发部工学博士 弗莱布
3.《矿用输送带接头伸长量计算及故障检测方法》——李现国
4.《钢丝绳芯橡胶输送带接头胶接技术》——中法合资银河德普胶带有限公司
作者简介：刘强，男，工程师，大学学历，现任新汶矿业集团孙村煤矿机电队技术副队长，从事机电技术管理。