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轮斗系统胶带的主要故障解决方法及硫化工艺

张海旺①1，邢希东2

(1．神华准格尔能源有限公司黑岱沟露天煤矿机电管理部 内蒙古鄂尔多斯 010300；2．宁夏天地奔牛实业集团有限公司北京研发中心 北京 100013)

摘 要：黑岱沟露天煤矿轮斗系统主要承担着露天矿黄土层的剥离任务，主要依靠长距离的地面胶带机完成。介绍了胶带撕裂、跑偏、火灾等常见故障。详细论述了轮斗系统胶带故障产生的原因、预防措施以及硫化工艺注意事项，对指导胶带机的使用与维护具有一定的现实意义。

关 键 词：轮斗系统；胶带；跑偏；撕裂；硫化；预防措施

1 引言

神华准能公司黑岱沟露天煤矿的表层黄土剥离，采用的设备是从德国KRUPP公司引进的两套轮斗系统，生产工艺为连续工艺，即采掘、运输及排弃为一体，它的整个运输方式全部采用胶带运输，主要设备包括轮斗挖掘机、皮带车A、胶带输送机及排土机等设备，共有胶带机11条，其中带宽1400mm工作面胶带机3条，带宽1800mm端帮胶带机6条，带宽1800mm排土场胶带机2条，设备胶带12条。一旦胶带故障发生，不仅整个轮斗系统设备的正常生产运行直接受到影响，并且还会造成严重的经济损失。因此，了解轮斗系统胶带的主要故障产生原因及硫化工艺强化措施，掌握有效的预防措施尤为重要。

2 轮斗系统胶带的跑偏

2．1 胶带跑偏的主要原因

在轮斗系统胶带运转过程中，胶带在各种力的作用下，其轴线偏离胶带中心线，从而造成胶带的跑偏，一般来说，胶带允许有不超过胶带宽度5%的跑偏量，超过该极限跑偏就会产生。

胶带跑偏产生原因主要有以下几个方面：

1)由于直线度不好，薄厚不匀等质量原因同时在胶带带芯受力不均外部条件下而导致胶带发生跑偏。胶带硫化引起的两接头中心线不重合，引起偏差，也会造成胶带跑偏。

2)胶带输送机在移设或延长过程中，胶带输送机地面基础不平整，部分胶带机机架变形等原因产生的侧向力导致胶带机头站、中间胶带机机架和尾站不在同一条直线上引起较大偏差，从而产生跑偏。

3)胶带清扫器清扫效果不佳，造成滚筒及托辊表面粘附物料，产生偏心力造成胶带跑偏。

4)由于给料不正，卸料点偏离胶带中心线，或者侧面冲击胶带，造成胶带受侧向冲击力而引起胶带跑偏。

5)胶带和滚筒局部磨损或损伤以及回程托辊的严重磨损，都会引起胶带两侧所受摩擦力差距较大而使胶带跑偏。

6)胶带张紧力未达到要求。

2．2 胶带跑偏的主要预防措施

1)采用质量好的胶带。

2)胶带输送机在移设或延长过程中，尽量避免胶带机机架变形，调平调直以达到规定要求，并且保证胶带机头站，中间胶带机机架和尾站在同一条直线上。

3)经常适时调整胶带机清扫器，以保证良好的清扫效果。

4)调整卸料漏斗挡板高度，使物料落点对中。

5)适量调节回程托辊的倾角也可以防止胶带跑偏，更换损伤的胶带、滚筒及回程托辊。

6)按照胶带张力要求张紧胶带。

7)在胶带输送机头站或尾站回程胶带处安装立辊，也可以有效防止胶带的跑偏。

8)对于设备胶带，可以通过调整防跑偏装置，来调节胶带的跑偏。

3 轮斗系统胶带的撕裂

3．1 胶带撕裂的主要原因

1)在物料采掘中，由于大块物料如泥土、石块等砸向正在运转的胶带，砸伤部位被清扫器刮住或卡住，造成胶带撕裂。

2)轮斗系统设备钢结构件在胶带运行中脱落，在物料转载点处被卡住，造成胶带撕裂。

3)胶带的托辊或滚筒等停止转动或断裂，受力卡住后，将胶带撕裂。

4)在设备维护检修后，不慎将备件、工器具等遗留在胶带上，导致卡住胶带造成胶带撕裂。

5)胶带发生跑偏时未及时调整或胶带防跑偏开关失灵，而发生胶带撕裂。

6)在胶带运转过程中，由于其它异物坠落在回程胶带上，被卡在胶带某个位置或胶带与滚筒间，都会造成胶带撕裂。

3．2 胶带撕裂的主要预防措施

1)在轮斗挖掘机采掘物料时，操作人员要采用合理的切削方式，尽量减少大块物料的产生。

2)加强对设备的日常点检和维护保养，检查设备转载点等重要部位，确保该部位的钢结构件(比如犁式清扫器等)未松动或损坏。

3)在设备运转过程中，加强对胶带的巡视检查，发现托辊及滚筒等回转部件不运转或损坏，及时进行停机处理。

4)检修设备完毕后，要认真清理检修现场，确保胶带上无遗留工器具或备件等。

5)保证胶带防跑偏开关等安全装置的有效可靠，以便胶带跑偏后自行保护停机，同时要随时观察胶带运转情况，若胶带跑偏撒料严重，及时对胶带进行调整。

6)按检修工艺要求，经常调整胶带滚筒清扫器，保证良好的清扫效果，发现异物及时清理。

7)要不定期地检查胶带的接头，以防出现起皮、鼓包等异常情况，若发生要及时进行处理或者重新硫化胶带接头。

4 轮斗系统胶带的火灾事故

4．1 胶带火灾的主要原因

1)胶带机胶带跑偏开关、胶带打滑监测开关等失灵。

2)滚筒、托辊等转动部件的轴承损坏，造成筒体温度升高而引燃胶带。

3)胶带局部跑偏，摩擦胶带机架引燃胶带。

4)外部明火，如检修人员检修时产生的焊渣或未灭的烟头等引燃胶带附近的易燃物。

4．2 胶带火灾的主要预防措施

1)加强日常检查，保证设备的安全保护装置齐全可靠。

2)胶带运行中，加强对胶带的巡查，发现滚筒、托辊等转动部件的轴承发热，及时采取相应措施处理。

3)及时调整跑偏胶带。

4)检修人员检修完设备后，要及时清理检修现场，严禁烟火。

5)配备足够的灭火器等消防器材，并经常检查确保其有效。

5 轮斗系统胶带的硫化

5．1 胶带硫化接头长度的确定

胶带硫化接头的强度是靠相互交叉搭接的钢芯与芯胶之间的张力来实现的，图1所示。

硫化接头的长度取决于胶带本身材料及胶带所受的拉张力。黑岱沟露天煤矿轮斗系统胶带硫化接头的长度如下：端帮胶带ST2500×12×6—1800接头长度为1350mm，工作面胶带ST1600×12×5—1400接头长度为800mm，设备胶带ST1000×12×5—1400接头长度为780mm，设备胶带ST1000×12×5—800接头长度为800mm。

5．2 胶带硫化接头中心的确定

在胶带硫化过程中，必须找正两个胶带头的中心线。

接头中心线找不正会导致胶带跑偏。对于很长的胶带，两个胶带端头应该在工作位置前和后大约20～30m上对正，较短的胶带应在5～10m长的位置上对正。

具体的找正方法图2所示。

1)在两个胶带的端头上，确定胶带中心并以相隔数米的至少三个点标志出来，再用粉线盒将胶带的中心线画出来直至端头(禁止用油性笔的划线行为)。

2)在紧邻连接头的位置划上垂直横线1和2作为参考线。

3)划好中心线和垂直横线之后，将两个胶带头叠放到一起，用一条细线验证两个胶带头的中心线是否对正，移动胶带头，并用垂直横线进行验证，对正后将胶带头用卡子固定，等待剥胶。

5．3 剥离接头上下覆盖胶

根据所使用的加热板的角度，在重叠的胶带上画出斜线作为连接线。通常角度为16度40分，在胶带的边沿处将斜线的断点标到重叠的下面胶带边沿上。以此来画出下面胶带的斜线。

1)用切割刀沿所画斜线切入胶带的橡胶层，垂直切口，切口应有30度的斜坡，以便硫化时橡胶覆盖层的连接。

2)首先割除接头两侧边沿的硬橡胶，然后剥离上覆盖胶，等到割开的覆盖胶足够大时可以利用夹子夹住并用导链将其张紧。此时就可以加快剥离速度，小心施加导链拉力，保证胶带芯胶不会从钢芯上撕裂。

3)剥离下覆盖胶。将胶带端头折回来，并用方木与卡子固定。然后按与上述相同的方法进行剥离，依照所画的斜线确定接头的长度后切掉多余的端头。

4)剥离完上、下覆盖胶后，剔钢芯，然后用打毛机将连接斜坡及钢芯进行打毛，使其表面良好的粗糙化。接着清除掉碎屑，并用甲苯清洗后，仔细地涂抹胶糊两次。第二次涂抹必须在第一次完全干了之后进行。接下来就是铺下层胶，铺钢芯，铺上层胶，加压加温进行硫化。

5．4 铺设钢芯

铺设钢芯时，钢芯与钢芯之间一定要有足够的距离来填充芯胶。

1)交叉摆放的钢芯与钢芯之间的距离不能小于1．5mm，以保证芯胶的填充量。

2)钢芯摆放要保证平、直。硫化完成后，接头要承受一定的拉张力，凸凹不平、弯曲的钢芯易被拉伸，导致接头受力不均，胶带运行时出现跑偏现象。将会造成硫化接头的失败。

3)一定要注意钢芯的方向。两边的钢芯要顺着胶带的运行方向摆放，不能逆向摆放。以避免在胶带运行过程中由于边胶撕裂而将钢芯撕掉，从而影响胶带的使用寿命。

5．5 铺设胶料

铺设胶料是硫化过程中的关键工艺，决定着硫化接头的质量。

1)确定铺设胶料总厚度：根据硫化工艺的不同，按以下方法确定：

(1)钢芯与钢芯之间加胶条。胶条是一种芯胶，硫化完成后，能将钢芯牢固地粘接，很好地承受拉张力。将各层胶料及钢芯的总厚度加到一起就是被硫化胶带的厚度。

即：下面胶厚度+下芯胶厚度+钢芯直径+上芯胶厚度+上面面胶厚度=胶带厚度。

(2)钢芯与钢芯之间不加胶条。即直接利用芯胶高温熔化后填充到钢芯之间来承受拉张力，所以在铺设芯胶时厚度不应小于6mm。即：下芯胶厚度+上芯胶厚度≥6mm。有这样，钢芯之间才能保证有足够的芯胶以保证接头的拉张力。

由于在铺设胶料时，钢芯之间有空隙，所以胶料的总厚度要大于被硫化的胶带的厚度。一般按下列经验公式确定：

下面胶厚度+下芯胶厚度+钢芯直径+上芯胶厚度+上面胶厚度－2mm=胶带厚度

2)铺设胶料过程中应注意的事项：

(1)铺设胶料：图3给出了铺设胶料顺序。

(2)在铺设时，必须保证硫化周围环境的清洁，一定不能有灰尘、油类物质、水等(风雨天不能在野外露天进行硫化)。否则会影响接头的质量。

(3)在铺设完每一层胶料时，都必须在胶料与胶料的接触面涂抹两次胶糊(特殊的粘接剂)，每一次涂抹的胶糊都必须干了以后才可以进行下一步工作。否则接头内会产生气泡，直接影响粘接质量及接头的强度。

(4)为了防止接头硫化后产生气泡，在铺设完上面胶后，应该用锐器将胶料上扎眼或划开直至钢芯，以便加温加压时将气体释放出来。

5．6 胶带硫化加压加温

加压加温前，应将电源与温控箱，水泵，加热板等连接。观测温控箱的自动控制，手动控制，温度调节是否正常，之后，方可进行加压加温。若压力不足会导致胶带硫化后松软，影响接头强度；温度不足或保温时间不够会导致胶料不熔化或熔化不完全，影响接头的拉张力。

1)钢芯胶带在热硫化时，压力最小不能低于150Pa，只有这个压力才能保证硫化接头的质量。

2)硫化设备在摆放时可能出现不平、受力不均等现象。很容易使硫化设备(如水袋、钢梁螺栓等)的损坏，导致硫化接头的失败。因此，在加温之前，应先将压力打到155～160Pa，如硫化设备没有损伤，再将压力降至130Pa左右，进行加温。在加温的过程中，压力随着温度的升高而升高，这时必须随时观察压力的变化，随时进行调整，以防止压力过大损坏设备。在加热温度升高到150℃时，调整压力到150Pa，开始保温、保压。

3)钢芯胶带在热硫化时，温度达到120℃～125℃胶料开始熔化，保温时间可以从125℃开始计算，温度最高不能超过150℃，一般在145℃～150℃之间进行保温。胶带的保温时间是由胶带的厚度确定，可以按以下经验数据进行：

10～14mm   40min

15～17mm   50min

18～1mm   60min

22～24mm   70min

25～29mm   75min

加热温度过高或者加热温度达不到要求，都会使硫化接头强度达不到要求。保温时间达到后，可以切断电源，使其自然冷却到60℃以下后，释放压力，松开紧固螺栓，并将硫化设备拆除。在胶带硫化时，应该严格按厂家的技术说明进行硫化。

6 结论

通过以上对轮斗系统胶带主要故障与预防措施的分析以及胶带硫化工艺的阐述，轮斗系统设备操作和维修人员可以根据不同情况，采取有效措施，保证轮斗系统设备的正常运行，从而有效提高轮斗系统的生产效率，降低轮斗系统的生产成本，为企业创造可观的经济效益。

参考文献：

[1]   H·柯雷特．露天矿连续采掘和运输设备[J]．中国煤碳，1996(10)．