钢丝绳芯胶带翻带装置的设计与应用

摘要：针对钢丝绳芯胶带长期使用，非承载面磨损严重，会导致芯部钢丝绳表面外露，甚至会出现钢丝绳断丝、断股和抽丝现象，严重威胁胶带的安全运行，我们设计了钢丝绳芯胶带翻带装置，提前将磨损严重的的胶带翻过来使用，有效地延长了胶带的使用寿命。

关键词：翻带装置 胶带输送机 翻转

目前，我矿井下共有胶带输送机29部，总运距达19105米，总装机功率6110kw，其中强力胶带输送机7部，运距达9320米，装机功率3430KW，担负着全矿主运系统的运输任务。随着采区设备功率的不断增大，井下安装使用的强力胶带输送机也随之增加。我矿强力皮带使用的强力胶带为ST/S1250/1000、ST/S1600/1000、ST/S2500/1000三种。由于强力胶带输送机使用较为频繁，胶带磨损较为严重，胶带的使用寿命较短缩短，一般只有4—6年，胶带的价格按平均1050元/米计算，我矿使用的强力胶带是18640米，价值1957.2万元，也就是6年更换一次，就要投入1957.2万元的材料费用，这里还不包括更换使用的材料费、人工费和误工费用，平均每年都需投入326.2万元强力胶带的更换费用。

“胶带自动翻带装置”装置是根据胶带长期运行，胶面磨损无法避免，但由于煤炭运输特定的外在固素，使皮带实际磨损出现与理论设计磨损量倒置的现象，即非承载面磨损严重而承载面磨损量相对较小。特别是钢丝绳芯胶带，其使用后期，部分非承载面磨损至芯部钢丝绳，芯部钢丝绳表面外露，直接与托辊及滚筒表面接触位置经常会出现钢丝绳断丝、断股和抽丝现象，严重威胁胶带的安全运行的情况下自行研究设计出来的一种胶带快速翻转装置。胶带翻转机构，所述的胶带翻转机构包括至少三组成对的夹辊组及相应的固定框架，该夹辊组依次呈螺旋状排列并固定在固定框架上，固定框架固定于机架上，所述的胶带翻转机构安装在胶带的零载荷处，胶带穿设于呈螺旋状排列的夹辊组，胶带在闭合端采用异面胶接，以实现胶带180度翻转。具有结构简单、使胶带使用寿命延长等优点。翻带装置示意图及翻带步骤示意图如下：

按照胶带正常使用年限计算，如果在其使用至中期提前翻带，翻转后的胶带平均可以延长，通过翻带装置翻转。根据我们多次的长时间的观察发现，强力胶带在使用过程中与上托辊接触的面磨损较快，而承载面的磨损量是很少的，因此，只要在胶带的接触面磨损剩余到3㎜左右的时候，将胶带翻转过来继续使用，这时胶带的钢丝绳并未外露，钢丝绳未受损伤，这样胶带还可以继续，胶带的使用寿命至少延长2年，等于延长胶带1/3的使用寿命，这样平均每年可以节约108.7万元。也就是每部皮带机在翻转时投入0.5万元的材料费、人工费和工作时间，就实现了快速翻带。

使用翻带装置翻带的实施过程如下：地面准备好自动翻带装置及固定装置、材料，并检验合格后下井使用，自动翻带装置及硫化热补用设备提前运到位，非防爆电器入井使用前必须有非防爆电器使用安全技术措施。施工前，将皮带机开关必须全部停电、闭锁、挂牌，设专人看守，清理施工现场及机头张紧车轨道的杂物、浮煤，将准备截断的皮带接头开到皮带机头张紧车向后下皮带20米左右的位置，并将皮带机开关全部停电、闭锁、挂牌、设专人看守。在皮带接头前后10米位置下皮带上下夹板，松皮带机头张紧车，断开皮带接头。使用两个5吨手拉葫芦配合钢丝绳头拉机头方向的下皮带，拉够施工所需的长度后，将两个手拉葫芦的小链锁死，将夹板用4股8#铁丝固定在固定机架上。拉皮带时手拉葫芦一头用钢丝绳头固定在固定机架上，另一头用钢丝绳头固定在固定机架上。按施工要求剥出接头两端的钢丝绳，剥好后，人工翻机头方向的皮带，翻够10米后，安装自动翻带装置，固定自动翻带装置及夹板，固定自动翻带装置及夹板时，必须选择可靠的固定机架进行固定。翻带装置固定时用钢丝绳头配合元宝卡子进行固定，夹板用4股8#铁丝固定在固定机架上。将接头两端的钢丝绳用合格的元宝卡子卡死，使用元宝卡子卡接头钢丝绳时，可选择每两对为一组进行卡死，每组钢丝绳上的元宝卡子不得少于4个，元宝卡子必须选用合格的元宝卡子进行卡绳。松接头前后夹板，将皮带进行适当的张紧。将皮带机开关送电，点动开车进行翻皮带，点动开车翻皮带及皮带运行时，人员不得站在或靠近皮带、滚筒等转动部位。翻皮带时，每隔400米设一人进行监视，有问题及时停车处理，处理好后方可继续进行，各监视点提前设置信号，并要求调试合格。待皮带接头开至起车位置向前15米处后，松钢丝绳上的元宝卡子，人工将机尾方向皮带接头打折段的皮带翻正，用元宝卡子卡死钢丝绳，接头向后开15米，拆除自动翻带装置，将皮带机开关停电、闭锁、挂牌、设专人看守。使用两个手拉葫芦配合钢丝绳头拉皮带，拉够皮带接头硫化热补所需长度，固定好夹板，接头处搭建施工平台进行硫化热补皮带接头。接头硫化完毕后，进行张紧调试皮带，待皮带运转正常后完成整个翻工作。由于皮带翻过来后，摩擦面皮带发生变化，皮带在运转初期会发生跑偏现象，有的跑偏方向与原来恰恰相反，因此整个胶带输送机需要重新调整，待运行一段时间后才会正常。因此这一阶段维护人员要加强巡查及调试力度，防止因胶带磨机架而造成不必要的损伤。

使用效果：　我矿西大巷强力皮带为2006年9月安装的胶带输送机，型号为DTL100/60/2*315，输送机长度为2480米，提升高度为零度，胶带的生产厂家为银河德普，型号ST/S1600/1000的阻燃胶带，运行到现在已经5年，按照厂家提供的使用寿命数据为4-6年，现已到使用的最后年限，如果将胶带全部更换，需要购买胶带5000米，价格是1050元/米，需要资金5250000元。经我们仔细观察发现胶带的承载面的磨损量仅为1—2mm，反过来后可以正常使用，我们于2011年3月份使用翻带装置对西大巷胶带输送机的胶带进行翻转。到目前为止，整个胶带运转状况良好，未出现钢丝绳断丝、断股和抽丝现象，具现场观察测定，整个胶带仍可以在再常使用1—2年，仅这一部胶带输送机就节约了约1800000元的费用。将这项技术在全矿范围内使用，每年可节约大量材料费用，具有较高的使用价值。

参考文献：[1]　洪晓华，矿井运输提升. 徐州：中国矿业大学出版社.2007

[2]　成大先 机械设计手册（第五版）. 北京：化学工业出版社.2008.[3]　机械工业部北京起重运输机械研究所 DTⅡ型固定式带式输送机设计选用 手册. 北京：冶金工业出版社.1994

作者简介：刘冬，男，江苏徐州人，助理工程师，毕业于中国矿业大学机械工程及自动化专业，学士学位，现为徐州矿务集团三河尖矿调度室主管技术员。