斗轮堆取料机悬臂皮带机帆布芯皮带硫化工艺

张琦

中交一航局安装工程有限公司 天津 300457

摘要：斗轮机构通过斗轮旋转，结合行走、俯仰、分层或阶梯式选材方式。堆料主要通过皮带机将散料运至尾车，经过漏斗到达臂架皮带，同时通过整机运转和俯仰、回转将散料卸至堆场，其中臂架皮带为帆布芯皮带，具有正转、反转两转运行模式。

关键词：皮带；硫化工艺；硫化技术

1 斗轮堆取料机臂架结构

图1 臂架俯仰机构

臂架皮带机斗轮堆取料机重要工作机构，是典型的皮带机系统。带式输送机主要组成部件有帆布芯皮带、传动系统和钢结构组成，如图2所示。

图2 带式输送机简图

2 硫化胶接原理

2.1帆布芯皮带

帆布芯皮带的硫化衔接，是将衔接处的胶质层和芯质层按要求的方式和角度，剥离成梯形结构，涂抹上胶料使其结合。在要求的压力、温度和时间下，经过一系列硫化反应，将硫化衔接处粘连，使接头处得到符合要求的粘结强度。

2.2皮带胶接硫化条件

皮带上的硫化条件主要分为硫化温度、硫化时间和硫化压力三大部分，这三大部分一般称为皮带硫化的三大要素。

1）硫化温度

硫化皮带中硫化温度与胶料粘接时，是胶料在一定条件下的符合要求的反应温度，是硫化过程控制中最重要的条件之一，由于现场操作、条件和工作条件参差不齐，硫化时温度控制在要求范围内。

2）硫化压力

（1）提高芯层和胶层的密封性和附着力，去除接头内的气体，消除气泡；

（2）促进粘合剂流动；

（3）加强胶粘剂表面的粘附强度和皮带的抗弯曲性能。

皮带具有多层涂胶（层状）、结构复杂的特性，硫化压力对硫化速度的影响很小，一般不考虑。硫化胶料涂抹位置，当涂在帆布芯皮带层上，硫化压力为0.8-1.2npa。皮带薄，应选择下限，较厚的皮带应选择较高压力。

3）硫化时间：硫化胶水工艺必须在一定时间内完成：

式中： —硫化时间（min）

—胶料正硫化时间，一般选用15mim;

i—皮带芯层层数

—上下覆盖胶层的总厚度（( mm )

K—系数，一般选取K=1.3-1.5

硫化周期的长短应该由硫化效应决定，达到硫化的正常水平，时间太短会导致脱硫，过多的时间会导致超硫。由于硫化中实际计算时间的困难，皮带生产商他们在硫化时间的规定上没有统一标准，而硫化中轻微的时间波动对于皮带接头没有显著影响，因此通常可以使用这个公式来确定硫化中的近似时间。

2.3 硫化原理

普通皮带是由不同的成分混合而成，每一种成分都有自己的用途，不可替代。每一种皮带都是高分子聚合物。数以千计的单体聚合物链复杂交织在一起的。因此，形成一定的橡胶结构，如天然橡胶NR、丁萃橡胶SBR。

2.3.1橡胶硫化

没有硫化橡胶的线性大分子是锯齿形，大片段分子链的自由运动，通过分子和大分子相互作用受到外力时，分子链的大片段很容易移动，显示大型拉伸变形，像一个巨大的塑性流动。硫原子作为橡胶分子之间的桥梁（“桥梁反应”)，使橡胶分子结合形成具有一定物理和化学性质的橡胶。

2.3.2 硫化后的性能

表1硫化后的性能

3斗轮堆取料机悬臂皮带机帆布芯皮带硫化胶接操作步骤

1）搭建斗轮堆取料机悬臂皮带机帆布芯皮带硫化平台，将皮带接头放置在平台上。完成进一步的准备步骤后，选用切割机切断皮带接头多余部分。

2） 测量接头长度后，取皮带的中心线，并查找这两条皮带接头的中心位置中心线长度最少保持6米距离才能确保中心线的精度。用粉线和油漆笔进行标记，避免施工过程中出现误碰擦拭掉的情况。

3）皮带接头的角度是按照皮带宽度的0.3倍进行确认。

4）皮带接头的各个帆布层和胶层的剥离制作，皮带接头的选用长度、帆布及胶层的剥离层数，需根据各皮带厂家及现场要求皮带强度进行实际确认。

5）皮带接头剥离完成后，选用安装合金砂轮片的打磨机进行全面无死角的打磨工作。把需硫化位置正反两个接头的过渡位置，用硫化刀剥离出3cm的坡面，俗称3分头。

6）皮带接头平台下部硫化工具的组装：同时将硫化工具的机架摆放整齐。将硫化工具的加热板放于摆放好的平台上，上部铺设加热装置，并在其上方铺设高温布，高温布选用铁氟龙技术高温布，该材质的高温布具有纹路细腻清晰、密度密实、韧性强、不沾粘、透气、吸水和耐高温的性能。

7）阶梯填充胶料，芯胶、面胶和刷胶浆环节：选用皮带厂家配备的清洗剂对皮带剥离的接头部位和面胶进行清洁﹐等到完全干燥后将胶浆、芯胶涂刷两至三遍。将剥离的接头填充芯胶、面胶和刷胶浆，重点注意胶浆填充的厚度要与芯胶的厚度一致。填充胶料完毕后用手锤将胶料砸实，并用钢针将胶料刺孔，以便排除内部空气，重点注意的是排除空气是保障硫化质量的重要环节。

8）接头成型。将阶梯填充胶料的接头进行合拢搭接，对皮带接头中心线进行复核，确保没有偏差。调节皮带接头两侧胶料的厚度适中，并且将皮带两侧的边型进行修整，仔细检查皮带接头胶料填充情况，如有胶料缺失的情况及时进行填充，防止出现硫化结束后出现缺胶的情况。

9）依次将硫化工具中的加热装置、水压装置置于合理处。将上压梁进行组装，然后使用丝杠将上下压梁进行两侧的逐一紧固。

10）装配硫化工具的供电系统。将温控箱、温度传感器、加热装置进行通电。

11）打压升温。加压必须采用两次打压的方法，即：先将水压板的压力加到0.8MPa，待加热板温度升温至80℃，再将水压板打压到硫化所需标准压力，随后再将硫化工具的加热板升温到硫化所需标准温度。这个环节需重点注意，再有温度传感器的情况下，也需要使用水银温度计进行测温，避免出现硫化工具不稳定出现硫化温度偏差，导致硫化质量问题。

12）温度控制及保温时间。将硫化温度保持在145+5°C，保温时间约为45分钟，保温时间结束，断开硫化工具电源，保持水压板的标准压力。皮带硫化开始进行冷却阶段。

4皮带接头硫化过程中的注意事项

4.1 作业具要准备齐全并保证完好

如硫化工具应进行下列检查；

1）加热板温度检查：将加热装置加热至要求温度后，每个加热装置至少测量10个点的温度情况。异常情况需要维修或调整。

2）测试水压板系统：压载水袋高于工艺压力20%以上。如有渗漏，应及时修理或更换。

3）加热板整体情况检查：是否完整，表面是否有异物附着。因为如果有缺陷，可能会对皮带造成局部压力过低造成硫化完成的皮带出现质量问题。

4）检查硫化设备电控箱：是否供电正常，温度指示和自动控制是否正常；确保线缆完好无损。

5）如遇到下雨、起雾、风雪天气注意天气，要搭建施工棚，保障硫化质量。

4.2 技术参数的选择

对于硫化过程中的三大要素（温度、压力、时间），具体参数可根据皮带厂家提供的技术要求（例如皮带的强度、规格）进行设定。根据厂家技术规格不同，有时要求的皮带接头长度会有所不同，当皮带接头过长，一块硫化加热板无法满足时，可以同时使用两个或多个加热板，但必须考虑以下几点：

1）两个相互连接的硫化面板必须设计紧密，避免留下缝隙。

2）在两块加热板过渡缝隙位置，选用2 ~ 3mm厚的薄铜板或不锈钢进行铺设，以防止皮带粘接面溢出胶料，造成硫化质量问题

3）两台硫化工具同时作业时，要保障两台设备同时运行，保障统一温度和统一压力。

4.3 设备保养

1）在设备运输过程中，操作人员必须保证硫化工具不受到剧烈的振动。

2）如果长期不使用的水袋和水箱，应及时排除剩余的增压水。

3）加热板要保持清洁和不被损伤，在运输过程中应将加热板组装完成后方可进行运输。

4.4 硫化人员的基本技能

斗轮堆取料机臂架皮带机帆布芯皮带硫化工作是在小组的基础上完成的，小组成员的技能因其能力不一，因此需要根据具体技能情况进行成员分配，一般小组成员必须具备以下基本技能①硫化刀的正确使用；②皮带清理打磨要领；③芯胶、面胶、胶浆等胶料的正确使用；④皮带接头画线的技能； ⑤硫化工具的正确装配和操作；⑥硫化工具和胶料的储存和保养技能。这些基本技能直接影响到胶接斗轮堆取料机臂架皮带机帆布芯皮带硫化工作施工质量、施工用时及施工安全。

4.5 安全与防护

1）硫化工具装配时，正确操作，施工人员保持安全距离以免对自己或他人造成伤害。

2）拔掉或断开电源时，必须先切断电源，以免发生电气事故。

3）用硫化刀具切割皮带时，要正确佩戴防护手套，避免手部受伤。

4）在矿井等易燃易爆区域施工，硫化工具必须选用防爆型。

5）胶水和溶剂是易燃材料，必须在通风良好的地方使用，并注意防火。

6）吸入溶剂时间过长会对人体造成严重危害，需要安全措施，如佩戴防护口罩。

4.6 工业卫生和环境保护

1）当斗轮堆取料机臂架皮带机帆布芯皮带硫化工作现场粉尘较大时，应搭制防护棚。

2）操作过程中保持周边环境清洁，防止各类油品、杂物污染接头接头部位，以免影响接头紧实度和周边环境。

3）尽量避免在潮湿条件下进行斗轮堆取料机臂架皮带机帆布芯皮带硫化工作。

4.7接头胶料的储存

1）硫化胶料的存放处应干燥，并有光阻保护，远离热源，避免油污、酸碱、油污、有机溶剂等影响质量。

2）用来进行长时间储存胶料的库房，温度应保持在5°C，到20°C，胶料短时间存放位置的温度应保持在0°C到4°C。

3）仓库的相对湿度应保持在50%至80%之间。

4）一般芯胶、面胶、胶浆的存放时间不得超过3个月；特殊型号皮带所用胶料，如具有防火、耐高温、酸碱化合物的胶料存放不得超过2个月。

参考文献

[1] 王养琴. 整芯皮带硫化工艺[J]. 管理学家, 2011.

[2] 王建伟. 强力皮带硫化工艺改进[J]. 科技传播, 2014(9):1.

[3] 王燕斌. 强力皮带硫化工艺改进分析[J]. 当代化工研究, 2020(8):2.

[4] 王成, 高峰. 浅谈强力皮带硫化工艺的改进和应用[J]. 陕西煤炭, 2019, 38(A01):4.

[5] 刘富. 强力皮带硫化工艺革新[J]. 中小企业管理与科技, 2011(6):1.

[6] 张栓. 强力皮带硫化工艺改进探讨[J]. 工程技术（文摘版）·建筑：00138-00138.