矿井用PVC整芯带斜面式接头方法

摘要  本文提出了PVC整芯输送带胶粘式接头的新方法－斜面式胶粘接头法。通过新研制的胶带大斜面切削机将输送带的二接头端加工成相对应的斜面，用自行研制的常温硫化胶作为粘接剂，搭接后经滚压压实和后静置二小时即可投入使用。接头的拉力试验表明，接头抗拉强度达到      。

输送带运输是矿井下运送矿物的主要运输方式。输送带的种类很多，主要有钢丝绳型带、织物帘布层型带和PVC整芯带。由于PVC整芯带优越的阻燃性能，近年来，PVC整芯带在矿井下的应用增加很快，尤其是在煤矿中。PVC整芯带的的接头绝大部份采用机械卡子法。但这种接头寿命短、容易磨损辊筒，接头处漏料。而在其它类型的输送带接头中，已基本上采用胶粘式接头。所以，相对于PVC整芯带开发出一种胶粘式的接头方法，具有很实际意义。

一  PVC整芯带选择斜面式接头型式的理由

PVC整芯带除上下面胶外，芯部为一整体。由于接头处要求与原带等厚，所以接头型式的选择是一个难题。理论上说，可选择的接头型式可以很多。典型的有阶梯型、斜面型和拼指式，如图1所示。但无论用何种接头型式，都需要通过机械加工才能获得。

输送带材料的对接胶粘强度很低，与大面积的搭接处粘接强度相比可以略去不计。在此将对接处形象地称之为断层。阶梯式接头存在断层，图1所示p1－p1剖面的强度是原带强度的（1－t1／t）。拼指式接头也存在断层。图1所示p2－p2剖面的强度只有原带的50％。而斜面式接头理论上不存在断层。在同样需要切削机具的情况下，对PVC整芯带采用斜面式接头应该具有优越性。

由于尚没有可以切削输送带斜面的机具，所以研制大斜面胶带切削机具是首要的任务。

二 接头方法的选择

目前通用的胶粘式接头方法有橡胶硫化法和氯丁胶冷粘法。氯丁胶冷粘法要求两粘接平面很平整，而机加工形成的两结合面达不到要求，所以此方法不适合作为PVC整芯带的粘接。

作者此前提出了一种新的方法，称为聚氨酯胶常温硫化法[2]。其特点是采用自行研制的常温硫化胶作为接头胶料，这种胶为双组份液体，使用时加在一起搅拌即可常温固化。固化后的胶不但具有对PVC带芯很好的粘接性能，还具有接近橡胶的弹性、韧性和强度。它省去了橡胶硫化时所需要的高温高压，所以更适合于现场使用。

图1  可应用于PVC整芯带接头的三种接头型式        图2  大斜面切削机工作原理

三 接头参数的选取

    斜面式接头的接头参数就是接头长度L。

选取接头几何参数的原则是保证接头粘接面所提供的粘接力大于等于输送带的额定抗拉强度

设输送带的全厚度额定抗拉强度为F（N／mm）。对于棉帆布带，F为100－600；对于PVC整芯带，F为800－1600；对于聚酯带，F为500－2000。

设接头的长度为L（mm）。接头粘接胶的剪切强度为M（N／mm2），

则                        L≥F／M

应用聚氨酯胶常温硫化法接头，通常M≥5N／mm2。若F＝800，则L≥20mm；若F＝1600，则L≥40mm。

在实际的输送带接头中，由于存在接头缺陷，以及输送机上犁煤器、物料、水汽等对接头造成破坏和侵蚀，L不可能取太小，通常取300mm到500mm。

在本次试验中，L取360mm。。

四  输送带大斜面切削机具的研制

大斜面切削机的工作原理如图2所示。切削由电机通过同步带轮驱动的卧式铣刀完成。切削装置的运动分为沿X方向（皮带长度方向）的切削进给和沿Y轴方向（皮带宽度）的移位。X方向的运动由X方向光轴组和丝杠机构控制；其两端相对于平台的高度可以调节，达到控制切削斜度的目的。Y轴方向的移位由Y方向光轴组控制。切削前皮带置于平台上并加以固定。

样机的最大切深为8mm，最大切削长度为500mm，最大切削宽度为800mm。切削斜面的不平度可控制在1mm以内，斜面的边缘厚度也在1mm以内。

五  接头试验设计和结果分析

试验所用的PVC整芯带由上海某胶带厂生产，全厚度额定抗拉强度为800N／mm，厚度7.2mm，宽度60mm。

聚氨酯胶常温硫化法借用硫化器接头，加压力为0.2Mpa，加温度为60ºC，固化时间为45分钟。

六结论

1 棉帆布带的斜面式接头，在橡胶热硫化法时，其接头强度比阶梯式接头高59.5％；用常温硫化法时增加50.7%；所以斜面式接头对棉帆布带最合适。

2  对于聚酯布带，斜面式接头和阶梯式接头，无论用橡胶热硫化法还是常温硫化法，两者的接头强度相当。

3  就破坏形式看，阶梯式接头通常先在接头连接缝处分离，然后在最薄弱的一个阶梯处断裂。这与输送带

4  常温硫化胶对PVC聚酯带的粘接性能很好，180线剥离强度达到6KN／m。但由于PVC聚酯带现有的构造，在制成斜面时，本带的强度损失很大。因此斜面式接头的强度低，不能满足实际工况的需要。