胶带输送机传动滚筒包胶的研究与分析

韩 冰

（国能珠海港务有限公司，广东 珠海519050）

0 引言

散货码头生产作业中主要的运输设备就是胶带输送机，其完成了从堆场到船舱的所有的运输工作。胶带输送机是重要的港口煤炭装卸设备，主要承载煤炭的输送工作，因此胶带输送机的承重载荷的大小直接决定了码头的吞吐量。胶带输送机的关键部件就是传动滚筒，其直接决定了胶带输送机的生成能力的发挥以及设备能否安全运转，通过增加承载皮带和驱动滚筒之间的摩擦力，消除驱动失效的情况，可以有效增加煤炭装卸工作的可靠性和稳定性。

1 传动滚筒包胶中存在的工艺问题

胶带输送机主要通过输送带和传动滚筒的摩擦力实现物料的运输，以往的传动滚筒包胶工艺是依据滚筒的大小将胶带机进行裁剪，之后在滚筒上通过黏结剂黏结胶带，并通过螺钉将接头处压紧，同时保证接头处处于平整状态。但在实际应用中发现，其具有以下2点问题：①存在接头对接不良的问题，因裁剪胶带机时均为手工切割，因此接缝处无法贴紧滚筒，压紧螺钉的距离和带边距离有30 mm，导致运行时输送物在接头处堆积，随着时间的增加堆积物也不断增加，包胶损伤也越来越严重，导致输送时出现严重的跑偏或打滑现象，严重的会导致胶带损坏。②黏结剂性能较差，此类黏结剂对施工环境有较高的要求，且胶接完成2小时后才能恢复正常的工作，尤其是高温水浸后，其黏结性明显降低，滚筒和胶带之间容易脱胶，使胶带剥落，甚至撕裂。

另外，为了增加输送带和传动滚筒之间的摩擦力，通常会将阻燃橡胶黏结在传动滚筒表面，橡胶黏结的方式有冷黏和热硫化两种，但实际应用后，橡胶均存在脱落和磨损情况，在降低摩擦力和输送能力的同时可能导致打滑现象，因此，需要更换整个滚筒或进行包胶的更换，增加了成本和工时。

2 滚筒包胶磨损的主要诱因

滚筒包胶通常均为橡胶制品，其是微观的一种层状结构，通过对滚筒包胶的磨损情况进行观察发现磨损的表现主要有两个：一个是拉伸作用导致的舌状物断裂；一个是周期性导致的包胶表面产生了微小的舌状物撕裂。此类表现通常都是大面积发生，因此，容易出现典型的磨粒磨损，属于宏观磨损。有学者对不同的导致滚筒包胶磨损的原因进行研究发现，如果处于煤尘洒落较多的环境、包胶和输送带之间存在较大的正压力时，包胶的磨损情况会更严重，需要频换更换滚筒。总结相关数据以及实际的橡胶磨损相关知识、滚筒磨损情况，发现导致传动滚筒包胶发生的原因主要有3个：（1）输送带发生张力变化时，传动滚筒包胶有弹性摩擦；（2）传动滚筒和输送带之间存在正压力；（3）传动滚筒包胶和输送带之间有煤尘微粒等磨损介质。

3 传动滚筒包胶的磨损机理

磨损指的是摩擦表面进行相对运动时，因化学作用、机械作用导致的材料脱落现象。相关研究指出，导致传动滚筒包胶磨损的最主要的原因就是包胶和接触的介质在较大的正压力下出现相对运动，因此，在研究传动滚筒包胶磨损的机理时，发现以下几点因素的影响力较大：①接触介质，胶带输送机多在煤炭的运输中应用，因此，大量的煤炭微粒会存在于输送带和传动滚筒包胶之间，通过现场观察发现，在输送带和传动滚筒之间此类接触介质在分布范围、厚度方面是均匀分布的；②正压力的作用，输送带的张紧力是主要的正压力作用，胶带输送机想要正常运行，就需要增加输送带的张紧力，从而避免运转、启停时的打滑现象；③接触介质和传动滚筒包胶之间的相对运动，此类相对运动可以分为两种：一是胶带输送机运行时因滚筒包胶和输送带之间存在摩擦力矩的作用，因此滚筒两边输送带受到的张力不同；二是胶带输送机启动或停止瞬间传动滚筒包胶和输送带之间的相对运动。

4 当下传动滚筒包胶的种类和特点

目前，胶带输送机的包胶种类包括冷粘胶、陶瓷包胶、瓦壳式包胶、铸胶等较多种类，不同的包胶方式其特点也有差异性。

第一，铸胶。其主要优势是滚筒的胶面和滚筒之间没有间隙、接触面较大，包胶层牢固、可靠。其不足之处主要有以下3点：①因其厚度不均匀，因此铸胶后需要二次加工，用以保证滚筒轴和滚筒外圆的同轴度，具有较高的设备要求度。②如果使用过程中筒皮和胶面剥离，无法修复，必须将滚筒拆下，之后将外包胶撤掉，重新包胶。③铸胶前需要将螺纹状的沟槽加工于筒体的整个表面，增加粘胶的强度和接触面积。

第二，冷粘胶。其优势为：相较于铸胶其制作更加简单，且无须应用大型的设备，包胶均匀。不足之处主要有以下3点：①使用后如果出现胶板脱开的情况，需要拆下滚筒将胶板全部剥除后进行清洗，最后重新黏结胶板，修复难度大；②操作前需要对滚筒进行清洗包装，使其处于光洁的状态，且表面没有油污；③包胶时要保证滚筒和胶板之间没有间隙，否则会影响黏胶的强度。

第三，瓦壳式包胶。机械行业的不断发展促使包胶工艺不断改建，如今广泛应用的包胶方式有两种，一种是瓦壳式包胶；另一种是陶瓷包胶。瓦壳式包胶主要由胶板和压条组成，进行压条安装时应将其焊在滚筒表面，并将胶板压紧。其主要由金属层和耐磨胶层通过热硫化操作形成，其优势有以下4点：①安装胶板时操作简单，可靠性强；②果使用时胶板表面破损或发生磨损，现场就可以进行更换，仅需将损坏的胶板拆去即可，不需要将滚筒拆卸下来[2]。因此可以减少停机，降低成本的同时提高效率。③包胶时仅需对滚筒表面进行粗加工，光洁度达到满意程度即可，要求比冷粘胶低。④胶板是新材料和新工艺形成的，寿命长且胶层耐磨。由此可见，相较于铸胶、冷粘胶包胶，瓦克式滚筒包胶制作简单，容易维修，不仅可以将滚筒的使用寿命有效延长，还降低维修成本的，同时在各种规格的滚筒中均能适应。

第四，陶瓷滚筒包胶，还有一种更为先进的包胶方式为陶瓷滚筒包胶，是将20 mm×20 mm、耐磨性能较好的、表面有颗粒的三氧化二铝陶瓷块镶入特种橡胶中，因橡胶和陶瓷的接触面有燕尾槽结构，因此，两者能紧密结合，橡胶不易脱出。另外，陶瓷片的粗糙度较高，且表面有凸点，可以增加摩擦系数，有效避免打滑情况的出现。陶瓷衬板不起层、黏结牢固，具有较好的耐磨性，且使用寿命相对较长，相较于常规包胶，其寿命长3~5倍，可以避免出现多次包胶维修的情况[3]。目前，陶瓷滚筒包胶、瓦壳式包胶在各个领域的带式输送机中广泛应用，例如化工、冶金、港口、矿山等领域。

综上所述，随着不断引进、推广新型的结构、技术，设备运行时的可靠性、稳定性不断增加，通过技术手段减少胶带输送机的停机时间、提高其设备的运行稳定性和管理水平，降低维修时的劳动程度，为设备的运行提供保证。