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鋼絲繩芯輸送帶的鋼絲繩是縱向布置的,因此其縱向具有很高的抗拉強(qiáng)度,但是其橫向的抗拉強(qiáng)度卻非常低,所以鋼絲繩輸送帶時(shí)常會(huì)發(fā)生橫向斷裂.造成鋼絲繩芯輸送帶橫向斷裂的原因有很多,主要有以下幾種:(l)張力變化.輸送機(jī)在啟動(dòng),停車時(shí),輸送帶的張力會(huì)發(fā)生比較大的突變.落料口的大塊物料落在輸送帶上產(chǎn)生的沖擊載荷也會(huì)造成輸送帶張力瞬間增大.張力的突變?nèi)菀讓?dǎo)致輸送帶的斷裂.(2)輸送帶經(jīng)常會(huì)由于各種原因發(fā)生抽芯,跑偏以及被異物劃卡現(xiàn)象,從而造成輸送帶的縱向撕裂,強(qiáng)度降低,進(jìn)而將輸送帶扯斷.(3)腐蝕作用.輸送帶的工作環(huán)境非常惡劣,在長期的運(yùn)行過程中要不停地與托輥和物料進(jìn)行摩擦,膠面逐步磨損后內(nèi)部的鋼絲暴露出來,在遇水或其他介質(zhì)后鋼絲繩開始生銹,致使強(qiáng)度降低,進(jìn)而發(fā)生橫向斷裂.(4)接頭質(zhì)量問題.輸送帶的接頭處是最容易發(fā)生斷裂的薄弱環(huán)節(jié).實(shí)際中有80%以上的斷帶都發(fā)生在接頭處.質(zhì)量較好的硫化接頭其抗拉強(qiáng)度也不到正常帶的80%,機(jī)械接頭的抗拉強(qiáng)度更低,僅為正常帶的60%左右.現(xiàn)在大多數(shù)接頭都采用熱硫化接頭,硫化工藝與材料,溫度,壓力,時(shí)間等都有關(guān)系,所以任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)大大降低接頭的抗拉強(qiáng)度.輸送帶橫向斷裂的后果是極其嚴(yán)重的,一旦發(fā)生斷帶下滑或因逆止器失效造成的逆轉(zhuǎn)事故,就會(huì)摧毀輸送機(jī)機(jī)架,損壞設(shè)備,堵塞運(yùn)輸巷道,造成長時(shí)間的停產(chǎn)和重大經(jīng)濟(jì)損失,甚至人員傷亡.2003年7月22日,甘肅華亭煤業(yè)集團(tuán)公司硯北煤礦主井就發(fā)生了斷帶事故,事故導(dǎo)致輸送帶斷開并下滑了近600余米.為了重新接上斷帶,該礦架設(shè)了專門加工的裝有滑輪組的支架,利用一臺(tái)30噸的絞車和一臺(tái)副絞車同時(shí)拉,刁-將皮帶拉回.處理這起斷帶事故整整耗費(fèi)了10天時(shí)間,該礦也因此停產(chǎn)了10天,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失;2005年山西晶鑫實(shí)業(yè)股份有限公司臥莊礦發(fā)生了兩起斷帶事故,兩次斷帶后輸送帶都下滑了近400米.第一次事故直接影響生產(chǎn)長達(dá)20多日,第二次事故影響生產(chǎn)7日,均造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失;2006年6月16日,河南平煤集團(tuán)十礦主斜井皮帶發(fā)生斷裂,事故造成4人死亡,4人受傷;2008年11月,河北某煤礦和安徽巢湖市的群利閘砂站均發(fā)生了輸送帶斷裂,分別造成了4人死亡,13人受傷和3人死亡的-滲痛后果.針對(duì)輸送帶斷裂事故目前最主要的保護(hù)措施就是在輸送機(jī)上裝載斷帶保護(hù)裝置,也稱抓捕器.斷帶抓捕器的一個(gè)最重要指標(biāo)即/抓捕0時(shí)間.抓捕時(shí)間可以分為反應(yīng)時(shí)間和作用時(shí)間.反應(yīng)時(shí)間是輸送帶發(fā)生斷裂到抓捕器做出動(dòng)作的時(shí)間,反應(yīng)時(shí)間與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和信息處理的速度有關(guān).作用時(shí)間是抓捕器開始作用到成功地抓緊輸送帶的時(shí)間.理論上認(rèn)為反應(yīng)時(shí)間應(yīng)該在輸送帶開始下滑之前,且越快越好.抓緊時(shí)間與輸送帶斷裂后的張力變化有關(guān),過短的抓緊時(shí)間必然需要較大的制動(dòng)加速度,制動(dòng)加速度過大容易導(dǎo)致強(qiáng)烈地沖擊.抓緊時(shí)間過長勢(shì)必造成更多的損失.抓捕器的正確反應(yīng)依賴于對(duì)輸送帶斷裂后動(dòng)態(tài)特性分析的準(zhǔn)確性.然而輸送機(jī)發(fā)生斷帶事故具有一定的隨機(jī)性,加上其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特性,輸送機(jī)上不同的位置發(fā)生斷帶后動(dòng)態(tài)特性均各不相同,最突出的就是輸送帶開始下滑的時(shí)間,與斷帶位置,輸送機(jī)運(yùn)量,傾角等因素都有關(guān)系.因此,本文將對(duì)帶式輸送機(jī)的斷帶過程進(jìn)行仿真分析,希望通過對(duì)斷帶過程的模擬能準(zhǔn)確反映出輸送帶的動(dòng)態(tài)特性,為斷帶保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供一定的理論參考.另外,我們發(fā)現(xiàn)輸送帶的斷裂并不是瞬時(shí)的,而是存在一個(gè)過程.在這個(gè)過程中往往是帶內(nèi)的某根或某幾根鋼絲繩先發(fā)生斷裂,輸送帶的抗拉強(qiáng)度降低,導(dǎo)致其他鋼絲繩也陸續(xù)斷裂,最終拉斷整根輸送帶.輸送帶的鋼絲繩發(fā)生斷裂后其力學(xué)性能會(huì)發(fā)生變化,因?yàn)檩斔蛶?nèi)鋼絲繩數(shù)量較多,鋼絲繩斷裂具有一定的隨機(jī)性,且斷裂形式多種多樣,通過實(shí)驗(yàn)的手段很難準(zhǔn)確模擬出鋼絲繩斷裂的輸送帶,所以本文采用有限元分析軟件ABAQUS來模擬斷裂的鋼絲繩,分析鋼絲繩芯斷裂后輸送帶的力學(xué)性能的變化.
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