一种输送带撕裂快速柔性连接修复工装及工艺的制作方法

本发明属于输送带维护与修复，具体涉及一种输送带撕裂快速柔性连接修复工装及工艺。

背景技术：

1、带式输送机作为现代工业物料运输系统的核心装备，被广泛应用于矿山、港口、电力、冶金及建材等领域，具有输送量大、运距长、结构简单等优点。输送带作为带式输送机的承载构件和牵引构件，其成本约占整机投资的30%-50%，是输送系统中最昂贵、最易损耗的部件。

2、由于输送带长期处于高负荷、大运量的连续运行状态，且工作环境往往极为恶劣（如矿山井下、露天暴晒、物料冲击等），极易发生各种损伤。其中，纵向撕裂是最为严重且最具破坏性的失效形式之一。当输送带被尖锐物料卡住或撞击时，撕裂一旦发生，往往会沿着带体长度方向迅速扩展，造成输送带大面积损毁，甚至导致整条生产线被迫停机。

3、现有维护与修复技术现状针对输送带的损伤，现有的修复技术主要包括机械修补法（如打卡子、夹板）、冷粘修补法（冷硫化）和热硫化修补法三大类：

4、机械修补法：通常采用金属卡扣或夹板对撕裂处进行连接。虽然操作简便，但会破坏带体结构，产生应力集中，接头处强度低且易损伤滚筒，仅作为临时应急措施。

5、冷粘修补法：利用化学粘接剂和修补条对破损处进行贴合。该方法对施工环境要求极高（需无水、无尘），且粘接强度受工艺影响大，固化时间长，耐久性不如热硫化。

6、热硫化修补法：通过硫化机加热加压使修补材料与带体融合。虽然修补强度最高，但设备笨重、能耗高，修复耗时极长（通常需数小时至十几小时），严重影响生产效率，且难以应对长距离纵向撕裂的现场快速修复需求。

7、现有技术存在的问题综上所述，现有的输送带纵撕修补技术普遍存在以下瓶颈：

8、1、定位困难：纵向撕裂发生后，裂缝两侧带体易发生错位收缩，传统依靠人工拉拽定位的方式难以保证对齐精度，导致修补后带面不平整，引发跑偏问题。

9、2、切口不规范：面对不规则的自然撕裂伤口，人工修整切口时完全依赖操作者经验，切口质量参差不齐，导致修补材料嵌入不严密，接口处易产生应力集中。

10、3、修补需要工时过长，简单修补强度达不到修补效果，易再次崩裂或撕裂。

11、因此，研发一种能够实现快速定位、规范切口、且操作简便用时较少的输送带纵撕修补工艺，对于降低企业维护成本、保障生产安全具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、针对上述现有维护与修复技术存在的技术问题，本发明提供了一种输送带撕裂快速柔性连接修复工装及工艺。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种输送带撕裂快速柔性连接修复工装，包括输送带支撑台、输送带修补拉伸机构、定位开槽机构、输送带连接片和铆钉；

4、所述输送带支撑台包括两套x型升降结构、顶部支撑平台和底部松紧卡箍；所述顶部支撑平台设置有纵向滑轨；两套所述x型升降结构分别配置底部松紧卡箍，两套x型升降结构沿输送带长度方向间隔布置，x型升降结构用于将输送带顶起形成悬空修复工作面；

5、所述输送带修补拉伸机构包括棘轮式双向张紧器、皮带夹持钳口和棘轮扳手；所述皮带夹持钳口分设于棘轮式双向张紧器两端，用于夹持输送带两侧边缘，棘轮式双向张紧器配合棘轮扳手实现输送带撕裂口的拉伸或挤压对位；

6、所述定位开槽机构包括导轨基座、上下双铣刀头、深度限位装置、承力砧板、定位开槽支撑平台以及设于定位开槽支撑平台上的滑轨；所述导轨基座、承力砧板均可滑动装配于所述滑轨上；所述上下双铣刀头安装于导轨基座，深度限位装置用于控制铣削开槽深度；所述承力砧板能够沿滑轨移动至待修补区域下方，作为开槽以及铆接作业的刚性背衬；

7、所述输送带连接片为预制件，包括中间的芳纶布增强层以及两侧的预浇筑热硫化橡胶层；所述输送带连接片开设有24个台阶孔，所述台阶孔能够容纳铆钉头部，使铆钉头部不高出连接片表面；

8、所述铆钉包括半空心铆钉以及焊接固定于半空心铆钉尾部的钢珠；铆钉整体适配台阶孔，敲击半空心铆钉头部时，钢珠挤压半空心铆钉的半空心内腔，促使半空心铆钉尾部向外胀开，形成机械锁扣。

9、所述x型升降结构为剪叉式升降架，采用丝杆或者液压驱动改变铰接臂交叉角度实现垂直升降；所述底部松紧卡箍为抱箍式锁紧结构，能够快速锁紧在皮带机横梁上，实现无打孔、无焊接拆装。

10、所述棘轮式双向张紧器采用棘轮棘爪单向锁定结构，通过改变丝杠旋向实现拉伸、挤压双向模式切换，松开棘轮扳手后能够保持当前张力状态，防止输送带弹性回缩跑位。

11、所述定位开槽机构的上下双铣刀头由同一驱动轴同步传动，实现输送带上下表面同步铣削；所述深度限位装置限定铣削凹槽深度为3mm；铣削成型的凹槽为长轴沿输送带纵向的椭圆形凹槽。

12、所述承力砧板为钢板，铆接作业时垫于输送带下方，用于配合钢珠提升半空心铆钉尾部胀开成型效果。

13、所述台阶孔为沉孔结构，半空心铆钉装入后铆钉头部完全沉入沉孔内部，与输送带连接片表面齐平或者低于连接片表面。

14、一种输送带撕裂快速柔性连接修复工艺，采用所述的输送带撕裂快速柔性连接修复工装进行修补，包括下列步骤：

15、s1、作业面构建：将输送带支撑台两套x型升降结构的底部松紧卡箍固定在皮带机横梁，两套x型升降结构沿输送带长度方向间隔布置；同步驱动两套x型升降结构，顶升待修补的输送带段，形成悬空稳定的修复工作面；

16、s2、撕裂应力释放与归位：将输送带修补拉伸机构两端的皮带夹持钳口夹持于输送带撕裂口两侧的输送带边缘；操作棘轮扳手，根据撕裂口状态，向外拉伸使堆叠的输送带展平，或者向内挤压使撕裂口两侧相互靠拢，消除撕裂区域应力，完成撕裂口对齐；

17、s3、精准定位开槽：将定位开槽机构整体布置于待修补输送带上方；移动导轨基座，导轨基座沿滑轨滑动，使机构中心线对准输送带纵向撕裂中心线；将承力砧板沿滑轨移动垫入待开槽区域下方；启动上下双铣刀头，在输送带撕裂处上下表面同步铣削出凹槽；

18、s4、清洁涂胶并安装输送带连接片进行铆接：对铣削成型的凹槽、台阶孔内壁、撕裂口断面进行清洁除杂；待清洁剂挥发后，在凹槽及台阶孔内壁涂刷冷硫化胶浆；将输送带连接片嵌入上下对应的凹槽内，使连接片的台阶孔与输送带加工出的孔位同心对正；穿入铆钉，铆钉的半空心铆钉头部收容于台阶孔内部；敲击半空心铆钉头部，借助承力砧板刚性承力，钢珠挤压半空心铆钉尾部向外胀开，在输送带内部形成机械锁扣；

19、s5、表面精整、密封与固化养护：打磨修补区域表面并清除粉尘；刮涂冷硫化修补胶料完全覆盖输送带连接片及其接缝；常温静置固化养护；固化完成后打磨修整修补表面至平整光滑。

20、步骤s3铣削得到的凹槽为椭圆形凹槽，凹槽长轴沿输送带纵向，槽深控制为3mm。

21、步骤s4中，当输送带为强度≤1000n/mm的织物芯皮带时，选用细规格半空心铆钉，使用23个台阶孔；当输送带为强度＞1000n/mm的高强度或钢丝绳芯皮带时，选用加粗加长半空心铆钉，使用全部24个台阶孔；

22、步骤s4的清洁处理，使用皮带清洁剂刷洗凹槽内表面、台阶孔内壁以及撕裂口两侧断面，清除橡胶粉末、油污、水分以及氧化层。

23、步骤s5中冷硫化修补胶料刮涂范围覆盖输送带连接片以及接缝，并且向四周延伸1015mm；胶料厚度填平凹陷，使修补位置与输送带原有表面齐平；刮板与输送带表面呈45°~60°进行刮涂；

24、步骤s5固化养护阶段：环境温度≥20℃时，养护时间不少于2h；环境温度＜10℃时，采用红外加热辅助养护或者养护时间延长至4h以上；养护过程禁止移动输送带或者施加载荷。

25、本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

26、1、本发明设置输送带修补拉伸机构，依靠棘轮式双向张紧器的棘轮与棘爪单向锁定特性，可根据撕裂口实际状态完成拉伸展平或者挤压靠拢，调整到位后即使松开棘轮扳手仍能够持续保持张力，克服输送带弹性回缩、错位收缩的问题，无需人工持续拉拽固定，保证撕裂口两侧基准对齐，从源头避免修补完成后因接口错位造成的输送带跑偏故障。

27、2、本发明采用定位开槽机构，上下双铣刀头同步铣削配合深度限位装置，可将形态不规则的自然撕裂伤口统一加工为深度可控的椭圆形凹槽；承力砧板垫设在输送带下方，能够防止铣削过程中橡胶带体弹性下陷，保证输送带上下表面开槽深度一致性。摆脱了人工修整切口的经验限制，凹槽形状、深度统一，保证输送带连接片与槽体充分贴合，减少接口处应力集中，降低修补位置再次开裂风险。

28、3、本发明的输送带连接片采用芳纶布增强层配合两侧预浇筑热硫化橡胶层，一方面依靠冷硫化胶浆实现橡胶分子层面化学粘接；另一方面借助开花铆钉形成机械锁扣。承力砧板作为铆接刚性背衬，显著提升铆钉末端开花膨胀率，修补接头强度能够达到原输送带额定强度的80%90%。并且连接片开设的台阶孔为沉孔结构，铆钉头部完全收纳于台阶孔内部，修补后带体表面无铆钉凸起，避免铆钉刮伤滚筒、托辊与清扫器，同时台阶孔大平面可以分散铆钉压紧力，防止局部橡胶被压溃损坏。

29、4、本发明的输送带支撑台依靠 x 型升降结构配合底部松紧卡箍抱箍锁紧在皮带机横梁上，无需现场焊接、打孔，能够快速搭建稳定悬空修复工作面；整套工装为模块化组合结构，相比传统大型热硫化机设备，搬运、组装效率高，不需要长时间高温硫化工序，显著缩短现场修补作业时长，降低设备非计划停机带来的生产损失。

30、5、本发明修补完成后刮涂的冷硫化修补胶料，能够完全覆盖连接片与输送带本体之间的接缝以及台阶孔微小间隙，形成无缝密封层，阻挡水、油污、粉尘渗入修补界面；同时胶料形成弹性过渡层，将接口部位的局部应力向周边分散，缓解交变载荷下的疲劳开裂，有效延长修补位置的服役寿命。

31、6、本发明修补工艺可适配织物芯输送带、钢丝绳芯输送带，能够根据输送带强度等级选用对应规格开花铆钉以及台阶孔使用数量，兼顾普通强度与高强度输送带的纵向撕裂现场修复需求，适用矿山、港口、电力等多种现场作业环境。