钢丝绳芯输送带具有抗拉强度高、寿命长等优点,广泛应用于煤炭、矿山、港口、电力、冶金、化工等领域。接头区域是整条钢丝绳芯输送带中抗拉强度最低、最为薄弱的环节,经常发生钢丝绳抽动故障。钢丝绳抽动故障导致接头强度下降,是造成断带的根本原因;无论什么原因引起的钢丝绳抽动故障乃至断带,都必然会具体表现出接头变形及部分钢丝绳首先抽动现象。本文的目的是进行钢丝绳芯输送带接头变形与强度实验及分析研究,主要研究工作如下:1.分析了施加载荷时接头处的钢丝绳抽动与接头变形的过程,以及影响接头强度的主要因素,为钢丝绳抽动与接头变形的力学性能分析提供了理论基础。2.搭建了可实时采集实验关键数据和试样状态变化图像的拉伸实验平台,依据国标要求设计制备了不同试验段长度、不同受力钢丝绳根数、不同搭接形式(排列方式和间距)的接头试样,为研究提供了基础和条件。3.进行了单根钢丝绳抽动实验及分析研究,获得了单根钢丝绳抽动的变形状态图像、拉伸力-伸长曲线、抗拉极限等关键数据,分析了单根钢丝绳抽动的力学特性和演化过程,研究了不同粘合长度、不同相邻钢丝绳间距下的钢丝绳抽动变形与强度的关系和变化规律。实验表明:接头处钢丝绳先从接头受力端开始脱粘,需要重点监测;提高粘合长度能够有效提升接头强度、扩大相邻钢丝绳间距对提高钢丝绳粘合强度没有明显作用；拉伸力与循环次数呈幂指数函数关系。4.进行了多根钢丝绳抽动实验及分析研究,获得了多根钢丝绳抽动的变形状态图像、拉伸力-伸长曲线、抗拉极限等关键数据,分析了多根钢丝绳搭接接头变形的力学特性和演化过程,研究了搭接钢丝绳长度、根数及搭接形式对接头变形和强度的影响,总结了接头变形与接头强度的关系和变化规律。实验表明;钢丝绳抽动与接头变形在不同阶段都存在相近的规律,适当增加同方向相邻受力钢丝绳数目有益于提高整体接头强度;增加接头长度与搭接钢丝绳数目能够有效提升接头抗拉强度;增大相邻反向受力的钢丝绳间距对提升接头抗拉强度没有明显作用,且容易造成橡胶撕裂。本文的研究结果可为钢丝绳芯输送带接头设计和制作提供依据,延长钢丝绳芯输送带及接头的使用寿命;可应用到基于X光的钢丝绳芯输送带无损检测系统中,预防断带事故的发生,避免设备的损坏、停产和人员伤亡,减少运输物料的损耗,提高生产效率,具有显著的经济和社会效益。
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