蘭天安

摘 要：煤礦資源是我國(guó)重要的能源，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤礦的開采量也逐漸的增大。當(dāng)前煤礦開采的機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化程度不斷提升，采煤機(jī)作為主要的采礦機(jī)器，其運(yùn)行狀況直接決定了采礦的效率，但是，采煤機(jī)電纜線芯在運(yùn)行的過程之中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷裂的問題，從而影響了采煤效率和煤礦產(chǎn)量。文章主要分析了采煤機(jī)電纜線芯斷裂的主要原因，并提出了相應(yīng)的問題預(yù)防對(duì)策。

關(guān)鍵詞：煤礦；采煤機(jī)電纜；線芯斷裂問題；分析與預(yù)防

采煤機(jī)生產(chǎn)效率的提高，不可避免的給電纜線芯造成更大的負(fù)擔(dān)，通常而言，生產(chǎn)效率和電纜線芯的機(jī)械損傷疲勞程度呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，而且采煤機(jī)電纜線芯斷裂的維修費(fèi)用較高，嚴(yán)重影響了采煤效率，因此，加強(qiáng)對(duì)于電纜線芯斷裂問題的研究，并進(jìn)行有針對(duì)性的預(yù)防措施就顯得至關(guān)重要。

1 煤礦用采煤機(jī)電纜芯斷裂的原因

1.1 材料加工控制不當(dāng)

電纜線芯的加工至關(guān)重要，如果加工工藝控制不當(dāng)就會(huì)造成電纜質(zhì)量出現(xiàn)問題。例如在電纜的加工當(dāng)中，要進(jìn)行電纜的拉絲或者淬火處理，以提高電纜的抗拉程度，但是如果溫度控制不當(dāng)，就會(huì)造成電纜線芯銅單絲的氧化過度，從而造成其材質(zhì)變脆，再者在電纜擠絕緣后的硫化過程中，如果進(jìn)入水分或者絕緣材料高溫釋放出酸性物質(zhì)，也會(huì)造成內(nèi)部銅絲的腐蝕，從而影響了其斷裂伸長(zhǎng)率，也降低了導(dǎo)體的耐彎曲性能。

1.2 線芯束絞節(jié)徑比較大

一次束導(dǎo)線的絞合節(jié)徑增大，往往會(huì)造成其彎曲半徑變大，同時(shí)也降低了電纜的耐彎曲性能。因此，電纜一次線芯束的絞節(jié)徑有著明確的規(guī)定，按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，通常一次束絞導(dǎo)線的節(jié)徑不超過25，同時(shí)復(fù)絞線的絞合節(jié)徑比不大于30，而對(duì)于內(nèi)層的絞合節(jié)徑比也有著嚴(yán)格的規(guī)定，通常而言，對(duì)于內(nèi)層的絞合節(jié)徑比不超過20，而外層的絞合節(jié)徑比不超過14。但是部分生產(chǎn)廠家對(duì)于絞合節(jié)徑比的控制不當(dāng)，例如：對(duì)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的理解錯(cuò)誤或者設(shè)備精密度等原因，往往造成電纜線芯的絞合節(jié)徑比超過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值，甚至有些產(chǎn)品的超標(biāo)率超過了30%，從而造成電纜的耐彎曲性較差，在運(yùn)行的過程中容易出現(xiàn)斷裂。

1.3 纜芯絞合節(jié)徑比較大

采煤機(jī)的電纜有著較高的質(zhì)量要求，尤其是對(duì)于電纜線芯的絞合節(jié)徑比，根據(jù)MT818的相關(guān)質(zhì)量規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)的電纜芯絞合節(jié)徑比應(yīng)當(dāng)小于10，但是在電纜芯絞合完成后，要進(jìn)行一系列后續(xù)的處理，例如要進(jìn)行電纜的復(fù)繞、擠護(hù)套等處理，因此后續(xù)生產(chǎn)工藝的影響也造成了最終產(chǎn)品電纜的節(jié)徑超過了標(biāo)準(zhǔn)要求，降低其柔軟度，增大了斷裂的概率。

1.4 絕緣材料的影響

絕緣材料的作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是絕緣材料可以發(fā)揮其絕緣作用，保證電纜的正常使用，另一方面絕緣材料可以對(duì)電纜的線芯起到一定的保護(hù)作用，避免電纜受到的應(yīng)力過度集中。因此，絕緣材料的質(zhì)量控制至關(guān)重要，通常而言要想保證良好的絕緣性能，絕緣材料的含膠量要大于35%，只有保證足夠的含膠量才能保證絕緣材料有良好的絕緣性能和良好的機(jī)械性質(zhì)，但是由于電纜絕緣材料在生產(chǎn)過程中，其含膠量的控制不當(dāng)，造成了其伸長(zhǎng)率、抗拉強(qiáng)度和拉伸回縮率不合格，不能充分發(fā)揮其對(duì)于電纜線芯的保護(hù)作用，也降低了電纜的使用壽命。

1.5 使用過程中的影響

采煤機(jī)的工作原理是：在機(jī)器的帶動(dòng)作用下，采煤機(jī)在其固定的軌道上上下移動(dòng)，同時(shí)保持在軌道斜面上的向前運(yùn)動(dòng)，采煤刀就會(huì)一層層的把煤礦割掉，而電纜會(huì)隨著采煤機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)而上下運(yùn)動(dòng)。通常而言在采煤的過程中，并沒有對(duì)電纜施加應(yīng)用，但是如果電纜槽中進(jìn)入了雜物，就會(huì)造成電纜的移動(dòng)阻力增大，從而造成采煤機(jī)推動(dòng)電纜行走的現(xiàn)象，從而對(duì)電纜造成了破壞，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行會(huì)造成電纜的疲勞斷裂。此外在采煤機(jī)運(yùn)行的過程中，電纜最小彎曲半徑過小，就會(huì)造成電纜的超負(fù)荷運(yùn)行，從而影響了使用壽命。

2 煤礦用采煤機(jī)電纜線芯斷裂預(yù)防的方法

2.1 避免銅絲氧化

在電纜線芯的加工過程中，要選擇合理的加工工藝，避免加工過程對(duì)銅絲造成氧化破壞，例如在淬火過程中，可以采用氮?dú)獗Ｗo(hù)的策略來保護(hù)銅絲，同時(shí)也可以有效的控制單絲的伸長(zhǎng)率，保證其柔軟度。此外在加工的過程中要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，采用良好的絕緣材料，例如可以采用異丙基橡膠作為絕緣材質(zhì)，減少硫的使用量，或者不使用硫，以提高絕緣材料的性能。

2.2 控制導(dǎo)體絞合與成纜節(jié)徑比

導(dǎo)體絞合節(jié)徑比對(duì)于對(duì)于電纜線芯的性能影響較大，因此要按照相關(guān)的國(guó)家規(guī)定設(shè)計(jì)絞合工藝，在加工的過程中，要縮小理論節(jié)徑比，可以下調(diào)10%到15%的比例，保證產(chǎn)品的節(jié)徑比滿足實(shí)際使用的需要。

2.3 絕緣材料的選擇

對(duì)于絕緣材料的選擇，首先要考慮其抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，這是提高電纜性能的關(guān)鍵，通過研究顯示，絕緣材料的性能和其生產(chǎn)工藝有密切的關(guān)系，良好的生產(chǎn)處理工藝可以保證絕緣材料具有良好的絕緣性能和抗拉強(qiáng)度，因此在絕緣材料配比的選擇上，要優(yōu)化配方組成和煉膠工藝以及硫化工藝，保證絕緣材料的性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。此外要設(shè)計(jì)過程中，要充分考慮設(shè)計(jì)余量，尤其是要保證絕緣材料的膠料含膠量合格，不能只考慮成本因素而忽略了其應(yīng)用性能。

2.4 合理選擇采煤機(jī)

設(shè)計(jì)合理的電纜槽可以加強(qiáng)對(duì)于電纜的保護(hù)，在設(shè)計(jì)過程之中，要結(jié)合電纜的選型，保持電纜規(guī)格型號(hào)和電纜槽的一致性。此外要結(jié)合采煤機(jī)的功率和控制方式，設(shè)計(jì)合理的電纜槽，避免電纜在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，由于電纜槽的設(shè)計(jì)不合理而造成電纜的損壞。再者要加強(qiáng)對(duì)于采煤機(jī)電纜薄弱環(huán)節(jié)的保護(hù)，避免電纜受力集中而產(chǎn)生過度彎曲。例如在電纜連接處，可以設(shè)計(jì)U型喇叭口，避免電纜的過度彎曲，也可以在適當(dāng)?shù)奈恢迷黾愉摻z牽引，在采煤機(jī)的運(yùn)行過程中，由鋼絲來進(jìn)行牽引，避免電纜本身的受力集中。通過額外設(shè)計(jì)保護(hù)可以有效提高電纜線芯的使用壽命，降低了其出現(xiàn)故障的的概率，同時(shí)這些設(shè)計(jì)也不會(huì)增加生產(chǎn)成本。

2.5 增強(qiáng)控制線芯的性能

通常而言增強(qiáng)線芯的柔軟性、導(dǎo)體強(qiáng)度、相對(duì)滑移性可以有效降低電纜斷裂的發(fā)生。首先是對(duì)于其柔軟性的控制，要控制線芯導(dǎo)體和成纜節(jié)徑比的關(guān)心，增加導(dǎo)線單絲根數(shù)，并采用復(fù)絞結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)電纜線芯的柔軟度和剛度，此外也可以降低成纜節(jié)徑比，增強(qiáng)線芯的抗彎曲伸縮。再者是導(dǎo)體強(qiáng)度的控制，可以在線芯中添加強(qiáng)度較高的纖維絲，提高導(dǎo)體的性能，當(dāng)電纜受到較大的拉應(yīng)力時(shí)，首先承受應(yīng)力的是線芯中的纖維絲，從而保證了電纜線芯不受到破環(huán)。最后是對(duì)增強(qiáng)線芯之間的相對(duì)滑移性，為了保證在電纜彎曲、拉伸過程中，控制線芯具有相對(duì)的滑移性，以保證應(yīng)力的及時(shí)分散和均勻，我們先在單根控制線芯外均勻涂敷滑石粉，然后繞包一層耐高溫滑移帶，控制線芯成纜后，再繞包一層聚酯膜或加強(qiáng)無紡布，使控制線芯在受力時(shí)能夠得到一定的緩沖，從而延長(zhǎng)控制線芯的使用壽命。

2.6 現(xiàn)場(chǎng)管理

在煤礦開采中要做好現(xiàn)場(chǎng)管理工作，保證采煤機(jī)處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，例如要及時(shí)的清理電纜槽，避免電纜槽中的雜物影響電纜的運(yùn)行軌跡，從而減少了電纜線芯斷裂的發(fā)生。此外要清除采煤現(xiàn)場(chǎng)的雜物，保證各個(gè)施工設(shè)備擺放整齊，防止現(xiàn)場(chǎng)的其他工具對(duì)電纜絕緣層造成割傷等問題的發(fā)生。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，采煤機(jī)的電纜線芯使用壽命直接決定了采煤的效率和生產(chǎn)能力，因此要采取預(yù)防措施來提高電纜線芯的斷裂問題。因此在電纜的生產(chǎn)過程中，要控制電纜線芯的生產(chǎn)工藝，大大改善電纜的柔軟性、強(qiáng)度和抗拉伸能力，提高電纜的質(zhì)量和使用壽命。

參考文獻(xiàn)

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