高性能采煤机橡套软电缆的研制

1. 引言

    目前，我国煤炭行业用的采煤机软电缆中的控制线芯易断芯、使用寿命短，是制约采煤机生产效率的关键配套部件。采煤机电缆中的控制线芯主要起到信号监控的作用，但电缆运行过程中因受到频繁弯曲、拉伸等多种机械应力作用，易导致控制线芯的断裂，控制线芯一旦断芯，将失去监控保护作用，并造成设备停止转动，严重影响了用户的使用，给用户造成很大的损失。因此，采煤机电缆控制芯易断芯、使用寿命的问题一直是困扰煤炭行业和线缆企业的难题。

2.控制线芯断芯的原因分析

针对采煤机橡套软电缆中的控制线芯的质量问题，我们多次走访用户，并下到矿井实地观察采煤机橡套软电缆的使用环境和使用方法，发现在使用过程中采煤机橡套软电缆局部的弯曲半径远远小于标准中规定的电缆的弯曲半径，电缆长期频繁受到过度弯曲、拉伸等两种以上的应力的复合作用，再加上控制线芯导体远远小于电缆主线芯的导体截面，致使控制线芯易断芯。根据多次的实地考察和取样分析，我们认为在保持采煤机橡套软电缆原有结构基本不变的情况下，增加采煤机电缆中的控制线芯的柔软性、强度和相对滑移性，可以在一定程度上改善采煤机电缆的质量，延长其使用寿命。

3.  改进措施

3.1  增加煤矿用采煤机电缆的柔软性

（1）增加控制线芯导体的柔软性   

     煤炭行业标准MT818-1999规定煤矿电缆用导体均采用GB 3956-1997规定第5种软铜导体。在导体截面不变的条件下，降低控制线芯用导体的单线直径，增加单线根数，并采用复绞型式，从而可以增加控制线芯导体的柔软性和强度。

（2）增加控制线芯的柔软性   

对于控制线芯为单芯的采煤机电缆，可以将控制线芯置于三根动力线芯的中心，并和动力线芯一起按同心式绞合成缆。由于控制线芯处于缆芯的中心，因此电缆弯曲时相对于外层线芯，所受拉/压力较低，这样可以避免使用中电缆频繁弯曲时，不均衡的应力作用下使控制线芯发生断裂。

对于控制线芯为多芯的采煤机电缆，控制线芯则必须先成缆，并作为第4芯与其他三根动力线芯一起绞合成缆，因此，成缆节径比的大小直接影响着电缆的柔软性。节径比越小，柔软性越好。为增加控制线芯的柔软性，在控制线芯成缆的中心放置截面较大的橡皮垫芯，同时采用较小的成缆节距，这样，采煤机电缆在使用过程中控制线芯便于弯曲伸缩，使施加于控制线芯上的力，能因橡皮垫芯的弹性和控制线芯的柔软性得以缓冲，从而从根本上解决了控制线芯弯曲断芯的难题。

3.2 增加控制线芯的相对滑移性

采煤机橡套软电缆在使用过程中，因为频繁弯曲和拉伸的作用会使控制线芯来回移动，控制线芯在这种移动过程中受到的阻力越大越容易导致其线芯断芯。针对控制线芯在使用中的拖、拉现象造成的线芯断裂，我们先在单根控制线芯外绕包一层耐高温滑移带，然后在控制线芯整体绞合成缆时再绕包一层耐高温滑移带，增加控制线芯的相对滑移性，使控制线芯在受力时能够得到一定的缓冲，从而增加控制线芯的使用寿命。

3.3 增加煤矿用采煤机电缆导体的强度

MT 818-1999标准中推荐控制线芯导体截面采用2.5mm²或4 mm²，实际生产中可在结构允许的情况下，适当增大控制线芯导体截面，从而提高导体强度。另一方面，在导体截面不变的情况下，为提高采煤机电缆控制线芯导体的强度，我们在导体中加入既柔软又有较高强度的纤维材料，并采用复绞结构，从而提高导体的抗拉和抗弯曲性能。纤维材料与铜导体的机械性能对比见表1。

表1    铜导体与纤维材料的性能比较

纤维材料具有伸长率小、抗拉强度大、不助燃等优点，它用于电缆的承载索和加强件优点尤为突出。高强度增强纤维的拉断强度是铜线的8倍，是高强度钢丝的2倍，采用镀锡铜线与高强度增强纤维复绞结构，整个导体强度大大增加，柔软性得到明显改善，采煤机电缆受到弯曲和拉伸作用时，由于纤维材料的自身特点，大部分作用力作用在纤维材料上，铜导体受力就会减少，从而降低控制线芯导体被拉断的可能性。

1.这种结构的电缆我知道,也知道是那个单位研制的,为了企业形象在这里就不说了,我说一点,任何采煤机电缆都有他的适用领域和不适用领域,在宁煤集团,这种电缆结构曾经适用不到7天,就出现断线.

2.电缆的使用寿命和电缆结构部分有一定关系,但是和使用环境也有很大关系,而且采煤机电缆不全是用于采煤机,用于采煤机的也分为很多种,不是一个采煤机厂出得设备,对电缆使用寿命的影响也不一样.

  a.采煤机电缆分为采煤机用和非采煤机用,非采煤机包括溜子(又称转载机),风机,运输机,索车等等

  b.采煤机也分为国产,仿英和英国产,仿德和德国产,这几年澳大利亚的设备也多了,进口设备的电缆槽设计的相对好一点,对电缆的保护比较到位,而国产的就不行了,现有国产电缆槽多为塑料制品,强度低,表面锐角比较多,容易对电缆造成伤害,更不用说是保护,特别是东北一带使用的H型(又称工型)电缆槽,两面的插销很容易断,断裂之后很多矿工就采用铁丝捆扎,这样电缆的寿命就会受到严重影响,相对来说C型(又称U型)的就好一点,开口在上,就是插销断了,用其他东西固定也好的多.

  c.采煤方式不同电缆寿命也不一样,连采,现在主要用于打巷道,电缆弯曲次数不是很频繁,综采,也就是工作面采煤机电缆,主要回复式工作,电缆的弯曲很频繁.

  d,电缆分为直拖式和履带式,直拖式也就是直接把电缆接在采煤机上跟随采煤机运行,自己拖拽,没有保护装置.履带式就是把电缆放在电缆槽内,随着电缆槽的移动而被动移动.

   e.电缆和采煤机接头的设计也是影响电缆寿命的主要原因之一!