摘 要：适当加大方钢条的尺寸是解决胶带断条的行之有效的方法，也是比较便捷的方法，这一改型设计，必将带来胶带使用寿命的飞跃，经济效益显著。
关键词：方钢条、改型、经济效益显著
1．引言
世界上第一台钢丝绳胶带输送机是1951年生产的，在我国，随着煤炭采掘机械化程度的不断提高以及老井深挖，对运输工作提出了长距离大运量的要求，因此，这种运输机在煤矿得到了首先采用，1965年我国设计了第一台钢丝绳胶带输送机，并于1967年投入生产。我公司是在1979年引入的牵引钢丝绳胶带输送机，现已使用26年，在使用方面积累了丰富的经验，也进行了一定的探索与改造。
2．使用现状及问题的提出
华源矿业公司皮带工区共有三部钢丝绳牵引胶带输送机，分别为GDS-100型二台、SPG-800型一台，胶带合计总长为4710米，胶带型号分别为B864和B1070。皮带工区全年资金投入约300万元，只胶带一项资金投入约70万元，占资金总投入的25%，胶带的资金投入较大。
每年我区需投入新皮带1000米，也就有相应数量的胶带报废，在现场的使用中发现，大量报废胶带的上下覆盖胶、帆布层、耳槽都几乎完好无损，只有胶带内的方钢条发生了断裂，导致了胶带的无法承载使用，投入大量的人力、物力对胶带进行更换，严重制约了我区的安全生产。
3．胶带损坏的原因分析
胶带在煤炭运输过程中只担负承载的作用，基本上不受纵向力的作用，正常的使用寿命为10-15年，而我区胶带的使用寿命仅为3-6年左右，经现场的使用观察，导致皮带报废的起因是由于方钢条的断裂出现皮带下凹，造成钢缆皮带耳槽中心距缩小，致使胶带带载运转时出现掉槽事故，进一步加重了胶带的横向折断面积，造成胶带无法承载而报废，经分析发现，90%以上的胶带属于断方钢条而导致的报废。
经综合分析，胶带报废的演变过程是一个恶性循环，即：
也就是说，胶带方钢条的断裂是制约胶带使用寿命，困扰我单位安全运转的主要原因。
4．改进方案
根据我区现用普通中型方钢条的设计原则，结合我公司对原煤运输系统的要求，我们采取了对胶带内的方钢条进行改型的方案，主要从以下几方面考虑：
4.1保持胶带原有方钢条密度不变，以保证胶带原有的抗拉强度。
4.2保持方钢条的材质不变，用60Si2Mn。因这一材质使用广泛，价格便宜，而其机械性能又较好，特别是其抗压弹性好。
4.3适当加厚加宽方钢条的外形尺寸（重点是加厚），这样就能增加其抗弯曲能力即减小方钢条的最大弯曲挠度，从而达到延长其使用寿命的目的。
5．计算论证
方钢条受力分析，最大挠度为：
Ymax=PL3／2Ea4
式中：
P：钢条承受的载荷量
L：钢条的长度
E：钢条的抗压弹性模量
a:钢条的边长
在皮带载荷不变、耳槽中心距不变、方钢条材质不变的情况下，P、L、E皆不变
这样设：W＝PL3／2E
则钢条的最大挠度可简化为：Ymax=W／a4
原钢条为5×5 即a＝5 Y max=W／a4＝W／625
若改为6×6 即a＝6 Y´max=W／a4＝W／1296
若改为7×7 即a＝7 Y″max=W／a4＝W／2401
计算可知：
若改为6×6方钢条，则其最大挠度只有从前（5×5）的48%
即：Y´max／Ymax＝0.48
若改为7×7方钢条，则其最大挠度只有从前（5×5）的26%
即：Y″max／Ymax＝0.26
通过以上计算可以看出，适当加大方钢条的尺寸可以降低其最大弯曲挠度，大大增加其抗弯曲能力，增强了方钢条的使用寿命，从而达到延长皮带寿命的目的。
6．结论
综上分析，适当加大方钢条的尺寸，是解决胶带断条，延长胶带使用寿命的行之有效的方法，也是比较便捷的方法，经公司领导同意，就胶带改型与制造厂家进行了磋商，决定将胶带方钢条由原来的5×5改为6×6，新型的胶带于2000年3月到货，随之投入了使用。
经长期的使用证明，新型的胶带达到了预期的使用效果，取得了良好的经济效益，每年可节约胶带200米，约合人民币14万元，经济效益可观，具有极其广泛的推广价值。