礦山用行車電纜普遍具備抗砸抗壓性能,其通過材料選擇、結構設計、工藝優(yōu)化及實際測試驗證,能夠滿足礦山惡劣環(huán)境下的使用需求。以下為具體分析:
一、材料選擇:特種聚氨酯與高純度無氧銅的協(xié)同作用
礦山用行車電纜的外護套多采用特種聚氨酯材料(PUR/TPU),其耐磨性能是普通橡膠電纜的5-7倍,可在尖銳巖石表面長時間拖行而保持完好。例如,某品牌鑿巖臺車專用電纜的外護套,在實驗室模擬測試中,連續(xù)拖行10公里后僅出現(xiàn)輕微劃痕,未影響電氣性能。同時,導體采用退火型99.9999%無氧裸銅絲(多股細絲絞合),既保證了高導電性,又通過柔韌性設計降低了斷裂風險。這種材料組合使電纜在承受砸擊或擠壓時,外護套可分散應力,導體則通過柔韌性避免斷裂。
二、結構設計:多層防護與應力緩沖機制
鎧裝結構:部分礦山用行車電纜采用鎧裝設計,如鋼帶或鋼絲鎧裝層,可有效抵御外部機械沖擊。例如,MVV22型礦用電力電纜通過鋼帶鎧裝,能承受一定機械外力,適用于礦井中電能傳輸線路;MVV32型則采用細鋼絲鎧裝,進一步提升了抗拉性能。
成纜工藝:纜芯添加鍍鋅級軟鋼絲,并通過特種大型退扭成纜工藝優(yōu)化節(jié)距絞合,使絞合緊密且緩沖應力,防止變形。這種設計在電纜被重型設備碾壓時,可通過內部結構分散壓力,避免護套開裂或導體斷裂。
加強件:部分電纜還采用抗拉抗扭編織工藝,如24P芳綸纖維或凱夫拉纖維編織抗拉、抗扭網,大幅提升抗拉強度。例如,某品牌礦用采煤機電纜的抗拉強度達到1200N(行業(yè)標準約800N),抗擠壓能力能承受5000N壓力(行業(yè)標準約3000N),即使在井下頻繁拖拽、擠壓的情況下,也能保持結構完整。
三、工藝優(yōu)化:耐磨、耐油與抗撕裂性能的強化
內護套材料:可選特種耐磨、耐油丁腈復合(NBR)材料或聚氨酯材料(PUR/TPU),耐磨性能優(yōu)異。例如,某品牌電纜的內護套在實驗室耐磨測試中,經過5000次摩擦后仍保持完整,未出現(xiàn)漏電風險。
外護套性能:進口型聚氨酯(PUR/TPU)護套不僅耐磨、耐油,還具有優(yōu)異的抗撕裂性能。在模擬落石沖擊測試中,該護套可承受10MPa的抗壓強度,抵御礦山井下落石沖擊,降低故障風險。
四、實際測試與案例驗證:性能的可靠保障
抗機械損傷測試:模擬井下采煤機頻繁移動的場景,對電纜進行抗拉、抗擠壓測試。例如,天津市電纜總廠橡塑電纜廠的礦用采煤機電纜,在抗拉測試中達到1200N(行業(yè)標準約800N),抗擠壓能力能承受5000N壓力(行業(yè)標準約3000N),即使在井下頻繁拖拽、擠壓的情況下,也能保持結構完整。
彎曲疲勞壽命測試:電纜需承受超過百萬次的卷筒收放循環(huán)而不出現(xiàn)護套開裂或導體斷裂。例如,某品牌鑿巖臺車專用電纜在實驗室彎曲測試中,經過200萬次循環(huán)后仍保持性能穩(wěn)定,滿足礦山長期使用需求。
實際案例驗證:中煤集團某煤礦在2023年更換了天津市電纜總廠的礦用采煤機電纜后,之前使用其他品牌的電纜每月需要更換1-2次,現(xiàn)在已經連續(xù)使用18個月未更換,生產效率提升了15%;陜煤集團某掘進工作面使用該電纜后,故障率從之前的1.8%降到了0.2%,維護成本減少了40%。
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