带式输送机是煤矿运输领域的关键装备,输送带是带式输送机的核心组成部分。近年来随着煤运量的不断提高,输送带由于磨损、重载冲击等因素造成的断带事故频繁发生。为将已断的输送带接头重新连接起来,硫化工人需要花费多达一天的时间对接头进行硫化,这不仅使得接头强度与原带存在差异,降低了输送带的强度,还严重影响了煤矿企业的经济效益。因此,研究输送带接头硫化强度的影响因素及橡胶在硫化过程中物理特性变化规律对缩短硫化时间、提高输送带接头强度具有重要意义。本文采用理论、实验与仿真相结合的方式,以输送带接头为研究对象,从不同角度对胶带接头硫化特性进行阐述,为改善接头硫化工艺及胶带硫化条件提供一定理论的指导。本文主要从以下几个方面展开:首先以输送带接头硫化用胶料在实际硫化时的硫化过程为基础,建立了硫化时的热传导数学模型。为对接头硫化进程进行准确地预测,将硫化时间、硫化温度及硫化压力进行耦合,建立了胶料硫化程度的数学模型,并以此模型为基础,推导了可以通过硫化时间、温度、压力对胶带的磨耗量进行预测的数学模型。最后基于材料力学的相关理论,建立了输送带接头的受力模型及成品橡胶的本构模型,为为输送带的理论研究奠定了基础。根据实际参数建立了输送带的三维简化模型,在ANSYS FLUENT软件中对接头硫化过程进行了有限元分析,得到了熔融胶料在各截面处的温度场、压力场、速度场及剪应力场的分布规律。研究结果表明,胶料在硫化过程中温度及压力不均匀的区域多集中于胶带边缘部分,且温度及压力越高,不均匀现象越显著。而随着温度及压力的升高,胶料的流动速度显著加快。剪应力随温度的升高而降低,随压力的增加而增加。以上的仿真分析有效解决了不能用仪器测量熔融胶料的相关流动特性问题。采用实验的方法对一种新型输送带接头用覆盖胶及芯胶配方的最佳硫化条件进行了研究,分别得到了两种配方胶料在不同硫化时间、硫化温度及、硫化压力下的硫化特性参数及机械特性参数,并利用扫描电子显微镜得到覆盖胶的表面磨损形貌,从侧面验证了覆盖胶的耐磨性能。最后以实验数据为基础总结出了硫化三要素对胶料性能的影响规律。