CC BY
183
Я • 7universum.com
М UNIVERSUM:
Лг7\ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ВЛИЯНИЕ КОЛЕБАНИЯ ЛЕНТЫ КОНВЕЙЕРА НА ЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ
Терезюк Павел Сергеевич
аспирант, Криворожский национальный университет,
Украина, г. Кривой Рог E-mail: [email protected]
VARIATION EFFECT OF A CONVEYOR BELT ON ITS TECHNICAL POSITION
Terezyuk Pavel
post-graduate student, Krivoy Rog National University,
Ukraine, Krivoy Rog
АННОТАЦИЯ
Цель работы — изучить, как колебание ленты влияет на техническое состояние ее элементов, и предложить возможные пути решения проблемы. Для достижения поставленной цели произведен анализ конструкции ленты конвейера, и изучено, к каким повреждениям приводит колебательное движение. Анализ позволил сделать выводы по возможным путям решения ускоренного износа ленты конвейера.
ABSTRACT
The aim of the work is to study the variation effect of a belt on technical position of its elements and to offer possible solution approach of problems. To achieve this goal the analysis of the belt conveyor construction is carried out and it is studied to which breakdowns this oscillatory motion leads. The analysis allows making conclusions according to possible solution approach of accelerated wear of conveyor belt.
Терезюк П.С. Влияние колебания ленты конвейера на ее техническое состояние // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2014. № 8 (9) .
URL: http://7universum.com/en/tech/archive/item/1538
Ключевые слова: лента конвейера; износ; колебательное движение.
Keywords: conveyor belt; wear; oscillatory motion.
Актуальность проблемы и ее связь с научными и практическими задачами.
Простои на ремонт ленточных конвейеров на предприятиях горнометаллургического комплекса приводят к серьезным финансовым потерям. В основном простои вызваны необходимостью произвести ремонт и обследование металлических частей конвейера и ленты. На поверхности ленты, даже за небольшой период работы, появляются очаги ударноусталостного износа, абразивного изнашивания рабочей обкладки, износ бортов, вырыв резиновой обкладки, порезы, порывы каркаса [1]. Ремонтом ленты можно заниматься только при полной остановки конвейера, что тянет за собой потери в продуктивности и эффективности использования оборудования.
Износ ленты при непродолжительном времени работы вызван тем, что на нее действует огромное количество факторов, одним из основных является колебательное движение ленты [2]. Во время работы при наложении тягового усилия привода, натяжного усилия натяжной станции, циклических и динамических нагрузок, вызванных перемещением транспортируемого материала, лента конвейера постоянно подвергается колебательному движению.
Постановка задачи. Для уменьшения количества простоев и повышения эффективности использования ленточного конвейера необходимо проанализировать, как колебательное движение ленты влияет на ее техническое состояние, и найти пути решения проблемы.
Изложение основных материалов статьи и результаты.
Проведенные исследования показали, что конвейерная лента — это колебательная система, которая состоит из отдельных элементов, обладающих своими массами, модулями упругости, своими предельными значениями
на разрыв. Для того чтобы определить, как колебательное движение влияет на техническое состояние ленты, необходимо разобраться, какие элементы ленты воспринимают рабочие нагрузки и колебательное движение всей системы [4].
Современные ленты состоят из многих частей. Но основными являются:
• каркас ленты, который выполнен в виде сетки из металлических тросов или синтетических волокон, иногда встречается и совместное применение металла и синтетики для работы в особых условиях;
• резиновые обкладки, которые выполнены в основном из синтетических каучуков и предназначены для защиты каркаса ленты от абразивного изнашивания транспортируемым материалом и поглощения части ударных нагрузок.
Другие элементы ленты, такие как брекерная вставка, резиновые борты, не воспринимают тяговых и растягивающих нагрузок. Их основная задача — защита каркаса. Брекерная вставка применяется для лент, транспортирующих скальные грузы большой и средней крупности, и играет роль щита, не давая во время удара груза о ленту воздействовать точечно на ее каркас, а рассеивает силу удару на большую площадь каркаса для минимизации наносимых повреждений. Борта ленты предназначаются для предотвращения контакта обкладок и каркаса ленты с направляющими роликами и металлическим ставом конвейера.
Значит, колебательное движение ленты поддерживается в основном каркасом и резиновыми обкладками, которые имеют собственные частоты и амплитуды колебания.
Под действием колебательной нагрузки резиновые обкладки подвергаются износу. И через некоторое время поверхность обкладок покрывается сеткой из микротрещин. Это происходит из-за того, что при прохождении роликоопор, в загруженном состоянии верхняя часть обкладки растягивается, а нижняя сжимается и наоборот. Подобное происходит и при огибании лентой приводного и натяжного барабана, но усилия растягивания и сжатия на этих
участках намного больше. Такая разность усилий вызывает микроколебания на небольшом участке обкладки, в комплексе с усталостным износом и старением материал обкладок начинает разрушаться, внутри создаются полости. Неоднородность по толщине увеличивает скорость износа обкладок, открывает пути влаги и воздуху, что ведет к плесневению ленты и началу коррозии элементов каркаса.
На каркас ленты, особенно если он состоит из металлических тросов, колебательное движение оказывает более сильный эффект. В отличие от обкладок, тросовый каркас всегда работает на растяжение, поэтому усилия сжатия на него не оказывают такого влияния. Колебательное движение ленты по линейной части конвейера и в местах загрузки приводит к тому, что при транспортировке крупно кусковых материалов отдельные куски подпрыгивают и наносят точечные удары по обкладке и каркасу. Рисунок 1.1 показывает, какой характер повреждения одного троса, оголенного во время проведения ремонтных работ, получен от такого воздействия.
Рисунок 1.1. Повреждение одного из элементов каркаса
Учитывая то, что каркас состоит из нескольких тросов, такое повреждение не приводит к потере работоспособность всей ленты, а лишь уменьшается. Каждый подобный очаг приводит к местному уменьшению прочности на разрыв, но концентрация таких разрывов может привести к порыву ленты в поперечном направлении [3].
Колебательное движение ленты как на линейной части, так и вблизи барабанов приводит к тому, что силы внутреннего трения между внешними прядями и сердцевиной троса разрывают элементы прядей, уменьшая
прочность на разрыв. Рисунок 1.2 показывает состояние внутренней части троса после снятия оболочки.
Рисунок 1.2. Состояние сердцевины троса каркаса ленты
после 5000 ч. работы
Различные модификации каркаса конвейерных лент имеют разную прочность на разрыв и усталостное разрушение. При огибании лентой приводного и натяжного барабана, в ее конструкции происходит значительные изменения контактных нагрузок, вызванных несовершенством изготовления лент. При значительных усилиях натяжения на приводном барабане происходит расслоение ленты из-за того, что контакт поверхности троса со слоем резины недостаточен.
Выводы. Колебательное движение ленты оказывает негативное влияние на ее техническое состояние. Оно приводит к ускоренному износу обкладочных резин и каркаса ленты, тех элементов, которые воспринимают основные нагрузки во время работы. Для уменьшения влияния колебательного движения на ленты возможно: 1) усовершенствовать технологию производства
конвейерных лент, для обеспечения целостности и однородности конструкции по длине и ширине; 2) использовать пути снижения влияния крупнокусковых материалов на ленту во время транспортирования; 3) обеспечить соблюдение необходимого натяжения ленты и исключить ее перенатяжение для уменьшения скорости роста существующих разрушений каркаса и обкладок.
Список литературы:
1. Волотковский В.С., Нохрин А.Г., Герасимова М.Ф. Износ и долговечность конвейерных лент. М.: Недра, 1976. — 176 с.
2. Дмитриев В.Г., Галкин В.И. Исследование динамических нагрузок на роликоопорах загрузочных и линейных секций ленточных конвейеров при транспортировании крупных кусков // Изв. вузов. Горный журнал. — 1975. — № 1. — С. 108—112.
3. Калиниченко Ю.П., Терезюк П.С. Влияние конструкции натяжной станции на динамическую нагрузку ленты конвейера: Проблемы недропользования: Сборник научных трудов. Часть 1/Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб., 2014. — С. 242—244.
4. Конвейерные ленты / Ф.А. Махлис, И.И. Леонов, О.Г. Карбасов, В.В. Никитин. М.: Химия, 1991. — 184 с.
