1. Испытания на разрыв механического стыка конвейерной ленты, предоставленного специалистами БКПРУ-4 ПАО Уралкалий
Энергетика

 

  • share

    Испытания на разрыв механического стыка конвейерной ленты, предоставленного специалистами БКПРУ-4 ПАО Уралкалий

    августа 18, 2017
    share

    1. Предмет исследований

    Для испытаний был предоставлен образец стыка конвейерного полотна, состоящий из двух фрагментов ленты с 4-мя тканевыми прокладками типа ТК-200 (с прочностью на разрыв по основе 200 Н/мм) размером 200 мм х 25 мм, скрепленных между собой посредством 2-х соединителей тискового типа на площади 50 мм х 25 мм (см рис. 1). Такие размеры площади соединения позволяют смоделировать размеры ранее испытанных стыков, выполненных методами холодной и горячей вулканизации.


    Рис. 1. Схема стыковки испытательного образца

    2. Описание процесса испытаний образца на разрыв

    Испытания проводились в лаборатории 3М на разрывной машине (см. риc. 2) на прочность связи при тянущем плоском усилии (испытание на сдвиг). При этом было проведено 2 теста. В первом случае испытанию был подвергнут образец со всеми 4-мя целыми тканевыми прокладками на каждой из половин стыка. Во втором случае на каждой из половин стыка был предварительно осуществлен надрез 2-х из 4-х тканевых прокладок таким образом, чтобы снизить в 2 раза прочность изначального стыка. При этом скорость разведения зажимов испытательной установки составляла 10 мм/мин


    а) образец в испытательной разрывной машине

    б) схема «испытаний на сдвиг»
    Рис. 2. Испытательная разрывная машина и схема испытаний на сдвиг

    3. Результаты испытаний на отслаивание и выводы по ним

    В результате испытаний на сдвиг были получены результаты, представленные в табл. 1.

    Таблица 1. Результаты испытаний на сдвиг механического стыка

    № пп. Испытуемый образец Максимум нагрузки
    Н
    1 Тест №1 с 4-мя тканевыми прокладками 6524,2
    2 Тест №2 с 2-мя тканевыми прокладками 5386,6

    Графики изменения нагрузки при удлинении образцов представлены на рис. 3.

    При этом необходимо отметить, что в обоих случаях не наблюдалось разрушение образцов. Опыт заканчивался тем, что концы соединенных половин начинали выскальзывать из зажима в связи с высоким усилием. Это дает основание предполагать, что реальные максимумы нагрузок могут быть выше, а сам разрыв будет происходить по тканевым прокладкам вблизи механического зажима, а не по самому зажиму.


    Рис. 3. Изменение нагрузки в образце при его удлинении.
    1 - Образец с 4-мя прокладками; 2 - Образец с 2-мя прокладками

    В любом случае, полученные цифры говорят о том, что образец, соединенный механическим способом, имеет значительно большую прочность на разрыв, нежели испытанные ранее образцы, соединенные методами холодной и горячей вулканизации (см. табл. 2 и рис. 4).

    Таблица 2. Результаты испытаний на сдвиг механического стыков холодной и горячей вулканизации

    № пп. Испытуемый образец Максимум нагрузки
    Н
    1 Образец 3М Scotchcast 2131 2040
    2 Образец промышленного клея производства ФРГ 2345
    3 Образец горячей вулканизации 2684

    Рис. 4. Изменение нагрузки в образце при его удлинении.
    1 - Образец 3М; 2 - Образец клея ФРГ; 3 - Образец горячей вулканизации

    4. Выводы

    Стык, выполненный методом механического крепления, реализованного при помощи так называемого «тискового эффекта», обладает более высокой прочностью, нежели стык аналогичной площади стыкуемой поверхности, выполненный любым другим из ранее исследованных способов, будь то горячая вулканизация или склейка (холодная вулканизация) с применением клея или специального полимера.

    Чтобы иметь сопоставимую с механическим стыком прочность, вулканизируемый или клееный стык следует выполнять на кратно (в 3-4 раза) большей поверхности стыковки.

    С точки зрения технологии стыковки, временных и трудовых затрат, механический стык является более удобным для ремонтного персонала. В то же время, эксплуатационные характеристики механического стыка, в зависимости от условий эксплуатации, могут нивелировать его выше указанные достоинства. Возможное возникновение механического стука, повреждение футеровки барабана, повреждение очистительного скребка, повреждение направляющих роликов – те факторы, которые осложняют эксплуатацию механических стыков.

    5. Рекомендации

    В связи с вышеизложенными данными, рекомендуем рассмотреть возможность создания и дальнейшую эксплуатацию так называемого «гибридного» стыка.

    Гибридный стык выполняется методом механической стыковки, после чего механические соединители покрываются полимером 3М Scotchcast 2131 из комплекта 3М 3191 (см. рис. 5). В этом случае стык будет обладать всеми преимуществами механического стыка с точки зрения стойкости на разрыв и всеми преимуществами вулканизируемого стыка с точки зрения снижения негативного эксплуатационного воздействия на важные узлы оборудования участков конвейерного транспорта.


    а) обработка механического стыка

    б) заливка стыка специальным полимером 3М Scotchcast 2131
    Рис. 5. Создание «гибридного» стыка

    Стоит отметить, что такой метод уже реализуется на горнодобывающих предприятиях России и демонстрирует высокие эксплуатационные характеристики (см рис. 6).


    Рис. 6. Нанесение полимера 3М Scotchcast 2131 поверх механических соединителей при монтаже «гибридного» стыка

      Ведущий инженер АО «3М Россия»     К.М. Юров