CC BY
53
Е.Н. Ушаков
научный сотрудник ОАО «НЦ ВостНИИ»
П.Е. Мерзляков
научный сотрудник ОАО «НЦ ВостНИИ»
УДК 622.647.2.052
К ВОПРОСУ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ С УЧЕТОМ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Изложено разнообразие требований к расчету прочности конвейерных лент, которые не в полной мере согласуются между собой.
Рекомендуется при расчете прочности конвейерных лент учитывать стыковые соединения как наиболее слабые звенья.
Ключевые слова: ТРЕБОВАНИЯ, КОНВЕЙЕРНАЯ ЛЕНТА, ЛЕНТОЧНЫЙ КОНВЕЙЕР, СТЫКОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
В настоящее время в России осуществляется полная конвейеризация транспортных систем угольных шахт. Конвейеры используются не только для транспортирования горной массы, но и для перевозки вспомогательных материалов и людей, поэтому большое значение имеет такой параметр, как прочность конвейерной ленты.
На угольных шахтах конвейерные ленты применяются двух типов: резинотканевые и резинотросовые. Компоненты, входящие в состав конвейерных лент при их изготовлении, характеризуются трудногорючестью, трудновоспла-меняемостью, теплостойкостью, морозостойкостью и т. д.
В данной статье рассматриваются вопросы расчета прочности конвейерной ленты, так как ее порыв в процессе эксплуатации приводит к аварии и значительным экономическим потерям.
В нормативных документах вопросам прочности конвейерных лент всегда уделялось достаточное внимание.
Прочность ленты задается производителем в зависимости от ее назначения и должна соответствовать расчету для конкретных условий применения. Вопросы расчета прочности ленты в настоящее время достаточно изучены. При эксплуатации навешенной на конвейер ленты ее прочность определяется наиболее слабым звеном - стыковыми соединениями между отдельными отрезками ленты, их разрывной прочностью. Применяемые способы соединения ленты достаточно разнообразны: вулканизация, склеивание, соединение скобами, винтами, разъемные (шарнирные) и неразъемные, а также комбинирование в одном соединении нескольких способов.
В ОСТ 12.14.130-79 Конвейеры ленточные шахтные. Методика расчета (п.1.4.2) [1] приведена таблица 3, где указан запас прочности ленты
при тяговом расчете.
К таблице дается примечание: «Допускается изменение коэффициента запаса прочности ленты по согласованию с организациями-разработчиками конвейерных лент» (см. эту таблицу ниже).
В РД 03-423-01 Нормы безопасности на конвейерные ленты для опасных производственных объектов и методы испытаний (п.2.4) [2] задается нормированная прочность стыковых соединений по отношению к разрывной (номинальной) прочности ленты:
• 50 % для механических соединений одно, двух- и многопрокладочных лент;
• 60 % для соединений, выполненных методом холодной вулканизации;
• 75 % для соединений, выполненных методом горячей вулканизации.
В сопроводительной документации на поставляемые ленты должны
Тип конвейера Тип ленты Угол наклона конвейера, град
ДО 10° свыше 10°
Г рузовой резинотросовая 7,0 8,5
тканевая 8,5 9,0
Грузо-людской, резинотросовая 8,5 9,5
людской тканевая 9,5 10,0
быть рекомендации по ремонту, способам стыковки, используемым материалам.
Применение других способов стыковки и материалов допускается по согласованию с заводом-изготовителем и испытательной организацией, имеющей разрешительную документацию на данный вид работ.
В РД [2] приведены две методики определения прочности стыковых соединений.
В РД 05-526-03 Инструкция по безопасной перевозке людей ленточными конвейерами в подземных выработках угольных и сланцевых шахт (п.1.3) [3] указано, что перевозка людей ленточными конвейерами разрешается в выработках с углами наклона до 18°.
В п.5.2 указывается, что запас прочности лент при навеске должен быть:
• при углах наклона конвейеров до 100 - не менее 9,5 для резинотканевых лент и не менее 8,0 для резинотросовых;
• при углах наклона конвейера более 100 - не менее 10,0 для резинотканевых и не менее 9,5 для резинотросовых.
В п.5.3 допускается соединение тканевых лент участковых конвейеров при углах наклона выработки до 100 механическими соединителями при условии обеспечения таким стыковым соединением прочности не менее 50 % фактической прочности
ленты в режиме статических испытаний. Использование механических соединений лент на конвейерах, эксплуатируемых в выработках с углами наклона до 150, допускается при условии обеспечения прочности соединения не менее 60 % фактической прочности ленты в режиме статического испытания.
Изложенное выше демонстрирует разнообразие требований и методов испытаний, приведенных в нормативных документах по одному и тому же вопросу, которые не полностью согласуются между собой. Из опыта, полученного при проведении испытаний, следует, что стыковка лент в условиях шахты, выполненная работниками шахты, и стыковка, выполненная специально подготовленными сотрудниками, существенно различаются по прочности (до 10 %). Результаты испытаний образцов лент и их стыков зависят также от размеров и формы образцов.
На основании многолетнего опыта испытаний конвейерных лент и их стыков, выполняемых в испытательной лаборатории ОАО «НЦ ВостНИИ», а также результатов эксплуатации можно сделать следующие выводы:
1 Прочность рекомендуемых стыковых соединений конвей-
ерных лент и применяемых материалов должна задаваться
заводами-изготовителями лент и подтверждаться испытаниями в
специализированных независимых организациях. Использование механических соединений резинотканевых лент при перевозке людей на конвейерах, эксплуатируемых в выработках с углами наклона до 18° в соответствии с п.1.3 [3], допускается только при условии обеспечения прочности соединений не менее 60 % от фактической прочности ленты в режиме статического испытания.
2 В соответствии с [1] при расчете прочности конвейерной ленты она рассматривается как монолитное полотно, для которого делается расчет и закладываются нормируемые запасы прочности. Однако прочность ленты определяется наиболее слабыми звеньями - стыковыми соединениями, прочность которых (по определению) ниже прочности ленточного полотна. Таким образом, запас прочности ленточного полотна значительно снижается, что не учитывается при расчете.
Следовательно, необходимо пересмотреть расчет прочности ленточного полотна конвейера с учетом типа стыковых соединений, рекомендуемых заводом-изготовителем конкретной ленты.
3 Установить сроки комиссионного контроля состояния конвейерных лент, включая стыковые соединения, и разработать методики контроля стыковых соединений в процессе эксплуатации.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 ОСТ 12.14.130-79 Конвейеры ленточные шахтные. Методика расчета.
2 РД 03-423-01 Нормы безопасности на конвейерные ленты для опасных производственных объектов и методы испытаний.
3 РД 05-526-03 Инструкция по безопасной перевозке людей ленточными конвейерами в подземных выработках угольных и сланцевых шахт.
TO THE QUESTION OF CONVEYER BELT STRENGTH CALCULATION Ушаков
WITH CONSIDERATION OF END JOINTS Егор Николаевич
Ye.N. Ushakov, PYe. Merzliakov е-mail: ncvostnii@yandex.ru
Variety of demands to strength calculatrion of conveyer belts are described
which not fully coordinate with each other. Мерзляков
When making calculation it is recommended to take end joints as the most Павел Евгеньевич
weak link in the chain. е-mail: ncvostnii@yandex.ru
Key words: DEMANDS, CONVEYER BELT, BELT CONVEYER, END
JOINT
