Оптимизация механической разделки конвейерных лент Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

-------------------------------------- © Реутов A.A., М.А. Притула,

2008

УДК 621.867.2

Реутов А.А., М.А. Притула

ОПТИМИЗАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ РАЗДЕЛКИ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ*

Семинар № 20

В настоящее время практически применяется несколько способов механической обработки резины и резино-тканевых материалов: срезание резцом [1], шерохование шипованными барабанами и металлическими щетками, фрезерование [2], расслоение, обработка абразивным камнем.

Выбрать наиболее эффективный способ механической обработки для разделки соединяемых концов или ремонтируемых участков конвейерных лент можно посредством оптимизации процесса разделки. Сформулируем задачу оптимизации следующим образом.

Объект оптимизации - технология и режим разделки. Критерий оптимальности - минимум энергозатрат на единицу площади разделки.

Оптимизируемые параметры: способ разделки, вид и параметры инструмента, параметры режима разделки.

Фиксированные параметры: тип

конвейерной ленты, геометрические параметры участка разделки.

Ограничения: 1) производитель-

ность не меньше, чем при ручной разделке; 2) температура обрабатываемой поверхности ленты не превышает 100 °С; 3) смазыващие и охлаждающие жидкости не применяются; 4) качество обработанной поверхности позволяет проводить горячую или холодную вулканизацию.

Перечисленные ограничения связаны с тем, что после нагрева в процессе обработки резиновой поверхности до температуры свыше 100 °С прочность ее вулканизированного соединения существенно снижается [1]. Применение смазываще-охлаждающих жидкостей для снижения сопротивления резанию и охлаждения нежелательно, поскольку для дальнейшей вулканизации разделанный участок придется специально промывать и просушивать. Основным показателем качества разделанной поверхности является высота и вид микронеровностей.

Стойкость инструмента можно не вводить в ограничения, поскольку она уже учтена ограничением на производительность. При малой стойкости инструмента возрастает межоперационное время, необходимое для смены инструмента, и снижается производительность.

Анализ известных способов механической обработки резино-тканевых материалов показал, что все способы, кроме фрезерования, не удовлетворяют ограничению 1. Кроме того, шерохование шипованными барабанами не соответствует ограничению 2, обработка абразивным камнем - ограничениям 2 и 4. Таким образом, сформулированные ограничения позволили отобрать фрезерование как единственный приемлемый способ разделки.

*Работа выполнена при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

Поскольку аналитические или эмпирические зависимости энергозатрат на разделку от параметров инструмента и режима обработки отсутствуют, то в качестве метода оптимизации применим метод симплексов, то есть целенаправленный подбор оптимизируемых параметров на основании экспериментальных данных. Так как метод симплексов позволяет найти локальный оптимум, была проведена оптимизация для нескольких начальных значений оптимизируемых параметров с учетом их технической реализуемости. Были исследованы крайние значения скорости подачи: 320 мм/мин. и 1250 мм/мин. Скорость резания изменялась от 2,03 м/с до 6,91 м/с.

Эксперименты проведены для фрез с лезвиями из стали Р6М5 и твердосплавных пластин (ВК6 и Т5К10) при обработке образцов бывшей в эксплуатации конвейерной ленты 2ТГ-1000х5-ТК200-2. Резание осуществлялось как по резине без затрагивания тканевого сердечника, так и по резинотканевому сердечнику. При экспериментах варьировались скорость резания, подача на зуб, глубина резания, вид фрезерования (попутное или встречное).

Сопротивление резанию при разных режимах может изменяться в ши-

1. Евзович В.Е. Восстановление изношенных пневматических шин. - М.: Автополис-плюс, 2005. - 624 с.

2. Реутов A.A. Разработка методов расчета и проектирования соединений лент конвейеров горных предприятий / Авторе-

роком диапазоне от 1 до 10 Н/мм ширины режущей кромки. При оптимальном режиме производительность фрезерования при мощности привода 10 кВт составляет 0,6-0,7 м /мин., скорость подачи - 1250 мм/мин. Износа твердосплавных лезвий за время эксперимента не зафиксировано. На лезвиях из быстрорежущей стали Р6М5 наблюдалось незначительное затупление, которое привело к ухудшению качества резания при малых скоростях резания.

Стандартную стойкость инструмента в пределах 30-60 мин. машинного времени могут обеспечить лезвия из быстрорежущей стали и твердых сплавов, а также лезвия с износостойкими покрытиями.

Для обеспечения рентабельности механизированного ремонта конвейерных лент необходим их правильный отбор. Методика отбора лент для ремонта [3] предусматривает, что затраты на восстановление должны быть ограничены частью стоимости новой ленты. Отбор ремонтопригодных лент и выбор способа ремонта осуществляется с помощью программы ЭВМ. Исходными для программы являются данные о виде и площади повреждений на каждом погонном метре ленты.

------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ферат дис. д.т.н. - М.: МГГУ, 2000. -34 с.

3. Реутов A.A. Эффективность механизации ремонта резинотканевых конвейерных лент / Сб. мат-в 2-й междунар.научно-технич. конф. «Надежность и ремонт машин». Орел: ОрГАУ, 2005, с.4-7. ШИЗ

— Коротко об авторах---------------------------------------------------------------

Реутов A.A. - доктор технических наук, доцент, начальник учебно-методического управления, Брянский государственный технический университет,

Притула M.A. - аспирант кафедры «Подъемно-транспортные машины» Брянского государственного технического университета.

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 20 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.И. Галкин.