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皮帶輸送機(jī)滾筒包膠磨損機(jī)理的研究

文章來源: 發(fā)布時(shí)間:2018/1/16 11:29:02 瀏覽次數(shù):

皮帶輸送機(jī)中的滾筒是輸送機(jī)必不可少的基本組成部件。滾筒失效將直接導(dǎo)致整條輸送線停機(jī),對正常生產(chǎn)影響很大,同時(shí)還會(huì)帶來繁重的維修工作量。

 

滾筒包膠磨損嚴(yán)重是導(dǎo)致滾筒失效的主要原因。 因此,減輕滾筒包膠磨損就成為輸送設(shè)備優(yōu)化管理工作的一項(xiàng)重要任務(wù)。目前我國對滾筒包膠磨損建模的研究非常少,因此,開展該領(lǐng)域的研究工作,對減輕包膠磨損對生產(chǎn)的影響、降低維修成本和工作量、節(jié) 約資源和優(yōu)化輸送設(shè)備管理等方面都有著重大的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義。

 

1、滾筒包膠磨損的主要因素

 

滾筒包膠是橡膠制品,它的組織結(jié)構(gòu)是一種微觀的層狀結(jié)構(gòu)。通過對現(xiàn)場包膠磨損情況的觀察研究,發(fā)現(xiàn)其磨損表現(xiàn)為表面周期性地產(chǎn)生微小的舌狀物撕裂,以及在拉伸作用下舌狀物發(fā)生斷裂兩個(gè)過程,而這兩個(gè)過程是大面積發(fā)生的,這就出現(xiàn)了宏觀磨損,屬于典型的磨粒磨損。

 

通過對不同工況條件下的滾筒包膠磨損原因進(jìn)行 分析可知,滾筒包膠與輸送帶接觸面的正壓力較大、滾筒所處環(huán)境煤塵灑落較多時(shí),包膠磨損比較嚴(yán)重,滾筒更換較頻繁。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1所示。

 

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圖1   滾筒包膠磨損原因統(tǒng)計(jì)

 

依據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),結(jié)合滾筒磨損的現(xiàn)場實(shí)際情況,以及橡膠磨損學(xué)知識(shí),將滾筒包膠磨損的主要因素歸結(jié)為:滾筒包膠與輸送帶間的正壓力,充斥到輸送帶與包膠之間的磨損介質(zhì)——煤塵微粒,以及輸送帶在張力變化時(shí)與滾筒包膠之間存在的彈性摩擦。

 

2、滾筒包膠的磨損機(jī)理

 

磨損是指摩擦副表面作相對運(yùn)動(dòng)時(shí),由于機(jī)械與(或)化學(xué)作用所發(fā)生的材料脫落現(xiàn)象。滾筒包膠磨損的主要原因,同樣是包膠與接觸介質(zhì)之間在較大正壓發(fā)生了相對運(yùn)動(dòng)。這樣,在研究滾筒包膠磨損就有以下3個(gè)重要影響因素。

 

(1)包膠的接觸介質(zhì)。皮帶輸送機(jī)專門用于運(yùn)輸煤炭時(shí),因在輸送帶和滾筒之間存在著大量的煤炭微粒。通過現(xiàn)場大量觀察研究發(fā)現(xiàn),在分布范圍和厚度方面,這些微粒在輸送帶和滾筒上基本可以認(rèn)為是均勻分布。

 

(2)包膠層受到的正壓力。這個(gè)壓力主要是來自輸送帶的張緊力。皮帶輸送機(jī)要保證正常運(yùn)轉(zhuǎn),需要在輸送帶上施加適當(dāng)?shù)膹埦o力,以保證輸送帶在啟停及運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不致出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。

 

(3)包膠與接觸介質(zhì)之間的相對運(yùn)動(dòng)。這種相對運(yùn)動(dòng)可以分為兩種:一種是在皮帶輸送機(jī)啟動(dòng)和停止的瞬間,滾筒包膠與輸送帶之間會(huì)存在瞬時(shí)的相對運(yùn)動(dòng),這種相對運(yùn)動(dòng)存在的時(shí)間短,且是間歇性出現(xiàn);另一種是在皮帶輸送機(jī)運(yùn)行中,由于輸送帶與滾筒包膠之間存在摩擦力矩的作用,因此滾筒兩邊的輸送帶受到的張力并不相等,如圖2所示。

 

20141222113511391.jpg


圖2   滾筒所受張力示意

 

輸送帶作為一種橡膠制品,在張力變化時(shí)所產(chǎn)生的長度變化是很明顯的。皮帶輸送機(jī)運(yùn)行時(shí),輸送帶從接觸到滾筒到脫離滾筒這一時(shí)間段內(nèi),會(huì)連續(xù)發(fā)生長度變化;在相對于滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)速度以外,輸送帶與包膠之間存在彈性滑動(dòng),這種滑動(dòng)在皮帶輸送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)會(huì)一直發(fā)生,是導(dǎo)致滾筒包膠與接觸介質(zhì)之間相對運(yùn)動(dòng)的主要原因。


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