Повышение надежности быстроизнашивающихся деталей ленточных конвейеров в воздушно-соляной среде

• Автор: Ищенко, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 204 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ КОРРОЗИОННОМЕХАНИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
1.1. Особенности напряженно-деформированного состояния транспортирующей ленты и роликоопор ленточных конвейеров, применяемых в горнодобывающей промышленности
1.2. Особенности процессов фрикционного взаимодействия транспортирующей ленты и ролика конвейера
1.3. Типы применяемых материалов для изготовления конструктивных элементов роликов ленточных конвейеров
1.4. Выводы по главе
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ
2.1. Компоненты материалов для получения деталей ленточных конвейеров
2.2. Методы и средства определений параметров физико-механических характеристик материалов
2.3. Методы оценки триботехнических характеристик композиционных материалов и покрытий на их основе
2.4. Методы исследования физико-химических превращений в компонентах и материалах
2.5. Определение оптимального числа испытаний и статистическая обработка экспериментальных данных
2.6. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЙ ЛЕНТЫ И РОЛИКА ШАХТНОГО КОНВЕЙЕРА
3.1. Оценка динамических нагрузок на роликоопору при транспортировании массы с неоднородным гранулометрическим составом
3.2. Механизмы изнашивания при фрикционном взаимодействии стального ролика с резинотканевой лентой

3.3. Особенности фрикционного взаимодействия резинотканевой ленты шахтного конвейера и ролика из композиционных материалов
3.4. Исследование особенностей напряженно-деформированного состояния обечайки ролика ленточного конвейера
3.5. Применение результатов анализа особенностей напряженно-деформированного состояния и изнашивания сопряжения «ролик-лента» в конструкциях конвейеров повышенного эксплуатационного ресурса
3.6. Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КОМПОЗИЦИОННЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ КОРРОЗИОННОМЕХАНИЧЕСКОГО ИЗНАШИВАНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕНТОЧНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ КОНВЕЙЕРОВ
4.1. Триботехнические материалы для покрытий роликоопор
4.2. Композиционные материалы для конструктивных элементов ленточных конвейеров
4.3. Триботехнические композиционные материалы для узлов трения ленточных конвейеров
4.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Ленточные конвейеры нашли широкое применение в горной промышленности, в том числе и в калийной индустрии. Надежность этого оборудования во многом определяет надежность всей технологической цепочки добычи и переработки калийной руды. При этом ленточные конвейеры эксплуатируются в чрезвычайно неблагоприятных условиях агрессивной воздушно-соляной абразивсодержащей среды, что приводит к ускоренному коррозионно-механическому износу его основных элементов: ленты и роликов. Поэтому понятно, насколько важное место в калийной промышленности занимает проблема повышения долговечности быстроизнашивающихся узлов ленточных конвейеров, как правило, не имеющих дублеров и определяющих непрерывность технологического процесса добычи и обогащения полезных ископаемых. Жесткие условия эксплуатации (нагрузки, воздействие химически активных сред и абразива, повышенная влажность) приводят к интенсивному коррозионно-механическому изнашиванию ленты и основных узлов. Традиционно обечайки роликов изготавливают из стали, что предопределяет ряд их недостатков, в первую очередь, низкую коррозионную стойкость, высокую металлоемкость и, соответственно, вес. Кроме того, триботехническое взаимодействие роликов и ленты конвейера в условиях воздушно-соляных сред приводит к ускоренному износу обкладок конвейерной ленты. В связи с этим, первостепенное значение приобретают исследования, направленные на замену металлов высоконаполненными полимерными материалами при изготовлении роликов.
В настоящее время, в некоторых отраслях промышленности для изготовления роликов конвейеров легкой серии используют древеснополимерные материалы. Однако существующие составы и способы их переработки позволяют получать изделия, свойства которых не могут удовлетворять эксплуатационным требованиям калийных предприятий. К ним, в частности, относятся высокие прочность, химстойкость, ударная вязкость и сопротивление изнашиванию, а также низкая адгезия к транспортируемому материалу и стабильный коэффициент трения по конвейерной ленте, кроме того, должна быть обеспечена их высокая огнестойкость.
Несмотря на то, что в отечественной и зарубежной науке много внимания уделяется вопросам повышения надежности основных узлов и элементов ленточных конвейеров, эксплуатирующихся в условиях горных производств, проблема использования высоконаполненных полимерных материалов для изготовления обечаек и других элементов роликов никогда не находилась в центре внимания и изучена недостаточно. При этом, есть основание полагать,

Порошки полимеров получали криогенным измельчением при температуре жидкого азота Т=73 К из гранулированных полуфабрикатов с последующим фракционированием. Регулирование прочностных, триботехнических и адгезионных характеристик совмещенных матриц осуществляли введением в состав функциональных наполнителей в виде порошков с дисперсностью: I - 0<с1<50 мкм, II - 50<с1<100мкм. 111 -100<(1<200 мкм. Дисперсные наполнители вводили в приготовленную смесь для гомогенизации композиции с целью обеспечения равномерного распределения компонентов в объеме перед проведением стадии сшивки. Композиционные материалы были изготовлены на основе регламентируемых рецептур (контрольный образец).
Для получения композиционных материалов на основе термопластов использовали промышленно выпускаемые полиамиды (ПА6, ПАП), полиолефины (ПЭНД, ПЭВД, ПП), термоэластопласты (СЭВА, ДСТ, ТПУ), политетрафторэтилен в состоянии промышленной поставки (гранулы и порошки). Переработку композиционных материалов в изделия осуществляли по технологическим режимам, рекомендованным для базовых термопластов на термопластавтоматах со шнековой пластификацией.
Покрытия на основе термопластичных матриц формировали методом псевдоожиженного слоя на оригинальной установке (Производство ГНУ «ИММС им. В.А. Белого НАН Беларуси»).
2.2 Методы и средства определений параметров физикомеханических характеристик материалов
Текучесть пресс-композиций на основе ФФО по Рашигу определяли по длине конического стержня, получаемого при давлении прессования
29,5 МПа, температуре 150 °С и времени выдержки 3 мин из 7,5 г пресс-массы, засыпаемой в камеру предварительно нагретой матрицы. За длину стержня принимали расстояние от его основания до границы плотно запрессованной части.
Прочность материалов при сжатии оценивали по ГОСТ 4851-82 по разрушающему напряжению при постоянной скорости нагружения образцов, выполненных в виде параллелепипеда размером 30x10x15 мм.
Прочность материалов при изгибе определяли по величине напряжения, приводящего к разрушению образца в виде параллелепипеда (120x10x50 мм), расположенного на двух опорах (ГОСТ 4848-71). Нагрузка прикладывалась к середине бруска, скорость перемещения нагружающего устройства соответствовала 2 мм/мин.
Прочность материалов при растяжении оценивали по разрушающему напряжению на образцах-лопатках при скорости деформации 100 мм/мин (ГОСТ 11262-80).
Ударную вязкость определяли по необходимой для разрушения образца работе удара, отнесенной к площади его поперечного сечения (ГОСТ