автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Повышение надежности стыковых соединений конвейерных лент на горнодобывающих предприятиях

На правах рукописи

УДК 621.867.2

ЛЕВЧЕНЯ Жанна Брониславовна

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ НА ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

(НА ПРИМЕРЕ РУП «ПО «БЕЛАРУСЬКАЛИЙ»)

Специальность 05.05.06 - Горные машины

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -2004

Работа выполнена

в ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством»

Шугаьш руководитель: кандидат технических наук

Щерба Владимир Яковлевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Галкин Владимир Иванович

кандидат технических наук Колояров Владимир Константинович

Ведущая организация - Горный институт Уральского отделения Российской академии наук

Защита состоится «24» марта 2004 г. в «15» час. на заседании диссертационного совета Д 212.137.03 при Московском государственном открытом университете, по адресу: 129805, Москва, ул. Павла Корчагина, 22, ауд.408

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного открытого университета

Автореферат разослан «23» февраля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

В.В.Мазуренко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Ленточные конвейеры являются основой транспортного комплекса РУП «ПО «Беларуськалий». Их численность на шахтах и солеотвалах объединения превышает 800 единиц, а общая длина составляет около 330 км. Стоимость одного конвейера достигает 250 тыс. у. е., при чем 40 % - 70 % этой суммы составляет стоимость конвейерной ленты. Следует иметь ввиду, что наряду с высокой стоимостью ленты, свыше 50 % аварийных простоев конвейеров обусловлено ее выходом из строя. Отсюда очевидна актуальность исследований, направленных на повышение прочности и надежности конвейерных лент.

Опыт эксплуатации показывает, что долговечность транспортирующей ленты определяется в основном надежностью стыкового соединения, прочность которого составляет около 60 % - 70 % прочности цельной ленты. В тоже время, постоянно растущие требования к надежности лент, вызванные стремлением к повышению нагрузочно — скоростных режимов эксплуатации конвейеров, ставят проблему повышения прочности и надежности стыковых соединений в разряд требующих первоочередного решения. Фундаментальный вклад в теорию и расчет ленточных конвейеров, анализ напряженно-деформированного состояния транспортирующих лент и их стыковых соединений внесли: Бельмас И.В., Биличенко Н.Я., Гуленко В.Т., Дмитриев В.Г., Дьячков В.К., Завгородний Е.Х., Колосов Л.В., Котов М.А., Леонов Л.И., Панкратов С.А., Спиваковский А.О., Шахмейстер Л.Г., Шток-ман И. Г., РеутовА.А. и др.

В условиях РУП «ПО «Беларуськалий» на передний план выдвигается проблема, связанная с высокой химической активностью транспортируемого груза (хлористые соли натрия и калия), вызывающего интенсивную коррозию тросов и скоб и ускоряющего процесс разрушения стыковых соединений ленты. Коррозионное снижение прочности особенно ярко проявляется и требует учета при расчете стыковых соединений в случае, когда имеет место низкая адгезионная прочность между резиной и тросом.

Указанные причины в совокупности приводят к необходимости выбора оптимального типа соединения, разработки способов уменьшения неравномерности распределения нагрузки, создания удобных для механизированного изготовления и эффективных конструкций соединения. Решение этих задач сопряжено с необходимостью разработки методов расчета напряженно - деформированного состояния соединения. Работы в этой области посвящены в основном расчету вулканизированных соединений рези-нотросовых лент, эксплуатирующихся на мощных конвейерах, и в большинстве своем содержат модели, требующие громоздких вычислений.

Цель работы. Повышение прочности и надежности различной конструкции соединений резинотканевых и резинотросовых конвейерных лент на основе исследования параметров их конструкции, типа, механических и реологических свойств ленты и элементов

РОС., НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

«

Идея работы заключается в математическом обосновании оптимальных параметров конструкции стыковых соединений резинотканевых и ре-зинотросовых конвейерных лент, влияющих на их прочностные и эксплуатационные свойства.

Задачи исследований:

1. Исследовать закономерности распределения усилий между соединительными элементами многорядных механических соединений резинотканевых лент.

2. Разработать методику расчета напряженного состояния ступенчатых и клиновых вулканизированных соединений резинотканевых лент.

3. Разработать модели и методы расчета напряженного состояния соединений резинотросовых конвейерных лент.

4. Экспериментально исследовать кратковременную прочность механических и вулканизированных соединений резинотканевых и резинотросо-вых лент с целью проверки работоспособности расчетных моделей.

5. Разработать методы управления распределением нагрузки в механических соединениях и рекомендации по повышению прочности и надежно -сти соединений резинотросовых лент.

Методы исследований. Модели для расчета вулканизированных соединений резинотканевых лент основаны на представлении их в виде многослойных структур и предполагают линейную и нелинейную постановки. Для ступенчатых соединений реализация моделей осуществлялась путем численного решения краевой задачи для системы дифференциальных уравнений. Метод расчета напряженно - деформированного состояния резинот-росовых лент основан на использовании объемной и плоской конечноэле-ментных моделей.

Изучалось напряженно-деформированное состояние соединений транспортирующих лент на линейной части конвейера, а также при их изгибе на приводном и неприводном барабанах.

Основные научные положения диссертации, выносимые на защиту:

- математическая модель и схема расчета распределения усилий между соединительными элементами и их рядами в многорядных механических соединениях резинотканевых лент;

- методика расчета напряженно - деформированного состояния вулканизированных ступенчатых соединений резинотканевых лент;

- метод расчета вулканизированных соединений резинотросовых лент, основанный на объемной и плоской конечноэлементных моделях;

- результаты исследования влияния механических свойств элементов конвейерной ленты и конструкционных параметров механических и вулканизированных соединений на их напряженно—деформированное состояние;

- практические рекомендации по повышению прочности стыковых соединений конвейерных лент.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций.

Основные результаты диссертации получены на базе фундаментальных

положений теории упругости с использованием обоснованных методов решения. Достоверность полученных в диссертации результатов подтверждается также их достаточной (75 % - 80 %) сходимостью с экспериментальными данными и отсутствием противоречий между известными и установленными автором закономерностями.

Научная новизна. Теоретически и экспериментально исследовано распределение усилий в многорядных механических соединениях резинотканевых лент. Показано, что при одноосном растяжении наиболее нагружены крайние ряды скоб: составляя 30 % - 50 % общего числа рядов, они воспринимают около 90 % нагрузки. Установлены закономерности распределения усилий между соединительными элементами, касательных напряжений в соединительном слое и растягивающих напряжений в тканевом каркасе соединения. Предложены новые методы повышения прочности и надежности механических соединений резинотканевых лент.

Разработаны математические модели для расчета напряженно — деформированного состояния вулканизированных ступенчатых соединений, предполагающие линейную и нелинейную постановки. Установлено, что при одноосном растяжении наибольшие касательные напряжения в соединительном слое наблюдаются на концах соединения, а локальные максимумы - на концах каждой ступени. В тканевых прокладках наибольшие растягивающие напряжения возникают на концах крайних ступеней, они выше в соседних с разорванными прокладках и в соединениях полунахлестного типа.

С применением плоской и объемной конечноэлементных моделей изучено распределение относительных смещений тросов вдоль соединения и касательных напряжений в межтросовой прослойке, в том числе при наличии дефектов на границе раздела «трос - резина». Показано, что при одноосном растяжении наибольшие значения максимальных касательных напряжений возникают в самых близко расположенных друг к другу точках поверхностей смежных тросов, а при изгибе на барабане эти точки смещаются к его поверхности.

Практическая ценность заключается в разработке методик расчета стыковых соединений конвейерных лент и рекомендаций, направленных на повышение их прочности и надежности.

Разработана методика расчета многорядных механических соединений резинотканевых лент на прочность, учитывающая механические свойства скоб и прокладок ленты, число прокладок, рядов и скоб в ряду. Показано, что прочность и долговечность соединений повышается при разделке концов ленты на продольные полосы и наклоне скоб в направлении, противоположном действию растягивающей силы. Получены формулы для расчета оптимальных параметров соединения и соединительных элементов.

Предложено снижать неравномерность распределения растягивающих напряжений вдоль ступенчатого вулканизированного соединения резинотканевых лент путем увеличения толщины и снижения жесткости соединительной прослойки и увеличения жесткости тканевой прокладки. Установ-

лена более высокая, по сравнению со ступенчатой, эффективность клиновых соединений при точном совмещении сердечников соединяемых концов.

Показано, что более равномерного распределения напряжений в ступенчатых соединениях резинотросовых лент можно достичь при увеличении толщины ленты и отношения шага укладки тросов к их радиусу. Максимальное относительное смещение тросов в трехступенчатых соединениях уменьшается при уменьшении, вплоть до вырождения, длины короткой ступени и увеличении длины перекрытия крайних тросов. Для лент с отношением шага укладки к радиусу тросов менее 1,2 целесообразно применение одноступенчатых соединений. Применение барабанов с эластичной футеровкой на конвейерах с резинотросовыми лентами позволяет уменьшить максимальные касательные напряжения в 1,1-1,2 раза.

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы для совершенствования технологии формирования многорядных механических соединений, обеспечивающей близкое к равномерному распределение усилий между рядами скоб. В результате обеспечено повышение долговечности стыковых соединений в 1,2 - 1,5 раза. Рекомендации по выбору типа клеевых и вулканизированных соединений резинотканевых лент позволили в 1,1 - 1,2 раза повысить их срок службы. Аналогичный результат достигнут за счет применения вкладышей различной жесткости в соединениях резинотросовых лент. Годовой экономический эффект от внедрения методов повышения долговечности стыковых соединений конвейерных лент на РУП «ПО «Беларуськалий» составил 82 тыс. у.е.

Публикации. По результатам исследований, изложенных в диссертации, опубликовано 7 статей в научно-технических журналах и сборниках, 2 тезиса докладов в трудах международных научно-технических конференций.

Апробация. Основные результаты работы докладывались на научных совещаниях и семинарах в РУП «ПО «Беларуськалий» и ЗАО «Солигорский Институт Проблем ресурсосбережения с Опытным производством», а так же на Международных научно-технических конференциях «Теоретические и технологические основы упрочнения и восстановления изделий машиностроения», Новополоцк 2001 г. и «Материалы, технологии и оборудование для упрочнения и восстановления деталей машин», Новополоцк 2003 г.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая оценка современного состояния исследований по теме работы, обоснована актуальность решаемой проблемы, приведена общая характеристика диссертационной работы.

В первой главе приводится обзор исследований по теме диссертации. Выполнен анализ результатов исследований надежности механических, клеевых и горячевулканизированных соединений конвейерных лент. Особое внимание уделено анализу моделей, позволяющих рассчитывать напряжения в каркасе и прослойках прямого и изогнутого на барабанах и роликах вулканизированного соединения, а также распределение напряжений в резине между тросами и по длине резинотросового соединения. Анализируются конструкции соединений конвейерных лент и рекомендации по выбору их типа и параметров. Сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава работы посвящена изучению напряженно-деформированного состояния и прочности многорядных механических соединений резинотканевых лент. В расчетной модели соединения концы ленты рассматривались как стержни малой толщины с жесткостью, равной жесткости ленты (рис.1). Поскольку смещения верхней и нижней частей конца 2 ленты под действием растягивающих сил Р одинаковы, то конец 2 можно рассматривать как единый стержень. Ряды скоб моделировались упругими элементами 3, жесткость каждого из которых равна жесткости ряда скоб. Поскольку лента опирается на ролики, полагалось, что смещение стыкового соединения в направлении оси у и поворот отсутствуют.

Применяя метод сил и полагая линейной зависимость перемещений от

усилий, получим систему уравнений для определи упругих элементах

■ Хцр илий в

где

ХьС-ХсЛхЦ^+дУ (1)

1-1 1-1 /«Ы (-1 М

(■}_, = —— податливости растяжению участков ленты первого (т = 1)

б

и второго (« =2) концов между г и /+-? рядами скоб, м/Н;

2 Л:,

податливость к-го ряда скоб, м/Н; /< - расстояние

зЕсЛсЪ М»

между г и ¡+1 рядами скоб, мм; .Е^ - жесткость на растяжение поперечного сечения конца да конвейерной ленты, Н; Но - толщина ленты, мм; Не - толщина сердечника ленты, мм; 2ГС - модуль упругости, МПа; -диаметр ножек скобы, мм; М^ - число скоб в к-том ряду; - коэффициент, учитывающий увеличение податливости скоб за счет контактных деформаций ленты; Л^, - количество рядов скоб.

Из решения системы уравнений (1) следует, что нагрузка между рядами скоб распределена нерав-

Х„/Р 0,2!

0,20

0,15

0,10 0,05

--------;------ --- 1 т

» 1 ... а1_______1

^Л ! 2 !

:

!

3 \

12

Рис. 2. Распределение нагрузки между рядами / - С,- 5б„ 2 - С, - 85,,3 - С, »ад

номерно. Крайние ряды скоб воспринимают большее усилие, чем средние (рис. 2). При чем, с увеличением жесткости скоб неравномерность распределения нагрузки между их рядами увеличивается. Так, скобы крайних рядов в 5 - 8 рядных соединениях нагружены в 2

- 4 раза сильнее скоб средних рядов, а в 24 - 27 рядных - в 70

- 80 раз. Таким образом, 90% нагрузки воспринимают 30% -

50% крайних рядов соединения. Остальные внутренние ряды являются страхующими и нагружаются только после разрушения скоб крайних рядов.

Рост числа рядов при сопоставляемых податливостях ленты и скоб не приводит к существенному уменьшению нагрузки на наиболее нагруженные крайние ряды. Наличие у цельного конца ленты скошенного клином или разделанного ступенькой участка приводит к уменьшению нагрузки на крайний ряд скоб в 1,08 - 1,15 раза. Однако напряжения в ленте при этом возрастают, так как число прокладок в месте скоса уменьшается.

Расчеты силы взаимодействия одной скобы с лентой для соединений с рекомендуемыми в горной промышленности параметрами показывают, что у всех соединений имеют место пластические деформации скоб крайних рядов при номинальных нагрузках. В этом случае учет нелинейной зависимости растяжения ленты и податливости скобы от действующего усилия возможен при использовании метода переменных параметров упругости. В основе этого метода лежит представление зависимостей деформаций от напряжений в форме обобщенного закона Гука, в котором параметры упругости зависят от напряженного состояния. Тогда расчет механических соединений в нелинейной постановке сводится к последовательности решений

системы (1) с параметрами <5и/ и С*, определяемыми с учетом эмпирических значений Е„ц и Ес .

При введении между соединяемыми концами ленты клея, вулканизация которого происходит в процессе эксплуатации соединения, закон распределения усилий между рядами скоб не изменяется, а клеевое соединение выполняет лишь страхующую роль. Если вулканизация клея осуществляется до эксплуатации ленты, то наибольшая сила взаимодействия скобы и ленты снижается в 1,44 раза.

Неравномерное распределение нагрузки между рядами скоб приводит к уменьшению (до 30%) прочности и долговечности стыкового соединения. Поэтому были выполнены исследования возможности выравнивания нагрузки путем оптимизации числа скоб в ряду ЛГ*, расстояния между рядами //, числа прокладок /„ и диаметра ножек скоб . Исходя из условия, что усилия X) ... Хцр одинаковы, было получено уравнение для расчета соотношения между податливостями рядов скоб и ленты

С^СсЩ^У^г-кШи+З^КЁдг. (2)

Анализ показывает, что распределение нагрузки между рядами становится равномерным при уменьшении податливости средних рядов скоб. При чем, с увеличением числа рядов в соединении требуемая разность податливостей средних и крайних рядов растет. Управлять Ск целесообразно, изменяя диаметр проволоки скоб и оставляя при этом неизменным их число в ряду.

Формула для расчета требуемого диаметра проволоки скобы к-го ряда имеет вид

ЪлЕ.М*/ J

(3)

В клеемеханическом соединении выравнивание суммарного усилия Хж не обеспечивается его равномерным распределением в клеевом слое и между скобами в отдельности. Более того, податливость участков клеевой прослойки регулировать сложно.

Анализ возможности выравнивания нагрузки между одинаковыми рядами скоб показал, что число участков, нагрузка между которыми выровнена, не может превышать число прокладок цельной ленты.

Уменьшить неравномерность распределения нагрузки между отдельными скобами можно при разной податливости участков лент между рядами или применением двух или трех типоразмеров скоб с различными по-датливостями. Так, применение в стыковых соединениях двух типоразмеров скоб вместо одного позволяет уменьшить наибольшее усилие в 1,1 -1,25 раза, а трех типоразмеров - в 1,15 - 135 раза и, соответственно, увеличить несущую способность соединения на 20 - 40 %. Решение этой задачи

возможно также путем разрезания концов ленты на продольные полосы, поочередного их наложения друг на друга и соединения скобами, наклоненными в сторону, противоположную растяжению концов. Обеспечить полное выравнивание усилий, воспринимаемых скобами, и усилий взаимодействия скоб с лентой, варьируя только М*невозможно. Большая часть скоб останется недогруженной до предельных напряжений.

Выявленные закономерности справедливы только в том случае, когда соединение находится на линейной части конвейера. Поэтому в работе был выполнен анализ распределения нагрузки в механическом соединении, изогнутом на приводном и отклоняющем барабанах. Получены дифференциальные уравнения для усилия сдвига, решение которых показало, что изгиб соединения на неприводных барабанах типовых конвейеров приводит к увеличению сдвиговой нагрузки на скобы крайних рядов в 1,63 - 2,51 раза. Наибольшее увеличение соответствует эксплуатации лент на конвейерах КЛ150У2,2ЛТ80 лент 2ШБКНЛ-65 и 2ШБКНЛ-150, имеющих наибольшее отношение толщины к радиусу барабана. На приводных барабанах в начале соединения имеет место дополнительное приращение усилий сдвига на 4 % -10 %.

Расчет шарнирных соединений, ^образные элементы которых соединены обрезиненным тросом, свидетельствует о том, что дальние от края ленты ножки скоб воспринимают значительно больше нагрузки. Причем, это различие растет с уменьшением отношения податливостей скоб и ленты С/8ц и для ленты ПВХ-120 достигает 10 раз. Выравнивания нагрузки нужно достичь, заменив скобу двумя стержнями с различным диаметром.

Экспериментальные исследования подтвердили пригодность полученных моделей для расчета прочности многорядных механических соединений и предложенных на их основе методов выравнивания нагрузки (рис.3). Показано, что прочность соединения с наложенными друг на друга концами ленты в 2-2,3 раза меньше, чем у соединений с одним раздвоенным концом. Наклон скоб противоположно растяжению повышает прочность соединений в 1,5 раза по сравнению с наклоном в направлении растягивающей силы и - в 1,2 раза - по сравнению с их перпендикулярным расположением. Снижение шага установки скоб с 7 до 5 мм позволяет увеличить на 20 - 25% прочность шарнирных соединений лент.

Рис 3 Расчетные (линия) и экспериментальные (точки) значения усилий разрушения соединения в зависимости от числа скоб

В третьей главе приведены результаты исследований напряженно-деформированного состояния и надежности различной конструкции вулканизированных соединений резинотканевых лент.

Усилия сдвига в одноступенчатом вулканизированном соединении описываются дифференциальным уравнением

т„ _ апг

. Т .Р-Т ф--ф-

Е„ Е.

(4)

где Е„ и Е,- жесткость сердечников нижнего и верхнего концов ленты, Н; Ф — функция, связывающая деформации растяжения с напряжением ленты; Г- распределенное по ширине ленты усилие сдвига, Н/м; Р- сила растяжения соединения, Н/м; г - величина сдвига верхнего конца ленты относительно нижнего, м; - аппроксимирующая функция.

В нелинейной постановке (на стыковое соединение действует растягивающая нагрузка, превышающая нормативную ) функции Ф и 12, представляются в виде степенных рядов. При граничных условиях Т(0)= 0иГ(/) = Р окончательное решение уравнения имеет вид

- жесткость соединительной прослойки (Па/м), численно равная отношению модуля сдвига к ее толщине. Аналогичное решение имеет уравнение для определения усилий сдвига при изгибе соединения на барабане.

Анализ показал, что касательные напряжения по краям соединения значительно выше, чем посередине, причем неравномерность распределения т возрастает с увеличением жесткости и длины прослойки. Изгиб ленты на барабане способствует росту в 1,1 - 1,7 раза напряжений в точке вхождения соединения в контакт с барабаном и уменьшению - в точке выхода из контакта. В середине соединения т не изменяются. На приводном барабане описанный эффект усиливается на 4 - 10%.

Расчет напряженного состояния прослойки многоступенчатого вулканизированного соединения осуществляли с применением кусочно - непрерывных функций, поскольку прослойка имеет разрывы на границе отдельных ступенек. Уравнения (4)-(5) справедливы для расчета Г и г в любой точке каждой >той ступеньки длиной /у. Если каждая из них имеет свою координату х, то граничные условия примут вид (0) = 0 и где

- максимальное значение Установлено, что распределение сдвиговой нагрузки зависит от типа

соединения (полунахлестное, нахлестное), числа и длины ступенек вулканизированного соединения. Касательные напряжения распределены неравномерно по длине каждой ступеньки и всего соединения в целом. Наибольшие растягивающие напряжения наблюдаются на концах соединения, а локальные максимумы напряжений - на концах ступенек. С уменьшением толщины и ростом жесткости клеевой прослойки неравномерность распределения г возрастает.

Уравнение для расчета усилий сдвига и касательных напряжений в клеевой прослойке клинового вулканизированного соединения имеет вид

(6)

граничные условия - - жесткость сердечника

ленты при растяжении, Н; - касательная к поверхности соединения составляющая силы Р.

Решение этого уравнения возможно методом конечных разностей либо аналитическим путем, полагая Г = Рх -хН..Исследования показали, что распределение касательных напряжений в прослойке близко к равномерному, а изгиб на приводном барабане не сопровождается их ростом при точном совмещении сердечников соединяемых концов.

В расчетах напряженно-деформированного состояния резинотканевого каркаса вулканизированное соединение конвейерной ленты рассматривалось как конструкция, содержащая Ыяр слоев - тканевых прокладок. Пренебрегая прогибами и смещениями ленты в направлении оси у, перемещение точек к-той прокладки ик на линейной части конвейера в направлении оси х могут быть описаны уравнением

(7)

где

Е * Н С

Ак = ~-—р, Вк = —£-; Ек , Нк, Ц - модуль упругости (МПа), толщина

1 -VI

(мм) и коэффициент Пуассона к-той прокладки; - толщина (мм) и

модуль сдвига (МПа) ДУГОЙ прослойки; ^—распределенная тангенциальная нагрузка.

При изгибе соединения на барабане конвейера, установленного под углом р к горизонту, уравнение 7 примет вид

Здесь - радиус барабана, мм.

Анализ показал, что растягивающие напряжения тканевых прокладок нахлестного типа в 1,15-1,45 раза меньше, чем в прокладках полунахлест-ного типа, а при нахождении ленты на линейной части конвейера напряже-

ния в 1,2 - 1,5 раза ниже, чем на барабане. Наибольшие напряжения в тканевых прокладках наблюдаются на концах крайних ступеней в прокладках, соседних с разорванными.

Таблица 1

Прочность лент и их ступенчатых соединений

№ Тип ленты МР «ч X с и * £ «5 = 3 б! о . Прочность соединений

& 2 5 с Прочн тенты кН/м Хрась кН/м

1 ТА-100 2 II 0,05 260 181,2 175,8

2 ТА-100 2 Н 0,20 260 264,0 228,6

3 2ШБКНЛ-65 5 II 0,15 268 207,2 229,7

4 ТК-300 3 н 0,15 900 480,0 408,6

5 2ШТК-200 4 п1 0,59 808,5 380,0 472,8

6 2ШТК-200 4 н' 0,45 808,5 383,3 420,0

7 2ШТК-100 4 (У 0Д6 400 120,2 1464

8 2ШТК-100 4 о4 0,26 400 168,3 169,9

9 2ШТК-100 4 п4 0,085 400 236,1 253,5

Таблица2 Прочность клиновых и ступенчатых

Выполненные с применением полученных моделей расчеты вулканизироваиных соединений резинотканевых лент показали их соответствие известным и полученным автором экспериментальным данным - расхождение не превышает 23% (см. табл.1). Близкая к линейной зависимость прочности от длины клиновидных соединений косвенно подтверждает равномерный характер распределения касательных напряжений по длине.

Результаты расчетов напряженно-деформированного состояния различного вида соединений подтверждаются также тем, что, аналогично расчетной, экспериментально полученная прочность клиновых соединений на 5% - 8% выше ступенчатых (табл. 2).

В четвертой главе описаны разработанные математические модели и методы расчета соединений рези-нотросовых конвейерных лент.

С использованием объемной конечноэлементной модели рассмотрено напряженно-деформированное состояние соединения, находящегося под действием растягивающих усилий, а также случаи, когда соединение находится на неприводном и приводном барабанах. Полагалось, что трос в поперечном сечении не деформируется, перемещения резины и тросов неразрывны, кручение прядей отсутствуют. Изучение распределения напряжений в эластичной прослойке осуществлялось в нелинейной постановке. При этом использовалась функция энергии

Тип «ЧР Прочность со-

ленты 5 3 2 единения, кН/м

Вид соедине» 0 «г 1 5 5 х Клиновое Ступенчатое

2ТЛК-150 6 Клеевое 0,30 243 223

0,65 535 479

1,00 698 660

Вулкани- 0,30 216 207

зирован- 0,65 485 437

1,00 662 615

РЛХ-120 8 Клеевое 0,30 188 176

0,65 419 385

1,00 618 561

Вулгани- озо 219 205

зирован- 0,65 482 455

1,00 661 603

деформации, связывающая компоненты тензора напряжений Пиола-Киргофа и компоненты тензора деформаций Лагранжа.

Установлен крайне неравномерный характер распределения напряжений в поперечном сечении резинотросового соединения (коэффициент неравномерности достигает 5). Касательные напряжения достигают максимума в наиболее близких точках соседних тросов. С увеличением отношения расстояния между тросами к их радиусу максимальные касательные напряжения уменьшаются, а их распределение по поверхности троса в поперечном сечении становится более равномерным. С ростом смещения вдоль троса Ттах линейно возрастают. За исключением участка малых смещений, зависимость сопротивления резины относительному смещению тросов также линейна, при чем, слабо выражена.

Изгиб соединения на неприводном барабане не только изменяет картину распределения в поперечном сечении межтросовой резины, но и в 1,5 - 2,0 раза увеличивает значения Ттах ■ При нахождении ленты на приводном барабане наблюдается малозаметное снижение в наиболее нагруженных участках соединения.

Объемная конечноэлементная модель позволяет также исследовать напряженно-деформированное состояние межтросовой прослойки при наличии в ее объеме полостей или трещин на границе раздела системы трос -прослойка. Это возможно путем освобождения узлов конечных элементов (КЭ) в выбранной области от ограничений на перемещения.

Для расчета относительных смещений тросов по длине соединения использована плоская конечно-элементная модель, в которой тросы моделируются стержнями, а межтросовая резина - дискретными элементами сдвига. Сильно вытянутые прямоугольные элементы расположены так, что тросы находятся только на границах элементов (рис.4). Поля перемещений и и V задавались двухточечной интерполяционной функцией Лангранжа N

и = щи}, У=ЩУ}, (9)

где {Щ, {V} - перемещения узлов в направлении осей* иу, Щ=\{1-х/х2){1-у/у2);{1-у/у3)х/х2 ;ху/х2у2 ;{1~х/х2)у/у2\ Зависимость между узловыми перемещениями {{/}, {V} и усилиями в

и, и}

Рис. 4. Прямоугольный плоский КЭ

узлах {Б} В линейной постановке определялась системой уравнений:

в которой К - матрица жесткости элемента. Матрица жесткости резиновой прослойки определялась выражением:

2

где Q - объем КЭ; [Б] - матрица, связывающая узловые перемещения с полем деформаций; [Е] - матрица упругих констант, Еп - приведенный модуль упругости; - коэффициент Пуассона.

Расчеты показали, что для устранения краевых эффектов модель должна содержать не менее 5 повторяющихся комбинаций укладки тросов.

В прилегающих к соединению областях относительные смещения тросов ДО/, близки по величине к смещениям в соединении. Они определяются для ленты, содержащей 7УТ тросов, из системы уравнений

Ы-Гн+Ю' (12)

решение которой с граничными условиями имеет

вид

А/г-I , _

ЕсУ.

где - корни характеристического уравнения, Сч - коэффициенты, определяемые из граничных условий; - жесткость троса при растяжении.

Для сокращения размерности задачи предложено в расчет ввести жесткость относительного смещения соседних бесконечно длинных тросов. Растягивающие силы в тросах на концах уменьшенных прилегающих участков считались одинаковыми, а соседние тросы соединены упругим двух-узловым элементом с заданной жесткостью.

Напряженно - деформированное состояние резинотросового соединения существенно зависит от схемы укладки тросов. Так, расчеты ленты РТЛО-ЮОО, диаметр тросов которой 4,2 мм, шаг 14 мм, при длине соединения Ьо = 2м, показали следующее. В одно — и двухступенчатых соединениях наиболее нагруженными являются резиновые прослойки крайних пар тросов. Для одноступенчатого соединения максимальное относительное смещение пары крайних тросов в 1,25 раза больше, чем у аналогичной пары внутри соединения, а для двухступенчатого - в 1,4 раза.

Распределение относительных смещений в одноступенчатом соедине-

и/ь 2,2 1,5 0,7

1 \ 1

I 1 г II 1

/II / Г 1 1 1 V г -------

О

1Ут,мм

Рис. 5. Кривые распределения относительных смещений УУг(1 - одноступенчатое соединение, 2 - двухступенчатое соединение, 3 - трехступенчатое соединение)

нии имеет довольно узкий спектр, соответствующий наиболее эффективному использованию несущей способности межтросовых прослоек. Двух и трехступенчатые соединения имеют более широкие спектры (рис. 5). Для одноступенчатого соединения снижение жесткости всех тросов в 4 раза привело к уменьшению на 4,7%, для двухступенчатого

соединения — на 14%, а для трехступенчатого — на 10%. Расплетение концов тросов на пряди увеличивает прочность соединения на 5% - 10%.

Уменьшение длины короткой ступени в трехступенчатом соединении приводит к уменьшению при чем, наибольший эффект имеет место

при отсутствии короткой ступени, когда получается вырожденное одноступенчатое соединение с вырезанным в ленте каждым третьим тросом. Однако в этом случае неравномерность относительных смещений возрастает в 1,4 раза за счет снижения относительных смещений в середине соединения. Увеличение длины перекрытия крайних тросов в 1,25 раза по сравнению с длиной средней части соединения для всех трех схем укладки дает незначительное (на 2% — 4 %) уменьшение }Утах.

Более эффективным является использование резины с разной жесткостью. Так, для трехступенчатых соединений использование в средней части крайних пар тросов на длине 0,8 м прослоечной резины с удвоенной жесткостью позволило уменьшить 1УШа концов крайних тросов на 13%. Аналогичный эффект достигается при увеличении толщины резиновой прослойки между крайними парами тросов у каждого конца соединения на 1/3 его длины.

На основании анализа выполненных теоретических исследований, экспериментальных и эксплуатационных данных предложена формула для расчета длины соединения резинотроссовых лент, при которой обеспечивается требуемые запас прочности и долговечность

т _ РКбКшКс* п,

(В)

где Кб- 1,5 - 2,0, К„ - 1,1 - 1,3, Ко, = 1,5 - 2,0, Кн = 0,8 - 1,2 - коэффициенты, учитывающие соответственно: увеличение на барабане, нерав-

номерность качества вулканизации, неравномерность относительных смещений тросов, неравномерность распределения тяговых усилий; ЛГ/- - число тросов в ленте; с1т - диаметр тросов.

Разработаны модель и алгоритм моделирования процесса разрушения вулканизированных соединений резинотросовых конвейерных лент. Модель учитывает распределение и перераспределение напряжений в соединении, обусловленное старением и ползучестью резины, разрушением адгезионных соединений резины и тросов. Моделирование процесса разрушения соединений позволило установить, что основным недостатком существующих конструкций соединений является неблагоприятное распределение нагрузки между тросами и возможность свободного распространения зоны отрыва резины вдоль окружности троса.

ТаблицаЗ

Прочность вулканизированных соединений

Тип ленты мм мм кН/м Хряу, хИ/м

каркас резина

РТЛО-2500 7,5 14 2625 3178 3714

РТЛО-3150 с вырубкой 12,5% тросов 8,2 10,7 2212 2835 2336

ЛРТКУ-1 8,2 15 3642 3400 3860

2ЛРТО-1500 с вырубкой 33 % тросов 4,2 6,75 1060 1162 1324

Экспериментальная проверка полученных теоретических результатов проводилась на образцах, выполненных из резинотросовых лент фирмы «Континенталь» и Курского завода РТИ. Получены, аналогичные расчетным, зависимости удельного сопротивления вырыву троса, агрегатной прочности соединения и жесткости межтросовой резиновой прослойки от длины соединения и отношения расстояния между тросами к их диаметру. Расхождение расчетных и экспериментальных данных не превышает 18%. Удовлетворительное совпадение (наибольшее расхождение составляет 24%) результатов расчета и эксперимента получено при определении прочности соединений резинотросовых лент.

На основе результатов выполненных исследований сформулированы следующие рекомендации. Для высокопрочных резинотросовых лент, у которых отношение шага укладки Л к диаметру тросов менее 1,2, целесообразно применять одноступенчатые схемы соединений с использованием ре-зинотросовых вкладышей. Конструкция таких вкладышей должна обеспечивать минимальные отклонения по толщине соединительного резинового слоя между тросами ленты и армирующими элементами. Для лент, эксплуатирующихся на легко нагруженных, малой длины конвейерах, может быть использовано одноступенчатое соединение с вырубкой части тросов. Уменьшение прочности каркаса соединения, пропорциональное части удаленных тросов, позволяет повысить прочность межтросовых резиновых прослоек при сокращении длины соединения.

На конвейерах с резинотросовыми лентами необходимо использовать барабаны только с эластичной футеровкой. При отсутствии последней величина максимальных касательных напряжений в резине на поверхности троса увеличивается в 1,1- 1,2 раза на гладкой поверхности и в 2 - 2,5 раза - на рифленой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение актуальной задачи - повышении прочности и долговечности различной конструкции стыковых соединений резинотканевых и резинотросовых конвейерных лент на основе исследования механических, прочностных и эксплуатационных свойств соединений и разработки моделей и методов расчета этих соединений.

Выполненные в работе исследования позволили сделать следующие выводы:

1. Разработана математическая модель и схема расчета распределения усилий в многорядных механических соединениях резинотканевых лент П-образными скобами. Показано, что наиболее нагруженными являются крайние ряды скоб. Неравномерность распределения нагрузки между соединительными элементами возрастает с увеличением жесткости скоб и числа рядов, и существенно не изменяется при введении в соединение клея. Подобные закономерности распределения нагрузки получены для шарнирных соединений.

2. Моделирование многорядного механического соединения резинотканевых лент позволило предложить метод повышения его прочности путем выравнивания нагрузки между скобами и рядами скоб. Показано, что уменьшение неравномерности распределения нагрузки достигается при разделке концов ленты на продольной полосы, выборе оптимального числа рядов и скоб в ряду, наклоне скоб в направлении, противоположном действию растягивающей силы, а также путем выбора требуемого (для каждого ряда) диаметра ножек скоб. Получены формулы для расчета этих параметров.

3. Предложена методика расчета напряженно-деформированного состояния вулканизированных соединений резинотканевых лент, в которой соединение рассматривается как многослойная структура. Результаты численного решения краевой задачи для системы дифференциальных уравнений показали, что при одноосном растяжении наибольшие касательные напряжения т в соединительном слое возникают на концах соединения, а локальные максимумы - на концах каждой ступеньки. Неравномерность распределения напряжений вдоль соединения возрастает с увеличением жесткости клеевой прослойки и уменьшением ее толщины.

При изгибе вулканизированного соединения резинотканевой ленты на барабане увеличиваются в точке вступления соединения в контакт с барабаном в 1,1 - 1,7 раза и уменьшаются в точке выхода из контакта.

4. Расчеты напряженно-деформированного состояния резинотканевого каркаса показали, что наибольшие растягивающие напряжения в тканевых прокладках ступенчатых соединений имеют место на концах крайних ступеней, они выше в прокладках, соседних с разорванными, и в соединениях полунахлестного типа. Изгиб ленты на барабане сопровождается ростом напряжений в каркасе на 25 - 50 %. Для клиновых соединений получено равномерное распределение растягивающих напряжений в каркасе и прослойке.

5. На основе объемной и плоской конечноэлементных моделей разработан метод расчета вулканизированных соединений резинотросовых лент. Показано, что при одноосном растяжении максимальные касательные напряжения Ттах на поверхности тросов имеют наибольшие значения в наиболее близко расположенных друг к другу точках смежных тросов. При этом, наибольшие и наименьшие значения Ттах различаются в 3 - 5 раз, а их распределение становится более равномерным при увеличении толщины ленты и отношения шага укладки тросов к их диаметру. При изгибе соединения Ттах увеличиваются в 1,5-2 раза, а точка их наибольших значений смещается к поверхности барабана.

Показано, что в ступенчатых соединениях всех типов относительные смещения тросов можно уменьшить (до 10%) путем снижения их жесткости и увеличения длины перекрытия крайних тросов. В трехступенчатых соединениях более существенный результат достигается при уменьшении длины короткой ступени или переходе к вырожденному одноступенчатому соединению с вырезанным каждым третьим тросом.

6. На основе полученных результатов исследований предложены формула для расчета оптимальной длины вулканизированных соединений ре-зинотросовых лент и конструкционные методы управления их прочностью.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ АВТОРА:

1. Моделирование напряженного состояния многорядных механических соединений шахтного конвейерного транспорта // Материалы, технологии, инструменты. - 2002. - № 4. - С. 23-27 / Соавторы: Щерба В.Я., Бу-мин ГЛ.

2. Модели и метод расчета вулканизированных соединений резинот-росовых конвейерных лент // Горная механика. - 2002. - № 2. - С. 67-70 / Соавторы: Белько С. Л., Бумин Г.Л.

3. Исследования надежности става ленточного конвейера // Теоретические и технологические основы упрочнения и восстановления изделий машиностроения: Сб. науч. ст. / Под ред. С.А. Астапчика, П.А. Витязя. -Мн.: Технопринт, ПГУ, 2001. - С. 559 - 563 / Соавторы: Барановский АЛ., Пинчук О.А.

4. Расчет напряженного состояния механических соединений резинотканевых конвейерных лент// Горная механика. - 2002. -№ 3,4. - С. 105 -108 / Соавторы: Щерба В Л., Байко А.Е.

5. Исследование надежности и долговечности роликоопор ленточных конвейеров // Тематич. сб. «Материалы, технологии и оборудование для упрочнения и восстановления деталей машин» / Под общ. ред. П.А. Витязя, С.А. Астапчика. - Мн.: УП «Технопринт», Новополоцк, ПГУ, 2003. - С. 307-308 / Соавторы: Щерба В Л., Бумин ГЛ.

6. Расчет прочности вулканизированных соединений резинотканевых конвейерных лент // Горная механика. - 2003. - № 1. - С. 82-84 / Соавторы: Цоуфал С.

7. Моделирование долговечности соединений резинотросовых конвейерных лент // Горная механика. - 2003. - № 2. - С. 59-64 / Соавторы: Щерба В.Л., Бумин ГЛ.

8. Исследование долговечности соединения резинотросовых конвейерных лент // Экономика и организация калийного производства. Сб. статей Горного информационно-аналитического бюллетеня. М: ГИАБ - 2003. -№10. - С.52-60 / Соавторы: Щерба В.Л., Бумин ГЛ.

9. Исследование напряженно-деформированного состояния и надежности соединений резинотросовых конвейерных лент в РУП «ПО «Бела-руськалий» // Горная механика. - 2004. - № 1. - С. 35-39 / Соавторы: Щерба ВЛ., Байко А.Е.

Подписано в печать 11.02.2004 г. Формат 60х84'/|6. Бумага «Снегурочка», А4,80 г/м2. Гарнитура Тайме Отпечатано на ризографе СЯ-ШО. Уся. печ. л. 3,57. Тираж 100 экз. Заказ 121. _ЛП№403 от 15.06.2000._

ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения

с Опытным производством» ул. Козлова, 69, г. Солигорск, 223710, Республика Беларусь. Т. 5-47-82,6-27-94 ipr@slgipr.belpak.mmsk.by

BS^ 39 4 Í

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И НАДЕЖНОСТИ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ.

1.1. ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СОЕДИНЕНИЙ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ

1.2. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ СОЕДИНЕНИЙ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ.

1.3. выводы.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И НАДЕЖНОСТИ МЕХАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ РЕЗИНОТКАНЕВЫХ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ.

2.1. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ В МЕХАНИЧЕСКОМ СОЕДИНЕНИИ.

2.2. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ С ЦЕЛЬЮ ВЫРАВНИВАНИЯ НАГРУЗКИ МЕЖДУ НИМИ.

2.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗГИБА СОЕДИНЕНИЯ ЛЕНТЫ НА НАГРУЖЕННОСТЬ СКОБ.

2.4. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МНОГОРЯДНЫХ

И ШАРНИРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

2.5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОРЯДНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.

2.6. выводы.

3. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И НАДЕЖНОСТИ ВУЛКАНИЗИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЙ РЕЗИНОТКАНЕВЫХ ЛЕНТ.

3.1. РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ СОЕДИНЕНИЯ.

3.2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОДНОСТУПЕНЧАТОГО ВУЛКАНИЗИРОВАННОГО СОЕДИНЕНИЯ.,.

3.3. РАСЧЕТ УСИЛИЯ СДВИГА В МНОГОСТУПЕНЧАТОМ ВУЛКАНИЗИРОВАННОМ СОЕДИНЕНИИ.'.

3.4. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕНИЙ В КЛИНОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ.

3.5. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ТКАНЕВОЙ ОСНОВЕ ВУЛКАНИЗИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЙ РЕЗИНОТКАНЕВЫХ ЛЕНТ.

3.6. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЙ В ВУЛКАНИЗИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЯХ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

3.7. РАСЧЕТ ВУЛКАНИЗИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ.

3.8. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ ВУЛКАНИЗИРОВАННЫХЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

3.9. выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И НАДЕЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ РЕЗИНОТРОСОВЫХ КОНВЕЙЕРНЫХ

ЛЕНТ.

4.1. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КАСАТЕЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ВУЛКАНИЗИРОВАННОМ СОЕДИНЕНИИ РЕЗИНОТРОСОВЫХ ЛЕНТ.

4.2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ТРОСОВ В СОЕДИНЕНИИ.

4.3. РАСЧЕТ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ СМЕЩЕНИЙ ТРОСОВ НА ПРИЛЕГАЮЩИХ К СОЕДИНЕНИЮ УЧАСТКАХ.

4.4. РАСЧЕТ ОТНОСИТЕЛЬНОГО СМЕЩЕНИЯ ТРОСОВ В РАЗЛИЧНОГО ТИПА СОЕДИНЕНИЯХ.

4.5. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ В СОЕДИНЕНИИ С ИСКРИВЛЕННЫМИ ТРОСАМИ.

4.6. ОПТИМИЗАЦИЯ ДЛИНЫ СОЕДИНЕНИЙ РЕЗИНОТРОСОВЫХ ЛЕНТ.

4.7. МОДЕЛЬ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ РЕЗИНОТРОСОВЫХ ЛЕНТ.

4.8. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВУЛКАНИЗИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЙ РЕЗИНОТРОСОВЫХ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ.

4.9. ВЫВОДЫ.

В настоящее время ленточные конвейеры являются наиболее эффективным и высокопроизводительным видом конвейерного транспорта. Их использование в шахтах позволяет концентрировать горные работы, повысить нагрузки на забой. Для открытых горных работ именно ленточные конвейеры в большинстве случаев наиболее полно соответствуют техническим и экономическим параметрам горных машин и позволяют использовать поточную и циклично-поточную технологию. Доказано, что поточная технология с использованием конвейерного транспорта позволяет существенно поднять производительность труда в отрасли и снизить себестоимость добычи.

Эффективность работы ленточных конвейеров во многом определяется техническим состоянием лент и, прежде всего, состоянием стыковых соединений. Численность ленточных конвейеров на шахтах и солеотвалах РУП «ПО «Беларуськалий» превышает 800 единиц и ежегодно изготавливается более 300 соединений концов лент.

До 70 % простоев и трудоемкости обслуживания ленточных конвейеров вызваны восстановлением стыковых соединений. Более 50% аварий на ленточных конвейерах угольных шахт происходит из-за разрыва стыковых соединений.

При выработке конвейерных лент во многом из-за ненадежности соединений используются одни из наибольших в технике запасы прочности. Однако, надежность и долговечность ленточных контуров остается низкой.

Опыт эксплуатации и испытаний различных типов соединений свидетельствует об их недостаточной агрегатной прочности, составляющей около 60 % - 70 % от прочности цельной ленты, и малой долговечности. Недостаточная надежность и долговечность соединений конвейерных лент связана с тем, что существующие теоретические модели и методы расчетов не могут учесть ряд важных факторов и имеют недостаточную точность. Экспериментальные исследования не в состоянии охватить всю гамму сочетаний параметров и условий эксплуатации. В условиях РУП «ПО «Беларуськалий» на передний план выдвигается проблема, связанная с высокой химической активностью транспортируемого груза (хлористые соли натрия и калия), вызывающего интенсивную коррозию тросов и скоб и ускоряющего процесс разрушения стыковых соединений ленты.

Поэтому широкое использование ленточных конвейеров, широкий диапазон условий их эксплуатации и режимов работы предопределяют актуальность высокоэффективных моделей и методов расчета стыковых соединений.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Ленточные конвейеры являются основой транспортного комплекса РУП «ПО «Беларуськалий». Их численность на шахтах и солеотвалах объединения превышает 800 единиц, а общая длина составляет около 330 км. Стоимость одного конвейера достигает 250 тыс. у. е., при чем 40 % - 70 % этой суммы составляет стоимость конвейерной ленты. Следует иметь ввиду, что наряду с высокой стоимостью ленты, свыше 50 % аварийных простоев конвейеров обусловлено ее выходом из строя. Отсюда очевидна актуальность исследований, направленных на повышение прочности и надежности конвейерных лент.

Опыт эксплуатации показывает, что долговечность транспортирующей ленты определяется в основном надежностью стыкового соединения, прочность которого составляет около 60 % - 70 % прочности цельной ленты. В тоже время, постоянно растущие требования к надежности лент, вызванные стремлением к повышению нагрузочно -скоростных режимов эксплуатации конвейеров, ставят проблему повышения прочности и надежности стыковых соединений в разряд требующих первоочередного решения. Фундаментальный вклад в теорию и расчет ленточных конвейеров, анализ напряженно-деформированного состояния транспортирующих лент и их стыковых соединений внесли: Бельмас И.В., Биличенко Н.Я., Гуленко В.Т., Дмитриев В.Г., Дьячков В.К., Завгородний Е.Х., Колосов J1.B., Котов М.А., Леонов Л.И., Панкратов С.А., Спиваковский А.О., Шахмейстер Л.Г., Штокман И.Г., РеутовА.А. и др.

В условиях РУП «ПО «Беларуськалий» на передний план выдвигается проблема, связанная с высокой химической активностью транспортируемого груза (хлористые соли натрия и калия), вызывающего интенсивную коррозию тросов и скоб и ускоряющего процесс разрушения стыковых соединений ленты. Коррозионное снижение прочности особенно ярко проявляется и требует учета при расчете стыковых соединений в случае, когда имеет место низкая адгезионная прочность между резиной и тросом.

Указанные причины в совокупности приводят к необходимости выбора оптимального типа соединения, разработки способов уменьшения неравномерности распределения нагрузки, создания удобных для механизированного изготовления и эффективных конструкций соединения. Решение этих задач сопряжено с необходимостью разработки методов расчета напряженно - деформированного состояния соединения. Работы в этой области посвящены в основном расчету вулканизированных соединений резинотросовых лент, эксплуатирующихся на мощных конвейерах, и в большинстве своем содержат модели, требующие t громоздких вычислений.

Цель работы. Повышение прочности и надежности различной конструкции соединений резинотканевых и резинотросовых конвейерных лент на основе исследования параметров их конструкции, типа, механических и реологических свойств ленты и элементов стыковых соединений.

Идея работы заключается в математическом обосновании оптимальных параметров конструкции стыковых соединений резинотканевых и резинотросовых конвейерных лент, влияющих на их прочностные и эксплуатационные свойства.

Задачи исследований:

1. Исследовать закономерности распределения усилий между соединительными элементами многорядных механических соединений резинотканевых лент.

2. Разработать методику расчета напряженного состояния ступенчатых и клиновых вулканизированных соединений резинотканевых лент.

3. Разработать модели и методы расчета напряженного состояния соединений резинотросовых конвейерных лент.

4. Экспериментально исследовать кратковременную прочность механических и вулканизированных соединений резинотканевых и резинотросовых лент с целью проверки работоспособности расчетных моделей.

5. Разработать методы управления распределением нагрузки в механических соединениях и рекомендации по повышению прочности и надежности соединений резинотросовых лент.

Методы исследований. Модели для расчета вулканизированных соединений резинотканевых лент основаны на представлении их в виде многослойных структур и предполагают линейную и нелинейную постановки. Для ступенчатых соединений реализация моделей осуществлялась путем численного решения краевой задачи для системы дифференциальных уравнений. Метод расчета напряженно -деформированного состояния резинотросовых лент основан на использовании объемной и плоской конечноэлементных моделей.

Изучалось напряженно-деформированное состояние соединений транспортирующих лент на линейной части конвейера, а также при их изгибе на приводном и неприводном барабанах.

Основные научные положения диссертации, выносимые на защиту:

- математическая модель и схема расчета распределения усилий между соединительными элементами и их рядами в многорядных механических соединениях резинотканевых лент;

- методика расчета напряженно - деформированного состояния вулканизированных ступенчатых соединений резинотканевых лент;

- метод расчета вулканизированных соединений резинотросовых лент, основанный1 на объемной и плоской конечноэлементных моделях;

- результаты исследования влияния механических свойств элементов конвейерной ленты и конструкционных параметров механических и вулканизированных соединений на их напряженно - деформированное состояние;

- практические рекомендации по повышению прочности стыковых соединений конвейерных лент.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций.

Основные результаты диссертации получены на базе фундаментальных положений теории упругости с использованием обоснованных методов решения. Достоверность полученных в диссертации результатов подтверждается также их достаточной (75 % - 80 %) сходимостью с экспериментальными данными и отсутствием противоречий между известными и установленными автором закономерностями.

Научная новизна. Теоретически и экспериментально исследовано распределение усилий в многорядных механических соединениях резинотканевых лент. Показано, что при одноосном растяжении наиболее нагружены крайние ряды скоб: составляя 30 % - 50 % общего числа рядов, они воспринимают около 90 % нагрузки. Установлены закономерности распределения усилий между соединительными элементами, касательных напряжений в соединительном слое и растягивающих напряжений в тканевом каркасе соединения. Предложены новые методы повышения прочности и надежности механических соединений резинотканевых лент.

Разработаны математические модели для расчета напряженно -деформированного состояния вулканизированных ступенчатых соединений, предполагающие линейную и нелинейную постановки. Установлено, что при одноосном растяжении наибольшие касательные напряжения в соединительном слое наблюдаются на концах соединения, а локальные максимумы - на концах каждой ступени. В тканевых прокладках наибольшие растягивающие напряжения возникают на концах крайних ступеней, они выше в соседних с разорванными прокладках и в соединениях полунахлестного типа.

С применением плоской и объемной конечноэлементных моделей изучено распределение относительных смещений тросов вдоль соединения и касательных напряжений в межтросовой прослойке, в том числе при наличии дефектов на границе раздела «трос - резина». Показано, что при одноосном растяжении наибольшие значения максимальных касательных напряжений возникают в самых близко расположенных друг к другу точках поверхностей смежных тросов, а при изгибе на барабане эти точки смещаются к его поверхности."

Практическая ценность заключается в разработке методик расчета стыковых соединений конвейерных лент и рекомендаций, направленных на повышение их прочности и надежности.

Разработана методика расчета многорядных механических соединений резинотканевых лент на прочность, учитывающая механические свойства скоб и прокладок ленты, число прокладок, рядов и скоб в ряду. Показано, что , прочность и долговечность соединений повышается при разделке концов ленты на продольные полосы и наклоне скоб в направлении, противоположном действию растягивающей силы. Получены формулы для расчета оптимальных параметров соединения и соединительных элементов.

Предложено снижать неравномерность распределения растягивающих напряжений вдоль ступенчатого вулканизированного соединения резинотканевых лент путем увеличения толщины и снижения жесткости соединительной прослойки и увеличения жесткости тканевой прокладки. Установлена более высокая, по сравнению со ступенчатой, эффективность клиновых соединений при точном совмещении сердечников соединяемых концов.

Показано, что более равномерного распределения напряжений в ступенчатых соединениях резинотросовых лент можно достичь при увеличении толщины ленты и отношения шага укладки тросов к их радиусу. Максимальное относительное смещение тросов в трехступенчатых соединениях уменьшается при уменьшении, вплоть до вырождения, длины короткой ступени и увеличении длины перекрытия крайних тросов. Для лент с отношением шага укладки к радиусу тросов менее 1,2 целесообразно применение одноступенчатых соединений. Применение барабанов с эластичной футеровкой на конвейерах с резинотросовыми лентами позволяет уменьшить максимальные касательные напряжения в 1,1-1,2 раза.

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы для совершенствования технологии формирования многорядных механических соединений, обеспечивающей близкое к равномерному распределение усилий между рядами скоб. В результате обеспечено повышение долговечности стыковых соединений в 1,2 - 1,5 раза. Рекомендации по выбору типа клеевых и вулканизированных соединений резинотканевых лент позволили в 1,1 - 1,2 раза повысить их срок службы. Аналогичный результат достигнут за счет применения вкладышей различной жесткости в соединениях резинотросовых лент. Годовой экономический эффект от внедрения методов повышения долговечности стыковых соединений конвейерных лент на РУП «ПО «Беларуськалий» составил 82 тыс. у.е.

Публикации. По результатам исследований, изложенных в диссертации, опубликовано 9 статей в научно-технических журналах и сборниках, 2тезиса докладов в трудах международных научно-технических конференций.

Апробация. Основные результаты работы докладывались на научных совещаниях и семинарах в РУП «ПО «Беларуськалий» и ЗАО «Солигорский Институт Проблем ресурсосбережения с Опытным производством», а так же на Международных научно-технических конференциях «Теоретические и технологические основы упрочнения и восстановления изделий машиностроения», Новополоцк 2001 г. и «Материалы, технологии и оборудование для упрочнения и восстановления деталей машин», Новополоцк 2003 г.

4.9. Выводы

1. Разработан метод расчета НДС вулканизированных соединений резинотросовых конвейерных лент, основанный на совместном использовании объемной и плоской конечноэлементных моделей. Использование объемной модели позволяет исследовать распределение напряжений в межтросовой прослойке, моделировать такие дефекты соединения как локальная дезадгезия резины на поверхности троса, полости и трещины, непровар и пережег резины. Использование плоской модели позволяет определить распределение смещений тросов по всему полю соединения. Установлено, что при моделировании резинотросовых соединений расчетная схема должна содержать по ширине не менее пяти повторяющихся комбинаций тросов. Кроме того, в расчетную схему должны быть включены прилегающие к соединению участки ленты длиной не менее 10-15 метров.

2. Включение в плоскую расчетную схему прилегающих к соединении^ участков ленты позволяет учесть распределение относительных смещений тросов за пределами соединения и повысить точность расчетов.

Для конечноэлементного моделирования прилегающих к соединению участков ленты разработана экономичная вычислительная модель, позволяющая бесконечно длинные прилегающие к соединению участки ленты представить небольшим числом двухузловых КЭ, жесткостные характеристики которых уточняются итерационно в процессе расчета.

3. Распределение напряжений в поперечном сечении резинотросового соединения носит крайне неравномерный характер. При этом коэффициент неравномерности достигает значения от 3 до 5. При простом растяжении соединения максимальные касательные напряжения на поверхности тросов

Z"max имеют место в наиболее близких точках смежных тросов. При изгибе соединения на барабане зоны максимальных касательных напряжений смещены к поверхности барабана. Наиболее неблагоприятно на равномерность распределения напряжений влияет уменьшение отношения шага укладки тросов к радиусу троса, уменьшение толщины ленты до величин меньших 2-х диаметров тросов.

При изгибе соединения на неприводных барабанах гтах на поверхности троса возрастают в 1,5 - 2,0 раза. На приводных барабанах по сравнению с неприводными равного диаметра имеет место небольшое (менее 5%) снижение величины гтах для наиболее нагруженных участков соединения.

4. Конечноэлементное моделирование резинотросовых соединений дает возможность совершенствовать их напряженное состояние за счет изменения схемы укладки тросов и жесткостных характеристик. Уменьшение жесткости концов тросов в соединении оказывает не очень существенное влияние на относительные смещения тросов. При этом может иметь место как выравнивание распределения относительных смешений, так и увеличение неравномерности. Для одноступенчатого соединения длиной 1 м ступенчатое уменьшение жесткости всех тросов с 1,0 МН до 0,25 МН привело к уменьшению величины наибольших относительных смещекии на 4,7%. Для двухступенчатого соединения удалось добиться 14% эффекта, а для трехступенчатого - 10%. Использование двух типов - - ' . , . ■. «ч*. резин в трехступенчатом соединении позволило уменьшить величину ГтахНа 13%.

Уменьшение длины короткой ступени трехступенчатого соединения приводит к уменьшению величины наибольших относительных смещений тросов. При нулевой длине короткой ступени эффект составляет 48%.

Увеличение длины перекрытия крайних тросов в трехступенчатом соединении в 1,25 раза дает снижение величины наибольших относительных смещений на 2%.

5. Разработаны модель и алгоритм моделирования процесса разрушения" вулканизированных соединений резинотросовых конвейерных лент. Модель разрушения учитывает процессы распределения и перераспределения напряжений в соединении, старения, ползучести и усталости резины, деградации адгезии резины к поверхности тросов. Моделирование процесса разрушения соединений позволило установить, что основным недостатком существующих конструкций соединений является недостаточная живучесть из-за плохого перераспределения нагрузки между тросами, свободного распространения зоны отрыва резины вдоль окружности троса.

Для конвейеров длиной более 150 м накопление усталостных повреждений мало заметно, и прочностной расчет соединений возможен по коэффициенту запаса прочности с учетом изменения прочностных характеристик во времени.

6. Проведенные исследования позволили сформулировать следующие рекомендации:

Для высокопрочных резинотросовых лент, у которых отношение t/d < 1,2 целесообразно применять одноступенчатые схемы соединений с использованием резинотросовых вкладышей или заготовок. При этом конструкция вкладышей или заготовок должна обеспечивать возможно наиболее равномерную толщину соединительного резинового слоя между тросами ленты и армирующими элементами величиной не менее 1-2 мм.

Соединительные заготовки обеспечивают наименьшее время сборки, если их ширина составляет 300 - 400 мм.

В тех случаях, когда прочность ленты на растяжение не используется полностью (при сокращении производительности или длины конвейера) может быть использовано одноступенчатое соединение с вырубкой части тросов. Уменьшение прочности каркаса соединения, пропорциональная части удаленных тросов, позволяет повысить прочность межтросовых резиновых прослоек при сокращении длины соединения.

На конвейерах с резинотросовыми лентами необходимо использовать барабаны только с эластичной футеровкой. При отсутствии эластичной футеровки величина максимальных касательных напряжений в резине на поверхности троса увеличивается в 1,1- 1,2 раза на гладкой поверхности и в 2 - 2,5 раза на рифленой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение актуальной задачи -повышении прочности и долговечности различной конструкции стыковых соединений резинотканевых и резинотросовых конвейерных лент на основе исследования механических, прочностных и эксплуатационных свойств соединений и создания моделей и методов расчета этих соединений.

Выполненные в работе исследования позволили сделать следующие выводы:

1. Разработана математическая модель и схема расчета распределения усилий в многорядных механических соединениях резинотканевых лент П-образными скобами. Показано, что наиболее нагруженными являются крайние ряды скоб. Неравномерность распределения нагрузки между соединительными элементами возрастает с увеличением жесткости скоб и числа рядов, и существенно не изменяется при введении в соединение клея. Подобные закономерности распределения нагрузки получены для шарнирных соединений.

2. Моделирование многорядного механического соединения резинотканевых лент позволило предложить метод повышения его прочности путем выравнивания нагрузки между скобами и рядами скоб. Показано, что уменьшение неравномерности распределения нагрузки достигается при разделке концов ленты на продольной полосы, выборе оптимального числа рядов и скоб в ряду, наклоне скоб в направлении, противоположном действию растягивающей силы, а также путем выбора требуемого (для каждого ряда) диаметра ножек скоб. Получены формулы для расчета этих параметров.

3. Предложена методика расчета напряженно-деформированного состояния вулканизированных соединений резинотканевых лент, в которой соединение рассматривается как многослойная структура. Результаты численного решения краевой задачи для системы дифференциальных уравнений показали, что при одноосном растяжении наибольшие касательные напряжения т в соединительном слое возникают на концах соединения, а локальные максимумы - на концах каждой, ступеньки. Неравномерность распределения напряжений вдоль соединения возрастает с увеличением жесткости клеевой прослойки и уменьшением ее толщины.

При изгибе вулканизированного соединения резинотканевой ленты на барабане г увеличиваются в точке вступления соединения в контакт с барабаном в 1,1 - 1,7 раза и уменьшаются в точке выхода из контакта.

4. Расчеты НДС резино-тканевого каркаса показали, что наибольшие растягивающие напряжения в тканевых прокладках ступенчатых соединений имеют место на концах крайних ступеней, они выше в прокладках, соседних с разорванными, и в соединениях полунахлестного типа. Изгиб ленты на барабане сопровождается ростом напряжений в каркасе на 25 - 50 %. Для клиновых соединений получено равномерное распределение растягивающих напряжений в каркасе и прослойке.

5. На основе объемной и плоской .конечноэлементных моделей разработан метод расчета вулканизированных соединений резинотросовых лент. Показано, что при одноосном растяжении максимальные касательные напряжения ттах на поверхности тросов имеют наибольшие значения в наиболее близко расположенных друг к другу точках смежных тросов. При этом, наибольшие и наименьшие значения Ттах различаются в 3 - 5 раз, а их распределение становится более равномерным при увеличении толщины ленты и отношения шага укладки тросов к их диаметру. При изгибе соединения Ттах увеличиваются в 1,5 - 2 раза, а точка их наибольших значений смещается к поверхности барабана.

Показано, что в ступенчатых соединениях всех типов относительные смещения тросов можно уменьшить (до 10%) путем снижения их жесткости и увеличения длины перекрытия крайних тросов. В трехступенчатых соединениях более существенный результат достигается при уменьшении длины короткой ступени или переходе к вырожденному одноступенчатому соединению с вырезанным каждым третьим тросом.

6. На основе полученных результатов исследований предложены формула для расчета оптимальной длины вулканизированных соединений резинотросовых лент и конструкционные методы управления их прочностью.

1. Билан И.Е., Деркач П.М. Расчет параметров вулканизированных стыков резинотканевых лент // НИИинформтяжмаш. Угольное и горнорудное машиностроение. 1965. - Вып. 6. — С. 58 - 62.

2. Билан И.Е., Высочин Е.М., Деркач П.М. Методика расчета параметров стыковых соединений резинотканевых конвейерных лент. Киев: Наукова думка, 1970. - 9 с.

3. Высочин Е.М., Коваль А.В. Влияние концентрации напряжений на прочность несущего в стыке конвейерной ленты // Вопросы рудничного транспорта. М.: Недра, 1972. - Вып. 12. - С. 69 - 78.

4. Завгородний Е.Х., Кузьменко В.И. Концентрация напряжений при изгибе стыковых соединений многослойных конвейерных лент на роликах // Изв. вузов. Горный журнал. 1981. - № 2. - С. 59 - 62.

5. Завгородний Е.Х. Концентрация напряжений при изгибе стыковых соединений многослойных конвейерных лент на отклоняющих барабанах // Изв. вузов. Горный журнал. 1980. - № 1. - С. 53 - 56.

6. Завгородний Е.Х., Морев В.И. Об изгибе многослойных систем типа конвейерных лент по круговой цилиндрической поверхности // Изв. вузов. Горный журнал. 1975. - № 11. - С. 101 - 105.

7. Завгородний Е.Х. Теория взаимодействия грузонесущих элементов как основа создания высокоэффективных ленточных конвейеров: Автореф. д-ра техн. наук: / Днепропетровск: ДГИ, 1989. 34 с.

8. Поддубный С.А. Вулканизация соединений транспортерных лент и приводных ремней. М.: Учпедтехиздат, 1957. - 144 с.

9. Завгородний Е.Х., Карабасов О.Г., Кузьменко В.И. Стыковка конвейерных лент. // Тематический обзор. ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ. М., 1983.-52 с.

10. Инструкция по выбору, монтажу и эксплуатации конвейерных лент.— М!: НИИРП, 1981.-75 с.

11. Правил а эксплуатации подземных ленточных и пластинчатых конвейеров на угольных и сланцевых шахтах. М.: ИГД. им. А.А. Скочинского, 1980. - 222 с.

12. Н.Инструкция по стыковке и ремонту конвейерных лент // Кривой рог. ПО Кривбассрудоремонт, 1982. 65 с.

13. Влияние угла скоса на прочность стыковых соединений резинотканевых конвейерных лент / Биличенко Н.Я., Ищук В.И., Заболотный Ю.В., Дудко М.А. // Изв. вузов. Горный журнал. 1977. - № 3. - С. 75 - 78.

14. The use kevlar aramid fibres in conveyor belt. Part 2. Static strength of splices. Roberts A.W., Bertz E., Goh B.N., Low S.C. // Bulk Solids Handling. 1988. - Vol.8, № 4. - P. 429 - 441.

15. Klarbing A., The influence of slip hardening and interface compliance on contact stress distributions. A mathematical programming approach // A.P.S. Selvaduari; and G. Voyadjis, eds., Mechanics of Material, interfaces (Elsevier, Amsterdam, 1985)43-59.

16. Klarbing A., A mathematical programming approach to threedimensional contact problems with friction // Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 58 (1986) 175-200.

17. Флеббе Г. Динамическая прочность соединений как критерий расчета конвейерных лент // Глюкауф (русский перевод), М.: Недра, 1988, № 6, с. 25 30.

18. Чернов Р.И. Исследование прочностных свойств стыковых соединений резинотросовых конвейерных лент, применяемых в угольных шахтах. Дисс. канд. техн. наук. М.: МГИ, 1968. 168 с.

19. Чернов Р.И., Маковеев Н.И. Анализ методов соединения концов резинотросовых лент // Вопросы безопасности в угольных шахтах. М.: Недра, 1966, с. 48-52.

20. Высочин Е.М., Коваль А.В. Влияние конструктивных параметров тросовой ленты на ее эксплуатационную надежность. (Реф. инф.) К.: Наукова думка, 1970. 19 с.

21. Колосов J1.B. Научные основы разработки и применения резинотросовых канатов подъемных установок глубоких рудников. Дисс. . докт. техн. наук, Днепропетровск; ДГИ, 1987. 570 с.

22. Колосов JI.B. Стыковые соединения высокопрочных резинотросовых лент // Изв. вузов. Горный журнал. 1983, № 11, с. 86-91.

23. Колосов J1.B., Бельмас И.В. Напряженно-деформированное состояние стыковых соединений резинотросовых лент // Изв. вузов. Горный журнал. 1981, № 8, с. 68 71.

24. Колосов JI.B., Леонов И.И., Новикова Т.Н. Методика определения жесткостных и прочностных параметров стыковых соединений резинотросовых лент // Шахтный и карьерный транспорт. М.: Недра, 1984, № 9, с. 64-70.

25. Колосов Л.В., Джур В.В. Методика сравнительной оценки усталостных свойств резинотросовых канатов, стальных канатов и стальной ленты // Изв. вузов. Горный журнал. 1981, № 8, с. 91 92.

26. Бельмас И.В., Колосов Л.В. Исследование механических характеристик металлотросов // Изв. вузов. Горный журнал. 1990, № 9, с. 81 83.

27. Бельмас И.В. напряженное состояние резинотросовых лент при произвольном повреждении тросов // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1993, № 6, с. 45 48.

28. Бельмас И.В., Сабурова И.Т., Митрофанов Л.Л. Распределение усилий в тросах резинотросовой ленты конвейера // Изв. вузов. Горный журнал. 1990, № 12, с. 62-65.

29. Harrison A., Stress distribution in steel cord belts with cord plane deffects and inlaid repairs // Bulk. Solid Handling. 1988, - 8, № 4. p. 443 - 446.

30. Жуков В.А. Прочность резинотросовых конвейерных лент и их соединений с учетом эксплутационных повреждений. Автореф. . канд. техн. наук, Томск: Томский ПИ, 1989. 17 с.

31. Бельмас И.В., Колосов J1.B. Анализ схем стыковых соединений резинотросовых лент // Изв. вузов. Горный журнал. 1990, № 2, с. 83 85.

32. Alles R., Flebbe Н., Einsatzontimlerte verbindungstechnologien und anwendungstechische konsequenzen // Kautsch. und Gummi. Kunstst. 1993, 46, №2. p. 161 - 166.

33. Masaji Kakuda, Performance Required for Steel Cord Conveyor Belt Core Rubber // Bulk Solids Handling. 1983, v.3, № 3.

34. Бельмас И.В., Колосов JI.B. Исследование прочностных характеристик образцов поврежденных резинотросовых лент // Изв. вузов. Горный журнал. 1990, № 8, с. 81 84.

35. Бельмас И.В., Ропай В.А., Сергиенко А.В. и др. Напряженно-деформированное состояние резинотросовой ленты на переходном участке конвейера // Изв. вузов. Горный журнал. 1994, № 2, с. 81 83.

36. Скворцов A.M., Боровлев В.Н. Совершенствование механических способов стыковки тканевых конвейерных лент // Уголь Украины. 1990, № 10, с. 26.

37. Штокман И.Г., Эппель Л.И. Прочность и долговечность тяговых органов. М.: Недра. 1976. - 232 с.

38. Высочин Е.М., Завгородний Е.Х., Заренков В.И. Стыковка и ремонт конвейерных лент на предприятиях черной металлургии. М.: Металлургия, 1989. 192 с.

39. Скворцов A.M. Исследование прочности механических стыковых соединений тканевых конвейерных лент // Механизация процессов добычи угля из тонких плпастов на шахтах УССР. Донецк: ДонУГИ, 1984, с. 142-146.

40. Скворцов A.M., Кроль Б.А., Шконда В.В. Совершенствование стыковки конвейерных лент // Шахтный и карьерный транспорт. М.: Недра, 1983, вып. 8, с". 26 30.

41. Котов М.А., Григорьев Ю.И., Шконда В.В. Зарубежный опыт стыковки конвейерных лент на угольных шахтах. Темат. обзор. М.: ЦНИЭИуголь, 1986.-44 с.

42. Богачкина Г.С., Котт И.М. Оборудование для стыковки конвейерных лент. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1982. 28 с.

43. А.С. 1177214 СССР, F 16 G 3/00, Способ соединения концов конвейерной ленты / Скворцов A.M., Грумеза Л.И., Кроль Б.А., Опубл. 1985, Бюл. № 33.

44. Пасечный Ф.В., Подопригора Ю.А. Исследование прочности различных видов соединений резинотканевых конвейерных лент // Шахтный и карьерный транспорт. М., Недра, 1980, вып. 5, с. 29 31.

45. Джимиев И. А. Повышение прочности стыковых соединений резинотканевых лент для конвейеров горной промышленности. Дисс. . канд. техн. наук. М.: МГГУ, 1993. 136 с.

46. А.С. 1613745 СССР, F 16 G 3/16, Устройство сборки стыка резинотросовой ленты / Лапик В.В., Ампилова В.Д., Иванов В.К. и др., Опубл. 1990, Бюл. № 46.

47. А.С. 1551881 СССР, F 16 G 3/00, Стыковое соединение концов резинотросовой ленты и способ его осуществления / Зарецкий О-М., Бондаренко А.П., Леонов И.И.и др., Опубл. 1990, Бюл. №11.

48. Конвейерные ленты / Ф.А. Махлис, И.И. Леонов, О.Г. Карабасов, В.В. Никитин. М.: Химия, 1991. 169 с.

49. Гофман В. Вулканизация и вулканизирующие агенты. М: Химия, 1968. -464 с.

50. Голиков Г.Ф. О надежности стыков конвейерных лент // Горный журнал, 1994, 8, с. 44-45.

51. А.С. 967882 СССР, В 65 G 15/36, Соединение концов резинотросовой ленты конвейера / Высочин Е.М., Заренков В.И., Новикова Т.Н. и др., Опубл. Г982, Бюл. № 39.

52. А.С. 783521 СССР, F 16 G 3/10, Соединение концов резинотросовой ленты встык / Безпалько В.В., Заболотный К.С., Опубл. 1980, Бюл. № 44.

53. А.С. 962123 СССР, В 65 G 15/36, Соединение концов резинотросовой ленты конвейера / Васильченко Н.М., Опубл. 1982, Бюл. № 36.

54. А.С. 640069 СССР, F 16 G 3/10, Способ соединения резинотросовой ленты / Колосов JI.B., Безпалько В.В., Опубл. 1978, Бюл. № 48.

55. Сопротивление материалов. Под ред. Г.С. Писаренко. К.: Вища школа. 1973.-672 с.

56. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975. 400 с.

57. Вуба К.Т. О роли заклепок при сдвиге клееклепаных соединений внахлестку // Исследование прочности и деформативности клеевых соединений конструкционных строительных материалов. Под ред. Фрейдина А.С. М.: Стройиздат. 1975, Вып. 53, с. 64-71.

58. Потураев В.Н., Дырда В.И., Круш Н.И. Прикладная механика резины. К.: Наукова думка, 1980. 260 с.

59. Лебедева Е.К. Обобщенный закон Гука при малых деформациях резин // Изв. вузов. Технол. легк. пром-ти. 1990, 33, № 3, с. 20 - 23.

60. Ампилогова Н.В. Оценка запасов прочности резинотканевых лент конвейеров горных предприятий по наследственным вязкоупругим свойствам. Дисс. . канд. техн. наук. М.: МГИ, 1984. 182 с.

61. А.С. 582990 СССР,/ В 29 Н 7/22, Устройство для разделки концов конвейерных лент / Подопригора Ю.А., Калентьев В.И., Осипов А.С. и др., Опубл. 1977, Бюл. № 45.

62. Рубин М:А. Напряжения в клеевой прослойке клиновидного стыка резинотканевых конвейерных лент // Изв. вузов. Машиностроение, 1983, № 5, с. 93 96.

63. Болотин В.В., Новичков Ю.Н. Механика многослойных конструкций. -М.: Машиностроение, 1980. 375 с.

64. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1978. 831 с.

65. Левченя Ж.Б., Цоуфал С. Расчет прочности вулканизированных соединений резинотканевых конвейерных лент // Горная механика. -2003.-№ 1.-С. 82-84.

66. Фрейдин А.С. Прочность и долговечность клеевых соединений. М.: Химия. 1971.-256 с.

67. Деркач П.М. Исследование прочности стыковых соединений резинотканевых конвейерных лент, применяемых в горной промышленности. Дисс. . канд. техн. наук. Днепропетровск: ДГИ. 1969.- 187 с.

68. ГОСТ 6768-75. Резина и прорезиненная ткань. Метод определения прочности связи между слоями. М.: Госстандарт. 6 с.

69. ГОСТ 14759-69. Клеи. Метод определения прочности при сдвиге. М.: Госстандарт. 6 с.

70. ГОСТ 14760-69. Клеи. Метод определения прочности при отрыве. М.: Госстандарт. 5 с.

71. ГОСТ 20-85. Ленты конвейерные резинотканевые. Технические условия. М.: Госстандарт. 48 с.

72. Ленточные конвейеры в горной промышленности / В.А. Дьяков, Л.Г. Шахмейстер, В.Г. Дмитриев и др. М.: Недра, 1982. 349 с.

73. Исследование бесступенчатой конструкции стыка резинотканевой ленты, средств его выполнения и способов повышения работоспособности. Отчет НИР. № Гос. per. 79008213. Брянск: 1980. 87 с.

74. Лурье А.И. Нелинейная теория упругости. М.: Наука, 1980. 512 с.

75. Белько С. Л., Левченя Ж.Б., Бумин Г.Л. Модели и метод расчета вулканизированных соединений резинотросовых конвейерных лент // Горная механика. 2002. - № 2. - с. 67 - 70.

76. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979. 392 с.

77. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984. 428 с.

78. Методика контроля стыков резинотросовых лент. ВостНИИ, Кемерово: 1984.-23 с.

79. Современное состояние производства конвейерных лент / Махлис Ф.А., Томчин Л.Б., Федюкин Д.Л. и др. М.:ЦНИИТЭнефтехим, 1983. 54 с.

80. Щерба В.Я., Левченя ХГ.Б., Бумин Г.Л. Моделирование долговечности соединений резинотросовых конвейерных лент // Горная механика.2003.-№2.-С. 59-64.

81. Джалалов М.Д. Экспериментальное построение функции ползучести резины // Маер. 7 Респ. конф. мол. Ученых по мат. и мех. Баку, май, 1986, кн. 2. Баку, 1987, с. 141 143.

82. Щерба В.Я., Левченя Ж.Б., Байко А.Е. Исследование напряженно-деформированного состояния и надежности соединений резинотросовых конвейерных лент в РУП «ПО «Беларуськалий» // Горная механика.2004. -№ 1. — с. 35-39.