Główny partner:
Główny sponsor:
Partnerzy i sponsorzy

Nowe aspekty badania oporów toczenia taśmy

Data: Wtorek 21.11.2017

Sesja: Transport taśmowy – kluczowe ogniwo współczesnej kopalni

Godzina/Sala: 9:20 - 9:40 - Aula Średnia B


Tytuł: Nowe aspekty badania oporów toczenia taśmy

Title: New aspects of experimental tests of belts rolling resistance

Autorzy: Martyna Konieczna, Lech Gładysiewicz, Dariusz Woźniak - Politechnika Wrocławska

Streszczenie:

Współczesne przenośniki taśmowe odznaczają się wysoką niezawodnością i są w stanie transportować materiał na odległość kilkudziesięciu kilometrów, pokonywać krzywizny oraz pracować na nachylonym terenie. Specyficzne warunki pracy nie wpływają na obniżenie ich wydajności (nawet kilkadziesiąt tysięcy ton na godzinę). Dlatego też udoskonalanie transportu taśmowego w coraz większym stopniu polega na szukaniu sposobów obniżenia energochłonności przy realizowaniu tych samych zadań transportowych. W ostatnich latach rosnącą popularnością cieszą się taśmy energooszczędne. Ich projektowanie oraz udoskonalanie wymaga dokładnego rozpoznania zjawisk zachodzących w trakcie pracy przenośnika. Za energochłonność transportu taśmowego odpowiadają opory ruchu występujące w trakcie jego pracy. Wiele spośród składowych oporów ruchu jest ściśle związanych z pracą, parametrami konstrukcyjnymi oraz właściwościami taśm przenośnikowych. Obniżenie energochłonności przenośników taśmowych w bezpośredni sposób redukuje wydatki ponoszone na jego utrzymanie. Aby móc to osiągnąć konieczne jest prowadzenie zarówno analiz teoretycznych jak i badań laboratoryjnych. Kwestia redukcji oporów ruchu, a w konsekwencji redukcja energii absorbowanej przez przenośniki taśmowe jest przedmiotem badań naukowców z wielu krajów w tym również z Polski.
Z dotychczasowych badań wynika, że całkowite opory mierzone na przenośniku w trakcie pracy w kopalni przewyższają te obliczone teoretycznie. Ruchowi postępowemu taśmy na przenośniku towarzyszy szereg zjawisk fizycznych wymuszających różne formy przemiany energii. Dla przenośników taśmowych dłuższych niż 80 m najistotniejsze z ekonomicznego punktu widzenia są opory główne. Ich dominującą składową są opory toczenia taśmy związane z cyklicznym wgniataniem płaszcza krążnika w okładkę bieżną taśmy na każdej podporze krążnikowej. Stąd też opory toczenia taśmy po krążnikach są często nazywane oporami wgniatania taśmy w krążnik. Autorzy odtworzyli proces wgniatania taśmy w krążnik w warunkach laboratoryjnych na dwóch stanowiskach badawczych. Pierwsze z nich, to stanowisko do badań oporów toczenia taśmy w małej skali, które pozwala w dokładny sposób mierzyć opory w różnych warunkach temperaturowych przy zmiennym obciążeniu czy różnej częstotliwości przetaczania. Ponadto wykorzystywane są na nim próbki niewielkich rozmiarów, co umożliwia łatwe usunięcie okładki nośnej taśmy i prowadzenie badania dla samego rdzenia i okładki bieżnej. Wpływa to również na obniżenie kosztów prowadzonych badań. Na potrzeby wykonywanych analiz przeprowadzono pomiar oporów toczenia w funkcji obciążenia dla wybranych typów taśm. Kolejne wykorzystane stanowisko służy do badań właściwości sprężysto-tłumiących mieszanek gumowych. Prowadzi się je na próbce umieszczonej pomiędzy równolegle usytuowanymi płytami stalowymi. Badanie polega na wymuszaniu harmonicznie zmiennego obciążenia ściskającego próbkę. Jednocześnie rejestrowane jest odkształcenie i naprężenie badanej gumy. Wykres zmierzonych wartości tworzy pętlę histerezy. Na jej podstawie możliwe jest wyznaczenie współczynnika tłumienia oraz modułu sprężystości badanej próbki. W efekcie zmierzono nie tylko całkowity opor toczenia danej próbki taśmy ale również parametry niezbędne do przeprowadzenia analiz teoretycznych. Z wcześniejszych prac wynika, że aby móc obliczyć opór toczenia taśmy z modelu teoretycznego należy znać obciążenie układu i jego parametry konstrukcyjne oraz składowe takie jak kąt przesunięcia fazowego czy moduł sprężystości taśmy.
Badania współczynnika tłumienia, modułu sprężystości gumy oraz oporów toczenia (ze względu na lepko-sprężyste właściwości taśmy) zależą od wielu czynników takich jak temperatura, prędkość oraz obciążenie. Badania przeprowadzone przez autorów poprzedzało szereg pomiarów pilotażowych, które miały na celu jak najdokładniejsze odwzorowanie w laboratorium zjawisk jakie występują podczas pracy przenośnika taśmowego w warunkach in situ. Dzięki temu możliwe było miarodajne porównanie wyników uzyskanych na różnych stanowiskach badawczych oraz weryfikacja dotychczasowych analiz teoretycznych.

Materiały:

Partnerzy: