2.3 Конвейерные ленты
Развитие конструкций конвейеров, расширение областей и объемов их внедрения на открытых горных разработках потребовали создания широкого ассортимента конвейерных лент различного назначения, обладающих необходимой прочностью при малом упругом и остаточном удлинении под нагрузкой, а также продольной и поперечной гибкостью, важной с точки зрения снижения натяжений в ленте при образовании желобчатой формы, огибании барабанов и проч. Не менее важными показателями свойств лент являются их сопротивляемость пробоям, расслоению, истиранию, усталостному износу и устойчивость к влиянию климата и среды.
Достижения в области химического производства и большие возможности, появившиеся благодаря созданию высокопрочных синтетических материалов, позволили разработать и наладить изготовление конвейерных лент, удовлетворяющих указанным требованиям и различным условиям их применения в конвейерах большой протяженности и производительности.
Для оборудования карьерного конвейерного транспорта изготовляются конвейерные ленты резинотканевого и резинотросового типов (рисунок 2.11).
а - резинотканевая; б, в - резинотросовая
Рисунок 2.11. Поперечное сечение конвейерных лент
2.3.1 Резинотканевые ленты состоят из каркаса, служащего для поддержания груза и передачи тяговых усилий, и резиновых обкладок, защищающих каркас от механических повреждений и воздействия окружающей среды. Тяговый каркас выполняется из ряда тканевых прокладок, разделенных резиновыми прослойками (сквиджами) толщиной 0,2-0,3 мм.
Все большее распространение получают ленты с тканевым каркасом, образованным несколькими прокладками из основной ткани, в которой прочные нити основы, воспринимающей тяговую нагрузку, переплетены редкими, более слабыми нитями утка. Для обеспечения прочности в поперечном направлении в тяговый каркас этих лент закладывают несколько прокладок из специальной уточной ткани.
Подобное строение имеют ленты с прокладками из уточно-шнуровой ткани, представляющей собой прочные толстые шнуры, переплетенные тонкими нитями утка.
На карьерах работают также кордные ленты, в которых продольные усилия воспринимаются не связанными между собой нитями (кордом), а поперечные - тканевыми прокладками, расположенными сверху и снизу кордной основы.
Для увеличения сопротивления износу бортов в лентах некоторых типов вдоль бортов тканевого сердечника кладется резиновый шнур прямоугольного или квадратного сечения, а вокруг него укладывается защитная кордная ткань, нити которой расположены перпендикулярно или под углом к нитям основы. В некоторых случаях защитная бортовая ткань кладется непосредственно вокруг тканевого сердечника.
Ленты, подвергающиеся интенсивным ударам, усиливаются введением разреженной ткани (брекера) между тканевым каркасом и резиновой обкладкой. В одних случаях брекерная ткань кладется непосредственно на наружные прокладки, в других - на резиновый амортизирующий слой. Брекерные кордные нити могут располагаться поперек ленты или по диагонали. Иногда в лентах, работающих в особо тяжелых условиях, брекерная ткань кладется в два слоя или применяется брекер из металлических тросиков или металлической сетки. Ленты такой конструкции обладают высокой поперечной жесткостью и не образуют глубокого лотка. Брекерная ткань способствует увеличению сопротивления ленты сквозному пробою и снижает опасность отслаивания верхней обкладки.
Ленты, предназначенные для транспортирования крупнокусковых тяжелых пород, как правило, имеют утолщенные резиновые прослойки между прокладками и утолщенные обкладки. Рабочие обкладки нередко снабжены противоударными прокладками.
Для увеличения долговечности верхней обкладки, работающей на абразивном материале, созданы конструкции лент с увеличенной в средней части ленты толщиной резиновой обкладки за счет уменьшения в этом месте числа прокладок.
Создаются ленты с толстым цельнотканевым сердечником, по прочности равным четырехслойной ленте с прокладками из ткани нормальной толщины. Такие однопрокладочные ленты обладают большой сопротивляемостью ударным нагрузкам и допускают применение барабанов меньшего диаметра.
Резинотехническая промышленность изготовляет резино-тканевые ленты для конвейеров, используемых на открытых горных работах, по ГОСТ 20.
В качестве прокладочных тканей используются: ткань БКНЛ-65 из комбинированных лавсановых и хлопковых нитей по основе и утку; ткани БКНЛ-100 и БКНЛ-150 из комбинированных нитей тех же материалов: комбинированная ткань ЛХ-120 из лавсановых основных и хлопковых уточных нитей; ткани ТА-100 и ТА-150 из анидных нитей по основе и утку; ткани ТЛ из лавсановых нитей по основе и утку или ТЛК - комбинированные из лавсановых нитей в основе и капроновых - в утке; капроновые (анидные) основные и уточные ткани К-10-2-3Т (А-10-2-3Т); ткани ТА-300 (ТК-300) из анидных (капроновых) нитей по основе и утку; ткани ТК-400 (ТА-400) из капроновых (анидных) нитей по основе и утку; двухосновная капроновая ткань МК-400/120.
Прочность этих тканей составляет 55-400 кг/см ширины прокладки - по основе и 20- 75 кг/см по утку.
Ленты изготовляются для использования при температурах ± 60 0С, с резиновыми обкладками толщиной: рабочих - 3-8 (10) мм, нерабочих - 1-2 мм с числом прокладок от одной до восьми и шириной 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600 (1800), 2000, 2500 и 3000 мм.
Прочность резинотканевых лент, изготовляемых в различных странах, весьма высокая - до 800 кг/см ширины прокладки.
В настоящее время за рубежом имеется тенденция изготовления высокопрочных лент из синтетических материалов с минимальным числом прокладок. Объясняется это, в первую очередь, соображениями экономического характера, т.к. ленты с меньшим числом высокопрочных прокладок дешевле, чем равнопрочные ленты с большим числом прокладок меньшей прочности. Кроме того, исследования конвейерных лент, проведенные в Германии и Англии, показали, что ленты, работающие в условиях динамических нагрузок, должны иметь минимальное допустимое расчетом число прокладок, т.к. именно подобные ленты способны воспринимать наибольшую динамическую нагрузку.
Прочность прокладочных лент при динамических нагрузках в значительной мере зависит от эластичных свойств прокладок и их прочности по основе и утку.
При сравнении высокопрочных лент с комбинированными прокладками (рейон по основе и полиамидное волокно по утку) с четырьмя и пятью прокладками, а также лент с прокладками, изготовляемыми из полиэфирного волокна по основе и из полиамидного по утку, также взятых с четырьмя и пятью прокладками, было установлено, что в обоих случаях при одинаковых условиях сопротивляемость динамическим нагрузкам четырех прокладочных лент выше, чем пяти прокладочных. Частичное увеличение стойкости может быть достигнуто за счет введения защитных прокладок из полиамидных материалов. Например, сопротивление разрушению при динамических нагрузках трехпрокладочных лент (прочностью 250/120 кг/см прокладки) с тремя защитными прокладками выше, чем шестипрокладочных без них.
Кроме того, было установлено, что в лентах, предназначенных для работы в условиях высоких динамических нагрузок, прочность по утку должна составлять не менее 40 % от прочности по основе.
2.3.2 Резинотросовые ленты в последние годы получают все большее применение в конвейерах различной длины и производительности. Они имеют малое удлинение (до 0,25 %) при больших нагрузках, повышенную долговечность, большую гибкость, допускающую применение приводных и отклоняющих барабанов малых диаметров. Значительная их поперечная гибкость обеспечивает преимущества и при работе в прогрессивных конструкциях конвейеров большой протяженности, оборудованных шарнирными роликоопорами глубокой лотковости. Это преимущество особо проявляется при работе таких конвейеров при низких температурах.
Исследования, проведенные в Германии, показали, что в эксплуатации резинотросовые ленты долговечнее резинотканевых и в зависимости от толщины рабочих резиновых обкладок могут перемещать на коротких конвейерах (экскаваторов, отвалообразователей) до 30 млн. м3 породы. Расходы на ремонт резинотросовых лент почти в пять раз ниже, чем резинотканевых.
Отечественная промышленность для карьерного транспорта производит резинотросовые ленты шириной 800 - 2000 мм с прочностью 1500-3150 кг/см ширины сердечника и осваивает производство ленты большей прочности (до 6000 кг/см).
В технически обоснованных случаях по согласованию изготовителя с потребителем допускается выпуск лент шириной до 2400 мм. На опытные промышленные партии резинотросовых лент РТЛ - 4000 и РТЛ - 5000 на основе латунированного троса прочностью соответственно 4000 и 5000 кг/см ширины сердечника НИИРПом и Курским заводом РТИ были разработаны Технические условия и проведены работы по созданию этих лент.
Ленты РТЛ - 1500, РТЛ - 1600, РТЛ - 2500 и РТЛ - 3150 выпускаются с рабочими и нерабочими наружными резиновыми обкладками толщиной 5,5 ± 0,5, в технически обоснованных случаях толщина этих обкладок может быть изменена соответственно до 8 ± 0,5 и 4 ± 0,5 мм.
Относительное удлинение всего ряда резинотросовых лент при рабочей нагрузке составляет не более 0,25 %.
За рубежом освоено производство резинотросовых лент прочностью 630-6300 кг/см и ведется разработка лент прочностью 10000 кг/см ширины ленты (Германия). Ширина ленты достигает 3300 мм. Толщина резиновых обкладок лент для мощных конвейеров, работающих на транспорте абразивных породе крупнокусковыми включениями, принимается до 30 мм. Это снижает время ремонтов лент и существенно улучшает показатели применения конвейерного транспорта.