ОБЗОР И АНАЛИЗ ДИАГНОСТИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ КОНВЕЙЕРНОЙ ЛЕНТЫ

АННОТАЦИЯ

В статье анализированы устройства для определения дефектов. Также описаны устройства, разработанные авторами, для диагностики определения дефектов конвейерной ленты, позволяющие за счёт сокращения аварийных простоев повысить эксплуатационную надежность конвейерных установок.

ABSTRACT

The article analyzes devices for detecting defects and considers a device developed by the authors for diagnosing defects in conveyor belts, which makes it possible to increase the operational reliability of conveyor installations by reducing emergency downtime.

Ключевые слова: Конвейер, резинотканевая лента, резинотросовая лента, дефектоскоп, диагностика.

Keywords: Conveyor, rubber-fabric belt, rubber-cable belt, flaw detector, diagnostics.

Конвейерный транспорт (конвейерная установка, ленточный конвейер или ленточный транспортер) – это в большинстве случаев стационарный ленточный конвейер, который относится к подъемно-транспортным устройствам непрерывного действия, предназначенное для перемещения горных пород (рис.1) на карьерах и заводах. Безопасность и экономичность является его основными достоинствами.

1 – приводной барабан; 2 – отклоняющий барабан; 3 – роликоопора нижней ветви; 4 – опорная конструкция; 5 – концевой барабан (натяжная станция); 6 – загрузочное устройство; 7 – демпферная станция; 3 – роликоопора верхней ветви; 9 – конвейерная лента; 10 – очистное устройство.

Рисунок 1. Ленточный конвейер

Ленты — это основной компонент систем непрерывного транспортирования. Они успешно применяются во многих отраслях промышленности для транспортировки сыпучих материалов (рис.2).

Рисунок 2 Резинотканевая конвейерная лента

После эксплуатации конвейеров, в течение некоторого времени возникают первоначальные дефекты в ленте. Затем количество их возрастает в зависимости от разновидности конвейеров и области их применения, приемной способности и производительности конвейера, а также условий его эксплуатации (рис.3).

Рисунок 3 Поперечное (а) и продольное (б) порывы лент

В процессе работы конвейера резиновый слой резинотканевой ленты может разрушаться из-за циклических нагрузок и механических повреждений. Через эти повреждения влага проникает внутрь ленты к тканям, и лента начинает терять свойства. А лента является одним из дорогостоящих элементов конвейера. Визуальный метод контроля позволяет определить состояние ленты только относительно качественных критериев оценки. Количественные критерии оценки состояния резинотканевой ленты возможны только при использовании инструментальных методов контроля с применением дефектоскопов.

Существуют ряд стран, которые занимаются созданием дефектоскопов для неразрушающего контроля металлотросовой основы РТЛ. Они основаны на методах регистрации магнитных полей рассеивания (Германия, Россия, прибор УКТЛ). Эти приборы в целом удовлетворительно решали задачу контроля  металлотросовой основы РТЛ. Однако, они обладают известными недостатками: это устаревший способ регистрации информации и большая масса [1, 2, 4].

Для преодоления этого недостатка немецкие специалисты пошли на уменьшение зоны контроля, измерительная (магнитная) головка их прибора охватывает только 340 мм по ширине РТЛ. Поэтому при контроле ленты большей ширины приходится передвигать магнитную головку поперек ленты. Так, для контроля таким прибором РТЛ шириной 2000 мм требуется полностью прокрутить ленту 6-7 раза, каждый раз перемещая измерительную головку [1,3,5].

Российские специалисты пошли другим путем: блок датчиков прибора УКТЛ (масса блока датчиков 40 кг) предназначался для мониторинга, т.е. устанавливался на конвейер стационарно, что устраняло проблему перемещения большой массы. В принципе, такая установка позволяла получать информацию о состоянии РТЛ, но он устаревший.

Проанализировав результаты этих испытаний, специалисты ООО «ИНТРОН Плюс» (Россия) выдвинули идею создания измерительной головки (Сканера) с использованием вихретокового метода контроля. Дефектоскоп получил название «Интрокон» (рис. 4).

а) ООО «Интрон Поюс»; б) фирмы «ContiTech»

Рисунок 4. Вихретоковые дефектоскопы

Эти дефектоскопы подходят для установки и применения в наших условиях, но стоимость около 30 млн. рублей.

Для снижения количества простоев, уменьшения материальных затрат, связанных с порчей дорогостоящей ленты, необходимого своевременно и точно определять место обрыва авторами выдвинуто новая и дешёвая версия дефектоскопа разрывоискателя.

С целью проведения экспериментов обрывова РТЛ на кафедре “Горная электромеханика” был собран специальный экспериментальный стенд (дефектоскоп-разрывоискатель), в котором через КИ с определенным количеством витков пропускается переменный ток определенного напряжения, силы и частоты (рис. 5).

При прохождении элементов РТЛ через стенд, наблюдается изменение ее реактивного сопротивления.

1 – электросталевые пластины (внутр корпуса); 2 – корпус стенда; 3 – изолируюший материал; 4 – медная обмотка; 5 – резиностросовая лента; 6 – трос ленты

Рисунок 5. Схема собранного дефектоскопа-разрывоискателя

В комплект собранного дефектоскопа входит две установки, первая - создающая электромагнитное поле, вторая - принимающая сигнал магнитной индукции взаимодействия тросов с катушкой. Отличие схем собранных установок заключается лишь в толщине обмотки КИ и в количестве электросталевых пластин.

Недостатками этого оборудования является его очень большая масса.

Создание инновационного устройства для измерения толщины и оценки изменений поперечного и продольного профиля конвейерных лент, используемых в горнодобывающей промышленности и в промышленности, использующей конвейерные ленты для транспорта с учётом выше указанных замечаний является актуальность сегодняшнего дня. В рамках этого проекта будет разработана лабораторная версия устройства, а на ее основе - окончательная промышленная версия для испытаний в карьере. На основе проведенных лабораторных испытаний и успешного завершения первого этапа будет изготовлена промышленная версия с учетом потребностей пользователя [6,9,10,11,12,13].

Из описания польского патента № PL215143 известно устройство, которое имеет рамку в форме прямоугольной буквы «С» с параллельными горизонтальными рычагами длиной не менее половины ширины конвейерной ленты. Два бесконтактных датчика расстояния, предпочтительно лазерные, установлены на плечах коаксиально и направлены навстречу друг другу на базовом расстоянии. Датчики установлены с возможностью скольжения на направляющих вдоль кронштейнов рамы и соединены с установочным блоком, который сохраняет соосное положение во время движения. Сигналы от датчиков передаются на электронный анализатор толщины, а результаты сохраняются в регистраторе, к которому также подключается сигнал от кодировщика, что позволяет определить место, где лента изнашивается в продольном направлении.

Решение также известно из описания патента № KR101466637, в котором измерение толщины выполняется в точке, где лента поддерживается роликом. Измерительный прибор излучает лазерный луч на поверхность ленты, который при отражении от ее поверхности попадает в приемник. Возможно измерение со стороны стопы или бегового покрытия.

Также известно описание патента WO2013053013A1, в котором измерительное устройство имеет форму прямоугольной рамки с параллельными более длинными плечами, расположенными над и под поверхностью тест-полоски, на которых датчики расстояния размещены в один ряд на каждой ручке, и датчики ультразвуковые.

Цель исследования является преждевременное обнаружение возникающих начальных моментов повреждения лент в местах стыковки (обрывы, порывы, выход троса на поверхность) и своевременная остановка конвейера при обрыве лент которое за малые затраты времени ликвидирует неисправностей лент.

На кафедре «Горная электромеханика» ведётся исследование над устройства «Дефектоскоп» для определение дефектов конвейерных лент. Достоинством этого устройства будет возможность получения обширных данных о работоспособности лент, обнаружение возникающих начальных моментов повреждения лент в местах стыковки (обрывы, порывы, выход троса на поверхность), своевременная остановка конвейера при обрыве лент, малые затраты времени на ликвидацию неисправностей лент, связанные с ремонтом поврежденного участка ленты (при своевременной подаче сигнала), простота управления и обслуживания оборудования, экономичность и лёгкость металлоконструкции устройства (рис.6).

1-опора толщинамера, 2-центровка конвейерной ленты, 3-опора изменяющего расстояния, 4-ультразвуковые датчики, 5-конвейерного лента 

Рисунок 6. Конструктивная схема толщиномера

Метод измерения толщины и по оценки изменений поперечного и продольного направления ленты………. Изображенное на рис.6 и 7 устройство, послужившее прототипом, состоит из двух измерительных полос 2, расположенных одна над другой параллельно. Ультразвуковые датчики 4 расположены на обоих полосах. Обе планки размещены на двух регулируемых стойках 3. Лента 5 проходить через замкнутого контура состоящий из двух измерительных полос 2 и двух регулируемых стойках 3. Эти элементы подкреплены на опорах 1.

1-опора толщиномера, 2-центровка конвейерной ленты, 3-опора изменяющего расстояния, 4-ультразвуковые датчики

Рисунок 6. Толщиномер

Измерение толщины и оценка изменений поперечного и продольного профиля конвейерной ленты осуществляется посредством дифференциального измерения расстояния двух головок от тестируемой ленты.

а-опора для ультрозвуковых датчиков, б-основа толшиномера, с-стойка

Рисунок 7. Детали толщиномера

Устройство толщиномер (рис.6 и 7) для измерения толщины ленты и оценки изменений его поперечного и продольного профиля состоит из опоры и ультразвуковые датчики 3 и 4 установлены на стойках 1, которая соединено с помощью центровки конвейерной ленты 2.

Принцип действия устройства идентичен принципу действия устройств выше указанных авторов. Измерение заключается в регистрации в реальном времени расстояния комплекта датчиков расстояния от поверхности полосы с обеих ее сторон. Сигналы датчиков расстояния передаются на электронный анализатор толщины, а результаты сохраняются в регистраторе, к которому также подключается сигнал от датчика положения, что позволяет определить место износа конвейерной ленты в продольном направлении. Взаимное параллельное положение измерительных полос определяется перед измерением, а во время использования оно контролируется с помощью крайних датчиков, расположенных на обоих концах верхней измерительной полосы, и соответствующих, постоянно прикрепленных под ними, на заданной высоте. прибора, эталонные пластины. Параллельность измерительных полос определяется путем измерения расстояний датчиков крайних расстояний от соответствующих калибровочных пластин, а полученное отклонение вводится в расчеты толщины конвейерной ленты. Измерение производится на плоском участке конвейерной ленты с обеих сторон. Измерительные полосы располагаются перпендикулярно направлению движения конвейерной ленты.

Таким образом ведётся исследование над устройства «Дефектоскоп» для определение дефектов конвейерных лент которое достоинством этого устройства будет возможность получения обширных данных о работоспособности лент, обнаружение возникающих начальных моментов повреждения лент в местах стыковки (обрывы, порывы, выход троса на поверхность), своевременная остановка конвейера при обрыве лент, малые затраты времени на ликвидацию неисправностей лент, связанные с ремонтом поврежденного участка ленты (при своевременной подаче сигнала), простота управления и обслуживания оборудования, экономичность и лёгкость металлоконструкции устройства.

Список литературы:

1. Атакулов Л.Н., Тошов Ж.Б., Каххаров С.К., Хайдаров Ш.Б. Метод обнаружения обрыва резинотросовых лент в местах их стыковки // Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2018. – №3. – С. 61-65.
2. Атакулов Л.Н. Разработка методов оценки технического состояния и повышение эффективности эксплуатационных параметров крутонаклонных конвейеров.-Навоий, 2019.
3. Атакулов Л.Н., Тошов Ж.Б., Каххаров С.К., Хайдаров Ш.Б. Альтернативный метод стыковки резинотросовых лент // Проблемы энерго- и ресурсосбережения. – Ташкент, 2018. – №3-4. – С. 340-343.
4. Атакулов Л.Н., Тошов Ж.Б., Каххаров С.К., Хайдаров Ш.Б., Истаблаев Ф.Ф. Выбор оптимального варианта соединения тросов при стыковки резинотросовых лент // Вестник туринского политехнического университета. – Ташкент, 2018. – №4. – С. 43-46.
5. Aтакулов Л.Н., Kaxхapoв С.К., Хайдаров Ш.Б. Bыбop оптимального метода стыковки резинотросовых конвейерных лент // Горный журнал. – Москва, 2018. – №9. С. 97-101. DOI: 10.17580/gzh.2018.09.16
6. Галкин В.И. Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий. В.И. Галкин, В.Г. Дмитриев, В.П. Дьяченко и др. – М.: Изд-во МГГУ, 2005. – 543 с.
7. Błażej B., Jurdziak L., Kirjanów A., Kozłowski T.: A device for measuring conveyor belt thickness and for evaluating the changes in belt transverse and longitudinal profile, Diagnostyka 8(4),2017, s. 97-102.
8. Jurdziak L.: Określenie wpływu długości przenośnika na trwałość taśm przenośnikowych w kopalni podziemnej, Prace Naukowe Instytutu Górnictwa PWr, nr 50, Seria: Konferencje nr 11, Podstawowe Problemy Transportu Kopalnianego, Wrocław 1988.
9. Atakulov L.N., Haydarov Sh.B., Ochilov X.B., Gaffarov A.A. Application of the scheme of effective conveyor transport in the conditions of daugiztau quarry. Technical science and innovation. 2021. №2. -б. 74-86.
10. Atakulov L.N., Kaxarov S.K., Haydarov Sh.B. Vibor optimalnogo metoda stikovki rezinotrosovix konveyernix lent. Nauchno-texnicheskiy i proizvodstvenniy jurnal «Gorniy jurnal». – Rossiya, g. Moskva, 2018, №9 (2254), 97-100 str
11. Shaxodjaev L.Sh. Raschet shaxtnogo konveyernogo transporta: metodicheskaya razrabotka, Tashkent: 2012.
12. Муратов Г. Г. и др. Усовершенствование схем автоматизации ленточных конвейеров в горных предприятиях //Наука, техника и образование. – 2018. – №. 6 (47).
13. Жураев А. Ш. Проблемы и решение предохранения узлов конвейера в Узбекитане //The Thirteenth International Conference on Eurasian scientific development. – 2017. – С. 42-44.