CN107709961B - 传送带的磨耗状态掌握方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能基于使用样品的耐磨耗性评价试验的结果来精确地掌握在使用现场的上覆盖胶的磨耗状态的传送带的磨耗状态掌握方法。该方法获取耐磨耗性试验中的表观压缩应力(Pe)与样品(S)的表面粗糙度(R)的关系、表面粗糙度(R)与样品(S)的每单位摩擦能量的磨耗量(K1)的关系，基于根据这些所获取的关系而创建的数据库(D1)和在使用现场的上覆盖胶(3)所产生的表观压缩应力(Pr)，来掌握上覆盖胶(3)的磨耗状况。或者，该方法获取根据表面粗糙度(R)计算出的平均磨耗间距(P)与样品(S)的粘弹性特性(Re)的关系、平均磨耗间距(P)与样品(S)的实际磨耗量(Vr)的关系，基于根据这些所获取的关系而创建的数据库(D2)和使用现场的上覆盖胶(3)的粘弹性特性(Rr)，来掌握上覆盖胶(3)的磨耗状况。

Description

传送带的磨耗状态掌握方法
技术领域
本发明涉及一种传送带的磨耗状态掌握方法，更详细而言，涉及一种能基于使用样品的耐磨耗性评价试验的结果来精确地掌握传送带的在使用现场的上覆盖胶的磨耗状态的传送带的磨耗状态掌握方法。
背景技术
以铁矿石、石灰石等矿物资源为首的各种物品通过传送带来输送。在通过传送带输送物品的情况下，此输送物从料斗、其他传送带投入至传送带的上覆盖胶。所投入的输送物积载于上覆盖胶，并在传送带的走行方向进行输送。在将输送物积载于上覆盖胶来进行输送时，输送物在上覆盖胶上滑动，上覆盖胶产生磨耗。由所投入的输送物而在上覆盖胶产生的磨耗量根据传送带的规格、使用条件的不同而变化较大。
作为评价橡胶的耐磨耗性的方法，公知有使用以下试验的评价方法：皮克(pico)磨耗试验、DIN磨耗试验、兰伯恩(Lanborn)磨耗试验、泰伯(Taber)磨耗试验、威廉姆斯(Williams)磨耗试验、阿克隆(AKRON)磨耗试验等。此外，还提出了使用传送带的磨耗试验装置的评价方法(例如，参照专利文献1)。在这些评价方法中，通过将按压体按压于橡胶样品并且使其相对移动来测定已磨耗的橡胶样品的磨耗量。然而，有时通过这些以往的评价方法得到的耐磨耗性与实际的在使用现场的传送带的耐磨耗性会较大地背离。因此，在使用橡胶样品的评价方法中，存在无法精确地掌握使用现场的传送带的磨耗状态的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-20319号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种能基于使用样品的耐磨耗性评价试验的结果来精确地掌握传送带在使用现场的上覆盖胶的磨耗状态的传送带的磨耗状态掌握方法。
技术方案
为达成上述目的，本发明的传送带的磨耗状态掌握方法的特征在于，按橡胶种类来使用样品，并使通过施加于此样品的按压力而产生的表观压缩应力不同来进行橡胶的耐磨耗性试验，获取所述表观压缩应力与通过此试验得到的所述样品的表面粗糙度的关系，并且，获取所述表面粗糙度与通过此试验得到的所述样品的每单位摩擦能量的磨耗量的关系，基于这些所获取的关系，创建表示所述表面粗糙度、所述表观压缩应力以及所述每单位摩擦能量的磨耗量的相关关系的数据库，基于通过在传送带的使用现场由输送物对上覆盖胶施加的按压力而产生的表观压缩应力和所述数据库，来掌握所述上覆盖胶的磨耗状况。
本发明的另一传送带的磨耗状态掌握方法的特征在于，使用粘弹性特性不同的多个橡胶种类的样品来进行橡胶的耐磨耗性试验，获取根据通过此试验得到的所述样品的表面粗糙度计算出的平均磨耗间距与此样品的橡胶种类的粘弹性特性的关系，并且，获取所述平均磨耗间距与通过此试验得到的所述样品的实际磨耗量的关系，基于这些所获取的关系，创建表示所述平均磨耗间距、所述粘弹性特性以及所述样品的实际磨耗量的相关关系的数据库，基于传送带的上覆盖胶的橡胶种类的粘弹性特性、所述上覆盖胶的平均磨耗间距以及所述数据库，来掌握所述上覆盖胶的磨耗状况。
有益效果
本发明基于使用样品的橡胶的耐磨耗性评价试验的结果，来掌握实际的传送带的上覆盖胶的磨耗状态。此时，着眼于由磨耗所产生的橡胶的表面粗糙度。
在受到摩擦的橡胶中，由施加于橡胶的按压力所产生的表观压缩应力与橡胶的表面粗糙度的相关性高，此外，橡胶的表面粗糙度与受到摩擦的橡胶的每单位摩擦能量的磨耗量的相关性高。与此相伴地，表观压缩应力与每单位摩擦能量的磨耗量的相关性也变高。因此，根据本发明的前者的传送带的磨耗状态掌握方法，能基于表示所述表面粗糙度、所述表观压缩应力以及所述每单位摩擦能量的磨耗量的相关关系的数据库和传送带的在使用现场的上覆盖胶所产生的表观压缩应力，来精确地掌握在使用现场的上覆盖胶的磨耗状态。
此外，在受到摩擦的橡胶中，根据橡胶的表面粗糙度计算出的平均磨耗间距与橡胶的粘弹性特性的相关性高，此外，平均磨耗间距与橡胶的实际磨耗量的相关性高。与此相伴地，橡胶的粘弹性特性与实际磨耗量的相关性也变高。因此，根据本发明的后者的传送带的磨耗状态掌握方法，能基于表示所述平均磨耗间距、所述粘弹性特性以及所述实际磨耗量的相关关系的数据库、传送带的上覆盖胶的粘弹性特性和所述上覆盖胶的平均磨耗间距，来精确地掌握在使用现场的上覆盖胶的磨耗状态。
附图说明
图1是简化地举例示出传送带作业线的说明图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是举例示出传送带所受到的摩擦力的说明图。
图4是举例示出磨耗试验装置的基本构造的说明图。
图5是举例示出掌握传送带的磨耗状态的系统的说明图。
图6是举例示出形成于样品表面的磨耗的条纹的说明图。
图7是举例示出样品的表面粗糙度的曲线图。
图8是举例示出在样品产生的表观压缩应力与表面粗糙度的关系的曲线图。
图9是举例示出样品的表面粗糙度与每单位摩擦能量的磨耗量的关系的曲线图。
图10是举例示出在样品产生的表观压缩应力与每单位摩擦能量的磨耗量的关系的曲线图。
图11是举例示出样品的平均磨耗间距与粘弹性特性的关系的曲线图。
图12是举例示出样品的实际磨耗量与平均磨耗间距的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，基于图中所示的实施方式，对本发明的传送带的磨耗状态掌握方法进行说明。
在图1中所举例示出的传送带作业线中，通过其他传送带7所输送的输送物C被投入至传送带1，并通过该传送带1被输送至输送目的地。有时还会通过料斗等向传送带1投入输送物C。传送带1架设于带轮5a、5b间并以规定张力张紧设置。
如图2所举例示出，传送带1由利用帆布、钢帘线等芯体构成的芯体层2和隔着芯体层2的上覆盖胶3以及下覆盖胶4构成。芯体层2是承受用于张紧设置传送带1的张力的构件。在传送带1的传输侧，下覆盖胶4由托辊6支承，在回行侧，上覆盖胶3由托辊6呈平坦状地支承。在传送带1的传输侧，沿带宽度方向配置有三个托辊6，并通过这些托辊6以规定的槽角度a呈凹状地支承传送带1。通过驱动侧的带轮5a旋转驱动，传送带1以规定的走行速度V1单向运转。输送物S被投入至上覆盖胶3之上，并积载于上覆盖胶3来进行输送。
在该传送带作业线中，如图3所举例示出，以上下差h(各输送面的高度位置的差h)对该传送带1和其他传送带7进行配置。在其他传送带7，输送物C以水平方向速度V0(V0<V1)来输送。在输送物C从其他传送带7被积载于传送带1的瞬间，输送物C虽然保持水平方向速度V0，但通过由传送带1进行输送，此水平方向速度慢慢变成与传送带1的走行速度相同的V1。
即，与上覆盖胶3接触的输送物C使得在上覆盖胶3产生压缩应力Pr，并且，相对于传送带1以相对移动速度V(＝V1-V0)在其走行方向移动，最终相对移动速度V变成零。在此期间，摩擦力f作用于上覆盖胶3，上覆盖胶3主要因输送物C的这一举动而产生磨耗。
因输送物C而在上覆盖胶3产生的表观压缩应力Pr是输送物C相对于输送物C与上覆盖胶3的接触面积Ar按压上覆盖胶3的按压力(可视作输送物C的重量W)。即，表观压缩应力Pr＝输送物C的重量W/接触面积Ar。
橡胶的磨耗试验装置8一般情况下如图4所举例示出的那样，具备：按压体9；按压机构10，使按压体9对橡胶的样品S进行按压；以及相对移动机构11，使按压体9与样品S相对移动。在使用了该试验装置8的耐磨耗性试验方法中，将按压体9按压于样品S并且使其相对移动来使样品S产生磨耗，并掌握其磨耗量、磨耗模式。然后，在上述公知的磨耗试验方法中，按压体9、按压机构10和相对移动机构11的规格分别不同。
在本发明中，使用样品S来进行公知的耐磨耗性试验并获取数据。作为公知的耐磨耗性试验，可以使用皮克磨耗试验、DIN磨耗试验、兰伯恩磨耗试验、泰伯磨耗试验、威廉姆斯磨耗试验、阿克隆磨耗试验等。然后，为了掌握传送带的磨耗状态，例如使用图5所示的系统12。该系统12具备：运算装置13，存储有通过由试验获取的数据来创建的数据库D1、D2；输入部14，将数据输入运算装置13；以及显示部15，显示由运算装置13得到的运算结果。
为了创建数据库D1，按多种橡胶种类来使用样品S，并进行公知的耐磨耗性试验。在进行此试验时，使通过施加于样品S的按压力所产生的表观压缩应力Pe不同，获取表观压缩应力Pe与通过此试验得到的样品S的表面粗糙度R的关系。通过该试验，在样品S的表面沿图6所举例示出的摩擦方向FD隔开间隔地形成磨耗条纹L。样品S的表面粗糙度R如图7所举例示出。在图7中，使用由JIS规定的算术平均粗糙度Ra来作为表面粗糙度R。表面粗糙度R除了使用算术平均粗糙度Ra，还可以使用最大高度(Ry)、十点平均粗糙度(Rz)等。
公知的耐磨耗性试验中，在样品S产生的表观压缩应力Pe各不相同，因此，如果进行不同的多个公知的耐磨耗性试验，则要使表观压缩应力Pe不同来进行耐磨耗性试验。例如，表观压缩应力Pe在DIN磨耗试验、皮克磨耗试验、兰伯恩磨耗试验中分别为0.05N/mm2、138.5N/mm2、0.333N/mm2。作为耐磨耗性试验，至少使用DIN磨耗试验、皮克磨耗试验的任一个为好。
如图8所举例示出，所获取的表观压缩应力Pe与表面粗糙度R的关系具有高相关性。图8是半对数曲线，记载有使用橡胶种类不同的三种样品S1、S2、S3，并分别对其进行三种不同的耐磨耗性试验而得到的数据。在图8中，以指数来表示纵轴的表观压缩应力Pe，指数越大，意味着表观压缩应力Pe越大。如图8所举例示出，表观压缩应力Pe越大，表面粗糙度R(图8中为表面粗糙度Ra)变得越大。
通过公知的耐磨耗性试验进一步获取表面粗糙度R与通过此试验得到的样品S的每单位摩擦能量的磨耗量K1的关系。该磨耗量K1通过样品S的实际磨耗量Vr/(样品S与按压体9的接触面积×样品S的橡胶的拉伸强度TB×摩擦距离)来计算。
如图9所举例示出，所获取的表面粗糙度R与磨耗量K1的关系具有高相关性。在图9中，以指数来表示纵轴的磨耗量K1，指数越大，意味着磨耗量K1越多。即，表面粗糙度R越大，磨耗量K1变得越多。在图9中使用了磨耗量K1，但也可以使用单位接触面积磨耗量K2来代替。单位接触面积磨耗量K2通过样品S的实际磨耗量Vr/(样品S与按压体9的接触面积)来计算。所获取的表面粗糙度R与磨耗量K2的关系也与所获取的表面粗糙度R与磨耗量K1的关系同样地具有高相关性。
基于通过试验获取的图8、图9所举例示出的关系，能获取表观压缩应力Pe与磨耗量K1的关系。如图10的半对数曲线所举例示出，该表观压缩应力Pe与磨耗量K1的关系也具有高相关性。即，表观压缩应力Pe变得越大，磨耗量K1变得越多。然后，根据所获取的图8、9、10所举例示出的关系，创建表示表面粗糙度R、表观压缩应力Pr以及每单位摩擦能量的磨耗量K1的相关关系的数据库D1。
在使用该数据库D1来掌握使用现场的传送带1的上覆盖胶3的磨耗状况时，从图5所举例示出的输入部14向运算部13输入在使用现场由输送物C对上覆盖胶3施加的按压力所产生的表观压缩应力Pr。其他的已知数据预先输入运算部13为好。运算部13基于所输入的表观压缩应力Pr和数据库D1，在显示部15显示上覆盖胶3的磨耗状况。通过查看显示于显示部15的内容，能掌握上覆盖胶3的磨耗状况。
例如，在掌握某个传送带1的上覆盖胶3的磨耗状况的情况下，获取在使用现场在上覆盖胶3所产生的表观压缩应力Pr，并输入至运算部13。传送带1的使用现场的条件为已知，因此能根据已知条件计算并获取表观压缩应力Pr。
接着，在图10所举例示出的数据中，使用与上覆盖胶3相同种类的橡胶的数据，将在上覆盖胶3所产生的表观压缩应力Pr的数值代入表观压缩应力Pe，由此，计算出该上覆盖胶3的每单位摩擦能量的磨耗量K1。所计算出的每单位摩擦能量的磨耗量K1通过上述算式进行计算，因此，基于该磨耗量K1和在使用现场的输送物C与上覆盖胶3的接触面积Ar，能计算出在使用现场的实际的上覆盖胶3的磨耗量X。即，能在显示部15显示该上覆盖胶3的磨耗量X来进行掌握。
或者，在掌握某个传送带1的上覆盖胶3的磨耗状况的情况下，获取使用现场的上覆盖胶3的表面粗糙度R(Ra)，并输入至运算部13。接着，在图9所举例示出的数据中，使用与上覆盖胶3相同种类的橡胶的数据，并将现场的上覆盖胶3的表面粗糙度Ra的数值代入表面粗糙度Ra，由此，计算出该上覆盖胶3的每单位摩擦能量的磨耗量K1。所计算出的每单位摩擦能量的磨耗量K1通过上述算式进行计算，因此，基于该磨耗量K1和在使用现场的输送物C与上覆盖胶3的接触面积Ar，能计算出在使用现场的上覆盖胶3的磨耗量X。这样计算出的磨耗量X和对实际的上覆盖胶3进行实测所得的磨耗量能得到大体匹配的数据。
为了创建另一个数据库D2，使用粘弹性特性RRF不同的多个橡胶种类的样品S来进行公知的耐磨耗性试验。然后，获取根据通过试验得到的样品S的表面粗糙度R来计算出的平均磨耗间距P与该样品S的橡胶种类的粘弹性特性RRF的关系。如图6所举例示出，平均磨耗间距P是在摩擦方向FD相邻的磨耗条纹L的间隔。
如图11所举例示出，平均磨耗间距P与粘弹性特性RRF的关系具有高相关性。在图11中，记载有使用橡胶种类不同的三种样品S1、S2、S3，并分别对其进行三种不同的耐磨耗性试验E1、E2、E3而得到的数据。在图11中，以指数来表示纵轴的平均磨耗间距P，指数越大，意味着平均磨耗间距P越大。此外，在图11的横轴，使用20℃条件下的RRF来作为粘弹性特性RRF。RRF(Rolling Resistance Factor)是表示橡胶的动态粘弹性的指标，该数值越小，意味着橡胶的回弹速度越快、能缩短响应延迟的性能越优异。如图11所举例示出，平均磨耗间距P根据橡胶种类而不同，橡胶的粘弹性特性RRF变得越大，平均磨耗间距P变得越大。
通过公知的耐磨耗性试验进一步获取平均磨耗间距P与通过此试验得到的样品S的实际磨耗量Vr的关系。如图12所举例示出，平均磨耗间距P与实际磨耗量Vr的关系具有高相关性，平均磨耗间距P变得越大，样品S的实际磨耗量Vr变得越多。在图12中，以指数来表示纵轴的实际磨耗量Vr，指数越大，意味着实际磨耗量Vr越多。
基于通过试验获取的图11、图12所举例示出的关系，能获取粘弹性特性RRF与实际磨耗量Vr的关系。然后，通过所获取的图11、12所举例示出的关系，创建表示样品S的平均磨耗间距P、粘弹性特性RRP以及实际磨耗量Vr的相关关系的数据库D2。
为了使用该数据库D2来掌握使用现场的传送带1的上覆盖胶3的磨耗状况，从图5所举例示出的输入部14向运算部13输入传送带1所使用的上覆盖胶3的橡胶种类(粘弹性特性RRF)和使用现场的上覆盖胶3的平均磨耗间距P。
接着，在图12所举例示出的数据中，使用与上覆盖胶3相同种类的橡胶(相同粘弹性特性RRF)的数据，并将使用现场的上覆盖胶3的平均磨耗间距P的数值代入平均磨耗间距P，由此，计算出该上覆盖胶3的磨耗量X。即，能在显示部15显示该计算出的上覆盖胶3的磨耗量X来进行掌握。这样计算出的磨耗量X与对实际的上覆盖胶3进行实测所得的磨耗量能得到大体匹配的数据。
或者，从图5所举例示出的输入部14向运算部13输入上覆盖胶3所使用的橡胶种类的粘弹性特性RRF。然后，基于所输入的粘弹性特性RRF和图11的数据，能掌握平均磨耗间距P到达何种程度。
在实施方式中，使运算部13存储数据库D1、D2，但在本发明中，也可以使运算部13存储数据库D1、D2的任一方。
符号说明
1 传送带
2 芯体层
3 上覆盖胶
4 下覆盖胶
5a、5b 带轮
6 托辊
7 其他传送带
8 磨耗试验装置
9 按压体
10 按压机构
11 相对移动机构
12 系统
13 运算部
14 输入部
15 显示部
D1、D2 数据库
S 样品
C 输送物

Claims (5)

1.一种传送带的磨耗状况掌握方法，其特征在于，
按橡胶种类来使用样品，并使通过施加于所述样品的按压力所产生的表观压缩应力不同来进行橡胶的耐磨耗性试验，获取所述表观压缩应力与通过此试验得到的所述样品的表面粗糙度的关系，并且，获取所述表面粗糙度与通过此试验得到的所述样品的每单位摩擦能量的磨耗量的关系，基于这些所获取的关系，创建表示所述表面粗糙度、所述表观压缩应力以及所述每单位摩擦能量的磨耗量的相关关系的数据库，基于通过在传送带的使用现场由输送物对上覆盖胶施加的按压力而产生的表观压缩应力和所述数据库，来掌握所述上覆盖胶的磨耗状况。
2.一种传送带的磨耗状况掌握方法，其特征在于，
使用粘弹性特性不同的多个橡胶种类的样品来进行橡胶的耐磨耗性试验，获取根据通过此试验得到的所述样品的表面粗糙度计算出的平均磨耗间距与此样品的橡胶种类的粘弹性特性的关系，并且，获取所述平均磨耗间距与通过此试验得到的所述样品的实际磨耗量的关系，基于这些所获取的关系，创建表示所述平均磨耗间距、所述粘弹性特性以及所述样品的实际磨耗量的相关关系的数据库，基于传送带的上覆盖胶的橡胶种类的粘弹性特性、所述上覆盖胶的平均磨耗间距以及所述数据库，来掌握所述上覆盖胶的磨耗状况。
3.根据权利要求1或2所述的传送带的磨耗状况掌握方法，其中，
使用算术平均粗糙度Ra来作为所述表面粗糙度。
4.根据权利要求1或2所述的传送带的磨耗状况掌握方法，其中
至少使用DIN磨耗试验、皮克磨耗试验的任一个来作为所述耐磨耗性试验。
5.根据权利要求3所述的传送带的磨耗状况掌握方法，其中
至少使用DIN磨耗试验、皮克磨耗试验的任一个来作为所述耐磨耗性试验。
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