CN110799827B - 传送带的寿命预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能更高精度且简便地预测由上覆盖橡胶的磨耗产生的寿命的传送带的寿命预测方法。制作在各磨耗试验方法中与在各橡胶的试验样品产生的磨耗图案Ps相关的磨耗图案数据库，制作将各橡胶在基准传送线13a上使用而得到的基准磨耗速度特性与各试验样品的磨耗速度特性的磨耗速度相关数据库，从磨耗图案数据库指定产生有与将评价对象传送带1a在对象传送线13b上使用规定期间而在上覆盖橡胶3处产生的评价磨耗图案Pr最为近似的磨耗图案的磨耗试验方法，根据对象传送线13b的严苛程度对针对所指定的试验方法的磨耗速度相关数据库进行调整，掌握传送线13b上的传送带1a的上覆盖橡胶3的磨耗速度特性。

Description

传送带的寿命预测方法

技术领域

本发明涉及一种传送带的寿命预测方法，更详细而言，涉及一种能更高精度且简便地预测由上覆盖橡胶的磨耗产生的寿命的传送带的寿命预测方法。

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橡胶。所投入的输送物积载于上覆盖橡胶，并在传送带的行进方向进行输送。在将输送物积载于上覆盖橡胶来进行输送时，输送物在上覆盖橡胶上滑动，上覆盖橡胶产生磨耗。由所投入的输送物而在上覆盖橡胶产生的磨耗量、磨耗模式，根据传送带的使用条件的不同而变化较大。

作为评价橡胶的耐磨耗性的试验方法，公知有：威廉姆斯(Williams)磨耗试验、阿克隆(Akron)磨耗试验、兰伯恩(Lanborn)磨耗试验、皮克(Pico)磨耗试验、DIN磨耗试验、泰伯(Taber)磨耗试验等。此外，还提出有从这些公知的磨耗试验方法中选择与传送带的使用条件近似的最佳的试验方法，基于根据所选择的试验方法而得到的试验结果来评价耐磨耗性的方法(参考专利文献1)。

在专利文献1所提出的方法中，关注各公知的磨耗试验方法中按压体相对于试验样品的表面压力以及相对移动速度，选择最佳的试验方法。输送物相对于传送带的表面压力以及相对移动速度对覆盖橡胶的磨耗有大的影响。因此，该评价方法对于预测由覆盖橡胶的磨耗产生的传送带的寿命是有益的。但是，覆盖橡胶的磨耗模式与各种要素有复杂的关系，因此为了更高精度且简便地预测传送带的寿命，需要进一步的改善、研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-49055号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于提供一种能更高精度且简便地预测由上覆盖橡胶的磨耗产生的寿命的传送带的寿命预测方法。

技术方案

为了达成上述目的，本发明的传送带的寿命预测方法，其特征在于，对于多种橡胶的试验样品通过多种磨耗试验方法在规定的试验条件下进行磨耗试验，掌握各个试验样品的磨耗速度特性以及磨耗图案，制作表示所述磨耗图案与所述橡胶的种类、所述磨耗试验方法的种类以及所述试验条件之间的关系的磨耗图案数据库，在设定为规定的使用条件的基准传送线上使用将各个所述多种橡胶用作上覆盖橡胶的传送带，获取所述上覆盖橡胶的磨耗速度特性作为基准磨耗速度特性，按每个所述磨耗试验方法的种类，制作表示各个所述试验样品的磨耗速度特性与所述基准磨耗速度特性的相关关系的磨耗速度相关数据库，将评价对象传送带在对象传送线上使用规定期间，获取在所述评价对象传送带的上覆盖橡胶处产生的磨耗图案作为评价磨耗图案，在所述磨耗图案数据库中，在与所述评价对象传送带的上覆盖橡胶相同种类的橡胶的所述试验样品中，选择产生了与所述评价磨耗图案最为近似的磨耗图案的试验样品，由此从所述多种磨耗试验方法中指定对该选择的试验样品进行磨耗试验的磨耗试验方法，基于对所述基准传送线与所述对象传送线的使用条件的比较，计算出表示所述对象传送线相对于所述基准传送线的严苛程度(Severity)的调整系数，基于针对所述指定的所述磨耗试验方法的所述磨耗速度相关数据的数据和所述调整系数，计算出所述对象传送线上的所述评价对象传送带的上覆盖橡胶的磨耗速度特性，其中，所述指定的所述磨耗试验方法是对于与所述评价对象传送带的上覆盖橡胶相同种类的橡胶所指定的方法，基于计算出的磨耗速度特性和所述评价对象传送带的上覆盖橡胶的厚度，预测所述对象传送线上的所述评价对象传送带的寿命。

发明效果

根据本发明，将评价对象传送带在对象传送线上使用规定期间时，在上覆盖橡胶处产生了评价磨耗图案，在预先制作的磨耗图案数据库中，如果从与该上覆盖橡胶相同种类的橡胶的试验样品中选择产生了与所述评价磨耗图案最为近似的磨耗图案的试验样品，则能够指定对该选择的试验样品进行磨耗试验的磨耗试验方法。像这样，通过使用磨耗图案，能简便地指定与将评价对象传送带在对象传送线上使用的情况最接近的条件的磨耗试验方法。并且，针对与评价对象传送带的上覆盖橡胶相同种类的橡胶，预先制作所指定的磨耗试验方法的磨耗速度特性与在基准传送线上使用的情况的基准磨耗速度特性的磨耗速度相关数据库。因此，基于表示对象传送线相对于基准传送线的严苛程度的调整系数和磨耗速度相关数据库，能高精度地计算出对象传送线上的评价对象传送带的上覆盖橡胶的磨耗速度特性。因此，基于计算出的磨耗速度特性和评价对象传送带的上覆盖橡胶的厚度，能更高精度且简便地预测对象传送线上的评价对象传送带的寿命。

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以及输入了数据的运算装置的说明图。

图5是以俯视视角举例示出磨耗图案的说明图。

图6是举例示出磨耗图案数据库的构造的说明图。

图7是举例示出基准磨耗速度与橡胶试验方法中的磨耗量的相关关系的曲线图。

图8是举例示出基于实际的传送线的使用条件对图7的相关关系进行调整后的相关关系的曲线图。

图9是举例示出上覆盖橡胶的残留厚度的经时变化的曲线图。

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寿命预测方法进行说明。

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。有时也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的上覆盖橡胶3以及下覆盖橡胶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(carrier)侧，下覆盖橡胶4由支承辊6支承，在回行侧，上覆盖橡胶3由支承辊6支承。在传送带1的传输侧，沿带宽度方向配置有三个支承辊6，并通过这些支承辊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以规定的行进速度V1单向运转。输送物C被投入至上覆盖橡胶3之上，并积载于上覆盖橡胶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之差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。在该输送物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，其水平方向速度变成与传送带1的行进速度相同的V1。

即，与上覆盖橡胶3接触的输送物C以规定的表面压力P按压上覆盖橡胶3，并且相对于传送带1以相对移动速度V(＝V1-V0)在其行进方向移动。摩擦力f作用于上覆盖橡胶3，上覆盖橡胶3主要由于输送物C的该举动而产生磨耗。

由按压上覆盖橡胶3的输送物C产生的规定的表面压力是输送物C按压上覆盖橡胶3的按压力(可视作输送物C的重量)与输送物C与上覆盖橡胶3的接触面积之比。即，表面压力＝(输送物C的重量/接触面积)。上覆盖橡胶3的磨耗量受到表面压力的影响大。

如图4所举例示出的那样，橡胶的磨耗试验装置8一般来说具备：按压体9；按压机构10，使按压体9对传送带的试验样品S进行按压；以及相对移动机构11，使按压体9与试验样品S相对移动。在使用了该试验装置8的试验方法中，将按压体9按压于试验样品S并且使其相对移动来使试验样品S产生磨耗，因此能掌握此试验样品S的磨耗速度特性(磨耗量)以及在试验样品S的表面产生的磨耗图案。并且，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的规格各不相同。

因此在本发明中，对于使聚合物、配合剂的种类，或者使这些的配合比例不同的多种橡胶的试验样品S，通过多种磨耗试验方法(A磨耗试验方法、B磨耗试验方法、C磨耗试验方法……)在规定的试验条件下进行磨耗试验，来掌握各个试验样品S的磨耗速度特性以及磨耗图案Ps。如上所述，作为多种磨耗试验方法，使用威廉姆斯磨耗试验、阿克隆磨耗试验、兰伯恩磨耗试验、皮克磨耗试验、DIN磨耗试验、泰伯磨耗试验等公知的试验方法。

规定的试验条件是指例如各个磨耗试验方法中标准的试验条件。另外，例如，也可以在使按压体9相对于试验样品S的相对移动速度、表面压力以及试验温度中的至少一项与标准的试验条件在多个水平不同的试验条件下进行磨耗试验。

磨耗速度特性是表示磨耗速度的指标，能举例示出磨耗速度(规定时间内的磨耗量)等。

磨耗图案P是指在磨耗的橡胶的表面产生的图案，图5举例示出了代表性的磨耗图案P。在图5中，L箭头表示传送带1的行进方向，Y箭头表示传送带1的宽度方向。在图5(A)举例示出的磨耗图案P中，在宽度方向排列有许多沿行进方向延伸的磨耗条纹p1。磨耗条纹p1以外的部分成为凸状部p2。在图5(B)举例示出的磨耗图案P中，在行进方向L排列有许多沿宽度方向W延伸的磨耗条纹p1。磨耗条纹p1以外的部分成为凸状部p2。在图5(C)举例示出的磨耗图案P中，形成有由磨耗条纹p1划分的许多块状的凸状部p2。在磨耗试验中，根据按压体9与试验样品S的接触状态，产生各种磨耗图案Ps。在实际的传送线中，根据输送物C与上覆盖橡胶3的接触状态产生各种磨耗图案P。

如图6所举例示出的那样，在本发明中，制作表示试验样品S的磨耗图案Ps与橡胶的种类、磨耗试验方法的种类以及试验条件的关系的磨耗图案数据库PD。由此，将各个磨耗图案Ps的图像数据与橡胶的种类、磨耗试验方法的种类以及试验条件建立关联地存储于运算装置12。

此外，制作传送带1，该传送带1将存储于磨耗图案数据库PD的各个种类的橡胶用作上覆盖橡胶3。将制作的传送带1在设定为规定的使用条件的基准传送线13a上使用，获取上覆盖橡胶3的磨耗速度特性(基准磨耗速度特性)。作为规定的使用条件，能举例示出传送带1的行进速度(m/s)、输送能力(t/hr)、周长(m)以及宽度尺寸(mm)，将这些项目设为规定值。输送能力是指每一小时输送的输送物C的重量(ton)。

将所获取的各个种类的橡胶的基准磨耗速度特性存储于运算装置12。将各个试验样品S的磨耗速度特性存储于运算装置12。由此，按每种磨耗试验方法的种类制作表示各个试验样品S的磨耗速度特性和基准磨耗速度特性的相关关系的磨耗速度相关数据库MD，并存储于运算装置12。

在图7中对磨耗速度相关数据库MD进行曲线化来举例示出。在图7中，用白色圆圈标示出A磨耗试验中的试验样品S的磨耗速度特性(磨耗量)与基准传送线13a上的上覆盖橡胶3(与试验样品S相同种类的橡胶)的磨耗速度特性(耐磨耗性)的相关关系的数据。即，在图7中，标示在相同的试验条件下使橡胶种类不同的情况下的数据来进行表示。在图7中记载有连接标示的各个白色圆圈的近似曲线E(通过回归分析而计算出的曲线)。图7所记载的耐磨耗性(kt/mm)是指在上覆盖橡胶3磨耗1mm的时间内能输送的输送物C的重量(kiloton)。随着耐磨耗性的数值增大，橡胶难以磨耗，意味着磨耗速度慢。根据图7，根据进行A磨耗试验时所得到的试验样品S的磨耗量，能掌握在将此试验样品S的橡胶在基准传送线13a上使用的情况下的耐磨耗性。针对其他种类的磨耗试验，也能通过磨耗速度相关数据库MD掌握在将试验样品S的橡胶在基准传送线13a上使用的情况下的耐磨耗性。

在本发明中，如上所述，预先制作磨耗图案数据库PD以及磨耗速度相关数据库MD。之后，预测在将评价对象传送带1a在对象传送线13b上使用的情况下的传送带1a的寿命。

由此，将评价对象传送带1a在对象传送线13b上使用规定期间(例如一天～一周)。由此，获取在评价对象传送带1a的上覆盖橡胶3处产生的磨耗图案(评价磨耗图案Pr)。将评价对象图案Pr的图像数据存储于运算装置12。

接着，在与评价对象传送带1a的上覆盖橡胶3相同种类的橡胶的试验样品S中，从磨耗图案数据库PD中选择产生了与评价磨耗图案Pr最为近似的磨耗图案Ps的试验样品S。由此，从多种磨耗试验方法中指定对所选择的试验样品S进行磨耗试验的磨耗试验方法。

产生了与评价磨耗图案Pr最为近似的磨耗图案Ps的试验样品S的选择是基于磨耗图案Pr、Ps彼此的磨耗条纹p1的形状(延伸长度、宽度以及延伸方向等评价项目)的一致情况来进行的。例如，对于各个评价项目，通过数值对一致度进行评价，基于评价数值的总值的大小，选择符合的试验样品S。该选择作业能由操作者进行，也能使用输入至运算装置的软件来进行。

在选择符合的试验样品S时，除了上述的三个评价项目，还能使用其他的评价项目。但是，若增加该评价项目，则作业变得复杂。此外，根据上述的三个评价项目能将各个磨耗图案P细分化地进行分类，因此如果使用上述的三个评价项目，则大致是充分的。

基准传送线13a与对象传送线13b的使用条件不同，因此两者的严苛程度不同。因此，在对对象传送线13b上的评价对象传送带1a进行寿命预测的情况下，若直接利用基于基准传送线13a的使用条件而制作的磨耗速度相关数据库MD，则预测精度降低。

因此，基于对基准传送线13a与对象传送线13b的使用条件的比较，计算出表示对象传送线13b相对于基准传送线13a的严苛程度的调整系数α。对于与评价对象传送带1a的上覆盖橡胶3相同种类的橡胶，基于计算出的调整系数α来调整(校正)针对如上所述指定的磨耗试验方法的磨耗速度相关数据，以使其适合于对象传送线13b。即，图7中举例示出的磨耗速度相关数据库MD的数据(所标示的数据)像图8中举例示出的那样进行调整。

具体而言，将基准传送线13a上的使用条件(传送带1的行进速度v1、传送带1的每单位时间的输送量m1、周长L1、宽度尺寸W1)与对象传送线13b上的使用条件(传送带1a的行进速度v2、传送带1a的每单位时间的输送量m2、周长L2、宽度尺寸W2)进行比较，根据下述(1)式来计算出调整系数α。

调整系数α＝{(v1/v2)×(m1/m2)}/{(L1/L2)×(W1/W2)}……(1)

而且，对象传送线13b的磨耗速度特性是使用调整系数α对基准传送线13a的磨耗速度特性进行了调整后的特性。例如，作为磨耗速度特性，在将基准传送线13a、对象传送线13b的各自的耐磨耗性(kt/mm)设为M1、M2的情况下，根据下述(2)式来计算出对象传送线13b的耐磨耗性M2。

M2＝M1×调整系数α(1+g)……(2)

在此g是根据上述的使用条件的项目以外的项目确定的附加系数。然而，上述的使用条件的项目对于对象传送线13b相对于基准传送线13a的严苛程度产生大的影响，因此附加系数g成为远小于1的值(g＜＜1)。因此，也能将附加系数g设为零。

这样一来，计算出对象传送线13b上的评价对象传送带1a的上覆盖橡胶3的磨耗速度特性。由此，图7中所标示的数据成为如图8举例示出的那样进行了调整的磨耗速度相关数据，曲线E调整为曲线Ex。

接着，基于评价对象传送带1a的计算出的磨耗速度特性和上覆盖橡胶3的厚度来预测对象传送线13b上的评价对象传送带1a的寿命。当上覆盖橡胶3的残留厚度达到预先设定的下限值时，判断为传送带1a达到了寿命。而且，能通过实际测量来掌握上覆盖橡胶3的残留厚度。此外，如上所述计算出上覆盖橡胶3的磨耗速度特性(例如耐磨耗性)。因此，如图9所举例示出的那样，能得到表示传送带1a的输送量(行进时间)与上覆盖橡胶3的残留厚度的关系的预测线Q。在预测线Q中，能预测上覆盖橡胶3的残留厚度达到所设定的下限值的时间点为传送带1a的寿命。

像上述说明的那样，根据本发明，通过利用预先制作的磨耗图案数据库PD，能简便地指定与将评价对象传送带1a在对象传送线13b上使用的情况最为接近的条件的磨耗试验方法。而且，基于预先制作的磨耗速度相关数据库MD和调整系数α，能高精度地计算出对象传送线13b上的评价对象传送带1a的上覆盖橡胶3的磨耗速度特性。因此，基于所计算出的磨耗速度特性和评价对象传送带1a的上覆盖橡胶3的厚度，能更高精度且简便地预测对象传送线13b上的评价对象传送带1a的寿命。

在实施方式中，以对象传送线13b上的使用条件是固定为前提，但本发明在使用条件在中途发生变化的情况下也能适用。在使用条件发生了变化的情况下，掌握在其变化后的使用条件下在评价对象传送带1a的上覆盖橡胶3处产生的磨耗图案Pr，并进行上述的同样的过程。由此，能预测从使用条件发生变化的时间点起的对象传送线13b上的传送带1a的寿命。

符号说明

1 传送带

1a 评价对象传送带

2 芯体层

3 上覆盖橡胶

4 下覆盖橡胶

5a、5b 带轮

6 支承辊

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 运算装置

13a 基准传送线

13b 对象传送线

S 试验样品

C 输送物

P(Ps、Pr) 磨耗图案

p1 磨耗条纹

p2 凸状部

PD 磨耗图案数据库

MD 磨耗速度相关数据库

Claims (4)

1.一种传送带的寿命预测方法，其特征在于，

对于多种橡胶的试验样品通过多种磨耗试验方法在规定的试验条件下进行磨耗试验，掌握各个试验样品的磨耗速度特性以及磨耗图案，制作表示所述磨耗图案与所述橡胶的种类、所述磨耗试验方法的种类以及所述试验条件的关系的磨耗图案数据库，

在设定为规定的使用条件的基准传送线上使用将各个所述多种橡胶用作上覆盖橡胶的传送带，获取所述上覆盖橡胶的磨耗速度特性作为基准磨耗速度特性，按每个所述磨耗试验方法的种类，制作表示各个所述试验样品的磨耗速度特性与所述基准磨耗速度特性的相关关系的磨耗速度相关数据库，

将评价对象传送带在对象传送线上使用规定期间，获取在所述评价对象传送带的上覆盖橡胶处产生的磨耗图案作为评价磨耗图案，

在所述磨耗图案数据库中，在与所述评价对象传送带的上覆盖橡胶相同种类的橡胶的所述试验样品中，选择产生了与所述评价磨耗图案最为近似的磨耗图案的试验样品，由此从所述多种磨耗试验方法中指定对所选择的试验样品进行磨耗试验的磨耗试验方法，

基于对所述基准传送线与所述对象传送线的使用条件的比较，计算出表示所述对象传送线相对于所述基准传送线的严苛程度的调整系数，基于针对所述指定的所述磨耗试验方法的所述磨耗速度相关数据的数据和所述调整系数，计算出所述对象传送线上的所述评价对象传送带的上覆盖橡胶的磨耗速度特性，其中，所述指定的所述磨耗试验方法是对于与所述评价对象传送带的上覆盖橡胶相同种类的橡胶所指定的方法，基于计算出的磨耗速度特性和所述评价对象传送带的上覆盖橡胶的厚度，预测所述对象传送线上的所述评价对象传送带的寿命。

2.根据权利要求1所述的传送带的寿命预测方法，其中，

产生了与所述评价磨耗图案最为近似的磨耗图案的试验样品的选择是基于所述试验样品的磨耗图案以及所述评价磨耗图案中的磨耗条纹的延伸长度、宽度以及延伸方向的一致情况来进行的。

3.根据权利要求1或2所述的传送带的寿命预测方法，其中，

在计算所述调整系数时所比较的所述基准传送线与所述对象传送线的使用条件中，使用各个所述传送线上的所述传送带的行进速度、每单位时间的输送重量、周长以及宽度尺寸。

4.根据权利要求1或2所述的传送带的寿命预测方法，其中，

作为所述规定的试验条件，使各个所述橡胶磨耗试验方法中的按压体相对于所述试验样品的相对移动速度、表面压力以及试验温度中的至少一项在多个水平不同。

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