JP6536296B2 - Impact resistance evaluation method for conveyor belts - Google Patents
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Description
本発明は、コンベヤベルトの耐衝撃性評価方法に関し、さらに詳しくは、使用条件に合致したコンベヤベルトの耐衝撃性を高精度で効率的に把握できるコンベヤベルトの耐衝撃性評価方法に関するものである。 The present invention relates to a method of evaluating the impact resistance of a conveyor belt, and more particularly, to a method of evaluating the impact resistance of a conveyor belt capable of efficiently grasping the impact resistance of the conveyor belt meeting the use conditions with high accuracy. .
鉄鉱石や石灰石等の鉱物資源をはじめとして様々な物がコンベヤベルトによって搬送される。コンベヤベルトによって物が搬送される場合、その搬送物はホッパや別のコンベヤベルトからコンベヤベルトの上カバーゴムに投入される。投入された搬送物は上カバーゴムに積載されてコンベヤベルトの走行方向に搬送される。コンベヤベルトの上カバーゴムに搬送物が投入される際には、上カバーゴムは衝撃を受け、その搬送物の表面が鋭利であればカット傷が生じることもある。投入される搬送物により上カバーゴムに生じるカット傷の大きさや損傷モードは、コンベヤベルトの使用条件によって大きく変化する。 Various things including mineral resources such as iron ore and limestone are transported by a conveyor belt. When an object is conveyed by the conveyor belt, the conveyed object is thrown into the upper cover rubber of the conveyor belt from a hopper or another conveyor belt. The input conveyed article is loaded on the upper cover rubber and conveyed in the traveling direction of the conveyor belt. When a conveyed product is introduced into the upper cover rubber of the conveyor belt, the upper cover rubber is subjected to an impact, and if the surface of the conveyed product is sharp, cut damage may occur. The size and damage mode of the cut flaws generated on the upper cover rubber due to the input conveyance change greatly depending on the use conditions of the conveyor belt.
従来、コンベヤベルトの耐衝撃性を評価する方法は種々提案されている(例えば、特許文献1〜3参照)。一般的にゴムの耐衝撃性を評価するには、試験サンプルに対して衝撃付与体を衝突させる。これにより試験サンプルの損傷状態を把握して耐衝撃性を評価している。しかしながら、試験サンプルに対する衝撃付与体の衝突速度、衝突荷重および接触面積の設定可能範囲が、それぞれの試験方法によって異なることがある。また、これら条件の設定可能範囲内でも、実際のコンベヤベルトの耐衝撃性を精度よく再現できる範囲と、再現性が低下する範囲がある。そのため、実際のコンベヤベルトの耐衝撃性を精度よく評価するには、そのコンベヤベルトの使用条件に適合した試験方法を選択する必要がある。
Conventionally, various methods for evaluating the impact resistance of a conveyor belt have been proposed (see, for example,
本発明の目的は、使用条件に合致したコンベヤベルトの耐衝撃性を高精度で効率的に把握できるコンベヤベルトの耐衝撃性評価方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a conveyor belt impact resistance evaluation method capable of efficiently grasping the impact resistance of the conveyor belt meeting the use conditions with high accuracy.
上記目的を達成するため本発明のコンベヤベルトの耐衝撃性評価方法は、コンベヤベルトの試験サンプルに衝撃付与体を衝突させるコンベヤベルトの耐衝撃性試験方法について、前記衝撃付与体の前記試験サンプルに対する衝突速度、衝突荷重および接触面積の適用範囲を設定したデータベースを予め作成しておき、実際のコンベヤラインにおいてコンベヤベルトに投入される搬送物のそのコンベヤベルトに対する実際の衝突速度、衝突荷重および接触面積を取得し、この取得した結果と前記データベースとに基づいて、前記取得した衝突速度、衝突荷重および接触面積が適用範囲にある試験方法を前記複数種類の試験方法から選択し、選択した試験方法において前記衝突速度、衝突荷重および接触面積を、前記取得した結果と同一と見なせる範囲に設定して、その選択した試験方法を行って前記実際のコンベヤラインのコンベヤベルトの耐衝撃性を評価することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method for evaluating the impact resistance of a conveyor belt according to the present invention relates to a method for testing the impact resistance of a conveyor belt in which an impactor collides with a test sample of the conveyor belt. A database in which application ranges of impact velocity, impact load, and contact area are set is prepared beforehand, and the actual impact velocity, impact load, and contact area of an article fed to the conveyor belt on an actual conveyor line with respect to the conveyor belt Based on the acquired results and the database, the test method having the acquired collision velocity, collision load and contact area within the applicable range is selected from the plurality of test methods, and the selected test method is selected. Assume that the impact velocity, the impact load and the contact area are the same as the obtained result Set in a range, and evaluating the impact resistance of the conveyor belt of the actual conveyor line performing the selected test methods.
本発明によれば、予め作成したデータベースと、実際のコンベヤラインにおけるコンベヤベルトに対する衝撃付与体の衝突速度、衝突荷重および接触面積から、実際の使用条件に合致したコンベヤベルトの耐衝撃性試験方法を効率的に選択できる。そして、選択した試験方法において、試験サンプルに対する衝撃付与体の衝突速度、衝突荷重および接触面積を、前記取得した結果と同一と見なせる範囲に設定して、実際の使用条件に近似させて試験を行う。それ故、実際の使用条件に合致したコンベヤベルトの耐衝撃性を、高精度で把握することが可能になる。 According to the present invention, a method of testing the impact resistance of a conveyor belt matching the actual use conditions from the database created in advance and the impact velocity, impact load and contact area of the impacting body against the conveyor belt in the actual conveyor line It can be selected efficiently. Then, in the selected test method, the collision velocity, the collision load and the contact area of the impacting body with respect to the test sample are set in a range that can be regarded as identical to the obtained result, and the test is performed by approximating to actual use conditions. . Therefore, it is possible to grasp with high accuracy the impact resistance of the conveyor belt that matches the actual use conditions.
ここで、前記それぞれの試験方法の外部環境温度の適用範囲も設定して前記データベースを予め作成し、前記実際のコンベヤラインにおける外部環境温度も取得し、前記取得した結果が前記外部環境温度の適用範囲にある試験方法を前記複数種類の試験方法から選択し、選択した試験方法において前記外部環境温度を、前記取得した結果と同一と見なせる範囲に設定して、その選択した試験方法を行うこともできる。コンベヤベルトを使用する際の外部環境温度は、コンベヤベルトの耐衝撃性に比較的大きく影響するので、外部環境温度を考慮することにより、一段と精度よく耐衝撃性を把握することが可能になる。 Here, the application range of the external environment temperature of each of the test methods is also set to create the database in advance, the external environment temperature in the actual conveyor line is also acquired, and the acquired result is the application of the external environment temperature It is also possible to select a test method in the range from the plurality of types of test methods, set the external environment temperature in the selected test method to a range that can be considered identical to the obtained result, and perform the selected test method. it can. Since the external environmental temperature at the time of using the conveyor belt has a relatively large influence on the impact resistance of the conveyor belt, it is possible to grasp the impact resistance more accurately by considering the external environmental temperature.
前記実際の接触面積として例えば、前記搬送物の粒度分布の中央値の粒径の搬送物のコンベヤベルトとの接触面積を採用する。これにより、簡便に実際の接触面積に近似させることができる。 As the actual contact area, for example, the contact area of the conveyed product of the median particle size of the particle size distribution of the conveyed product with the conveyor belt is adopted. Thereby, the actual contact area can be easily approximated.
前記搬送物の種類毎に前記データベースを作成することもできる。搬送物の種類もコンベヤベルトの耐衝撃性に比較的大きく影響するので、搬送物の種類毎にデータベースを作成して用いることで、一段と精度よく耐衝撃性を把握することが可能になる。 The database can also be created for each type of the conveyed product. Since the type of the conveyed product also has a relatively large effect on the impact resistance of the conveyor belt, it is possible to grasp the impact resistance with higher accuracy by creating and using a database for each type of the conveyed product.
以下、本発明のコンベヤベルトの耐衝撃性評価方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the impact resistance evaluation method of the conveyor belt of this invention is demonstrated based on embodiment shown to the figure.
図1に例示するコンベヤベルトラインでは、別のコンベヤベルト7によって搬送された搬送物Cがコンベヤベルト1に投入されて、このコンベヤベルト1によって搬送先に搬送される。コンベヤベルト1にはホッパ等を通じて搬送物Cが投入されることもある。コンベヤベルト1は、プーリ5a、5b間に架け渡されていて所定のテンションで張設されている。
In the conveyor belt line illustrated in FIG. 1, the conveyed object C conveyed by another
図2に例示するようにコンベヤベルト1は、帆布やスチールコード等の心体で構成される心体層2と、心体層2を挟む上カバーゴム3と下カバーゴム4とにより構成されている。心体層2は、コンベヤベルト1を張設するためのテンションを負担する部材である。コンベヤベルト1のキャリア側では下カバーゴム4が支持ローラ6により支持され、リターン側では上カバーゴム3が支持ローラ6により支持されている。コンベヤベルト1のキャリア側ではベルト幅方向に3つの支持ローラ6が配置されていて、これらの支持ローラ6によってコンベヤベルト1は所定のトラフ角度aで凹状に支持されている。駆動側のプーリ5aが回転駆動することにより、コンベヤベルト1は一方向に所定の走行速度V1で稼働する。搬送物Sは上カバーゴム3の上に投入され、上カバーゴム3に積載されて搬送される。
As illustrated in FIG. 2, the
このコンベヤベルトラインでは図3に例示するように、このコンベヤベルト1と別のコンベヤベルト7とが上下差h(それぞれの搬送面の高さ位置の差h)で配置されている。別のコンベヤベルト7では搬送物Cが水平方向速度V0(V0<V1)で搬送されている。投入された搬送物Cが別のコンベヤベルト7からコンベヤベルト1に衝突した瞬間、搬送物Cは水平方向速度V0である。一方、搬送物Cの垂直方向速度はゼロからV2に加速される。この垂直方向速度V2は、(2gH)1/2である。したがって、搬送物Cがコンベヤベルト1の上カバーゴム3に衝突する時の実際の衝突速度Vrは、(V02+V22)1/2=(V02+2gH)1/2となる。gは重力加速度である。
In this conveyor belt line, as illustrated in FIG. 3, the
そして、投入された搬送物Cが上カバーゴム3に対して衝突した際の実際の接触面積Arと衝突荷重Frとから、上カバーゴム3に対する搬送物Cの実際の面圧Prは、Pr=Fr/Arとなる。衝突荷重Frは搬送物Cの重量Wと見なすことができる。搬送物Cが衝突したことによる上カバーゴム3の損傷具合は、主にこの面圧Prの大きさに多大な影響を受ける。その他、実際の衝突速度Vrや外部環境温度Tr等も上カバーゴム3の損傷具合に影響する。 Then, from the actual contact area Ar and the collision load Fr when the input conveyed article C collides with the upper cover rubber 3, the actual surface pressure Pr of the conveyed article C against the upper cover rubber 3 is Pr = It becomes Fr / Ar. The collision load Fr can be regarded as the weight W of the conveyed object C. The degree of damage to the upper cover rubber 3 due to the collision of the conveyed product C is largely affected by the magnitude of the surface pressure Pr. Besides, the actual collision velocity Vr, the external environmental temperature Tr, etc. also affect the degree of damage to the upper cover rubber 3.
ゴムの衝撃試験装置8は一般的に図4に例示するように、衝撃付与体9と、衝撃付与体9を着脱自在に保持する保持機構10と、コンベヤベルトの試験サンプルSを支持する支持台11と、試験サンプルSに張力を付与するテンショナ12とを備えている。この衝撃試験装置8を用いた試験方法は、所定の張力を付与した状態の試験サンプルSを、間隔をあけて配置された支持台11によって支持する。次いで、試験サンプルSに対して、支持台11と支持台11との間の位置に衝撃付与体9を落下させて試験サンプルSに衝突させる。
The impact test device 8 for rubber is generally illustrated in FIG. 4 as an
この試験によって衝撃付与体9を衝突させた試験サンプルSの傷深さや傷のモードを把握する。従来の種々の耐衝撃性試験は、衝撃付与体9、支持台11の仕様や衝撃付与体9の落下高さ等がそれぞれ異なっている。
By this test, the flaw depth and the flaw mode of the test sample S in which the
そこで本発明では、複数種類の衝撃試験方法について、図5に例示するように、それぞれの試験方法E1〜E5の衝撃付与体9の試験サンプルSに対する衝突速度V、衝突荷重Fおよび接触面積Aのそれぞれの適用範囲(ZV1、ZV2、ZV3、ZV4、ZV5)、(ZF1、ZF2、ZF3、ZF4、ZF5)および(ZA1、ZA2、ZA3、ZA4、ZA5)を設定したデータベースDBを予め作成する。この実施形態では、それぞれの試験方法の外部環境温度Tの適用範囲(ZT1、ZT2、ZT3、ZT4、ZT5)も設定してデータベースDBを作成している。それぞれの試験方法において、試験サンプルSに対する衝撃付与体9の面圧PはF/Aとなる。
Therefore, in the present invention, as illustrated in FIG. 5 with regard to a plurality of impact test methods, the impact velocity V, the collision load F and the contact area A of the
ここで、それぞれの試験方法の衝突速度Vの適用範囲(ZV1、・・・、ZV5)とは、その試験方法において、ばらつきが少ない安定した結果が得られる衝突速度Vの範囲である。例えば、適用範囲ZV1は、衝突速度Vが0.1m/s〜1m/sと設定され、他のそれぞれの適用範囲ZV2、・・、ZV5にも具体的な数値範囲が設定されている。 Here, the application range (Z V1 ,..., Z V5 ) of the collision velocity V in each of the test methods is the range of the collision velocity V at which stable results with less variation can be obtained in the test method. For example, the application range Z V1 is crash velocity V is set to 0.1m / s~1m / s, the other respective coverage Z V2, · ·, set concrete numerical range in Z V5 There is.
それぞれの試験方法の衝突荷重Fの適用範囲(ZF1、・・・、ZF5)とは、その試験方法において、ばらつきが少ない安定した結果が得られる衝突荷重Fの範囲である。それぞれの衝突荷重Fの適用範囲には具体的な数値範囲が設定されている。衝突荷重Fは、衝撃付与体9の重量と見なすことができる。
The application range (Z F1 ,..., Z F5 ) of the collision load F in each test method is the range of the collision load F at which stable results with less variation are obtained in the test method. A specific numerical range is set in the application range of each collision load F. The collision load F can be regarded as the weight of the
それぞれの試験方法の接触面積Aの適用範囲(ZA1、・・・、ZA5)とは、その試験方法において、ばらつきが少ない安定した結果が得られる接触面積Aの範囲である。それぞれの接触面積Aの適用範囲には具体的な数値範囲が設定されている。 The applicable range (Z A1 ,..., Z A5 ) of the contact area A of each test method is the range of the contact area A at which stable results with less variation are obtained in the test method. A specific numerical range is set in the application range of each contact area A.
それぞれの試験方法の外部環境温度Tの適用範囲(ZT1、・・・、ZT5)とは、その試験方法において、ばらつきが少ない安定した結果が得られる外部環境温度Tの範囲である。それぞれの外部環境温度Tの適用範囲には具体的な数値範囲が設定されている。 The application range (Z T1 ,..., Z T5 ) of the external environment temperature T of each test method is a range of the external environment temperature T at which stable results with less variation are obtained in the test method. Specific numerical ranges are set in the application range of each external environment temperature T.
実際のコンベヤラインに装備されたコンベヤベルト1の耐衝撃性を評価する場合は、そのコンベヤベルト1に投入される搬送物Cのそのコンベヤベルト1に対する実際の衝突速度Vr、衝突荷重Fr、接触面積Arおよび外部環境温度Trを取得する。そして、この取得した実際の衝突速度Vr、衝突荷重Fr、接触面積Arおよび外部環境温度Trと、予め作成したデータベースDBとに基づいて、そのコンベヤベルト1の耐衝撃性を評価するのに適した試験方法を選択する。
When evaluating the impact resistance of the
具体的には、取得した実際の衝突速度Vr、衝突荷重Fr、接触面積Arおよび外部環境温度Trのすべてが適用範囲にある試験方法を、データベースDBに記録している複数種類の試験方法から選択する。次いで、選択した試験方法において衝突速度V、衝突荷重F、接触面積Aおよび外部環境温度Tを、それぞれ取得した実際の衝突速度Vr、衝突荷重Fr、接触面積Arおよび外部環境温度Trと同一と見なせる範囲に設定して、その選択した試験方法で衝撃試験を行う。 Specifically, a test method in which all the acquired actual collision velocity Vr, collision load Fr, contact area Ar and external environment temperature Tr are within the applicable range is selected from a plurality of test methods recorded in the database DB Do. Then, in the selected test method, the collision velocity V, collision load F, contact area A and external environment temperature T can be regarded as identical to the acquired actual collision velocity Vr, collision load Fr, contact area Ar and external environment temperature Tr, respectively. Conduct a shock test with the selected test method set in the range.
選択した試験方法で用いる試験サンプルSには、評価対象となるコンベヤベルト1のカットサンプルやこのコンベヤベルト1と同等仕様に製造されたサンプル等を用いる。この試験サンプルSは、心体層2と上カバーゴム3と下カバーゴム4とが一体化したものが好ましいが、上カバーゴム3だけであってもよい。
As a test sample S used in the selected test method, a cut sample of the
実際の衝突速度Vr、衝突荷重Fr、接触面積Ar、外部環境温度Trと同一と見なせる範囲とは、例えば、実際の衝突速度Vr、衝突荷重Fr、接触面積Ar、外部環境温度Trに対してそれぞれ、±5%の範囲、より好ましくは±2%の範囲である。そして、その試験方法による試験サンプルSの傷の深さや傷のモードを把握して、実際のコンベヤラインのコンベヤベルト1の耐衝撃性を評価する。傷のモードとは、単純に穴があく、異常な形状でえぐられる等の傷の形態である。
The actual collision velocity Vr, the collision load Fr, the contact area Ar, and the range that can be considered identical to the external environment temperature Tr are, for example, the actual collision velocity Vr, the collision load Fr, the contact area Ar, and the external environment temperature Tr, respectively. In the range of ± 5%, more preferably in the range of ± 2%. Then, the scratch depth and scratch mode of the test sample S according to the test method are grasped to evaluate the impact resistance of the
上述のように本発明によれば、予め作成したデータベースDBと、実際のコンベヤラインにおけるコンベヤベルト1に対する搬送物Cの衝突速度Vr、衝突荷重Fr、接触面積Ar、外部環境温度Trから、そのコンベヤベルト1の実際の使用条件に合致したコンベヤベルト1(上カバーゴム3)の衝撃試験方法を効率的に選択できる。即ち、適切な衝撃試験を選択するために要する時間や労力を低減することができる。
As described above, according to the present invention, the conveyor DB is created from the database DB created in advance and the collision velocity Vr of the load C against the
また、選択した適切な試験方法において、試験サンプルSに対する衝撃付与体9の衝突速度V、衝突荷重F、接触面積A、外部環境温度Tのすべてをそれぞれ、実際の衝突速度Vr、衝突荷重Fr、接触面積Ar、外部環境温度Trと同一と見なせる範囲に設定するので、実際の使用条件に近似させて試験を行うことができる。これにより、実際の使用条件に合致したコンベヤベルト1の耐衝撃性を高精度で把握することが可能になっている。
Further, in the selected appropriate test method, all of the impact velocity V, impact load F, contact area A and external environment temperature T of the
使用現場におけるコンベヤベルト1の外部環境温度Trは、コンベヤベルト1の耐衝撃性に比較的大きく影響する。そのため、この実施形態では、それぞれの試験方法の外部環境温度Tの適用範囲も設定してデータベースDBを予め作成し、実際の外部環境温度Trも取得して、試験方法を選択している。これにより、一段と精度よくコンベヤベルト1の耐衝撃性を把握することが可能になっている。
The external environmental temperature Tr of the
実際の面圧Prを算出するために必要になる実際の接触面積Arは、それぞれの搬送物Cの大きさ、形状等が異なっているので、厳密に把握することが難しい。そこで例えば、図6に例示する搬送物Cの粒度分布の中央値CLの粒径を代表の搬送物Cとする。そして、この粒径の搬送物Cのコンベヤベルト1(上カバーゴム3)との接触面積を実際の接触面積Arとして用いるとよい。具体的には、例えば中央値CLの粒径の搬送物Cの平面投影面積を実際の接触面積Arとする。或いは、搬送物Cが全体的に鋭利な場合は例えば、中央値CLの粒径の搬送物Cの平面投影面積の30%程度(20%〜50%)を実際の接触面積Arとする。搬送物Cの鋭利さに応じて、このパーセンテージの範囲内で適切な数値を設定する。このように接触面積Arを設定すると、実際の面圧Prの近似値を算出することが容易になる。 The actual contact area Ar required to calculate the actual surface pressure Pr is difficult to grasp exactly because the size, shape, and the like of the conveyed objects C are different. Therefore, for example, the particle diameter of the median value CL of the particle size distribution of the conveyed product C illustrated in FIG. And it is good to use the contact area with the conveyor belt 1 (upper cover rubber 3) of the conveyed product C of this particle size as actual contact area Ar. Specifically, for example, the planar projected area of the conveyed object C having the particle diameter of the median value CL is set as the actual contact area Ar. Alternatively, when the conveyed product C is entirely sharp, for example, about 30% (20% to 50%) of the planar projected area of the conveyed product C having the particle diameter of the median value CL is set as the actual contact area Ar. An appropriate numerical value is set within the range of this percentage according to the sharpness of the conveyed item C. By setting the contact area Ar in this manner, it becomes easy to calculate an approximate value of the actual surface pressure Pr.
データベースDBは、搬送物Cの種類毎に作成することもできる。搬送物Cの種類が異なると、搬送物Cの比重、表面の粗さ、硬度等も異なるので、コンベヤベルト1の耐衝撃性には比較的大きく影響することがある。それ故、搬送物Cの種類毎にデータベースDBを作成して用いることで、コンベヤベルト1の耐衝撃性を一段と精度よく把握することが可能になる。
The database DB can also be created for each type of the transported item C. When the type of the conveyed product C is different, the specific gravity of the conveyed product C, the surface roughness, the hardness, and the like are also different, and therefore the impact resistance of the
データベースDBに記録している複数種類の試験方法から選択する際に、条件に合致する試験方法が複数ある場合は、その複数種類の試験方法を実施してすることもできる。そして、それぞれの試験方法でえられた結果どうしを比較して、互いの結果に大きな相違がなければ、一応、それぞれが適切な試験結果であると判断できる。 When selecting from a plurality of types of test methods recorded in the database DB, if there are a plurality of test methods that meet the conditions, the plurality of types of test methods may be implemented. And if the results obtained by each test method are compared with each other and there is no big difference in each other's result, it can be judged that each is an appropriate test result.
一方、互いの試験結果に大きな相違がある場合は、いずれか、または、それぞれが不適切な試験結果であると推定される。この場合は、実際のコンベヤベルト1の耐衝撃性をある程度把握してから、適切な試験方法、不適切な試験方法を判断する。そして、不適切と判断された試験方法については、その適用範囲を見直す等により、データベースDSを改善することができる。
On the other hand, when there is a large difference between the test results of each other, it is presumed that either or each is an inappropriate test result. In this case, the impact resistance of the
1 コンベヤベルト
2 心体層
3 上カバーゴム
4 下カバーゴム
5a、5b プーリ
6 支持ローラ
7 別のコンベヤベルト
8 衝撃試験装置
9 衝撃付与体
10 保持機構
11 支持台
12 テンショナ
S 試験サンプル
C 搬送物
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