WO2016002782A1 - コンベヤベルトの仕様決定方法 - Google Patents

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徳慶 鄒
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横浜ゴム株式会社
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G15/00—Conveyors having endless load-conveying surfaces, i.e. belts and like continuous members, to which tractive effort is transmitted by means other than endless driving elements of similar configuration
    • B65G15/08—Conveyors having endless load-conveying surfaces, i.e. belts and like continuous members, to which tractive effort is transmitted by means other than endless driving elements of similar configuration the load-carrying surface being formed by a concave or tubular belt, e.g. a belt forming a trough

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining the specification of a conveyor belt, and more particularly to a method for determining the specification of a conveyor belt that can efficiently determine the specification of an upper cover rubber having durability that matches the use conditions.
  • An object of the present invention is to provide a conveyor belt specification determining method capable of efficiently determining the specification of an upper cover rubber having durability that matches the use conditions.
  • the method for determining the specification of a conveyor belt provides an indication of the horizontal energy and vertical energy received by the conveyor belt by loading and conveying the material onto the upper cover rubber of the conveyor belt.
  • the usage conditions of the conveyor belt are classified into a plurality of categories, and an allowable range is set for a predetermined characteristic including at least wear resistance and cut resistance of the upper cover rubber for each category.
  • a database is created in advance, and when determining the specifications of the conveyor belt, the horizontal energy and the vertical energy are calculated based on the usage conditions of the conveyor belt. Based on the specifications of the upper cover rubber of the conveyor belt To.
  • the horizontal energy received by the conveyor belt when the conveyed product is loaded and loaded is largely affected by the amount of wear on the upper cover rubber, and the vertical energy is mainly the size and frequency of cuts on the upper cover rubber. Greatly affects. Therefore, according to the present invention in which the severity of the usage condition of the conveyor belt is classified into a plurality of categories using the horizontal direction energy and the vertical direction energy as indexes, it becomes easy to appropriately classify the representative usage conditions. Therefore, by using the horizontal direction energy and the vertical direction energy (calculation result) calculated based on the usage condition of the conveyor belt and the usage condition database, durability that is not excessive or insufficient with respect to the usage condition is provided. It becomes possible to efficiently determine the specifications of the upper cover rubber.
  • the severity of usage conditions of the conveyor belt is classified into at least five categories, for example. By classifying into five or more categories, the actual usage conditions of the conveyor belt can be generally covered.
  • the evaluation method of the predetermined characteristic can be set for each category according to the feature.
  • the severity category is different, it may be more consistent with the actual result if the method of evaluating the characteristic of the upper cover rubber is different depending on the category than performing the same evaluation method of the characteristic of the upper cover rubber. Therefore, in such a case, it is preferable to use different evaluation methods when evaluating the characteristics of the upper cover rubber for each category.
  • the use condition database can be created in advance for each type of transported object. Differences occur in the degree of damage and wear on the upper cover rubber depending on the type of the conveyed product. Therefore, if a database is created for each type of conveyed product, the specifications of the upper cover rubber having durability that further matches the usage conditions of the conveyor belt can be determined.
  • An external environment database in which a plurality of stages of allowable ranges in which the required degree of the at least one predetermined required characteristic for the upper cover rubber due to the external environment of the conveyor belt is set differently is created in advance.
  • an external environment in which the conveyor belt is used and an upper cover of the conveyor belt based on the external environment database Rubber specifications can also be determined.
  • the durability of the upper cover rubber is influenced not only by the usage conditions of the conveyor belt but also by the external environment of the conveyor belt. This method is advantageous in determining the specifications of the upper cover rubber having durability that matches the usage conditions of the conveyor belt and the external environment.
  • predetermined required characteristics examples include weather resistance, heat resistance, cold resistance, oil resistance, chemical resistance, flame resistance, and conductivity. By considering these as predetermined required characteristics, a typical external environment of the conveyor belt can be generally covered.
  • the energy in the extending direction received by the conveyor belt is determined based on the inclination angle and the horizontal energy. It is also possible to calculate and use the calculated extending direction energy as the horizontal energy.
  • the direction of the conveyor belt is longer than the horizontal energy received by the conveyor belt that loads and conveys the object. Using energy as an index is more appropriate for evaluating the severity of usage conditions. Therefore, according to this method, it becomes more and more advantageous to determine the specifications of the upper cover rubber having durability that matches the actual use of the conveyor belt.
  • FIG. 1 is an explanatory view illustrating a conveyor belt line in a simplified manner.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the state of horizontal energy and vertical energy received by the conveyor belt.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the classified categories.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the structure of the use condition database.
  • FIG. 6 is an explanatory view illustrating the state of the extending direction energy, the horizontal direction energy, and the vertical direction energy of the conveyor belt received by the inclined conveyor belt.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the structure of the external environment database.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating the procedure for determining the specifications of the upper cover rubber.
  • a conveyed product S conveyed by another conveyor belt 7 is input to the conveyor belt 1 and conveyed to a conveyance destination by the conveyor belt 1.
  • the conveyed product S may be put into the conveyor belt 1 through a hopper or the like.
  • the conveyor belt 1 is stretched between pulleys 5a and 5b and is stretched with a predetermined tension.
  • the conveyor belt 1 includes a core body layer 2 composed of a core body such as a canvas or a steel cord, and an upper cover rubber 3 and a lower cover rubber 4 sandwiching the core body layer 2.
  • the core body layer 2 is a member that bears a tension for tensioning the conveyor belt 1.
  • the lower cover rubber 4 is supported by the support roller 6 on the carrier side of the conveyor belt 1, and the upper cover rubber 3 is supported by the support roller 6 on the return side.
  • Three support rollers 6 are arranged in the belt width direction on the carrier side of the conveyor belt 1, and the conveyor belt 1 is supported in a concave shape at a predetermined trough angle a by these support rollers 6.
  • the driving pulley 5a is rotationally driven, the conveyor belt 1 operates at a predetermined traveling speed V1 in one direction.
  • the conveyed product S is put on the upper cover rubber 3 and loaded on the upper cover rubber 3 to be conveyed.
  • the conveyor belt 1 installed horizontally and the conveyor belt 7 installed horizontally are different from each other in the vertical direction h (difference h in the height position of each conveying surface). Is arranged in.
  • the conveyed product S is conveyed at a horizontal speed V0 and a vertical speed of zero.
  • the kinetic energy of the conveyed product S having a mass m is (m * V0 2 ) / 2.
  • the conveyed product S When the conveyed product S is loaded on the conveyor belt 1, the horizontal speed remains V0 and the vertical speed becomes zero. Then, the conveyed product S is stacked and conveyed on the conveyor belt 1 and is conveyed in the horizontal direction at the traveling speed V1 of the conveyor belt 1.
  • the traveling speed V1 is higher than the horizontal speed V0 (V1> V0).
  • the horizontal energy Eh (horizontal component) of the energy E received by the conveyor belt 1 by loading and transporting a transport object S of mass m onto the upper cover rubber 3 of the conveyor belt 1 is as follows ( 3) As shown in the equation. Of this energy E, vertical energy Ev (vertical component) is expressed by the following equation (4).
  • Eh (m * V1 2 ) / 2 ⁇ (m * V0 2 ) / 2 (3)
  • Ev mgh (4)
  • EH M * (V1 2 ⁇ V0 2 ) * t / 2 / (W * L) / 1000
  • EV Mgh * t / (W * L) / 1000 (6)
  • M is a transport weight per unit time (kg / h)
  • g is a gravitational acceleration (9.8 m / s 2 )
  • V1 is a belt traveling speed (m / s)
  • V0 is an initial horizontal speed of the transported object.
  • W is the effective width (m) of the belt
  • L is the belt length (m)
  • t is the belt operating time (h).
  • the effective width W of the belt is, for example, 60% to 80% of the width dimension of the conveyor belt 1, and is empirically set as a range in which the conveyed product S is loaded.
  • the severity of the usage condition of the conveyor belt 1 is classified into a plurality of categories C1 to C5 as illustrated in FIG.
  • the horizontal energy EH is abscissa and the vertical energy EV is ordinate, and the severity is classified into five categories C1 to C5.
  • the first category C1 is a category in which the horizontal energy EH and the vertical energy EV are relatively small.
  • the second category C2 is a category in which the horizontal energy EH is relatively medium and the vertical energy EV is relatively small.
  • the third category C3 is a category in which the horizontal energy EH is relatively small and the vertical energy EV is relatively medium.
  • the fourth category C4 is a category in which the horizontal energy EH and the vertical energy EV are relatively medium.
  • the fifth category C5 is a category in which the horizontal energy EH and the vertical energy EV are relatively large.
  • the number of categories is not limited to five, but can be three, four, or more than six categories. However, if the number of categories becomes excessive, data analysis or the like becomes complicated, so the number of categories should be about 10 as an upper limit. If classified into at least five categories, the actual use conditions of the conveyor belt 1 can be generally covered. As described above, for the conveyor belt 1 with various usage conditions and various specifications of the upper cover rubber 3, data is acquired for predetermined characteristics including wear resistance and cut resistance, and each characteristic is actually used. In addition, grasp the appropriate tolerance without excess or deficiency.
  • a use condition database DB1 in which an allowable range is set for predetermined characteristics including at least wear resistance and cut resistance of the upper cover rubber 3 is created in advance for each of the categories C1 to C5. .
  • the use condition database DB1 is input and stored in the arithmetic device 8 such as a personal computer.
  • test method for wear resistance, specify the test method and set a practically acceptable tolerance for that category.
  • test method include a DIN wear test, a lamborn wear test, a pico wear test, an acron wear test, and the like.
  • the allowable range of the wear amount in the specified wear test is set.
  • ⁇ ⁇ For cut resistance, specify the test method in the same way, and set a practically acceptable tolerance for that category. Specifically, a test method for dropping a blade having a predetermined specification (shape and weight) from a predetermined height can be exemplified. The allowable range of the cut depth in the specified cut resistance test is set.
  • predetermined characteristics of the upper cover rubber necessary characteristics can be appropriately incorporated in addition to wear resistance and cut resistance.
  • chipping resistance is incorporated, test methods are similarly specified for chipping resistance, and allowable ranges that are practically sufficient are not set for each category.
  • the calculated horizontal energy EH and vertical energy EV are input to the arithmetic unit 8, and from the input calculation result, it is determined to which category the conveyor belt 1 is stored in the use condition database DB1. decide. After determining any of the categories, the specifications of the upper cover rubber 3 are determined within the allowable range for the predetermined characteristics including the set wear resistance and cut resistance.
  • the severity of the usage condition of the conveyor belt 1 is classified into a plurality of categories using the horizontal energy EH and the vertical energy EV received by the conveyor belt 1 when the conveyed product S is loaded and conveyed. Classify into C1 to C5.
  • the horizontal energy EH largely affects the amount of wear of the upper cover rubber 3
  • the vertical energy EV largely affects the size and frequency of cuts of the upper cover rubber 3. Can be properly classified. Therefore, by using the horizontal direction energy EH and the vertical direction energy EV calculated based on the use condition of the conveyor belt 1 and the use condition database DB1, the durability that does not exceed the use condition is provided.
  • the specifications of the cover rubber 3 can be determined efficiently without spending a great deal of labor.
  • the use condition database DB1 is created for each type of the conveyed product S, the specification of the upper cover rubber 3 having durability that matches the use condition of the conveyor belt 1 can be determined.
  • the conveyor belt 1 was extended horizontally. However, as illustrated in FIG. 6, the extending direction of the conveyor belt 1 is inclined with respect to the horizontal at an inclination angle ⁇ . In some cases. Consider a case in which the conveyor belt 1 is installed in an inclined manner and the conveyed product S is fed from another conveyor belt 7 from the height of the vertical difference h.
  • the conveyed product S is conveyed at a horizontal speed V0 and a vertical speed of zero.
  • the kinetic energy of the conveyed product S having a mass m is (m * V0 2 ) / 2.
  • the horizontal speed remains V0 and the vertical speed becomes zero.
  • the conveyed product S is loaded and conveyed by the conveyor belt 1, and is conveyed in the direction of inclination-angle (alpha) with respect to the horizontal direction with the running speed V1 of the conveyor belt 1.
  • FIG. The traveling speed V1 is higher than the horizontal speed V0 (V1> V0).
  • the energy of the conveyed object S at the time when the conveyed object S of mass m is conveyed at the traveling speed V1 is (m * V1 2 ) / 2 of the kinetic energy.
  • the potential energy also changes, and becomes mgH when the position placed on the conveyor belt 1 is used as a reference.
  • W is the effective width (m) of the belt
  • L is the belt length (m)
  • t is the belt operating time (h).
  • the effective width W of the belt is, for example, 60% to 80% of the width dimension of the conveyor belt 1, and is empirically set as a range in which the conveyed product S is loaded.
  • the vertical energy EV is the same as when the conveyor belt 1 is installed horizontally, but it is preferable to use the extending direction energy EL instead of the horizontal energy EH. . Then, using the vertical energy EV and the horizontal energy EH in consideration of the inclination angle ⁇ as indices, as shown in FIG. 4, the severity of the usage condition of the conveyor belt 1 is classified into a plurality of categories C1 to C5. It is good to classify into.
  • the inclination angle ⁇ and the horizontal energy EH are considered in consideration of the inclination angle ⁇ with respect to the horizontal in the extending direction of the conveyor belt 1.
  • the extension direction energy EL received by the conveyor belt 1 is calculated, and the calculated extension direction energy EL is used in place of the horizontal direction energy EH when the conveyor belt 1 is installed horizontally. Good. Thereby, it becomes more and more advantageous to determine the specifications of the upper cover rubber 3 having durability that matches the actual use of the conveyor belt 1 installed at an inclination.
  • the size, generation frequency, wear amount, etc. of cut scratches generated on the upper cover rubber 3 are the same even if the usage conditions of the conveyor belt 1 are the same. 1 also varies depending on the external environment in which it is used. For example, the degree of weather resistance required for the upper cover rubber 3 differs between when used outdoors and when used indoors. Alternatively, the degree of heat resistance required for the upper cover rubber 3 is different between the case where the high-temperature conveyance object S is conveyed and the case where the normal temperature conveyance object S is conveyed.
  • the predetermined required characteristics for the upper cover rubber 3 in addition to weather resistance and heat resistance, for example, cold resistance, oil resistance, chemical resistance, flame resistance, conductivity, and the like can be considered. If the conveyed product S contains a lot of oil, the upper cover rubber 3 is required to have oil resistance, and if the conveyed product S is easily flammable, it is necessary to increase the flame retardancy and lower the conductivity. .
  • Each required characteristic has an associated characteristic index.
  • the intensity of ultraviolet rays is affected, so the intensity of ultraviolet rays is a characteristic index.
  • the ozone concentration also affects the weather resistance, the ozone concentration is also a characteristic index.
  • oil resistance for example, the swellability due to oil adhering to the upper cover rubber 3 affects, and this is a characteristic index.
  • the required characteristics and their characteristic indexes can be exemplified in Table 1.
  • the low swelling oil of Table 1 medium swelling oil
  • Each of the highly swelled oils is ASTM NO. 1 oil, IRM902 and IRM903.
  • an external environment database DB2 in which a plurality of stages of permissible ranges are set with respect to predetermined required characteristics for the upper cover rubber 3 caused by the external environment of the conveyor belt 1.
  • the external environment database DB2 As shown in FIG. 7, for each required characteristic R1 to R7 for the upper cover rubber 3, an allowable range of the characteristic index related to each required characteristic R1 to R7 is set.
  • the external environment database DB2 is input and stored in the arithmetic device 8 such as a personal computer. There may be a plurality of characteristic indexes or a single characteristic index for one required characteristic.
  • the numerical values corresponding to the respective required characteristics R1 to R7 are calculated for the external environment in which the conveyor belt 1 is used. It is input to the apparatus 8, and from the input numerical value, it is determined to which of the allowable ranges stored in the external environment database DB2 the required degree of the required characteristics R1 to R7 for the upper cover rubber 3 of the conveyor belt 1 applies. Then, the rubber type within the allowable range determined for each of the required characteristics R1 to R7 calculated from the external environment database DB2 is selected as the upper cover rubber 3.
  • the horizontal direction energy EH and the vertical direction energy EV calculated based on the use conditions of the conveyor belt 1 are input to the arithmetic unit 8, and the conveyor belt 1 is input to the use condition database DB1 from the input calculation result.
  • the specifications of the upper cover rubber 3 are determined from the rubber types.
  • the typical external environment of the conveyor belt 1 can be roughly determined by considering the weather resistance, heat resistance, cold resistance, oil resistance, chemical resistance, flame resistance and conductivity as the predetermined required characteristics R1 to R7. It can be covered.

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Abstract

　使用条件に合致した耐久性を有する上カバーゴムの仕様を効率的に決定する。コンベヤベルト(1)の上カバーゴム(3)の上に搬送物(S)を投入して積載搬送することによりコンベヤベルト(1)が受ける水平方向エネルギ(EH)および垂直方向エネルギ(EV)を指標にして、コンベヤベルト(1)の使用条件のシビアリティを複数のカテゴリ(C1)-(C5) に分類する。それぞれのカテゴリ(C1)-(C5)毎に上カバーゴム(3)の少なくとも耐摩耗性および耐カット性を含む所定の特性について許容範囲を設定した使用条件データベース(DB1)を予め作成しておく。コンベヤベルト(1)の使用条件に基づいて算出した水平方向エネルギ(EH)および垂直方向エネルギ(EV)の算出結果と使用条件データベース(DB1)とに基づいて、そのコンベヤベルト(1)の上カバーゴム(3)の仕様を決定する。

Description

コンベヤベルトの仕様決定方法
　本発明は、コンベヤベルトの仕様決定方法に関し、さらに詳しくは、使用条件に合致した耐久性を有する上カバーゴムの仕様を効率的に決定することができるコンベヤベルトの仕様決定方法に関するものである。
　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。搬送物が上カバーゴムに積載されて搬送される際には、搬送物が上カバーゴム上を摺動して上カバーゴムが摩耗する。そのため、従来、上カバーゴムの耐カット性を向上させるため、或いは、耐摩耗性を向上させるために種々の提案がされている（例えば、特許文献１、２参照）。
　上カバーゴムに生じるカット傷の大きさや発生頻度、摩耗量等は、コンベヤベルトの使用条件や搬送物の種類等によって大きく変化する。そのため、コンベヤベルトの仕様（例えば、上カバーゴムの仕様）を決定するには、使用条件や搬送物の種類等に基づいてその都度、いわば専用的な仕様として決定する必要があり、多大な工数を要するという問題があった。
日本国特開２００１－８８９２２号公報 日本国特開２０１４－４０２９５号公報
　本発明の目的は、使用条件に合致した耐久性を有する上カバーゴムの仕様を効率的に決定することができるコンベヤベルトの仕様決定方法を提供することにある。
　上記目的を達成するため本発明のコンベヤベルトの仕様決定方法は、コンベヤベルトの上カバーゴムの上に搬送物を投入して積載搬送することによりコンベヤベルトが受ける水平方向エネルギおよび垂直方向エネルギを指標にして、コンベヤベルトの使用条件のシビアリティを複数のカテゴリに分類し、それぞれのカテゴリ毎に前記上カバーゴムの少なくとも耐摩耗性および耐カット性を含む所定の特性について許容範囲を設定した使用条件データベースを予め作成しておき、コンベヤベルトの仕様を決定する際には、そのコンベヤベルトの使用条件に基づいて前記水平方向エネルギおよび垂直方向エネルギを算出し、この算出結果と前記使用条件データベースとに基づいて、そのコンベヤベルトの上カバーゴムの仕様を決定することを特徴とする。
　搬送物が投入されて積載搬送される際にコンベヤベルトが受ける水平方向エネルギは主に上カバーゴムの摩耗量に大きく影響し、垂直方向エネルギは主に上カバーゴムのカット傷の大きさや発生頻度に大きく影響する。そのため、この水平方向エネルギおよび垂直方向エネルギを指標にしてコンベヤベルトの使用条件のシビアリティを複数のカテゴリに分類する本発明によれば、代表的な使用条件を適切に区分けし易くなる。したがって、そのコンベヤベルトの使用条件に基づいて算出した水平方向エネルギおよび垂直方向エネルギ（算出結果）と、前記使用条件データベースとを用いることで、使用条件に対して過不足がない耐久性を備えた上カバーゴムの仕様を効率的に決定することが可能になる。
　ここで、前記コンベヤベルトの使用条件のシビアリティを、例えば少なくとも５つのカテゴリに分類する。５つ以上のカテゴリに分類すれば、コンベヤベルトの実際の使用条件を概ね網羅することができる。
　前記所定の特性の評価方法を、前記カテゴリ毎にその特徴に応じて設定することもできる。シビアリティのカテゴリが異なる場合、上カバーゴムのある特性を同じ評価方法で行なうよりも、カテゴリによってその特性の評価方法を異ならせた方が、現実の結果と整合することがある。したがって、そのような場合には、カテゴリ毎に上カバーゴムのその特性を評価する際に評価方法を異ならせるとよい。
　前記搬送物の種類毎に前記使用条件データベースを予め作成することもできる。搬送物の種類によって上カバーゴムに与える損傷具合や摩耗具合に違いが生じる。そのため、搬送物の種類毎にデータベースを作成しておけばそのコンベヤベルトの使用条件に一段と合致した耐久性を有する上カバーゴムの仕様を決定することができる。
　前記コンベヤベルトの外部環境に起因する前記上カバーゴムに対する少なくとも１つの所定の要求特性についてその要求程度を異ならせた複数段階の許容範囲を設定した外部環境データベースを予め作成しておき、コンベヤベルトの仕様を決定する際には、前記水平方向エネルギおよび垂直方向エネルギの算出結果と前記使用条件データベースに加えて、前記コンベヤベルトを使用する外部環境と前記外部環境データベースに基づいてそのコンベヤベルトの上カバーゴムの仕様を決定することもできる。上カバーゴムの耐久性は、コンベヤベルトの使用条件だけでなく、コンベヤベルトの外部環境からも影響を受ける。この方法によれば、コンベヤベルトの使用条件および外部環境に合致した耐久性を有する上カバーゴムの仕様を決定するには有利になる。
　前記所定の要求特性としては、耐候性、耐熱性、耐寒性、耐油性、耐薬品性、難燃性および導電性を例示できる。これらを所定の要求特性として考慮することにより、コンベヤベルトの代表的な外部環境を概ね網羅することできる。
　コンベヤベルトの仕様を決定する際には、前記コンベヤベルトの延設方向の水平に対する傾斜角度を考慮して、この傾斜角度と前記水平方向エネルギとに基づいてコンベヤベルトが受けるその延設方向エネルギを算出し、この算出した延設方向エネルギを前記水平方向エネルギとして用いることもできる。コンベヤベルトの延設方向が水平に対して傾斜してコンベヤベルトが設置されている場合は、搬送物を積載搬送するコンベヤベルトが受ける水平方向エネルギを指標にするよりも、コンベヤベルトの延設方向エネルギを指標にした方が、使用条件のシビアリティを評価するには適切である。したがって、この方法によれば、コンベヤベルトの実使用に合致した耐久性を有する上カバーゴムの仕様を決定するには益々有利になる。
図１はコンベヤベルトラインを単純化して例示する説明図である。 図２は図１のＡ－Ａ断面図である。 図３はコンベヤベルトが受ける水平方向エネルギおよび垂直方向エネルギの状態を例示する説明図である。 図４は分類されたカテゴリを例示する説明図である。 図５は使用条件データベースの構造を例示する説明図である。 図６は傾斜したコンベヤベルトが受けるコンベヤベルトの延設方向エネルギ、水平方向エネルギおよび垂直方向エネルギの状態を例示する説明図である。 図７は外部環境データベースの構造を例示する説明図である。 図８は上カバーゴムの仕様を決定する手順を例示する説明図である。
　以下、本発明のコンベヤベルトの仕様決定方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。
　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Ｓ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Ｓ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。
　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。
　このコンベヤベルトラインでは図３に例示するように、水平に設置されたコンベヤベルト１と別の水平に設置されたコンベヤベルト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Ｓが水平方向速度Ｖ０、垂直方向速度ゼロで搬送されている。この搬送物Ｓが別のコンベヤベルト７からコンベヤベルト１に向かって投入される瞬間、質量ｍの搬送物Ｓが有する運動エネルギは（ｍ＊Ｖ０2）／２である。また、この時のコンベヤベルト１の搬送面の位置を基準にすると、質量ｍの搬送物Ｓの位置エネルギは、ｇを重力加速度としてｍｇｈである。したがって、この時に質量ｍの搬送物Ｓが有するエネルギＥ０は下記（１）式のとおりである。
　　Ｅ０＝（ｍ＊Ｖ０2）／２＋ｍｇｈ・・・（１）
　この搬送物Ｓがコンベヤベルト１に積載された時は、その水平方向速度はＶ０のままであり、垂直方向速度はゼロとなる。そして、搬送物Ｓはコンベヤベルト１に積載搬送されてコンベヤベルト１の走行速度Ｖ１で水平方向に搬送されることになる。走行速度Ｖ１は水平方向速度Ｖ０よりも高速である（Ｖ１＞Ｖ０）。質量ｍの搬送物Ｓが走行速度Ｖ１で搬送される状態になった時点で搬送物Ｓが有するエネルギは運動エネルギの（ｍ＊Ｖ１2）／２であり、位置エネルギの変化はない。よって、質量ｍの搬送物Ｓが走行速度Ｖ１で搬送される状態になった時点で、搬送物Ｓが有するエネルギＥ１は下記（２）式のとおりである。
　　Ｅ１＝（ｍ＊Ｖ１2）／２・・・（２）
　したがって、コンベヤベルト１の上カバーゴム３の上に質量ｍの搬送物Ｓを投入して積載搬送することによりコンベヤベルト１が受けるエネルギＥのうち、水平方向エネルギＥｈ（水平方向成分）は下記（３）式のとおりである。また、このエネルギＥのうち、垂直方向エネルギＥｖ（垂直方向成分）は下記（４）式のとおりである。
　　Ｅｈ＝（ｍ＊Ｖ１2）／２－（ｍ＊Ｖ０2）／２・・・（３）
　　Ｅｖ＝ｍｇｈ・・・（４）
　Ｅｈ、Ｅｖをそれぞれ、稼働時間内にコンベヤベルト１の単位面積が受ける水平方向エネルギＥＨ、垂直方向エネルギＥＶに換算すると下記（５）式、（６）式になる。
　　ＥＨ＝Ｍ＊（Ｖ１2－Ｖ０2）＊ｔ／２／（Ｗ＊Ｌ）／１０００・・・（５）
　　ＥＶ＝Ｍｇｈ＊ｔ／（Ｗ＊Ｌ）／１０００・・・（６）
　ここで、Ｍは単位時間あたりの搬送重量（ｋｇ／ｈ）、ｇは重力加速度（９．８ｍ／ｓ2）、Ｖ１はベルト走行速度（ｍ／ｓ）、Ｖ０は搬送物の初期水平方向速度（ｍ／ｓ）、Ｗはベルトの有効幅（ｍ）、Ｌはベルト長さ（ｍ）、ｔはベルト稼働時間（ｈ）である。尚、ベルトの有効幅Ｗは、コンベヤベルト１の幅寸法の例えば６０％～８０％であり、搬送物Ｓが積載される範囲として経験的に設定される。
　本発明では、この水平方向エネルギＥＨおよび垂直方向エネルギＥＶを指標にして、図４に例示するように、コンベヤベルト１の使用条件のシビアリティ(severity)を複数のカテゴリＣ１～Ｃ５に分類する。図４では水平方向エネルギＥＨを横軸、垂直方向エネルギＥＶを縦軸にして、シビアリティが５つのカテゴリＣ１～Ｃ５に分類されている。
　第１カテゴリＣ１は、水平方向エネルギＥＨおよび垂直方向エネルギＥＶが相対的に小規模のカテゴリである。第２カテゴリＣ２は、水平方向エネルギＥＨが相対的に中規模であり、垂直方向エネルギＥＶが相対的に小規模のカテゴリである。第３カテゴリＣ３は、水平方向エネルギＥＨが相対的に小規模であり、垂直方向エネルギＥＶが相対的に中規模のカテゴリである。第４カテゴリＣ４は、水平方向エネルギＥＨおよび垂直方向エネルギＥＶが相対的に中規模のカテゴリである。第５カテゴリＣ５は、水平方向エネルギＥＨおよび垂直方向エネルギＥＶが相対的に大規模のカテゴリである。
　カテゴリは５つに限らず、３、４つのカテゴリにすることも６以上のカテゴリにすることもできる。ただし、カテゴリの数が過大になるとデータ分析等が煩雑になるので、カテゴリの数は１０程度を上限にするとよい。少なくとも５つのカテゴリに分類すれば、コンベヤベルト１の実際の使用条件を概ね網羅することができる。上述したように様々な使用条件、様々な上カバーゴム３の仕様のコンベヤベルト１について、耐摩耗性および耐カット性を含む所定の特性に対してデータを取得して、それぞれの特性について実使用上、過不足のない適切な許容範囲を把握する。
　次いで、図５に例示するように、それぞれのカテゴリＣ１～Ｃ５毎に上カバーゴム３の少なくとも耐摩耗性および耐カット性を含む所定の特性について許容範囲を設定した使用条件データベースＤＢ１を予め作成する。使用条件データベースＤＢ１はパーソナルコンピュータ等の演算装置８に入力、記憶しておく。
　例えば耐摩耗性については試験方法を特定して、そのカテゴリに対して実用上過不足ない許容範囲を設定する。具体的な試験方法としてはＤＩＮ摩耗試験、ランボーン摩耗試験、ピコ摩耗試験、アクロン摩耗試験等が例示できる。特定したこのような摩耗試験での摩耗量の許容範囲を設定する。
　耐カット性についても同様に試験方法を特定して、そのカテゴリに対して実用上過不足ない許容範囲を設定する。具体的には、所定高さから所定仕様（形状および重さ）の刃を落下させる試験方法等を例示できる。特定したこのような耐カット性試験でのカット深さの許容範囲を設定する。
　上カバーゴムの所定の特性としては、耐摩耗性および耐カット性の他に適宜、必要な特性を組み入れることができる。例えば、耐チッピング性を組み入れ、耐チッピング性についても同様に試験方法を特定して、それぞれのカテゴリに対して実用上過不足ない許容範囲を設定する。
　新たなコンベヤベルト１の仕様を決定する際には、そのコンベヤベルト１の使用条件に基づいて水平方向エネルギＥＨおよび垂直方向エネルギＥＶを算出する。次いで、算出した水平方向エネルギＥＨおよび垂直方向エネルギＥＶと予め作成されている使用条件データベースＤＢ１とに基づいて、そのコンベヤベルト１の上カバーゴム３の仕様（ゴム種類や厚さなど）を決定する。
　具体的には、算出した水平方向エネルギＥＨおよび垂直方向エネルギＥＶを演算装置８に入力し、入力した算出結果からそのコンベヤベルト１が使用条件データベースＤＢ１に記憶されているいずれのカテゴリに当てはまるのかを決定する。いずれかのカテゴリに決定した後は、そのカテゴリにおいて、設定されている耐摩耗性および耐カット性を含む所定の特性についての許容範囲内で、上カバーゴム３の仕様を決定する。
　本発明によれば、搬送物Ｓが投入されて積載搬送される際にコンベヤベルト１が受ける水平方向エネルギＥＨおよび垂直方向エネルギＥＶを指標にしてコンベヤベルト１の使用条件のシビアリティを複数のカテゴリＣ１～Ｃ５に分類する。この水平方向エネルギＥＨは主に上カバーゴム３の摩耗量に大きく影響し、垂直方向エネルギＥＶは主に上カバーゴム３のカット傷の大きさや発生頻度に大きく影響するので、代表的な使用条件を適切に区分けし易くなる。したがって、そのコンベヤベルト１の使用条件に基づいて算出した水平方向エネルギＥＨおよび垂直方向エネルギＥＶと、使用条件データベースＤＢ１とを用いることで、使用条件に対して過不足がない耐久性を備えた上カバーゴム３の仕様を多大な労力を費やすことなく効率的に決定することができる。
　耐摩耗性や耐カット性等の所定の特性の評価方法を、カテゴリ毎にその特徴に応じて設定することもできる。シビアリティのカテゴリが異なる場合、上カバーゴム３のある特性を同じ評価方法で行なうよりも、カテゴリによってその特性の評価方法を異ならせた方が、現実の結果と整合することがある。したがって、そのような場合には、カテゴリ毎に上カバーゴム３のその特性を評価する際に評価方法を異ならせるとよい。
　搬送物Ｓが鉄鉱石であるのか、石灰石であるのか、或いは土砂等であるのか、その種類によって硬さや鋭利さ等が異なるので、上カバーゴム３に与える損傷具合や摩耗具合に違いが生じる。そのため、搬送物Ｓの種類毎に使用条件データベースＤＢ１を作成しておけばそのコンベヤベルト１の使用条件に一段と合致した耐久性を有する上カバーゴム３の仕様を決定することができる。
　先の実施形態では、コンベヤベルト１が水平に延設されていたが、図６に例示するようにコンベヤベルト１の延設方向が水平に対して、傾斜角度αで傾斜して設置されている場合もある。このようにコンベヤベルト１が傾斜して設置されて、搬送物Ｓが別のコンベヤベルト７から上下差ｈの高さから投入される場合を考える。
　別のコンベヤベルト７では搬送物Ｓが水平方向速度Ｖ０、垂直方向速度ゼロで搬送されている。この搬送物Ｓが別のコンベヤベルト７からコンベヤベルト１に向かって投入される瞬間、質量ｍの搬送物Ｓが有する運動エネルギは（ｍ＊Ｖ０2）／２である。また、この時のコンベヤベルト１の搬送面の位置を基準にすると、質量ｍの搬送物Ｓの位置エネルギは、ｇを重力加速度としてｍｇｈである。したがって、この時に質量ｍの搬送物Ｓが有するエネルギＥ０は下記（７）式のとおりである。即ち、（７）式は上述の（１）式と同じである。
　　Ｅ０＝（ｍ＊Ｖ０2）／２＋ｍｇｈ・・・（７）
　この搬送物Ｓがコンベヤベルト１に積載された時は、その水平方向速度はＶ０のままであり、垂直方向速度はゼロとなる。そして、搬送物Ｓはコンベヤベルト１に積載搬送されてコンベヤベルト１の走行速度Ｖ１で水平方向に対して傾斜角度αの方向に搬送されることになる。走行速度Ｖ１は水平方向速度Ｖ０よりも高速である（Ｖ１＞Ｖ０）。質量ｍの搬送物Ｓが走行速度Ｖ１で搬送される状態になった時点で搬送物Ｓが有するエネルギは運動エネルギの（ｍ＊Ｖ１2）／２である。位置エネルギも変化して、コンベヤベルト１に載置された位置を基準にするとｍｇＨになる。よって、質量ｍの搬送物Ｓが走行速度Ｖ１で搬送される状態になった時点で、搬送物Ｓが有するエネルギＥ２は下記（８）式のとおりである。
　　Ｅ２＝（ｍ＊Ｖ１2）／２±ｍｇＨ・・・（８）
　コンベヤベルト１の走行方向が斜め上に向かって傾斜している場合の位置エネルギは＋ｍｇＨとなり、走行方向が斜め下に向かって傾斜している場合の位置エネルギは－ｍｇＨとなる。
　したがって、コンベヤベルト１の上カバーゴム３の上に質量ｍの搬送物Ｓを投入して積載搬送することによりコンベヤベルト１が受けるエネルギＥのうち、コンベヤベルト１の延設方向エネルギＥｌは下記（９）式のとおりである。また、このエネルギＥのうち、垂直方向エネルギＥｖは下記（１０）式のとおりである。
　　Ｅｌ＝（ｍ＊Ｖ１2）／２－（ｍ＊Ｖ０2）／２±ｍｇＨ
　　＝ｍ（Ｖ１2－Ｖ０2）／２±ｍ（Ｖ１ｓｉｎα）2／２・・・（９）
　　Ｅｖ＝ｍｇｈ・・・（１０）
　Ｅｌ、Ｅｖをそれぞれ、稼働時間内にコンベヤベルト１の単位面積が受ける延設方向エネルギＥＬ、垂直方向エネルギＥＶに換算すると下記（１１）式、（１２）式になる。
　　ＥＬ＝Ｍ＊（Ｖ１2－Ｖ０2±（Ｖ１ｓｉｎα）2）＊ｔ／２／（Ｗ＊Ｌ）／１０００・・・（１１）
　　ＥＶ＝Ｍｇｈ＊ｔ／（Ｗ＊Ｌ）／１０００・・・（１２）
　ここで、Ｍは単位時間あたりの搬送重量（ｋｇ／ｈ）、ｇは重力加速度（９．８ｍ／ｓ2）、Ｖ１はベルト走行速度（ｍ／ｓ）、Ｖ０は搬送物の初期水平方向速度（ｍ／ｓ）、Ｗはベルトの有効幅（ｍ）、Ｌはベルト長さ（ｍ）、ｔはベルト稼働時間（ｈ）である。尚、ベルトの有効幅Ｗは、コンベヤベルト１の幅寸法の例えば６０％～８０％であり、搬送物Ｓが積載される範囲として経験的に設定される。
　コンベヤベルト１が傾斜角度αで設置された場合は、垂直方向エネルギＥＶはコンベヤベルト１が水平に設置された場合と同じであるが、水平方向エネルギＥＨではなく延設方向エネルギＥＬを用いるとよい。そして、これら垂直方向エネルギＥＶと傾斜角度αを考慮した水平方向エネルギＥＨを指標にして、図４に例示するように、コンベヤベルト１の使用条件のシビアリティ(severity)を複数のカテゴリＣ１～Ｃ５に分類するとよい。
　そして、このように傾斜して設置されるコンベヤベルト１の仕様を決定する際には、コンベヤベルト１の延設方向の水平に対する傾斜角度αを考慮して、この傾斜角度αと水平方向エネルギＥＨとに基づいてコンベヤベルト１が受けるその延設方向エネルギＥＬを算出し、この算出した延設方向エネルギＥＬを、コンベヤベルト１が水平に設置された場合の水平方向エネルギＥＨに代替して用いるとよい。これにより、傾斜して設置されるコンベヤベルト１の実使用に合致した耐久性を有する上カバーゴム３の仕様を決定するには益々有利になる。
　ところで、実使用されるコンベヤベルト１をより詳細に分析すると、上カバーゴム３に生じるカット傷の大きさや発生頻度、摩耗量等は、コンベヤベルト１の使用条件が同じであっても、コンベヤベルト１が使用される外部環境によっても変化する。例えば、屋外で使用される場合と屋内で使用される場合とでは、上カバーゴム３に要求される耐候性の程度が異なる。或いは、高温の搬送物Ｓを運搬する場合と常温の搬送物Ｓを搬送する場合とでは、上カバーゴム３に要求される耐熱性の程度が異なる。
　上カバーゴム３に対するこのような所定の要求特性としては、耐候性、耐熱性の他に、例えば、耐寒性、耐油性、耐薬品性、難燃性および導電性等が考えられる。搬送物Ｓが油分を多く含むものであれば上カバーゴム３には耐油性が要求され、搬送物Ｓが引火し易いものであれば難燃性を高くして導電性を低くする必要がある。
　そして、それぞれの要求特性には関連する特性指標がある。耐候性については、紫外線の強弱が影響するので紫外線強度が特性指標になる。また、オゾン濃度の高低も耐候性に影響するのでオゾン濃度も特性指標になる。耐油性については、例えば上カバーゴム３に付着する油による膨潤性が影響するので、これが特性指標になる。要求特性とその特性指標は、表１に例示することができる。尚、表１に記載の低膨潤油、中膨潤油、
高膨潤油はそれぞれ、ＡＳＴＭ　ＮＯ．１油、ＩＲＭ９０２、ＩＲＭ９０３に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　そこで、コンベヤベルト１の外部環境に起因する上カバーゴム３に対する所定の要求特性についてその要求程度を異ならせた複数段階の許容範囲を設定した外部環境データベースＤＢ２を予め作成しておくとよい。そして、コンベヤベルト１の仕様を決定する際には、上述した水平方向エネルギＥＨおよび垂直方向エネルギＨＶの算出結果と使用条件データベースＤＢ１に加えて、コンベヤベルト１を使用する外部環境と外部環境データベースＤＢ２に基づいてそのコンベヤベルト１の上カバーゴム３の仕様を決定する。
　外部環境データベースＤＢ２では図７に例示するように、上カバーゴム３に対するそれぞれの要求特性Ｒ１～Ｒ７毎に、それぞれの要求特性Ｒ１～Ｒ７に関連する特性指標の許容範囲が設定されている。外部環境データベースＤＢ２はパーソナルコンピュータ等の演算装置８に入力、記憶しておく。１つの要求特性に対して特性指標が複数の場合も単数の場合もある。
　具体的にコンベヤベルト１の仕様を決定する際には、図８に例示するように、コンベヤベルト１を使用する外部環境について、それぞれの要求特性Ｒ１～Ｒ７（特性指標）に対応する数値を演算装置８に入力し、入力した数値からそのコンベヤベルト１の上カバーゴム３に対する要求特性Ｒ１～Ｒ７の要求程度が、外部環境データベースＤＢ２に記憶されているいずれの許容範囲に当てはまるのかを決定する。そして、外部環境データベースＤＢ２から算出されたそれぞれの要求特性Ｒ１～Ｒ７について決定された許容範囲にあるゴム種を上カバーゴム３として選択する。
　次いで、既述したようにコンベヤベルト１の使用条件に基づいて算出した水平方向エネルギＥＨおよび垂直方向エネルギＥＶを演算装置８に入力し、入力した算出結果からそのコンベヤベルト１が使用条件データベースＤＢ１に記憶されているいずれのカテゴリに当てはまるのかを決定する。いずれかのカテゴリに決定した後は、そのカテゴリにおいて、設定されている耐摩耗性および耐カット性を含む所定の特性についての許容範囲内であり、かつ、外部環境データベースＤＢ２を用いて決定されたゴム種の中から上カバーゴム３の仕様を決定する。
　この実施形態によれば、コンベヤベルト１の使用条件および外部環境に合致した耐久性を有する上カバーゴム３の仕様を決定するには有利になる。また、所定の要求特性Ｒ１～Ｒ７として、耐候性、耐熱性、耐寒性、耐油性、耐薬品性、難燃性および導電性を考慮することにより、コンベヤベルト１の代表的な外部環境を概ね網羅することできる。
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　演算装置
Ｃ１～Ｃ５　カテゴリ
Ｒ１～Ｒ７　要求特性
ＤＢ１　使用条件データベース
ＤＢ２　外部環境データベース
Ｓ　搬送物

Claims (7)

  1. 　コンベヤベルトの上カバーゴムの上に搬送物を投入して積載搬送することによりコンベヤベルトが受ける水平方向エネルギおよび垂直方向エネルギを指標にして、コンベヤベルトの使用条件のシビアリティを複数のカテゴリに分類し、それぞれのカテゴリ毎に前記上カバーゴムの少なくとも耐摩耗性および耐カット性を含む所定の特性について許容範囲を設定した使用条件データベースを予め作成しておき、
    　コンベヤベルトの仕様を決定する際には、そのコンベヤベルトの使用条件に基づいて前記水平方向エネルギおよび垂直方向エネルギを算出し、この算出結果と前記使用条件データベースとに基づいて、そのコンベヤベルトの上カバーゴムの仕様を決定することを特徴とするコンベヤベルトの仕様決定方法。
  2. 　前記コンベヤベルトの使用条件のシビアリティを少なくとも５つのカテゴリに分類する請求項１に記載のコンベヤベルトの仕様決定方法。
  3. 　前記所定の特性の評価方法を、前記カテゴリ毎にその特徴に応じて設定する請求項１または２に記載のコンベヤベルトの仕様決定方法。
  4. 　前記搬送物の種類毎に前記使用条件データベースを予め作成する請求項１～３のいずれかに記載のコンベヤベルトの仕様決定方法。
  5. 　前記コンベヤベルトの外部環境に起因する前記上カバーゴムに対する少なくとも１つの所定の要求特性についてその要求程度を異ならせた複数段階の許容範囲を設定した外部環境データベースを予め作成しておき、コンベヤベルトの仕様を決定する際には、前記水平方向エネルギおよび垂直方向エネルギの算出結果と前記使用条件データベースに加えて、前記コンベヤベルトを使用する外部環境と前記外部環境データベースに基づいてそのコンベヤベルトの上カバーゴムの仕様を決定する請求項１～４のいずれかに記載のコンベヤベルトの仕様決定方法。
  6. 　前記所定の要求特性に、耐候性、耐熱性、耐寒性、耐油性、耐薬品性、難燃性および導電性が含まれる請求項５に記載のコンベヤベルトの仕様決定方法。
  7. 　コンベヤベルトの仕様を決定する際には、前記コンベヤベルトの延設方向の水平に対する傾斜角度を考慮して、この傾斜角度と前記水平方向エネルギとに基づいてコンベヤベルトが受けるその延設方向エネルギを算出し、この算出した延設方向エネルギを前記水平方向エネルギとして用いる請求項１～６のいずれかに記載のコンベヤベルトの仕様決定方法。
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