JP2017049055A - Abrasion resistance evaluation method for conveyor belt - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンベヤベルトの耐摩耗性評価方法に関し、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摩耗性を高精度で効率的に把握できるコンベヤベルトの耐摩耗性評価方法に関するものである。 The present invention relates to a method for evaluating the wear resistance of a conveyor belt, and more particularly to a method for evaluating the wear resistance of a conveyor belt capable of efficiently and accurately grasping the wear resistance of a conveyor belt that matches a use condition. .
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。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。投入される搬送物により上カバーゴムに生じる摩耗量や摩耗モードは、コンベヤベルトの使用条件によって大きく変化する。 Various objects including mineral resources such as iron ore and limestone are conveyed by a conveyor belt. When an object is conveyed by the conveyor belt, the conveyed object is put into the upper cover rubber of the conveyor belt from a hopper or another conveyor belt. The loaded conveyed product is loaded on the upper cover rubber and conveyed in the running direction of the conveyor belt. When the conveyed product is loaded on the upper cover rubber and conveyed, the conveyed item slides on the upper cover rubber and the upper cover rubber is worn. The amount of wear and the wear mode generated in the upper cover rubber by the loaded material vary greatly depending on the usage conditions of the conveyor belt.
ゴムの耐摩耗性を評価する試験方法として、ウイリアムス摩耗試験、アクロン摩耗試験、ランボーン摩耗試験、ピコ摩耗試験、DIN摩耗試験、テーバー摩耗試験等が知られている。また、コンベヤベルトの摩耗試験装置も提案されている(例えば、特許文献1参照)。従来、ゴムの耐摩耗性を評価するには、試験サンプルに対して押圧体を押圧しつつ互いを相対移動させることにより、摩耗した試験サンプルの摩耗量を測定している。しかしながら、それぞれの試験方法では、試験サンプルに対する押圧体の相対移動速度や面圧が異なっている。また、試験方法における相対移動速度および面圧と、実際のコンベヤベルトに対する積載された搬送物の相対速度および面圧とは異なっている。そのため、従来の試験方法で得られた耐摩耗性の評価結果と、実際のコンベヤベルトの耐摩耗性とが大きく乖離することがあった。 Known test methods for evaluating the wear resistance of rubber include the Williams wear test, the Akron wear test, the Lambourn wear test, the pico wear test, the DIN wear test, the Taber wear test, and the like. A conveyor belt wear test apparatus has also been proposed (see, for example, Patent Document 1). Conventionally, in order to evaluate the wear resistance of rubber, the amount of wear of the worn test sample is measured by moving the rubber against each other while pressing the pressing body against the test sample. However, in each test method, the relative moving speed and surface pressure of the pressing body with respect to the test sample are different. Further, the relative moving speed and the surface pressure in the test method are different from the relative speed and the surface pressure of the conveyed product loaded on the actual conveyor belt. For this reason, the abrasion resistance evaluation result obtained by the conventional test method and the actual abrasion resistance of the conveyor belt may be greatly different.
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摩耗性を高精度で効率的に把握できるコンベヤベルトの耐摩耗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 method for evaluating the wear resistance of a conveyor belt that can efficiently and efficiently grasp the wear resistance of the conveyor belt that matches the use conditions.
上記目的を達成するため本発明のコンベヤベルトの耐摩耗性評価方法は、試験サンプルに対して押圧体を押圧しつつ、この押圧体と前記試験サンプルとを相対移動させて前記試験サンプルに摩耗を生じさせるゴムの摩耗試験方法の複数種類について、それぞれの試験方法の前記押圧体の前記試験サンプルに対する相対移動速度および面圧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相対移動速度および面圧を取得し、この取得した結果と前記データベースとに基づいて、前記取得した相対移動速度および面圧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相対移動速度および面圧を、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摩耗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 wear resistance of a conveyor belt according to the present invention, while pressing a pressing body against a test sample, relatively moving the pressing body and the test sample to wear the test sample. For a plurality of types of rubber abrasion test methods to be generated, a database in which the relative movement speed of the pressing body of each test method and the application range of the surface pressure are set in advance is prepared, and the actual conveyor line The actual relative moving speed and the surface pressure of the transported material to be fed to the conveyor belt are acquired, and based on the acquired result and the database, the acquired relative moving speed and the surface pressure are within the applicable range. A test method is selected from the plurality of test methods, and the relative moving speed and the selected test method are selected. The surface pressure, is set to a range that can be regarded the same as a result of the acquired, and evaluating the wear 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搬送物の相対移動速度および面圧から、実際の使用条件に合致した摩耗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押圧体の相対移動速度および面圧を、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摩耗性を高精度で把握することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to efficiently select a wear test method that matches an actual use condition from a database prepared in advance and a relative moving speed and surface pressure of a conveyed product with respect to a conveyor belt in an actual conveyor line. Then, in the selected test method, the relative movement speed and the surface pressure of the pressing body with respect to the test sample are set in a range that can be regarded as the same as the acquired result, and the test is performed by approximating the actual use conditions. Therefore, it becomes possible to grasp the wear resistance of the conveyor belt that matches the actual use conditions with high accuracy.
ここで、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、前記取得した外部環境温度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摩耗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、一段と精度よく耐摩耗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 test method is also set, the database is created in advance, the external environment temperature in the actual conveyor line is also acquired, and the acquired external environment temperature is in the application range The method can be selected from the plurality of types of test methods, and the selected test method can be performed by setting the external environment temperature in a range that can be regarded as the same as the acquired result. Since the external environmental temperature when using the conveyor belt has a relatively large influence on the wear resistance of the conveyor belt, it is possible to grasp the wear resistance with higher accuracy by considering the external environmental temperature.
前記実際の面圧が、単位有効面積における前記搬送物と前記コンベヤベルトの上カバーゴムとの接触面積に対する前記単位有効面積の上カバーゴムに積載される前記搬送物の総重量であり、前記接触面積として、前記搬送物の粒度分布の中央値よりも小さい所定の粒径の搬送物を最密に敷き詰めた場合の平面投影総面積を用いることもできる。これにより、簡便に実際の面圧に近似させることができる。 The actual surface pressure is the total weight of the conveyed product loaded on the upper cover rubber of the unit effective area with respect to the contact area of the conveyed product and the upper cover rubber of the conveyor belt in the unit effective area, and the contact As the area, it is also possible to use a total area projected on a plane when a transported object having a predetermined particle size smaller than the median value of the particle size distribution of the transported object is closely packed. Thereby, it is possible to easily approximate the actual surface pressure.
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摩耗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、一段と精度よく耐摩耗性を把握することが可能になる。 The database can also be created for each type of transported object. Since the type of conveyed product also has a relatively large influence on the wear resistance of the conveyor belt, it is possible to grasp the wear resistance with higher accuracy by creating and using a database for each type of conveyed item.
以下、本発明のコンベヤベルトの耐摩耗性評価方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the abrasion resistance evaluation method for a conveyor belt according to the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
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, a conveyed product 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。この搬送物Cが別のコンベヤベルト7からコンベヤベルト1に積載された瞬間、搬送物Cは水平方向速度V0のままであるが、コンベヤベルト1によって搬送されることにより、その水平方向速度はコンベヤベルト1の走行速度と同じV1になる。
In this conveyor belt line, as illustrated in FIG. 3, the
即ち、上カバーゴム3に接触した搬送物Cは、所定の面圧Pで上カバーゴム3を押圧しつつ、コンベヤベルト1に対してその走行方向に相対移動速度V(=V1−V0)で移動する。上カバーゴム3には摩擦力fが作用して、主に搬送物Cのこの挙動によって上カバーゴム3は摩耗する。
That is, the conveyed product C that has come into contact with the
上カバーゴム3を押圧する搬送物Cによる所定の面圧Prは、搬送物Cと上カバーゴム3との接触面積Arに対する搬送物Cが上カバーゴム3を押圧する押圧力(搬送物Cの重量Wと見なせる)である。即ち、面圧Pr=搬送物Cの重量W/接触面積Arである。上カバーゴム3の摩耗量は特に面圧Prによる影響が大きい。
The predetermined surface pressure Pr by the conveyed product C that presses the
ゴムの摩耗試験装置8は一般的に図4に例示するように、押圧体9と、押圧体9をコンベヤベルトの試験サンプルSに対して押圧させる押圧機構10と、押圧体9と試験サンプルSとを相対移動させる相対移動機構11とを備えている。この試験装置8を用いた試験方法は、押圧体9を試験サンプルSに押圧しつつ相対移動させて試験サンプルSに摩耗を生じさせて、その摩耗量や摩耗モードを把握する。そして、上述した公知の摩耗試験方法は、押圧体9、押圧機構10や相対移動機構11の仕様がそれぞれ異なっている。
As shown in FIG. 4, the rubber
そこで本発明では、複数種類の摩耗試験方法について、図5に例示するように、それぞれの試験方法E1〜E5の押圧体9の試験サンプルSに対する相対移動速度Vおよび面圧Pのそれぞれの適用範囲(ZV1、ZV2、ZV3、ZV4、ZV5)および(ZP1、ZP2、ZP3、ZP4、ZP5)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。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 5, the application ranges of the relative moving speed V and the surface pressure P of the
ここで、それぞれの試験方法の相対移動速度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相対移動速度Vの範囲である。例えば、適用範囲ZV1は、相対移動速度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 relative movement speed V of each test method is a range of the relative movement speed V at which a stable result with little variation is obtained in the test method. is there. For example, the application range Z V1, the relative moving speed V is set to 0.1m / s~1m / s, the other respective coverage Z V2, · ·, also set concrete numerical range Z V5 ing.
それぞれの試験方法の面圧Pの適用範囲(ZP1、・・・、ZP5)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面圧Pの範囲である。それぞれの面圧P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 P1 ,..., Z P5 ) of the surface pressure P of each test method is a range of the surface pressure P at which a stable result with little variation is obtained in the test method. A specific numerical range is set in the application range of each surface pressure P.
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 where a stable result with little variation can be obtained in the test method. A specific numerical range is set for the applicable 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の耐摩耗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に対する実際の相対移動速度Vr、面圧Pr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相対移動速度Vr、面圧Pr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の耐摩耗性を評価するのに適した試験方法を選択する。
When evaluating the wear resistance of the
具体的には、取得した実際の相対移動速度Vr、面圧Pr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相対移動速度V、面圧Pおよび外部環境温度Tを、それぞれ取得した実際の相対移動速度Vr、面圧Pr、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摩耗試験を行う。 Specifically, a test method in which all of the acquired actual relative moving speed Vr, surface pressure Pr, and external environment temperature Tr are within the applicable range is selected from a plurality of types of test methods recorded in the database DB. Next, in the selected test method, the relative movement speed V, the surface pressure P, and the external environment temperature T are set to ranges that can be regarded as the same as the acquired actual relative movement speed Vr, the surface pressure Pr, and the external environment temperature Tr, respectively. A wear test is performed using the selected test method.
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 the test sample S used in the selected test method, a cut sample of the
実際の相対移動速度Vr、面圧Pr、外部環境温度Trと同一と見なせる範囲とは、例えば、実際の相対移動速度Vr、面圧Pr、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の摩耗量や摩耗モードを把握して、実際のコンベヤラインのコンベヤベルト1の耐摩耗性を評価する。摩耗モードとは、一様に平らに摩耗する、波状に摩耗する、局部的にえぐられる等の摩耗形態である。
The range that can be regarded as the same as the actual relative moving speed Vr, the surface pressure Pr, and the external environment temperature Tr is, for example, a range of ± 5% with respect to the actual relative moving speed Vr, the surface pressure Pr, and the external environment temperature Tr. More preferably, the range is ± 2%. Then, the wear amount and wear mode of the test sample S according to the test method are grasped, and the wear 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の相対移動速度Vr、面圧Pr、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)の摩耗試験方法を効率的に選択できる。即ち、適切な摩耗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, from the database DB created in advance and the relative moving speed Vr, surface pressure Pr, and external environment temperature Tr of the conveyed product C with respect to 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に対する押圧体9の相対移動速度V、面圧P、外部環境温度Tのすべてをそれぞれ、実際の相対移動速度Vr、面圧Pr、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の耐摩耗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, the relative moving speed V, the surface pressure P, and the 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の耐摩耗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の耐摩耗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は、図6に例示する単位有効面積AC(破線で囲まれた面積)における搬送物Cと上カバーゴム3との接触面積Arの総和に対する単位有効面積ACの上カバーゴム3に積載される搬送物Cの総重量GWになる。即ち、面圧Pr=(総重量GW/接触面積Arの総和)である。単位有効面積ACとは、ベルトの有効幅B1とベルトの単位長さL(例えば1m)との積であり、AC=B1×Lとなる。有効幅B1は、コンベヤベルト1の幅寸法Bの例えば60%〜80%であり、搬送物Sが実際の積載される範囲として経験的に設定される。
The actual surface pressure Pr is the
ところで、単位有効面積ACの上カバーゴム3に積載される搬送物Cの総重量GWは容易に把握することができるが、実際の接触面積Arは厳密に把握することが難しいため、実際の正確な面圧Prを取得することは容易ではない。そこで、例えば接触面積Arは、図7に例示する搬送物Cの粒度分布の中央値CLよりも小さい所定の粒径の搬送物Cの平面投影面積とし、この所定の粒径の搬送物Cを最密に敷き詰めた場合の平面投影総面積(図6の斜線部の総面積)を接触面積Arの総和にするとよい。
By the way, although the total weight GW of the conveyed product C loaded on the
搬送物Cには、粒度分布の中央値CLの粒径の搬送物Cが最も多く存在するが、上カバーゴム3に積載された際には、搬送物Cと搬送物Cとのすき間により小さな粒径の搬送物Cが入り込んで、上カバーゴム3と接触する。このことを考慮すると、上カバーゴム3に接触する搬送物Cの粒径の平均値は、中央値CLよりも小さくなると考えられる。そこで、例えば、中央値CLの60%〜80%の範囲の所定の粒径を用いて接触面積Arを算出する。これにより面圧Prを算出すると、簡便に実際の面圧Prに近似させることができる。
In the conveyed product C, the conveyed product C having the particle size of the median value CL of the particle size distribution is the largest, but when loaded on the
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の耐摩耗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の耐摩耗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 conveyed product C. When the type of the conveyed product C is different, the specific gravity, the surface roughness, the hardness, and the like of the conveyed product C are also different, so that the wear 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 can be implemented. If the results obtained by the respective test methods are compared with each other and there is no significant difference between the results, it can be determined 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の耐摩耗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, if there is a large difference between the test results, it is estimated that either or each of them is an inappropriate test result. In this case, an appropriate test method and an inappropriate test method are determined after grasping the actual wear 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 摩耗試験装置
9 押圧体
10 押圧機構
11 相対移動機構
S 試験サンプル
C 搬送物
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