» » Футерование роликов ленточных конвейеров

Футерование роликов ленточных конвейеров

30.08.2016

He менее важна задача замены металлов роликов ленточных конвейеров на полимерные композиции. Ленточные конвейеры являются основным средством транспортировки угля, руды, породы и другой горной массы на шахтах и рудниках.
Недостатки металлических роликов

На угольных шахтах эксплуатируется несколько тысяч ленточных конвейеров. В запыленных, влажных, загрязненных условиях шахт и рудников ролики конвейеров уже после первых месяцев работы перестают проворачиваться, заклиниваются и истираются транспортерной лентой. Узлы подшипников и трубы роликов, выполняемые по традиции из металла, корродируют под действием агрессивных шахтных вод, изнашиваются при воздействии абразивных частиц породы и разрушаются.
При обследовании 20% ленточных конвейеров типов КЛУ-90, КЛА-250 на шахтах Донбасса оказалось, что 10% роликов повреждено, около 30% нижних и 25% верхних роликов не вращалось. Верхние ролики на участковых конвейерах подвержены более интенсивному коррозионно-абразивному износу, чем на магистральных. Породная и угольная пыль проникает через лабиринтные уплотнения. Срок службы нижних роликов колеблется в пределах 2—10 мес, верхних — ненамного больше.
Неравномерное залипание роликов штыбом приводит к одностороннему износу трубы, что отражается на истирании внутренней обкладки ленты, обнажении ее тканевого каркаса в месте контакта с поврежденными роликами. На износ ленты оказывает влияние конструкция роликоопор в месте погрузки. Поскольку высота падения горной массы колеблется в основном в пределах 0,2—1,5 м, лента оббивается крупными кусками породы о металлическую поверхность роликов. В итоге из-за неисправных роликов конвейерная лента в течение года получает около 500 повреждений.
Интенсивный износ поверхности ленты и роликов приводит к снижению сроков службы электрооборудования, повышению его энергоемкости. Затраты на ремонт и техническое обслуживание конвейеров в течение их срока службы в несколько раз превышают стоимость новых. Для изготовления роликов расходуется большое количество металла, в том числе цельнотянутых труб. Кроме того, тяжелые металлические ролики неудобны при монтаже и передвижении конвейеров.
Опыты создания роликов на основе полимерных композиций

Ежегодно для комплектования ленточных конвейеров выпускаются миллионы роликов. Замена металла в роликах конструкционными пластмассами предопределяет высокую эффективность и экономию металлов и средств. Современная химическая промышленность освоила выпуск полимерных композиций, отвечающих требованиям эксплуатации роликов шахтных ленточных конвейеров: антифрикционность, стойкость к агрессивным средам, износостойкость, способность демпфировать ударные нагрузки. Анализ показывает, что такая задача неоднократно ставилась и решалась как в России, так и во многих зарубежных странах.
В нашей стране первые работы по созданию роликов шахтных ленточных конвейеров (РТУ-30 и КЛ-150) выполнил ВНИИПТ-углемаш в 1959—1962 гг.. Этим институтом были разработаны конструкция и технология изготовления из недефицитных полимерных материалов труб и стаканов роликов, а также уплотнений узлов трения в условиях сильно обводненной или запыленной среды. В качестве основного полимерного материала для изготовления деталей ролика ВНИИПТуглемаш предложил древпресс-крошку — частицы фанерного шпона, пропитанного фенолоформальдегидной смолой (соотношение 70:30).
Конструкция ролика ВНИИПТуглемаш приведена на рис. 10.8. На стальную ось 1 насаживаются шарикоподшипники, помещаемые в утолщенную часть полутрубы 2. Обе полутрубы, спресованные из пресс-крошки, соединяются при помощи эпоксидного клея. Уплотнения подшипниковых узлов 3 изготавливаются также из полимерного материала — капролактана.
Футерование роликов ленточных конвейеров

Полутрубы прессуются на гидравлическом прессе усилием 630 т, уплотнения — на термопласт-автомате. Составная конструкция ролика — из полутруб — позволяет изготавливать ролики любой длины посредством одной или нескольких промежуточных вставок.
Для повышения водостойкости роликов с деталями из древ-пресс-крошки ВНИИПТуглемашем разработана технология пропитки отпрессованных деталей веретенным маслом при температуре 120—125° С в течение 48 ч. Ролики конвейеров из древпресс-крошки прошли успешные испытания на шахтах Карагандинского и Кизеловского угольных бассейнов.
В ИГД им. А.А. Скочинского в течение 1980—1981 гг. разработаны и испытаны с положительными результатами конструкции роликов ленточных конвейеров с покрытиями из полимерных материалов. В качестве покрытия труб испытано два материала, выпуск которых освоен химической промышленностью: полиэтилен высокого давления (ПЭВД) и уретановая синтетическая резина (каучук) СКУ-7. Для покрытия труб полиэтиленом использовались выпускаемые из этого материала трубы диаметром 80—160 мм с толщиной стенки 10 мм, так что по существу процесс покрытия сводится к футерованию серийно выпускаемых роликов полиэтиленовой трубой.
Работы проводились над роликами серийно выпускаемых шахтных конвейеров типа РВЛ-90, КЛА-250, КЛ-3500-ПМА, 1Л100К, 2ЛУ100. Футерование ролика полиэтиленовой трубой осуществляется в следующей технологической последовательности:
- вдоль образующих стальной трубы ролика наваривается восемь стальных прутков (отрезков проволоки) диаметром 3 мм;
- на подготовленную таким способом ребристую «оправку» напрессовываются разогретые в течение 20 мин до температуры 150° С мерные отрезки полиэтиленовой трубы;
- сброс температуры и выдержка собранного узла ролика в течение нескольких часов с целью усадки полиэтилена, обжатие за счет этого стальной заготовки и получение надежного сцепления футеровки с роликом;
- зачистка и приведение готового узла к «товарному виду».
На рис. 10.9 показана конструкция изготовленного описанным выше способом ролика для конвейера КЛА-250.
Второй вариант покрытия роликов — нанесением полиуретана СКУ-7 — осуществлялся на основе технологических рекомендаций ВНИИСК им. С.В. Лебедева. Полиуретан СКУ-7 является продуктом конденсации сложного полиэфира и низкомолекулярного диола с 2,4-толуилендиизоцианатом (ТДИ) и представляет собой износостойкий каучук. Для получения полиуретана с лучшими технологическими свойствами следует стремиться к соблюдению мольного отношения изоцианат — диолы, близкому к единице.
Для покрытия роликов по технологии ВНИИСК жидкий полиуретан (однородная прозрачная подвижная масса) сливается в приготовленную форму. Форма для получения покрытия представляет собой двухстенный цилиндр, установленный на поддоне, причем роль внутреннего стакана выполняет труба ролика. Для повышения сцепления с полиуретаном на поверхности трубы ролика резцом нарезались канавки.
Толщина наносимого полиуретанового покрытия — 10 мм по всей поверхности. Прочность сцепления полиуретана с металлом определялась по сопротивлению отслаиванию.
При реконструкции роликов ленточных конвейеров ИГД им. А.А. Скочинского предложил использовать полимерные композиции не только для футерования трубы, но и для создания подшипников скольжения взамен подшипников качения. Подшипники качения в несколько раз дороже подшипников скольжения из полимерных композиций, но в условиях шахтной эксплуатации они часто заклиниваются вследствие проникновения сквозь лабиринтные уплотнения мелкодисперсной пыли и загустения смазки.
Для изготовления подшипников скольжения роликов использовались следующие полимерные композиции:
- сополимеры полиформальдегида с диоксоланом: СФД-ДМ (наполнитель — дисульфид молибдена) и СФД-ВМ (наполнитель — сульфат бария);
- сополимер поликарбоната с фторопластом ДАК-42 с добавлением дисульфида молибдена;
- графитонаполненный капрон АТМ-2, являющийся хорошим антифрикционным самосмазывающим материалом.
При назначении материалов, помимо антифрикционных свойств, исходили из требования экономичности и простоты технологии изготовления. Все указанные материалы относятся к термопластам и перерабатываются в автоматическом режиме на литьевых машинах.
Основные физико-механические свойства указанных материалов характеризуются следующими пределами:
Футерование роликов ленточных конвейеров

К технологическим особенностям изготовления подшипников из выбранных материалов следует отнести необходимость тщательной подготовки исходных материалов и литьевой формы к прессованию. Указанные материалы проявляют адсорбционную способность к поглощению из-за атмосферы влаги, что способствует появлению пузырей и пустот, усадке размеров готового изделия. Во избежание пороков составляется и тщательно выдерживается технологическая карта (регламент) изготовления подшипников.
Эксплуатационные испытания роликов с полимерными покрытиями и подшипниками из композиционных материалов, проведенные на шахтах Донбасса в сложных горно-геологических условиях, показали, что наилучшей стойкостью обладают ролики с покрытием из эластомера СКУ-7.