Обоснование геометрических параметров футеровочных пластин приводного барабана ленточного конвейера

Ленточные конвейеры широко применяются в горной промышленности при открытой и подземной добыче полезных ископаемых для перемещения насыпных грузов в горизонтальном и наклонном направлениях до мест их переработки. Для создания наилучших условий фрикционного контакта ленты с барабаном применяют различные способы футеровки приводных барабанов. Основными футеровочными материалами служат резины различных марок, обеспечивающие должный коэффициент сцепления барабана с лентой, величина которого находится в пределах 0,6-0,62. Материал футеровки приводных барабанов должен иметь высокую износостойкость, термостойкость, механическую прочность, способность не накапливать на поверхности электрических зарядов и при нагреве не образовывать опасных концентраций ядовитых токсических составляющих, например, хлорные газы, окись углерода. Широкие возможности в направлении повышения долговечности футеровок и повышения ресурса тяжелонагруженных конвейеров большой мощности открывает применение керамических футеровок. В статье представлены результаты исследования напряженно-деформированного состояния керамических футеровочных пластин приводного барабана ленточного конвейера. Исследование проводилось с использованием среды Solid Work Simulation на основе принятой расчетной схемы контакта пластины с лентой для приводного барабана диаметром D = 1250 мм с шириной ленты L = 1000 мм и величиной натяжения набегающей ветви ленты Sнб = 25400 даН с учетом величины, направления и характера действующих нагрузок. На основе анализа напряженно-деформированного состояния футеровочных пластин из алюмооксидной керамики выявлены благоприятные геометрические параметры выступов и требуемые свойства футеровочного материала, обеспечивающие им должную несущую способность при контакте с резиновой обкладкой ленты. Установлено, что диаметр выступов пластин для тяжелых условий эксплуатации должен составлять не менее 4,5 мм, при этом радиус скругления торцевой кромки R желательно выдерживать в пределах 0,5…0,6 мм, у основания - 0,3…0,4 мм при высоте выступа 1,0…1,4 мм, что предотвращает появление концентрации напряжений в опасных сечениях. Установлено, что для эффективной эксплуатации резинокерамических футеровок предел прочности при изгибе алюмооксидной керамики должен быть не менее 350 МПа. Симуляция напряженно-деформированного состояния пластины при воздействии на нее знакопеременных нагрузок позволила выявить характерные участки с максимальной концентрацией напряжений, являющиеся очагами зарождения трещин. Таким образом, появилась возможность прогнозировать ресурс футеровки.