О возможности применения магнитно-твердой ленты в промежуточном приводе магнитно-ленточного конвейера

В настоящее время во многих отраслях промышленности возникла потребность в магнитных материалах, сочетающих в себе эластичность, гибкость, ударную прочность с магнитными свойствами керамических магнитов. Исследовательские работы ведутся в основном в двух направлениях: 1) синтез полимеров, обладающих ферромагнитными свойствами; 2) создание материалов, в которых носителями магнитных свойств являлись бы магнитные наполнители при связующем полимерном элементе.

Требованиям практического применения удовлетворяют магнитные свойства так называемой магнитной резины, представляющей собой смесь резины с размолотым порошком бариевого феррита. Исследовательские работы в этом направлении ведутся как, в нашей стране, так и за рубежом [1, 2].

В настоящей работе излагаются результаты исследования зависимости магнитных параметров и механических свойств магнитно-твердой приводной ленты от количества ферритобариевого наполнителя в ее рабочей обкладке.

Отраслевой лабораторией новых способов рудничного транспорта Донецкого политехнического института (при участии инж. В.М. Фридмана) были изготовлены образцы лент, магнитно-твердые обкладки которых имели наполнение магнитным порошком для образца А – 90,0%, для образца В – 82,5% и С – 75,0% при толщине магнитного слоя 1,5 – 2,0 мм.

На стенде (Рис. 1), состоящем из приводного барабана 1, натяжного барабана 4, тягового органа 5, выполненного из магнитно-твердой ленты, отрезка магнитно-мягкой ленты 2 и тензодинамометра 3, были получены данные по зависимости тягового усилия промежуточного привода с магнитно-твердой лентой от количества магнитного наполнителя в ее рабочей обкладке на горизонтальном участке конвейера при незагруженной грузонесущей ленте. Удельное тяговое усилие для образца А составило 0,98 кПа, для образца В – 0,69 кПа, С – 0,49 кПа. Как видно, тяговая способность привода с увеличением содержания ферритобариевого наполнителя в магнитной обкладке приводной ленты увеличивается, однако, как показали дальнейшие исследования, механические свойства рабочей обкладки ухудшаются.

Рис. 1. Схема стенда для определения тяговых характеристик магнитно-твердых лент

Любая конвейерная лента в процессе эксплуатации подвержена воздействию многократного изгиба. Так, резинотканевая конвейерная лента, среднестатистическая долговечность которой составляет 10340 ч [3], испытывает за это время на конвейерной установке длиной 200 м при скорости движения 2 м/с 4×10⁵ циклов изгиба только от перегиба на концевых барабанах. Кроме этого, лента изгибается при прохождении роликов роликоопор. Лента промежуточного привода, длина которого составит 15 – 20 м, за то же время испытывает (4 – 5)×10⁶ циклов изгиба на концевых барабанах.

Следовательно, нужно создать приводную ленту с магнитно-твердой рабочей обкладкой, которая бы обеспечивала приводу высокую тяговую характеристику и имела срок службы не ниже среднестатистического. В связи с этим были проведены испытания указанных образцов лент на флексинг-машине [4] СКТБ Лисичанского завода резино-технических изделий. На этой машине определяется стойкость соединения прокладок ленты между собой при многократном изгибе.

Методика испытания магнитно-твердой ленты сводилась к следующему: были вырезаны стандартные образцы испытуемой ленты размером 216×25 мм каждый и укреплены в эксцентриковых зажимах машины магнитно-твердой обкладкой наружу; производили запуск машины; через определенное время машину останавливали и производили визуальный осмотр состояния магнитной обкладки.

Ниже приведены результаты визуального наблюдения за тремя лентами, содержащими феррито-бариевый наполнитель(Табл. 1).

Таблица 1. Результаты исследований лент, содержащих феррито-бариевый наполнитель

Число циклов	Результаты
506	Все образцы без изменений
1366	Все образцы без изменений
2336	А – появились мелкие заусеницы на поверхности магнитного слоя в виде выпячиваний разрыхленной резины. Остальные образцы без изменений
3335	А – образовалась сеть мелких трещин длиной 1,5 – 2,0 мм. Остальные образцы без изменений
4089	А – трещины увеличивались в длине до 3 – 4 мм. Остальные образцы без изменений
5103	А – трещины соединяются между собой в более крупные, длиной до 6 – 7 мм. Остальные образцы без изменений
6070	А – трещины углубляются и удлиняются (длина до 10 мм). В – появилась одна трещина длиной 2,5 – 3,0 мм, в этом же месте наблюдается отслоение магнитного слоя от прокладок ленты. С – без видимых изменений
6736	В – образовались две короткие (длиной 2 – 3 мм), но широкие трещины. Остальные образцы без изменений
7520	А – глубокие, но узкие трещины соединились между собой, образовав тем самым сплошные трещины по ширине образца. В – трещины увеличиваются в размере, магнитная обкладка отстала от основы. С – без видимых изменений
8545	В – трещины незначительно увеличились в размере. Остальные образцы без изменений
10000	Все образцы без изменений

По результатам проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы:

1. При увеличении процентного содержания наполнителя от 75,0 до 90,0% изгибная прочность магнитно-твердой обкладки ленты резко падает;
2. При изменении процентного содержания наполнителя изменяется не только время начала разрушения магнитной обкладки, но и сам характер разрушения;
3. Совместные испытания исследуемых образцов и серийной конвейерной ленты дают возможность предположить, что лента, удовлетворяющая требованиям применения ее в качестве приводной по долговечности, будет иметь содержание магнитно-твердого наполнителя в магнитной обкладке в пределах 75,0 – 82,5%;
4. Необходимо изменить способ соединения магнитно-твердой обкладки с основой ленты, так как в эксперименте имело место отслаивание магнитной обкладки.

Для дальнейших исследований представляет интерес определение рационального количества феррито-бариевого наполнителя в указанных пределах, а также поиск рецептур связующих элементов, при которых (при одном и том же достаточно высоком содержании наполнителя) магнитоэласт лучше бы противостоял изгибным нагрузкам.

В случае необходимости магнитно-твердая лента может быть изготовлена огнестойкой. Как показали эксперименты, проведенные в СКТБ Лисичанского завода РТИ, при замене в рецепте магнитно-твердой резины 80% натурального каучука на наирит КрА и при введении хлорпарафина ХП-600Б магнитная обкладка, как и лента в целом, отвечает требованиям огнестойкости.

Список источников

1. Расчет и опытно-промышленные испытания магнитно-твердой конвейерной ленты. — В кн.: Материалы III Всесоюзной научно-технической конференции по карьерному транспорту. Свердловск, 1973.
2. Штокман И.Г. Основы создания магнитных транспортных установок М., «Недра», 1972. 192 с. с ил.
3. Штокман И.Г., Эппель Л.И. Прочность и долговечность тяговых органов. М., «Недра», 1967. 232 с. с ил.
4. Растигайлов И.Н., Смирнов Б.А., Скворцов А.М., Конвейерные ленты для угольных шахт. Донецк, «Донбасс», 1975. 72 с. c ил.