Что такое коэффициент безопасности конвейерной ленты и как его выбрать?

При выборе или покупке конвейерных лент мы сталкиваемся с таким техническим показателем, как «коэффициент безопасности» (SF). Что же такое коэффициент безопасности и как его следует выбирать?

Понятие «коэффициент безопасности» впервые было введено в стандарте DIN 22101 в 1982 году. Это цифры, предоставляемые производителями конвейерных лент для конкретных типов лент. Коэффициент безопасности — это отношение прочности материала на разрыв к приложенному напряжению или допустимой максимальной нагрузке. Часто его называют «натяжением». Этот показатель связан с тканью ленты и, следовательно, с общей прочностью ленты. Неважно, покрыта ли лента EPDM, нитрилом или SBR — коэффициент безопасности от этого не зависит. Другими словами, коэффициент безопасности — это важный параметр, обеспечивающий целостность конвейерной ленты во время работы.

Коэффициент безопасности напрямую связан с нашим рынком: с точки зрения безопасности, надежности и долговечности он должен быть выше, а с экономической точки зрения — ниже.

Коэффициент безопасности для предыдущих конвейерных лет был относительно консервативным: для тканевых лент он часто составлял номинальные 10:1, а для стальных тросовых — номинальные 6,7:1. Например, если производитель хочет создать двухслойную конвейерную ленту с прочностью 220 фунтов на дюйм и установить для нее стандарт коэффициента безопасности 10:1, это означает, что его готовая лента должна выдерживать минимальную силу разрыва в 2200 фунтов на дюйм на испытательной машине. Это привело к значительному увеличению инвестиций пользователей.

Однако все больше исследований показывают, что прочность конвейерной ленты на разрыв не связана с фактическим коэффициентом безопасности при проектировании ленты, а зависит от способности ленты выдерживать нагрузку, мгновенную пиковую нагрузку в устойчивом режиме работы, а также усталостную прочность соединения. Другими словами, это множитель, применяемый к расчетной максимальной силе, которой будет подвергаться соединение конвейерной ленты (как самое слабое звено). Коэффициент безопасности учитывает несовершенства материалов, дефекты сборки, деградацию материалов и другие неопределенности.

Общепринятый коэффициент безопасности:

Обычно коэффициент безопасности для стабильных условий эксплуатации колеблется от 6,7 до 10 и связан с прочностью соединения.

Например, стальная тросовая конвейерная лента от «SUNGDA» имеет прочность на разрыв 7500 Н/мм. После испытаний на усталостную прочность соединения эффективность соединения, проверенная на усталостной машине, достигла 38%, следовательно, усталостная прочность соединения составила 2850 Н/мм (несущая способность = 0,38 * 7500 Н/мм). Другая стальная тросовая конвейерная лента от «SUNGDA» имеет прочность на разрыв 6600 Н/мм, но технология и прочность соединения улучшены. После испытаний уровень выдерживаемого соединения составил 50%, а чистая несущая способность — 3300 Н/мм, что на 16% выше, чем у первой ленты. Хотя ее прочность на разрыв на 14% ниже, чем у первой, расчетный коэффициент безопасности для первой ленты составляет 6,5.

Благодаря высокой прочности соединения коэффициент безопасности для второй ленты может быть снижен до 4,7, а соответствующая выдерживаемая нагрузка увеличена на 39%. Материалы для изготовления конвейерных лент и соединений, а также современные методы анализа показывают, что использование коэффициента безопасности ниже 5,0 для лент с прочностью на разрыв от ST-1000 Н/мм до ST-6000 Н/мм является безопасным и надежным.

Конвейерные ленты, особенно высокопрочные, составляют до 30-50% инвестиций в ленточные конвейеры. Для рационального выбора конвейерных лент и снижения затрат на них важным способом является совершенствование технологии соединения лент с целью уменьшения коэффициента запаса прочности. Например, на 20-километровом конвейере в Австралии коэффициент запаса прочности для стального троса ленты был снижен с обычных 6,7 до 5,0, что привело к уменьшению веса ленты на 14%, увеличению срока службы опорных роликов на 7% и возвратных роликов на 40%. Снижение натяжения ленты уменьшило соответствующие структурные инвестиции, потребление энергии сократилось на 4%, а за 20 лет эксплуатации инвестиционные и операционные расходы могут быть снижены примерно на 10%.

Немецкий промышленный стандарт DIN22101-1982 определяет коэффициент запаса прочности стального троса конвейерной ленты как отношение прочности на разрыв стального троса к натяжению ленты при стабильной работе конвейера, с минимальным значением 6,7. В 2002 году Германия пересмотрела стандарт 1982 года, и новая версия приняла новую концепцию и метод расчета. Согласно выводам, коэффициент запаса прочности стального троса конвейерной ленты может быть менее 6,7, вплоть до 4,5.

За последние десять лет некоторые страны уже отошли от норм 1982 года. Эксплуатируемые в Германии, Великобритании, Новой Англии, Австралии и других странах ленточные конвейеры используют коэффициенты от 4,5 до 5,5. Согласно исследованиям зарубежных организаций, таких как американская компания CDI, коэффициент запаса прочности стального троса конвейерной ленты может быть снижен до уровня ниже 5,5, в диапазоне от 4,5 до 5,0.

КОМПАНИЯ SUNGDA ПО ПРОИЗВОДСТВУ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ

Официальный сайт SUNGDA: https://www.sungdagroup.com