Напружений стан стикового з'єднання стрічки конвеєра

Abstract

Значні обсяги матеріалів транспортують конвеєрами з гумотканинними стрічками. Кінці стрічки з’єднують – надають їй замкнену форму. Транспортування сипких матеріалів вимагає неперервності стрічки. З’єднання її кінців здійснюють шляхом склеювання, коли шар тканини одного шару накладають на шар іншого. При цьому, з метою не допущення збільшення жорсткості стрічки на згин, не допускають збільшення кількості шарів в з’єднанні проти їх кількості в стрічці. Вказане зумовлює наявність розривів суцільності шарів тканини. Розриви суцільності, відповідно принципу Сен-Венана, спричиняють локальні збурення її напружено-деформованого стану стрічки. Визначення умов міцності стикового з’єднання актуальна задача забезпечення надійності та безпеки експлуатації конвеєра. Методами механіки композитних матеріалів побудовано математичну модель взаємодії шарів тканини з’єднаних шарами гуми. В моделі прийнято наступні спрощення. Шари тканини працюють лише на розтягування. Гумові прошарки - на зсув. Напруження пропорційні деформаціям. З’єднання кінченої довжини. Стрічка безмежно довга, навантажена поздовжньою силою розтягування. В моделі враховано наступне. Прямокутний переріз стрічки, наявність розриву суцільності усіх шарів тканини в різних перерізах стрічки в межах стикового з’єднання. Модель розроблена в загальному вигляді. В процесі ній довільно можуть бути задані наступні величини: зведений модуль пружності шару тканини на розтяг вздовж ниток основи, модуль зсуву гуми, кількість шарів тканини в стрічці, довільна відстань поміж перерізами з розривом неперервності шарів тканини. Отримаємо вирази для визначення показників напружено-деформованого стану з’єднання. Дослідження показує наступне. Більше навантажені шари розташовані поряд з ушкодженим, максимально навантажені шари розташовані поряд з крайнім ушкодженим. За безмежного зростання відстаней поміж перерізами розташування розривів шарів тканини, значення коефіцієнтів навантаження других з краю шарів сягають 1,6, середніх за умови, що кількість шарів в стрічці не менша за десять - 1,4. середніх за умови, що кількість шарів в стрічці не менша за десять - 1,4. За меншої кількості шарів цей коефіцієнт більший але менший за 1,6. Максимуми зсувів гумових шарів поміж першим та другим, останнім та передостаннім за рівних довжин крайніх сходинок стику рівні. Така особливість зумовлена кінематикою взаємодії шарів – усі шари окрім крайніх мають два суміжних шари, з ними взаємодіють. Крайні взаємодіють з одним шаром. Через гумовий прошарок передається усе зусилля, що діє н крайній шар. Напруження в першому від краю стрічки прошарку найнебезпечніші. Визначено умови міцності які можуть бути використані для з’єднань стрічок різної конструкції.

Large volumes of materials are transported by conveyors with rubber webbing. The ends of the ribbon connect - give it a closed shape. Transporting bulk materials requires continuous tape. The ends of the joints are glued together when a layer of fabric of one layer is applied to a layer of another. At the same time, in order not to increase the rigidity of the ribbon on the bend, do not allow the increase in the number of layers in the joint against their number in the ribbon. This leads to the presence of discontinuities of the layers of fabric. Continuity breaks, according to the principle of Saint-Venan, cause local perturbations of its stress-strain state of the belt. Determining the conditions of butt joint strength is an important task of ensuring the reliability and safety of the conveyor operation. The methods of composite mechanics have been used to construct a mathematical model of the interaction of fabric layers connected by layers of rubber. The model accepts the following simplifications. The layers of fabric only work to stretch. Rubber layers - shear. Stresses are proportional to deformations. Connection of finite length. The tape is infinitely long, loaded with longitudinal tensile strength. The model considers the following. Rectangular ribbon cross section, the presence of continuity of all layers of fabric in different cross sections of the ribbon within the butt joint. The model is designed in general. In the process it can be arbitrarily set the following values: the composite modulus of elasticity of the fabric layer to stretch along the filaments of the base, the shear modulus of the rubber, the number of layers of fabric in the tape, the arbitrary distance between sections with a rupture of the continuity of the layers of fabric. We get expressions to determine the strain-strain state of the connection. The study shows the following. The more loaded layers are located next to the damaged one, the maximum loaded layers are located next to the extremely damaged one. With the infinite increase in the distances between the sections of the location of the ruptures of the layers of the fabric, the values of the load coefficients of the second from the edge of the layers reach 1.6, average, provided that the number of layers in the tape is not less than ten - 1.4. average, provided that the number of layers in the tape is not less than ten - 1.4. With fewer layers, this factor is greater but less than 1.6. The maximums of displacements of the rubber layers between the first and second, last and second to last equal levels of the extreme steps of the joint are equal. This feature is caused by the kinematics of the interaction of layers - all layers except the extreme have two adjacent layers, interact with them. The extremes interact with one layer. Through the rubber layer, every effort is exerted on the n layer. The voltage in the first layer from the edge of the strip is the most dangerous. Strength conditions are formulated that can be used for joints of different designs and tapes of different designs.