传送带的规格确定方法与流程

本发明涉及一种传送带的规格确定方法，更具体而言，涉及一种能够有效确定上覆盖胶规格的传送带的规格确定方法，其中该上覆盖胶具有符合使用条件的耐久性。

背景技术：

利用传送带搬送以铁矿石、石灰石等矿物资源为代表的各种物质。利用传送带搬送物质的情况下，该搬送物从料斗、其他传送带投入至传送带的上覆盖胶上。投入的搬送物积载在上覆盖胶上，向传送带的行驶方向搬送。将搬送物投入传送带的上覆盖胶上时，上覆盖胶受到冲击，若该搬送物的表面锋利，则有时会产生割伤。搬送物积载在上覆盖胶并被搬送时，搬送物在上覆盖胶上滑动导致上覆盖胶发生磨损。因此，以往为了提高上覆盖胶的耐切割性、或者为了提高上覆盖胶的耐磨损性，进行了各种提案(例如参照专利文献1、2)。

上覆盖胶上产生的割伤的大小、发生频率、磨损量等因传送带的使用条件、搬送物的种类等而存在较大差异。因此，确定传送带的规格(例如上覆盖胶的规格)时，需要基于使用条件、搬送物的种类等，确定每次的规格即所谓的专用规格，从而存在需要大量工时的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001-88922号公报

专利文献2：日本专利特开2014-40295号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种传送带的规格确定方法，其能够有效地确定上覆盖胶规格，使该上覆盖胶具有符合使用条件的耐久性。

技术方案

为实现上述目的，本发明的传送带的规格确定方法的特征在于，将搬送物投入传送带的上覆盖胶上并积载搬送，由此以传送带受到的水平方向能量和垂直方向能量为指标，将传送带的使用条件的严格性分为多个类别，针对每个类别中包含所述上覆盖胶的至少耐磨损性和耐切割性的规定特性，预先制作设定允许范围的使用条件数据库，从而确定传送带的规格，此时基于该传送带的使用条件，计算出所述水平方向能量和垂直方向能量，然后基于该计算结果和所述使用条件数据库确定该传送带的上覆盖胶的规格。

有益效果

搬送物经投入并积载搬送时，传送带受到的水平方向能量主要给上覆盖胶的磨损量带来较大影响，垂直方向能量主要给上覆盖胶的割伤的大小、发生频率带来较大影响。所以，根据以该水平方向能量和垂直方向能量为指标，将传送带的使用条件的严格性分为多个类别的本发明，能够容易适当地区分典型的使用条件。因此，通过使用基于该传送带的使用条件计算出的水平方向能量和垂直方向能量(计算结果)、所述使用条件数据库，能够有效确定上覆盖胶的规格，该上覆盖胶具有相对于使用条件不存在过度或不足的耐久性。

此处，将所述传送带的使用条件的严格性分为例如至少5个类别。若分为5个以上的类别，则能够大致覆盖传送带实际的使用条件。

也可以根据每个所述类别的特点设定所述规定特性的评价方法。严格性的类别不同的情况下，与利用相同评价方法评价上覆盖胶的某些特性相比，根据类别使用不同的评价方法评价其特性有时会更符合现实的结果。因此，对于这种情况而言，可以在对每个类别的上覆盖胶的特性进行评价时，采用不同的评价方法。

也可以预先制作每个所述搬送物种类的所述使用条件数据库。搬送物的种类不同，则对上覆盖胶造成的损伤情况、磨损情况有所不同。因此，若预先制作每个搬送物种类的数据库，则能够确定上覆盖胶规格，使该上覆盖胶具有进一步符合该传送带的使用条件的耐久性。

针对起因于所述传送带的外部环境的所述上覆盖胶的至少1个规定要求特性，预先制作使其要求程度不同的设定有多个等级允许范围的外部环境数据库，从而确定传送带的规格，此时在所述水平方向能量和垂直方向能量的计算结果和所述使用条件数据库的基础上，基于使用所述传送带的外部环境和所述外部环境数据库，也可以确定该传送带的上覆盖胶的规格。上覆盖胶的耐久性不仅受到传送带的使用条件的影响，还受到来自传送带的外部环境的影响。根据该方法，有利于确定上覆盖胶的规格，使该上覆盖胶具有符合传送带的使用条件和外部环境的耐久性。

作为所述规定的要求特性，可列举耐候性、耐热性、耐寒性、耐油性、耐化学药品性、阻燃性和导电性。通过将这些考虑为规定的要求特性，能够大致覆盖传送带的典型的外部环境。

在确定传送带的规格时，也可以考虑到所述传送带的延伸方向相对于水平的倾斜角度，基于该倾斜角度和所述水平方向能量，计算出传送带所受的该延伸方向能量，将该计算出的延伸方向能量用作所述水平方向能量。传送带的延伸方向相对于水平倾斜地设置传送带的情况下，与以积载搬送搬送物的传送带所受到的水平方向能量为指标相比，以传送带的延伸方向能量为指标对于评价使用条件的严格性而言更为合适。因此，根据该方法，更加有利于确定上覆盖胶的规格，使该上覆盖胶具有符合传送带的实际使用的耐久性。

附图说明

图1是简化示意传送带线路的说明图。

图2是图1的A-A截面图。

图3是示例传送带所受到的水平方向能量和垂直方向能量的状态的说明图。

图4是示例所分类的类别的说明图。

图5是示例使用条件数据库的结构的说明图。

图6是示例倾斜的传送带所受到的传送带的延伸方向能量、水平方向能量和垂直方向能量的状态的说明图。

图7是示例外部环境数据库的结构的说明图。

图8是示例确定上覆盖胶的规格的步骤的说明图。

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施方式对本发明的传送带的规格确定方法进行说明。

在图1中示例的传送带线路中，将经其他的传送带7搬送的搬送物S投入传送带1上，利用该传送带1搬送至搬送目的地。有时也利用料斗等将搬送物S投入到传送带1上。传送带1架设在滑轮5a、5b之间，利用一定的张力进行铺设。

如图2所示，传送带1由利用帆布、钢帘线等芯体构成的芯体层2、夹持芯体层2的上覆盖胶3和下覆盖胶4构成。芯体层2是承受用于铺设传送带1的张力的构件。在传送带1的传输侧，下覆盖胶4由托辊6支撑，在回行侧，上覆盖胶3由托辊6支撑。在传送带1的传输侧，于皮带宽度方向上配置有3个托辊6，利用这些托辊6以一定的槽角度a呈凹状支撑传送带1。通过驱动侧的滑轮5a的旋转驱动，传送带1在一个方向上以一定的行驶速度V1运行。搬送物S投入到上覆盖胶3上，并积载在上覆盖胶3上被搬送。

如图3所示，在该传送带线路中，水平设置的传送带1与其他水平设置的传送带7以上下差h(各自搬送面的高度位置之差h)进行配置。在其他传送带7中，搬送物S以水平方向速度V0、垂直方向速度零进行搬送。该搬送物S由其他传送带7向传送带1投入的瞬间，质量m的搬送物S具有的动能为(m*V0²)/2。另外，以此时的传送带1的搬送面的位置为基准时，以g为重力加速度，质量m的搬送物S的势能为mgh。因此，此时质量m的搬送物S具有的能量E0如下述式(1)所示。

E0＝(m*V0²)/2+mgh···(1)

该搬送物S积载在传送带1上时，其水平方向速度保持为V0，垂直方向速度为零。然后，搬送物S在传送带1上经积载搬送，以传送带1的行驶速度V1在水平方向上进行搬送。行驶速度V1快于水平方向速度V0(V1>V0)。在质量m的搬送物S开始以行驶速度V1进行搬送的状态的时刻，搬送物S所具有的能量为动能的(m*V1²)/2，势能没有变化。由此，在质量m的搬送物S开始以行驶速度V1进行搬送的状态的时刻，搬送物S具有的能量E1如下述式(2)所示。

E1＝(m*V1²)/2···(2)

因此，通过在传送带1的上覆盖胶3上投入质量m的搬送物S并进行积载搬送，传送带1所受到的能量E中，水平方向能量Eh(水平方向成分)如下述式(3)所示。另外，该能量E中，垂直方向能量Ev(垂直方向成分)如下述式(4)所示。

Eh＝(m*V1²)/2-(m*V0²)/2···(3)

Ev＝mgh···(4)

将Eh、Ev分别换算为工作时间内传送带1的单位面积所受到的水平方向能量EH、垂直方向能量EV时，如下述式(5)、式(6)所示。

EH＝M*(V1²-V0²)*t/2/(W*L)/1000···(5)

EV＝Mgh*t/(W*L)/1000···(6)

此处，M为每单位时间的搬送重量(kg/h)、g为重力加速度(9.8m/s²)、V1为皮带行驶速度(m/s)、V0为搬送物的初始水平方向速度(m/s)、W为皮带的有效宽度(m)、L为皮带长度(m)、t为皮带工作时间(h)。需要说明的是，皮带的有效宽度W为传送带1的宽度尺寸的例如60％～80％，可作为积载搬送物S的范围，按照经验设定。

在本发明中，以该水平方向能量EH和垂直方向能量EV为指标，如图4所示，将传送带1的使用条件的严格性(severity)分为多个类别C1～C5。在图4中，以水平方向能量EH为横轴、以垂直方向能量EV为纵轴，严格性分为5个类别C1～C5。

第1类别C1是水平方向能量EH和垂直方向能量EV相对小规模的类别。第2类别C2是水平方向能量EH相对中规模，垂直方向能量EV相对小规模的类别。第3类别C3是水平方向能量EH相对小规模，垂直方向能量EV相对中规模的类别。第4类别C4是水平方向能量EH和垂直方向能量EV相对中规模的类别。第5类别C5是水平方向能量EH和垂直方向能量EV相对大规模的类别。

类别不限于5个，可以为3或4个类别也可以为6个以上的类别。但是，类别数过多时，数据分析等较为繁杂，因此类别数可以以10个左右为上限。若分为至少5个类别，则能够大致覆盖传送带1实际的使用条件。如上所述，针对各种使用条件、各种上覆盖胶3规格的传送带1，获取与包含耐磨损性和耐切割性的规定特性相关的数据，把握各个特性在实际使用上不存在过度或不足的、适当的允许范围。

接着，如图5所示，针对每个类别C1～C5中包含上覆盖胶3的至少耐磨损性和耐切割性的规定特性，预先制作设定允许范围的使用条件数据库DB1。使用条件数据库DB1预先输入并储存在个人计算机等运算装置8中。

例如针对耐磨损性，确定试验方法，并对该类别设定实用上不存在过度或不足的允许范围。作为具体的试验方法，可列举DIN磨损试验、兰伯恩磨损试验、皮克(pico)磨损试验、阿克隆(AKRON)磨损试验等。设定特定的上述磨损试验中的磨损量的允许范围。

针对耐切割性也同样地确定试验方法，并对该类别设定实用上不存在过度或不足的允许范围。具体而言，可列举使一定规格(形状和重量)的刀片从一定高度落下的试验方法等。设定特定的上述耐切割性试验中的切割深度的允许范围。

作为上覆盖胶的规定特性，除了耐磨损性和耐切割性之外，可以适当加入其他必要的特性。例如可加入耐剥落性，针对耐剥落性也同样地确定试验方法，并对各个类别设定实用上不存在过度或不足的允许范围。

在确定新的传送带1的规格时，基于该传送带1的使用条件，计算出水平方向能量EH和垂直方向能量EV。接着，基于计算出的水平方向能量EH和垂直方向能量EV、预先制作的使用条件数据库DB1，确定该传送带1的上覆盖胶3的规格(橡胶种类、厚度等)。

具体而言，将计算出的水平方向能量EH和垂直方向能量EV输入运算装置8中，由输入的计算结果确定该传送带1是否符合使用条件数据库DB1中所储存的任一类别。确定为任一类别后，在该类别中，于所设定的包含耐磨损性和耐切割性的规定特性的允许范围内，确定上覆盖胶3的规格。

根据本发明，投入搬送物S并进行积载搬送时，以该传送带1所受到的水平方向能量EH和垂直方向EV为指标，将传送带1的使用条件的严格性分为多个类别C1～C5。该水平方向能量EH主要给上覆盖胶3的磨损量带来较大影响，垂直方向能量EV主要给上覆盖胶3的割伤的大小、发生频率带来较大影响，因此容易适当区分典型的使用条件。因此，通过使用基于该传送带1的使用条件计算出的水平方向能量EH和垂直方向能量EV、使用条件数据库DB1，能够无需费太多劳力而有效地确定上覆盖胶3的规格，使该上覆盖胶3具有相对于使用条件不存在过度或不足的耐久性。

也可以根据每个类别的特点设定耐磨损性、耐切割性等规定特性的评价方法。严格性的类别不同的情况下，与利用相同评价方法评价上覆盖胶3的某些特性相比，根据类别使用不同的评价方法评价其特性有时会更符合现实的结果。因此，对于这种情况而言，可以在对每个类别的上覆盖胶3的特性进行评价时，采用不同的评价方法。

搬送物S为铁矿石、或石灰石、或砂土等，根据其种类不同，硬度、锋利性等不同，因此对上覆盖胶3造成的损伤情况、磨损情况有所不同。因此，若预先制作每个搬送物S种类的数据库DB1，则能够确定上覆盖胶3的规格，使该上覆盖胶3具有进一步符合该传送带1的使用条件的耐久性。

在之前的实施方式中，传送带1在水平方向延伸设置，但如图6所示，还存在传送带1的延伸方向相对于水平，以倾斜角度α倾斜设置的情况。如此，假设传送带1倾斜设置，搬送物S从其他传送带7自上下差h的高度投入的情况。

在其他传送带7中，搬送物S以水平方向速度V0、垂直方向速度零进行搬送。该搬送物S由其他传送带7向传送带1投入的瞬间，质量m的搬送物S具有的动能为(m*V0²)/2。另外，以此时的传送带1的搬送面的位置为基准时，以g为重力加速度，质量m的搬送物S的势能为mgh。因此，此时质量m的搬送物S具有的能量E0如下述式(7)所示。即、式(7)等同于上述式(1)。

E0＝(m*V0²)/2+mgh···(7)

该搬送物S积载在传送带1上时，其水平方向速度保持为V0，垂直方向速度为零。然后，搬送物S在传送带上1经积载搬送，以传送带1的行驶速度V1在相对于水平方向成倾斜角度α的方向上进行搬送。行驶速度V1快于水平方向速度V0(V1>V0)。在质量m的搬送物S开始以行驶速度V1进行搬送的状态的时刻，搬送物S所具有的能量为动能的(m*V1²)/2。势能也发生变化，以载置于传送带1上的位置为基准时，为mgH。由此，在质量m的搬送物S开始以行驶速度V1进行搬送的状态的时刻，搬送物S具有的能量E2如下述式(8)所示。

E2＝(m*V1²)/2±mgH···(8)

传送带1的行驶方向朝斜上方倾斜的情况下，势能为+mgH，行驶方向朝斜下方倾斜的情况下，势能为-mgH。

因此，通过在传送带1的上覆盖胶3上投入质量m的搬送物S并进行积载搬送，传送带1所受到的能量E中，传送带1的延伸方向能量El如下述式(9)所示。另外，该能量E中，垂直方向能量Ev如下述式(10)所示。

El＝(m*V1²)/2-(m*V0²)/2±mgH

＝m(V1²-V0²)/2±m(V1sinα)²/2···(9)

Ev＝mgh···(10)

将El、Ev分别换算为工作时间内传送带1的单位面积所受到的延伸方向能量EL、垂直方向能量EV时，如下述式(11)、式(12)所示。

EL＝M*(V1²-V0²±(V1sinα)²)*t/2/(W*L)/1000···(11)

EV＝Mgh*t/(W*L)/1000···(12)

此处，M为每单位时间的搬送重量(kg/h)、g为重力加速度(9.8m/s²)、V1为皮带行驶速度(m/s)、V0为搬送物的初始水平方向速度(m/s)、W为皮带的有效宽度(m)、L为皮带长度(m)、t为皮带工作时间(h)。需要说明的是，皮带的有效宽度W为传送带1的宽度尺寸的例如60％～80％，可作为积载搬送物S的范围，按照经验设定。

传送带1以倾斜角度α进行设置的情况下，垂直方向能量EV与传送带1水平设置的情况相同，但不是水平方向能量EH，可以使用延伸方向能量EL。并且，以这些垂直方向能量EV和考虑了倾斜角度α的水平方向能量EH为指标，如图4所示，可以将传送带1的使用条件的严格性(severity)分为多个类别C1～C5。

并且，也可以在确定如此倾斜设定传送带1的规格时，考虑到传送带1的延伸方向相对于水平的倾斜角度α，基于该倾斜角度α和水平方向能量EH，计算出传送带1所受的该延伸方向能量EL，使用该计算出的延伸方向能量EL代替传送带1水平设置时的水平方向能量EH。由此，更加有利于确定上覆盖胶3的规格，使该上覆盖胶3具有符合倾斜设置的传送带1的实际使用的耐久性。

但是，对实际使用的传送带1进行更详细的分析时发现，上覆盖胶3上产生的割伤的大小、发生频率、磨损量等即使在传送带1的使用条件相同的情况下，也会因使用传送带1的外部环境而发生变化。例如在室外使用的情况与在室内使用的情况下，上覆盖胶3所要求的耐候性的程度不同。或者，在搬运高温的搬送物S的情况和搬送常温的搬送物S的情况下，上覆盖胶3所要求的耐热性的程度不同。

作为上覆盖胶3的这种规定的要求特性，除了耐候性、耐热性之外，可以考虑有例如耐寒性、耐油性、耐化学药品性、阻燃性和导电性等。若搬送物S含有较多的油分，则要求上覆盖胶3具有耐油性，若搬送物S容易起火，则需要提高阻燃性并降低导电性。

并且，存在与各个要求特性相关的特性指标。耐候性受紫外线强弱的影响，因此紫外线强度为特性指标。另外，臭氧浓度的高低也会影响到耐候性，因此臭氧浓度也为特性指标。耐油性例如受到因附着在上覆盖胶3上的油导致的膨润性的影响，因此其为特性指标。要求特性及其特性指标可以如表1所示。需要说明的是，表1所述的低膨润油、中膨润油、高膨润油分别相当于ASTM NO.1油、IRM902、IRM903。

[表1]

因此，可以针对起因于传送带1的外部环境的上覆盖胶3的规定要求特性，预先制作使其要求程度不同的设定有多个阶段的允许范围的外部环境数据库DB2。并且，在确定传送带1的规格时，在上述水平方向能量EH和垂直方向能量HV的计算结果和使用条件数据库DB1的基础上，基于使用传送带1的外部环境和外部环境数据库DB2，确定该传送带1的上覆盖胶3的规格。

在外部环境数据库DB2中，如图7所示，针对每个上覆盖胶3的各个要求特性R1～R7，设定与各个要求特性R1～R7相关的特性指标的允许范围。外部环境数据库DB2事先输入并储存在个人计算机等运算装置8中。对于1个要求特性，特性指标可以为多个，也可以为单个。

具体而言，在确定传送带1的规格时，如图8所示，针对使用传送带1的外部环境，将与各个要求特性R1～R7(特性指标)对应的数值输入运算装置8中，由输入的数值确定传送带1的上覆盖胶3的要求特性R1～R7的要求程度是否符合外部环境数据库DB2中所储存的任一允许范围。并且，将处于下述允许范围的橡胶种类选作上覆盖胶3，所述允许范围是针对由外部环境数据库DB2计算出的各个要求特性R1～R7进行确定的允许范围。

接着，如上所述，将基于传送带1的使用条件计算出的水平方向能量EH和垂直方向能量EV输入运算装置8中，由输入的计算结果确定该传送带1是否符合使用条件数据库DB1中所储存的任一类别。确定为任一类别后，在该类别中，于所设定的包含耐磨损性和耐切割性的规定特性的允许范围内，且从使用外部环境数据库DB2确定的橡胶种类中，确定上覆盖胶3的规格。

根据该实施方式，有利于确定上覆盖胶3规格，使该上覆盖胶3具有符合传送带1使用条件和外部环境的耐久性。另外，通过将耐候性、耐热性、耐寒性、耐油性、耐化学药品性、阻燃性和导电性考虑为规定的要求特性R1～R7，能够大致覆盖传送带1的典型外部环境。

符号说明

1 传送带

2 芯体层

3 上覆盖胶

4 下覆盖胶

5a、5b 滑轮

6 托辊

7 其他传送带

8 运算装置

C1～C5 类别

R1～R7 要求特性

DB1 使用条件数据库

DB2 外部环境数据库

S 搬送物