Способ соединения концов конвейерной ленты Советский патент 1993 года по МПК C09J5/04 B29D29/06 B29L29/00 

Изобретение относится к изготовлению и ремонту резинотехнических изделий, в частности конвейерных лент, и может быть использовано на предприятиях металлургической, угольной, строительной и других отраслей промышленности.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение прочности соединения.

Указанная цель достигается тем, что в способе соединения концов конвейерной ленты, заключающемся в разделке концов, их промазке клеем, сушке, укладке и последующем уплотнении от центра к бортам уп- лотняющим инструментом, согласно изобретению уплотнение клеевого шва выполняют виброударным инструментом при постоянном его перемешивании и непрерывно-импульсном воздействии

Виброударный инструмент оснащен бойком с рабочей поверхностью в виде шарового сегмента

Плотность энергии импульсного воздействия, распространяемая по площади клеевого шва, составляет 10-15 Дж/см .

Выполнение операции уплотнения виброударным инструментом при постоянном его перемещении и непрерывно-импульсном воздействии позволяет механизировать процесс уплотнения, а следовательно и снизить его трудоемкость. При этом качество уплотнения повышается и на этой основе повышается прочность соединения. Подтверждается это следующими соображениями.

Известно, что прочность соединения концов конвейерной ленты зависит согласно молекулярной (адсорбционной) теории от адгезионного взаимодействия клея с соединяемыми поверхностями. Одним из путей повышения адгезионных свойств швов (помимо химического и механического) является повышение качества уплотнения соединяемых поверхностей пробивкой. При прочих равных условиях качество уплотне-

Ё

00

о

Ј

ния зависит от давления, прилагаемого к соединяемым поверхностям. За счет этого давления из шва удаляется воздух. При этом процесс идет на двух уровнях - макро и микро. На первом этапе вытесняется воздух из линз между соединяемыми поверхностями при минимальном давлении. Но воздух находится и в порах склеиваемых поверхностей под слоем клея. Под влиянием давления, значительно большего, чем на первом этапе, он отжимается, а также диффундирует вглубь поверхностей, а его остатки в линзах выжимаются к краям ленты. Если поверхности недостаточно пористые, то воздух частично поглощается клеем. За счет этого глубина заполнения пор клеем увеличивается.

Глубина заполнения (И) пор клеем и давление (Р) находятся в следующей зависимости

Н(1-Ј+2а Р

Р

где Н - высота микронеровностей;

Ри - начальное давление воздуха в углублениях.

а- поверхностное натяжение клея.

Из анализа первой составляющей суммы приведенной зависимости следует, что увеличение давления (Р) ведет к увеличению глубины заполнения пор клеем (h). Величина давления (Р) должна быть в пределах расчетной величины. В предлагаемом решении при использовании виброударного инструмента (например, перфоратора) этот показатель контролируем, так как соответствует технической характеристике данного (конкретного) инструмента.

Использование в процессе уплотнения соединения непрерывно-импульсного режима воздействия интенсифицирует процесс проникновения клея в микронеровности соединяемых поверхностей. При этом силы, возникающие при соударении, нарастают, падают и порождают волны, В волнах сжатия образуются две формы энергии: потенциальная и кинетическая. Напряженные слои резинотканевой ленты, перемещаясь, совершают работу, которая превращается в энергию упругой деформации и кинематическую энергию части соседнего слоя соединительного шва, а также и промежуточного слоя - клея.

Таким образом, использование виброударного инструмента для уплотнения клеевого шва не только позволяет снизить трудоемкость этой операции, но и повысить прочность соединения концов конвейерной

ленты за счет активизации адгезионных процессов с одной стороны и эффекта преобразования энергии упругой деформации материала слоев ленты в кинематическую

энергию частиц материала в слоях ленты - с другой стороны.

При этом следует обратить внимание на то, что процесс уплотнения контролируем по основным параметрам: плотности энергии импульсного воздействия на клеевой шов, времени воздействия и частоте импульсов.

Обеспечено, как уже упоминалось выше, техническими данными используемого

5 инструмента - с одной стороны и конкретной площадью бойка с рабочей поверхностью в виде шарового сегмента - с другой. В процессе работы может заменяться инструмент или при данном инструменте - боек,

0 или то или другое.

Оснащение виброударного инструмента бойком с рабочей поверхностью в виде шарового сегмента позволяет получить оптимальную площадь прижатия, снизить ко5 эффициент трения, повысить скорость перемещения контактной площадки основания ударника и на этой основе повысить прочность соединения концов ленты, а также снизить трудоемкость операции уплот0 нения.

Особенно важна форма основания ударника (бойка) виброимпульсного инструмента. Наиболее рациональной конфигурацией, взаимодействующей с уплотняемым соеди5 нительным швом, является шаровой сегмент: передается наибольшее количество энергии, увеличивается контактная площадка с поверхностью соединительного шва при углах положения инструмента, не рав0 ных 90е (при так называемых косых ударах).

При проведении исследований, упоминавшихся выше, были исследованы прочно- стные характеристики швов при

5 использовании ударников с различной конфигурацией бойка (плоское основание в виде круга, с шаровой полусферой основания и с шаровым сегментом). Первые два упомянутых бойка после первого этапа испытаний

0 были отвергнуты из-за недостаточного качества упяотнения(непробивка при косом ударе, снижение скорости перемещения инструмента, непостоянство площади контакта инструмента и поверхности шва и дру5 гих).

Наиболее приемлемые показатели бойка с точки зрения качества уплотнения и снижения трудоемкости процесса выявлены при форме основания в виде шарового сегмента (см. фиг. 1): стабильная площадь контакта как при прямом, так и при косом ударе; обеспечивается плавная скорость перемещения инструмента; при оптимальном шаге перемещения исключаются участки с неуплотненным швом; нагрузка от рабочей поверхности бойка на поверхность шва передается достаточно равномерно при любом ударе и другие.

При выборе плотности энергии импульсного воздействия, распространяемой по площади клеевого шва, в пределах 10-15 Дж/см исходили из соображений обеспечения оптимальных трудозатрат на процесс уплотнения-с одной стороны и достижения максимальных показателей прочности соединения для данного конкретного шва при использовании конкретного виброударкого инструмента с бойком в виде шарового сегмента расчетного диаметра - с другой стороны.

При использовании плотности энергии импульсного воздействия менее 10 Дж/см2 из клеевого шва не полностью удаляется воздух - с одной стороны, а с другой - замедляется процесс заполнения микропор клеем и недостаточно активизируется процесс адгезионного взаимодействия клея с соединяемыми поверхностями концов ленты, В результате этого недостаточно повышается прочность соединения клеевого шва.

При использовании удельной плотности энергии импульсного воздействия более 15 Дж/см2 с одной стороны повышается трудоемкость технологической операции, так как шаг перемещения уплотняющего инструмента должен быть уменьшен, поскольку упомянутая плотность при использовании конкретного виброинструмента может быть достигнута при суммировании на площади шва энергетических импульсов от ударов.

С другой же стороны - значительного повышения прочности соединения не достигается, так как происходит не только вы- стеснение воздушных линз, но и части клеевого слоя из пространства между соединяемыми поверхностями. В результате ухудшаются адгезионные процессы взаимодействия клея с соединяемыми поверхностями.

На фиг. 1 изображен боек виброударного инструмента {вид сбоку); на фиг. 2 - поверхность соединяемых концов конвейерной ленты со следами пробивки (вид сверху).

Способ соединения концов конвейерной ленты осуществляется следующим образом.

Концы ленты 1 и 2 разделяют по ступеням 3, которые шерохуют, обезжиривают и сушат при 15-25°С в течение 10-20 мм. После этого ступени 3 концов ленты 1 и 2 дважды (с промежуточной сушкой) промывают клеем 51К-38, Вторая сушка осуществляется при 15-25°С в течение 10-15 мин до отлипа. После сушки концы ленты 1, 2 складывают и посредством перфоратора 4,

0 оснащенного бойком 5 с рабочей поверхностью в виде шарового сегмента (S 4,52 см ) пробивают по всей поверхности стыкового соединения от середины к краям по направлениям 6 с перекрытием следов 7 от удара,

5 что соответствует скорости перемещения инструмента (бойка 5) в пределах 40-70 мм/с.

Плотность энергии импульсного воздействия, распространяемой по площади

0 клеевого шва, выбирают в пределах 10-15 Дж/см2,

Выбор плотности энергии импульсного воздействия в указанных выше пределах обеспечивает повышение прочности соеди5 нения при оптимальной трудоемкости процесса уплотнения.

В примере выполнения были опробованы пять вариантов выбора значений плотности импульсного воздействия (см. табл. 1).

0 Способ осуществляется на соединении концов ленты типа ТК-100 (ГОСТ 2085) с использованием клея холодного отверждения типа 51К-38, изготовляемого Саранским заводом НТИ и ручного

5 электрического перфоратора ИЭ-4713 (ГОСТ 25998-83) Даугавпилского завода Электроинструмент. Энергия удара 1 Дж, частота ударов 40 ул/с. Использовался ударник в виде шарового сегмента с пло0 щадью рабочей поверхности, равной 4,52 см . Испытания проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 6768-75 на разрывной машине FPZ-1000.

Вариант 1 - значения параметров вы5 браны за пределами нижних пределов параметров заявляемого способа.

Вариант 2 - значения параметров выбраны на границе нижних пределов параметров заявляемого способа.

0 Вариант 3 - значения параметров выбраны в диапазоне средних значений параметров заявляемого способа.

Вариант 4 - значения параметров выбраны на границе верхних пределов пара5 метров заявляемого способа.

Вариант 5 - значения параметров выбраны за пределами верхних пределов параметров заявляемого способа.

Результаты реализации вариантов способа представлены в табл. 2.

Формула изобретения 1. Способ соединения концов конвейерной ленты, включающий разделку концов ленты, их промазку клеем, сушку, укладку и последующее уплотнение клеевого шва от центра к бортам уплотняющим инструментом, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения прочности соединения, уплотнение клеевого

шва выполняют виброударным инструментом при постоянном его перемещении и непрерывно-импульсном воздействии с плотностью энергии его по площади клеевого шва 10-15 Дж/см3.

2. Способ по л. 1,отличающийся тем, что используют виброударный инструмент, оснащенный бойком с рабочей поверхностью в виде шарового сегмента.

Таблица 1

Использование: в процессе изготовления и ремонта конвейерных лент. Сущность изобретения1 концы конвейерной ленты разделывают, наносят на них клей, сушат, укладывают и затем уплотняют клеевой шов от центра к бортам уплотняющим инструментом В качестве уплотняющего инструмента используют виброударный инструмент при постоянном его перемешивании и непрерывно-импульсном воздействии. Инструмент оснащен бойком с рабочей поверхностью в виде шарового сегмента. Удельная плотность энергии импульсного воздействия, распространяемая по площади клеевого шва, составляет 10-15 Дж/см2, 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

Таблица2

((«(

rfcefcefceWi

, ILL, . , 1 С ) Ч T%i iMUfcAA

TO TV V (

УУУУУуУ УУЧА чф

/ / / / SS/S/S {S/S//S,S S/A////A//fS

x У x xx x x x x x x x xS yyNrV A 4 XX X x

.XXXxx:

/ J

Фиг1

фие.Ј

rfcefcefceWi

, ILL, . , 1 С (S-f / ) Ч T%i iMUfcAAiy) ЬЛ

TO TV V

,S S/A////A//fS

xS yyNrV A 4 XX X x

X УУУ1