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工程故障分析
由落料引起的带式输送机的损坏故障分析。第一部分：实验测量与回归模型。
输送带、试验装置、实验测量、回归模
摘要：
最常见的运输带损坏的情况是被锐利的材料刺穿。减少这种类型的损害的方法中的一个是使用合适的类型的输送机带。因此，对其部分抗穿刺性的输送带进行分析是在操作条件下使用的很重要的一个因素。本篇论文的目的是通过回归数学模型的帮助下，确定在输送带上的物料的重量之间的依赖关系；在实验测量的基础上，在传送带上确定粉碎高度和受力情况，然后确定在该传送带损坏下的条件。实验结果使输送带操作员能够设置的破碎高度和最大重量低于阈值的值，以防止输送带损坏。
- 简介：
带式输送机是连续运输的机器[1]。带式输送机是一种常用的连续运输设备，高效、大输送能力，施工简单，且维护量小。可以在不同的距离下运输不同的材料[2]。带式输送机广泛应用于矿山、煤炭、化工工业，港口和发电厂[3].。在带式输送机中，输送带不仅是牵引元件，传递功率和运动；也是承载部件，支撑材料的载荷[2]。造成输送带损坏和报废的主要原因之一是他们的动应力。动态分析是决定设计是否合理、运行中是否安全和可靠的，经济上是否可行的关键。研究动态特性，提高效率和生产率，保证输送安全，可靠稳定运行是非常重要的[4]。带式输送机的动态特性在很大程度上是通过皮带的性质来确定[5]。
动应力会引起织物输送带剪切载荷的疲劳强度函数。Kozhushko and Kicks[6]解决了在剪切载荷作用下织物输送带的疲劳强度。他们的结论是皮带的疲劳现象是通过一个极限角发起的中央橡胶层的层压故障导致剪切强度得地下降来被解释[6]。
郑和杜[6]研究了水平转弯段带式输送机的受力状态，提高了水平转弯带式输送机的设计水平。库马尔[7]提出了带式输送机设计修改和最新的技术审查
或在不同的应用中使用的方法，以减少故障，维修成本和操作过程中与设备相关的致命意外的发生。
对于输送带的动力学分析，证明了有限元法的应用。海泰莱和马拉什[9 ]在他们研究中集中于有限元数值模拟应力应变状态在输送带中的应用研究。Pascual等人[10]提出了考虑粘性阻尼模型的大型输送带动态应力分布计算方法。
下一位作者，罗德维克斯[8,9]在输送带的详细研究的框架内解决了有限元应用的可能性。费多科和ivancˇO [10]通过有限元方法研究了在经典的带式输送机输送带的力比。通过应用有限元法研究带式输送机的关键因素之一是确定输送带的正确的材料特性。这个问题是由 Mazurkiewicz[11]解决。
Romani[12]解决了在安全带的紧张关系在规定的对带式输送机的性能至关重要的安全范围内时，提供一个平滑的软启动控制驱动加速扭矩的能力。zimroz和KRoacute;L [13]处理了状态监测失效分析。Mazurkiewicz[14]还解决了输送带损坏的问题。
传送带的磨损的一个主要原因是由块状材料的影响下引起的应力[15]。
材料对输送带的影响引起了很多情况，不仅是磨损，而且还带来皮带损坏。这个问题在过去不仅在理论上[19，22]，而且还通过在实验室条件下的测试[ 23，26 ]也解决了。理论上，作者的努力是面向带有数学模型的目的是创建去描述传送带的性能。到现在为止，它被描述的数学装置，用于使用更新理论的带式输送机的可靠性的测定[16,17]。仅仅勉强解决了输送带故障区域的回归模型。最受关注的是用有限元在数学建模上[20,8–10]。
在带式输送机的运行过程中，可以直接实现对带式输送机的损伤的研究，实现它几乎是不可能的或费力的，或者可能使用特殊测试设备。Aldrich等[21]通过用机器视觉和核方法，实现了在传送带上的煤的网上分析。另一方面Fiset and Dussault [22], Ballhaus[23,24], Flebbe [25] and Hardygora [26] 处理了在实验室条件下的带式输送机损坏原因分析。
输送带损坏导致其逐渐破坏，这一事实可以为用户监控巨大的经济损失。因此生产商的努力是生产，客户感兴趣的是买有最大伤害抵抗性的输送带。文章的这部分是一种方法，其可以通过传送带被用于测试与评估相关的他们的伤害性，在极端情况下的击穿产物。
- 材料与方法：
2.1、问题制定
输送带在外部荷载的作用下改变其形状和大小，这意味着它的变形。机械
属性表达作用外力的大小和所造成的变形之间的关系，其中包括弹性，变形特征特征在于弹性模量，可变形性和强度性能的模量，例如：压缩强度，拉伸强度，剪切强度。从橡胶层上带有纺织线和盖的输送带基本性能的试验方法中，确定了
尺寸，功能，物理，机械和特殊试验方法。
在这项工作中，冲击试验是研究的对象，属于实现特殊用途的输送皮带的整体评估的目的专项测试，主要用于散料输送在采石场上的露天的艰难操作条件。他们都是非常具体的测试，到现在未修改从任何标准或法规。
冲击试验的目的是为了确定传送带的破坏性阻力方面的条件，其中，所述皮带将
工作（输送材料，其形状等的团块）。目前，目前还没有明确的方法确定或评价输送带的击穿性。在实践中，一个输送机皮带经常被暴露在其表面上尖锐材料的碰撞，特别是在输送机填充或移位的地方。它会出现损坏，并在某些情况下，传送带是不能够到下一个操作。其结果是不小的经济受损，这些都与受损皮带交换和创建的非工作状态的必要赔偿。本论文的目的是坠落材料引起的橡胶纺织输送带损坏的问题。这样做的目的是要通过回归数学模型，确定一个
物料落在输送带上的重量，粉碎输送带的高度和受力比之间的依赖性，并确定由它造成传送带的损坏情况。带实现实验后，对于传送带的更详细的研究，它被应用于工业计算机断层扫描。
2.2、实验描述
实验室实验是确定输送带上材料在材料撞击过程中产生的冲击和张力的适当手段，即，测定，分别考察对象的使用特性的验证 - 输送带G. Fedorko等。 /工程故障分析36（2014）30-3831针对裂口阻力。本试验及其结果可确定材料模拟冲击瞬间的输送带冲击力和张力。在工业和交通运输物流研究所，实验室实验通过实验设计的测试设备来实现。
2.3、测试装置的描述
该试验装置模拟了在输送带上的锋利物料的冲击。这是众所周知的，原则是带有重量的一个落锤从一定的高度落在传送带上。装置（图1）由一个塔和试验
板组成。
塔的结构是从金属桁架结构创建的，其中在端部吊装的绞盘落锤。带有固定和自由滑轮的绞车创建塔滑轮组。落锤可提升到最大高度2.6米。。它是由密闭结构的单链钢丝绳形成的两条平行线引导。
落锤的重量可从40公斤到300公斤，这是提升绞车的容量。5-20kg经典的校准重量的添加或删除实现其重量变化的权重。落锤操纵由滑轮组的自由滑轮启用。通过改变落锤的高度，降低能源的变化会被监视。落锤是自由下落的。我们重视撞击到落锤的结束（图2）。在试验期间，采用冲击器B，图2。接下来的实验中，它被用来撞击A、C，图2，它是能够模拟其他类型的下跌材料。从测量的结果确定该冲击的影响类型是对结果可以忽略不计。测试板是由在其中移动的液压钳口的输送机带样品的夹紧U异型材创建的一个金属结构。该夹紧板的结构设计，使它创建了坚实的单位，耐冲击。
2.4、试验样品
在试验样品的制备前，用一般适用条件对输送带进行取样。橡胶纺织传送带测试的取样从所产生的传送带的端部至少500毫米被实现。输送带样本的长度必须有可能对所有要求的试验制备试样。试样是从传送带的样品以均匀的在其宽度的方向分布式的点模切或切出，从带的边缘的最小距离必须是100毫米。我们推荐使用切割用刀切刀，楔角不大于18。对于实验室实验的目的，其中结果本文提出，它是从橡胶织物的样品切出的试验片，尺寸1400600毫米输送带（图3）。
传送带制作完后，测试试样至少测试5天。在测试之前，通过温度（23plusmn;2）℃和相对湿度（650plusmn;5）％，他们必须被调节3天，如果未被特殊指定条件期间。该测试由温度（23plusmn;2）℃和相对湿度（65plusmn;5）％实现。每个试样在测试的点试验后必须被控制。如果确定一个重大缺陷，结果不考虑，记录中记录了一种错误。
2.5基础测试
试样（输送带P型1600/5 2）被插入到液压钳口之间的空间，它是牢固订起来。通过液压钳口测试的压力，它等于操作传送带的容许应力对应的皮带1/10强度。试样张力后落锤被放在其上面，它是附加的重量，但落锤是掉在试样上。在测试后，可以明显确定试样损坏的速率，并在冲击的时刻减去冲击和拉伸力的影响。随后消减数据联系目的来理解确定的冲击力的大小和试样损坏之间的关系。
2.6评估测试
从冲击应力测试结果的分类来看目前没有任何标准或法规规定去定义。通过评测我们使用所有可用的数学，物理和统计程序。张紧试样和落锤释放的测试，由两个应变计扫描器的帮助下测定张力和冲击力的大小。通过激光传感器的帮助下测出在试样的上方方落锤的实际高度。一个电子装置，记录该测量的整个时间斜率，单个的时间点的实际高度，张力和冲击力的大小（图4）。测量常用1000HZ的频率。一个撞击试验（10秒）的测量的持续时间是从解算器的请求的结果来记录完全完整的测试过程，它也分级。时间是足够的对于在同一时间它反映数关于锤子自由落体通过最大破碎高度和最大可能的的冲击。在判定故障的情况下的试验的评价是基于测试样品和对照通过城域断层摄影的视觉控制。从测量记录看，我们确定达到失效时的张力和冲击力的大小，所以试样的破坏是由破坏性能量决定的。在数学物理模型创建的情况下，所测量的数据被下呈现给表格，图表（图5），依靠影响测试我们得到有关结果的所有参数。
3理论计算
3.1、回归函数的设计
回归分析有助于找到一个数学模型，其确定的两个或多个参数的相关性。这种模式是依赖的假设的一种表达，它提出了回归分析出发的参数。它是由回归函数来描述（1），它可以有各种形式的说明。
在我们的传送带性研究的框架，我们应用为基础的应用回归分析数据（表1），这是由所述测试设备（图1）上的实验测量得到的。
在接下来的过程的框架中，回归函数（1）通过选择回归函数代替（2）。
系数b0; B1; ...;BN是未知系数b0的估计; B1; ...; BN。对于这些系数的估计它采用最小二乘法，使我们减少平方为偏差（3）的剩余之和。
测定（4）的指标被用作的简洁的特性的回归函数，其中，（5）是偏差（）的平方的式的总和，和平均值。（5）是测量值的算术平均值变量。
从数学分析的方法中，已知的功能f(x)能够的基础上近似泰勒展开的一系列定程度的多项式，这意味着写用的微分的这个功能的形式（6），其中f(a,x)是函数f(x)的K-位值的差。
如果我们忽视的公式函数(x)（近似误差）（6），我们将得到的近似式，图标7近似值。
最终的模型，相关函数逼近的可能性，相关反射的基础上创建y=f(x)泰勒多项式，以便我们通过第二个系列把系列（7）结束。
我们的模型依赖于两个变量，体重微米，高度h，在形式修改之后是可能的变换函数y=f(x)=f(m,h)（8）。
回归函数（8）通过选择性回归函数（9）取代。
- 结果
4.1、结果演示
我们可以得到每个测量记录例如从时间得到力的大小，作用在皮带上的力的最大值，震动持续时间。通过落锤上的试样的第一冲击所产生的最大负载力，下一个极端的力（图4）由反射和上试样的落锤的结果的影响而引起的。在第一近似，我们选择动力的值从测量数据的文件中的试验片落锤冲击的第一阶段。对于在接下来的所有测量我们用对试样落锤冲击第一阶段的力量最大值研究。在此基础上，根据从该组基本相关的数据选择的适合的统计程序创建它的表1的冲击力最大值，则对于冲击力回归函数（9）、（10）和至测定其中介绍了发现模型的适用性这个计算的指数为I =0.9988。
类似它也决定了张力（11）测定IN =0.9959的指数回归函数。
图5，以图形方式表示通过实验获得的冲击力值（表1），并通过使用该模型（10）计算得到的冲击力的值的密封性。实验值和计算值之间的异常是非常小的，相同微不足道。6呈现利用该模型（11）计算获得实验获得的张力值（表2）和拉伸力的值的密封性。类似的冲击力的情况下，也是在张力的情况下，实验值和计算值之间的异常是非常小的。在这两种情况下，它被提出并确认所得模型的适用性。
4.2、输送带试样的分析
在测量过程中，它开始产生一个椭圆形隆起（图7），在测试样本的底部（试样的底盖层）。我们
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