Тенденции развития оборудования и приспособлений для стыковки конвейерных лент методом горячей вулканизации ОАО «БОРОВИЧСКИЙ ЗАВОД «ПОЛИМЕРМАШ»

А.Н. Васильев, генеральный директор ОАО «Боровичский завод «Полимермаш»,
П.Н. Мананников, главный конструктор ОАО «Боровичский завод «Полимермаш»,
Ю.И. Григорьев, к.т.н., ведущий специалист ННЦ ГП-ИГД им.А.А.Скочинского

Широкое использование ленточных конвейеров в различных отраслях народного хозяйства страны общеизвестно. Особенно распространены они на предприятиях горнодобывающей, металлургической, химической промышленности, при производстве строительных материалов и т.д. Эффективность применения ленточных конвейеров в значительной степени определяется качеством конвейерных лент и их стыковых соединений.

В настоящее время на конвейерах эксплуатируются в основном резинотканевые и резинотросовые ленты. При этом доля резинотросовых конвейерных лент в общем объеме навески не превышает 15%. Ширина лент различного исполнения составляет от 600 до 3000 мм, прочность тканевых лент достигает 1800, а тросовых лент — 5000 Н/мм ширины ленты.

Конвейерные ленты поставляются бухтами с длиной куска ленты 80–200 м. Учитывая, что протяженность мощных стационарных конвейеров превышает несколько тысяч метров, количество стыков, выполненных различными способами (механические шарнирные разъемные и неразъемные; стыки, выполненные методами холодной или горячей вулканизации) на одном конвейере, может составлять несколько десятков.

Более 60% всех простоев конвейеров связано с изготовлением или переделкой стыковых соединений конвейерной ленты. Самым надежным и долговечным является стыковое соединение, выполненное методом горячей вулканизации, так как стык ленты производится по технологии, аналогичной технологии сборки и вулканизации самой ленты на заводе-изготовителе.

Прочность и срок службы стыкового соединения новой конвейерной ленты в значительной степени зависят от вулканизационного пресса, обеспечивающего равномерность рабочего давления и температуры по всей поверхности стыкового соединения за рабочий цикл; использования качественных стыковочных материалов, не утративших сроков годности и рекомендуемых заводами-изготовителями конвейерных лент; соблюдения технологического регламента разделки концов лент, сборки и укладки элементов ленты (тросов или тканевых прокладок) под стык в соответствии с рекомендациями изготовителя лент, соблюдения времени вулканизации стыка в зависимости от величины температуры вулканизации и толщины ленты, а также проведения демонтажа пресса только после остывания стыка до температуры не выше 80° С; конструкции металлотроса и его технических параметров; квалификации персонала, производящего навеску и стыковку ленты на конвейере; окружающих условий (температура, запыленность, загазованность и т.п.), при которых производится стыковка.

Вулканизационные прессы по своему назначению подразделяются на стационарные и переносные. Настоящая статья посвящена переносным прессам, которые используются для соединения и ремонта лент непосредственно на конвейерах [1].

Одной из важных характеристик переносного пресса является максимальный вес отдельного переносного узла, который, как правило, не должен превышать 75 кг. В настоящее время во многих отраслях промышленности в эксплуатации находится широкая гамма разнообразных по конструкции переносных вулканизационных прессов как отечественного, так и зарубежного производства:

  • с эластичными масляными нагревательными плитами, в которых совмещены функции нагрева и прессования за счет объемного расширения масла при нагреве в замкнутом объеме. Нагрев осуществляется проволочными омическими нагревателями, погруженными в теплоноситель — трансформаторное масло (прессы типа ТСА «Боровичского завода «Полимермаш»);
  • с эластичными нагревательными плитами с проволочными нагревателями и диафрагменными гидравлическими нажимными устройствами с внешним питанием (прессы канадской фирмы «АЛМЕКС»);
  • с эластичными масляными нагревательными плитами, в которых совмещены функции нагрева и прессования при циркуляции (под необходимым давлением) жидкого теплоносителя через нагревательные плиты. Нагрев теплоносителя (обезвоженное компрессорное масло КС-19) осуществляется в отдельном устройстве, связанном с нагревательными плитами гибкими трубопроводами высокого давления (прессы типа ПВШ-120 и ПВШ-120-01 Александровского машиностроительного завода, Пермская обл.) [2];
  • с жесткими нагревательными плитами с омическими проволочными нагревателями и узлами давления, выполненными в виде замкнутых эластичных диафрагм, при этом давление создается за счет объемного расширения жидкости (масла) при разогреве нагревательных плит (прессы типа ПВМ «Боровичского завода «Полимермаш»);
  • с жесткими нагревательными плитами с омическими проволочными нагревателями и узлами давления, выполненными в виде замкнутых эластичных диафрагм, в которые под необходимым давлением подается рабочая жидкость от отдельной гидростанции (прессы типа ПС «Боровичского завода «Полимермаш»);
  • с жесткими нагревательными плитами с омическими проволочными нагревателями и узлами давления, выполненными в виде встроенных в силовые балки гидроцилиндров. При этом давление создается за счет подачи рабочей жидкости в гидроцилиндры от отдельной гидростанции (прессы типа ПСЛ «Боровичского завода «Полимермаш», прессы типа RO/RE германских фирм «Нилос» и «Кюннет унд Кнехель», прессы типа «УВТ» Чехии, прессы типа ВГШ-1А, ВГШ-2 Рутченковского (Украина) рудоремонтного завода и др.);
  • с жесткими нагревательными плитами с пароводяным нагревом и ручной механической затяжкой прижимных балок (пресс типа ВПВ, разработанный Эстонской ГРЭС);
  • с жесткими нагревательными плитами с омическими проволочными нагревателями и узлами давления, выполненными в виде встроенных в силовые балки пневмоцилиндров. При этом давление создается за счет подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндры от отдельного компрессора или пневмосети шахты, завода и т.п. (прессы типа SS-660 немецкой фирмы «Шульте Штатхаус»);
  • с жесткими нагревательными плитами с саморегулирующимися (позисторными) нагревателями и узлами давления, выполненными в виде замкнутых эластичных диафрагм-гидрокомпенсаторов прогиба нажимных балок. Рабочее давление создается за счет механического нагружения балок силового каркаса пресса (прессы типа «Модуль КЛИВ», «Комби КЛИВ» и «КЛИВ Ш» германской фирмы «Вагенер-Швельм») [3, 4];
  • с жесткими нагревательными плитами с использованием индукционного нагрева (напряжение 660 В) и механической затяжкой прижимных балок (пресс типа ВПИ-1 рудоремонтного завода, г. Брянка, Луганская обл., Украина);
  • с жесткими нагревательными плитами с саморегулирующимися (позисторными) нагревателями и узлами давления, выполненными в виде замкнутых эластичных диафрагм, в которые под необходимым давлением подается рабочая жидкость от отдельной гидростанции (прессы типа ПСШ и прессы типа ПСС Боровичского завода «Полимермаш») [5].

Охлаждение прессов после окончания цикла вулканизации может осуществляться принудительно с использованием водяной или воздушной среды, а также естественным путем.

Нажимная система всех переносных прессов состоит из ряда верхних и нижних балок, связанных между собой (как правило, резьбовыми) стяжными устройствами.

Все типы переносных прессов (кроме оснащенных саморегулирующимися нагревательными плитами) могут быть оснащены устройствами автоматического поддержания температуры нагревательных плит.

В комплект поставки переносных вулканизационных прессов могут входить устройства для формирования боковых кромок стыка с ограничительными цельными или составными линейками различной толщины, комплект инструментов и приспособлений для обслуживания пресса, комплект запасных частей, металлические контейнеры для транспортирования и организованного хранения пресса, а также комплект инструментов и приспособлений для разделки концов конвейерных лент, их удержания, укладки под стык и различных ремонтных операций на ленте.

ОАО «Боровичский завод «Полимермаш» (Новгородская обл.) является единственным предприятием, специализирующимся на выпуске переносных вулканизационных прессов и инструментов для разделки и стыковки конвейерных лент для различных отраслей промышленности.

Номенклатурный ряд включает в себя переносные прессы-вулканизаторы шести основных типов и более сорока модификаций.

Все серийно выпускаемые прессы обеспечивают равномерное тепловое поле и равномерное удельное давление в зоне стыковки конвейерной ленты.

Основные технические характеристики серийно выпускаемых ОАО «Боровичский завод «Полимермаш» переносных вулканизационных прессов приведены в таблице.

На предприятии постоянно проводятся работы по совершенствованию серийной продукции на основе постоянного наблюдения за работой находящихся в эксплуатации прессов, оказывается техническая помощь потребителям в поставке запасных частей, в ремонте деталей и узлов прессов нашего изготовления, по заявкам потребителей проводятся пусконаладочные работы. При этом обобщенный опыт эксплуатации используется при модернизации конструкции и создании новых видов оборудования этого класса.

В качестве примера можно привести создание в 1996 году совместно со специалистами ОАО «Северсталь» (главный механик аглопроизводства Баринов С.И.) гаммы прессов типа ПВМ, преимуществом которых является простота и удобство в эксплуатации за счет использования нового (для данного типа оборудования) принципа создания давления прессования. В прессах типа ПВМ прессование происходит при расширении рабочей жидкости (трансформаторного масла) в замкнутом объеме прессующей диафрагмы от тепла нагревательных плит, прессы имеют модульную конструкцию, что позволяет использовать их при вулканизации стыков неограниченной длины.

Другим ярким примером является создание и освоение в 1998 году серийного выпуска прессов во взрывобезопасном исполнении с саморегулирующимися (позисторными) нагревательными плитами (по типу прессов КЛИВ Ш германской фирмы «Вагенер-Швельм») по заказу государственной компании «Росуголь». Работы проводились совместно со специалистами ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского (?, Чубаров Л.А., Кондрашин Ю.А., Попов В.В., Сазонов И.Ф. и др.) и ОАО «УК «Ленинскуголь» (зам. начальника управления по горным работам и подземному транспорту Гридчин В.С.). Опытный образец прошел все предусмотренные эксплуатационные испытания на шахтах «Заречная» и «Комсомолец» (г. Ленинск-Кузнецкий) [1, 6]. Прочностные испытания контрольных стыков резинотканевых и резинотросовых конвейерных лент, выполненных в шахтных условиях, проводились специалистами лаборатории безопасности транспорта и стационарных машин ВостНИИ, г. Кемерово (Чернов Р.И., Герасимов Г.К.) на горизонтальной разрывной машине «ВостНИИ-200». Испытания на взрывобезопасность проведены специалистами испытательной лаборатории взрывозащищенного и рудничного электрооборудования, материалов и средств защиты ННЦ ГП-ИГД им. А.А.Скочинского.

Прессы типа ПСШ1 сертифицированы в установленном порядке, имеют все необходимые разрешительные документы для применения в подземных выработках шахт, опасных по газу и пыли.

Прессы типа ПСШ1 имеют оригинальный ремонтопригодный нагреватель и модульную конструкцию (рис. 7), позволяющую производить вулканизацию стыков любой длины на всех применяемых в настоящее время типах конвейерных лент [5]. Конструкция прессов ПСШ1 отмечена дипломом Международной выставки-ярмарки «ЭКСПО–УГОЛЬ», проходившей в сентябре 1999 г. в г. Кемерово.

При создании прессов типа ПСШ1 была успешно решена проблема создания и освоения серийного выпуска отечественных керамических терморезисторов прямого нагрева (позисторов) с характеристиками, необходимыми для применения в нагревательных устройствах прессов (специалисты ГИРИКОНДА и завода-изготовителя Текстер Г.Н., Никитин В.Н., Мишина Т.Ю., Тюх В.М., Перепечин А.А. и др.).

В настоящее время ведутся работы по созданию модификационного ряда прессов типа ПСШ для проведения ремонтных работ на лентах, имеющих продольные сквозные порезы, вырывы боковых тросов, износ и расслоение бортов, а также сквозные пробои по ширине лент. Проектируются «челюстные» вулканизационные прессы различных типоразмеров для заводов-изготовителей конвейерных лент, а также ремонтных мастерских (участков по ремонту лент), разрабатывается конструкция вулканизационного пресса для стыковки высокопрочных резинотросовых лент с так называемым «спутником стыка» на пять дополнительных тросов вдоль стыка у одного из бортов ленты. «Спутник стыка» сможет охарактеризовать качественную и прочностную картину завулканизированного стыка на мощных магистральных конвейерах.

Логическим продолжением работ по созданию взрывобезопасных саморегулирующихся прессов типа ПСШ1 было создание саморегулирующихся (позисторных) прессов общепромышленного исполнения (прессы типа ПСС). Опытный образец пресса ПСС изготовлен в ноябре 1999 г. и в настоящее время проходит эксплуатационные испытания на конвейерах аглопроизводства ОАО «Северсталь» в г. Череповец Вологодской области.

Среди работ, напрямую не связанных с вулканизацией конвейерных лент, следует назвать работы по созданию вулканизатора для восстановления резиновых шланговых оболочек гибких кабелей. Первые опытные образцы таких вулканизаторов планируется представить на эксплуатационные испытания уже в третьем квартале 2000 г.

При создании шахтных взрывобезопасных прессов была проведена большая работа по проектированию и освоению серийного производства комплекта специальных приспособлений, устройств и инструментов, необходимых вулканизаторщикам для проведения стыковочных и ремонтных работ на ленточных конвейерах, оснащенных тканевыми, тросовыми и элеваторными лентами. Серийно выпускаются оснащенные ручными лебедками стяжные устройства для конвейерных лент шириной до 1600 мм, самозажимные захваты для лент толщиной до 33 мм, накатники для поперечного прикатывания сразу двух сторон собранного стыка лент шириной до 1600 мм, механические ножницы для резки тросов диаметром до 12 мм, различные типы ножей для резки прокладок, обкладок и прослоек, а также подрезки резиновых обкладок и резки тканевых прокладок различной прочности, слоепоподъемник, шероховальная щетка, прокаточные ролики и другие приспособления и инструменты для работы с лентами.

Применение специального инструмента позволяет повысить качество получаемого стыка, инструмент удобен в эксплуатации. Промышленные испытания комплекта инструментов и приспособлений были успешно проведены на шахтах ОАО «УК «Ленинскуголь» г. Ленинск-Кузнецкий и шахте «Распадская», г. Междуреченск.

В связи с появлением высокопрочных тканевых конвейерных лент, имеющих повышенную прочность в направлении утка и более плотное переплетение нитей в прокладках (разработка ОАО «НИИТ», г. Ярославль, ОАО «РТИ-КАУЧУК», г. Москва), позволяющих соединять ленты механическими шарнирными соединителями, что особенно экономично для шахтных телескопических конвейеров, завод «Полимермаш» ставит перед собой задачу создания в ближайшее время опытной конструкции шарнирных соединений для различных толщин лент. На втором этапе будут создаваться механические соединения для малопрочных, узких и коротких лент, которые в больших количествах применяются на предприятиях строительной индустрии, в сельском хозяйстве и ряде других отраслей промышленности.

Проходивший в ноябре 1999 г. в г. Новокузнецке семинар-совещание по теме «Совершенствование надзорной деятельности по контролю за безопасной эксплуатацией горношахтного оборудования», на котором мы сделали краткое сообщение по взрывобезопасным шахтным вулканизационным прессам, и последующие дискуссии подтолкнули нас к идее организации и проведения ежегодных практических конференций по тематике «Эксплуатация конвейерного транспорта; оборудование и технология проведения стыковочных и ремонтных работ; изготовление конвейерных лент, клеящих и ремонтных материалов; подготовка пособий и инструкций; обучение и повышение квалификации рабочих-вулканизаторщиков». К сожалению, во многих отраслях промышленности, например, в угольной промышленности, нет даже специальности вулканизаторщика, а отрасль потребляет около 30% выпускаемых отечественными заводами конвейерных лент.

Уважаемые коллеги, выпускающие конвейерные ленты и эксплуатирующие их в различных отраслях промышленности, просим сообщить, что надо сделать в этом направлении, нужны ли практические семинары, где и когда их целесообразно проводить?

ОАО «Боровичский завод «Полимермаш» готов выступить организатором семинаров и предлагает провести первый практический семинар на базе своего предприятия уже в 2000 г. n

Литература

1. Мананников П.Н., Григорьев Ю.И., Гридчин В.С. – Шахтный позисторный пресс ПСШ1 для стыковки и ремонта конвейерных лент, журнал Глюкауф. Спецвыпуск (4), 1998, с. 49-53.

2. Авт. свид. № 1140984. Устройство для местной вулканизации конвейерных лент. Котов М.А., Григорьев Ю.И., Седышев В.Ф., Колесников А.Т., Трошкова Л.П., Ефремов М.И. Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки, №7, 1985 г.

3. Патент Германии DE 30 46 995 C2. Elektrische Heizvorrichtung fur Beheizte Apparate, Haushaltsgerate u dgl. К. Фудикар, П. Тисс от 21.07.1981 г.

4. Патент Германии DE 30 28 401 C2. Vorrichtung fur die Reparatur und zum Endlosmachen von Fordergurten aus Gummi oder Kunstoff, P.Thies от 26.07.80 г.

5. Заявка на полезную модель № 2000103438 от 15.02.2000 г. Нагревательное устройство пресса для стыковки и ремонта конвейерных лент. Васильев А.Н., Григорьев Ю.И., Мананников П.Н., Павлюк И.С.

6. Беляк Л.А., Васильев А.Н., Мананников П.Н. Взрывобезопасные шахтные саморегулирующиеся (позисторные) прессы ПСШ1. Ж. Безопасность труда в промышленности, №11, 1999 г., с.41-43.

Журнал "Горная Промышленность" №2 2000