工程故障分析外文翻译资料

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工程故障分析

文章信息

Article history:

Received 10 July 2013

Received in revised form 20 August 2013 Accepted 20 September 2013

Available online 4 October 2013

Keywords:

Conveyor belt

Defect detection

Inclusions

Computer metrotomography

摘要

尖锐的材料对输送带造成的损伤被称为击穿。由传送带击穿它发展到其各个层的穿孔。通过视觉控制的帮助识别这种类型的损害是比较简单的。 然而，在实际中由于尖锐物料对输送带造成的损伤不满足穿孔的基本条件常常不被认为是故障。不能把视觉控制作为这条输送带是否被损坏或适合的依据。本文呈现局部异常传送带将其在实验测量形成用于测定落在传送带尖锐材料的重量之间的依赖性，粉碎在传送带的高度和力的条件的试样的分析。这是一种类型的损坏，这是很经常在现实条件下遇到的。适用于组合分析软件的音量图形VG工作室MAX2.2计算微断层的方法。所提出的结果可能在实践中应用作为输送带损伤识别支持工具。

2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

1.简介

输送带系统已经几十年来一直显著开发，并发挥在今天的大规模连续运输系统至关重要的作用[1]输送带系统的寿命受散装固体物料冲击造成的磨损的影响[2]。输送带橡胶物理，主要是机械，性能知识属于输送带运输的无故障运行的重要条件[3]. 传送带的磨损分为均匀磨损和局部磨损。 [4]. 在1979年标志着传送带损坏和老化检测的新技术的开始。新进展已经作出提供带监测的更复杂的应用，包括安全系数的发展（SF）分析的基础上的NDT信号分析 [5].在本文中可以看到对于由输送和材料因素对输送带破坏产生的而影响采用无损检测的方法是可行的。输送带的无损检测（NDT）已通过巴富特成为全世界普遍的做法[6].无损检测很有可能不仅对橡胶纺织带可以使用，对钢丝线带也同样适用。有一个关于无损检测对钢丝线带应用的可能就是有Langebrake等人提出的。 [7]. Li et al. [8] 描述了用于在X射线成像系统中的钢丝帘线输送带一个新的自动缺陷检测方法。

Antal [9] 提出了一种简单、快速、有效的方法，用于识别表面凹凸区域的应用在投影设备特殊光栅莫尔光栅。计算断层摄影方法的使用也属于传送带测试的非破坏性的方法。

计算机断层扫描（CT）是医疗诊断一个成熟的技术。现在几年，专用CT系统也被使用在工业尺寸测量[10]. 在目前，X射线计算机断层扫描（计算机断层扫描）是越来越多地用于工业的三维质量控制的目的[11]. X射线计算机断层扫描（CT）可以量化材料密度的变化[12]. 作为一种非接触测量技术，它也可能成为其他新型非接触式质量检测方法的竞争对手，如条纹投影、激光扫描仪等。工业技术的另一个主要优点是，它可以同时进行三维质量控制和材料质量控制[13].计算机断层扫描方法的应用是一种不断发展的工具，用于不同类型的分析[14]. 该计算机断层摄影是可能的金属材料的分析有效地使用。这个问题是许多作者研究的问题，Hanghai等。 [15] 探讨计算机断层扫描的蜂窝材料的应用，Ping等。 [16] 认为作为一个最有用的现代检测技术，工业CT（ICT）图像尺寸测量可以正确的非破坏性测量工件的内部结构的尺寸，并被视为标准的质量保证和逆向工程。计算机断层扫描是可能的使用不仅对由金属材料对象分析。Yao et al. [17] 中国利用微焦点X射线计算机断层成像技术研究了无损表征煤样的可能性。 Wildenschild et al. [18] 还描述了用于非金属材料的层析成像技术的应用。–纺织橡胶输送带是其CT应用的适用对象。 Fedorko et al. [19] 处理研究橡胶–纺织输送带管传达OR损害计算机层析成像方法应用。在他们的工作中，他们把重点放在了动态磨损的输送带的控制上。这项工作是显示，它有可能使用于橡胶的纺织输送带的计算机断层扫描的分析。 Fedorko et al. [20] 也描述了作为一种新的非破坏性分析方法的地铁断层扫描。

2. 材料与方法

2.1. 问题形成

在带式输送机运作过程中，带式输送机损坏最常是由落料造成的。在实验室条件下，通过专用装置对输送带破坏过程进行模拟来得到相关结果。本文介绍了通过试验样品测试的实验结果。

测试输送带破坏阻力的样品从样本带式输送机带式shockbelt P 1600 / 5 2中提取。输送带的强度是 1600 N mm¹.输送带由5层聚酰胺材料带和两个抗拉带组成。在特殊设备上使用冲击器模拟尖锐物体对输送带的影响。本文的目的是通过计算机断层扫描的方法分析测试样本的大坝年龄。

2.2. 材料撞击点动力作用下胶带输送机损坏的原因分析

在输送带的材料冲击点上，造成输送带损坏的主要因素是：

• 输送带设计不合理;
• 不恰当的支持系统;
• 料斗与滑槽的过渡不好;
• 忽视运输材料的特殊性质;
• 维护不足;
• 故障监测装置.

2.2.1. 输送带设计不合理

错误的输送带选择即厚度不足、覆盖层硬度不足以及低吸收冲击能量的框架使输送带受到的损伤百分比的增加。一个合适的输送带机构和保险杠可以增加输送带的抗破坏性能，例如输送带中的Shockbelt.

2.2.2不恰当的支持系统

支持系统的类型是影响点冲击的重要因素。在过大的冲击力和长时间的碰撞下，使用不合适的支持系统会极大的增加输送带受到故障性损坏的可能。 目前，已经诞生了新的支持系统，对以前经典系统进行了改进。. 经典的钢辊与橡胶圈正在被橡胶支座或聚氨酯代替，因为他们能跟好的吸收振动的能量。

2.2.3料斗与滑槽的过渡不好;

物料在卸出滑槽的时候通常会改变方向并具有抛物线形，对这些落料分解出垂直速度有重要意义，应为垂直速度的大小影响到对输送带的冲击力。从最小高度上正确的改变物体流向带式输送机时的冲击力方向是非常有必要的，这可以降低带式输送机被破坏的风险。下一个重要步骤是斜槽或料斗的类型的正确选择。

2.2.4. 忽视运输材料的特殊性质l

落料的重量是影响物体动能和势能的重要因素。因此，还必须考虑到运送材料的比重。铁矿石的比重比煤高两到三倍。同时材料的分散性和边缘锋利性对输送带的损坏也有重要影响。

2.2.5. 维护不足

被输送的材料会以载重输送机的速度冲击加料斗同时在加料斗或滑槽内碰撞会干扰物料的速度，最终这些碰撞、摩擦以及磨损会使这些部件损坏。.物料的摩擦性更大就需要更频繁的更换加料斗的内部零件。.不够及时的更换这些部件会导致挡板下滑落在输送机的输送带上从而导致输送带的划伤和损坏。

2.2.6故障监测装置

对带式输送机检测不足会增加其损坏的风险。对输送带的诊断是十分必要的可以及时发现问题，产生原因及预后。对带式输送机的测量、工作流程以及控制系统是安全检测系统判别输送带是否故障的重要依据。很多夹杂在输送物料里的大型异物如篦条、建筑物的各部分、掉落下来的料斗补丁、金属管、杆修理机械后的残留物等经常会导致输送带的损坏。对于很多不具有磁性的物料例如焦炭、煤、石灰石等最好的处理方法就是安装具有磁性的扩展输送带或是金属物体的位置定位。对于运输带有铁质的物料是不能使用磁分离的，但是在料斗下使用钢槽代替棍是一个不错的解决方法。

3. 理论/计算

3.1. 冲击器对试样的影响分析

由测试装置实现的输送带的材料冲击的模拟引起的现象，被称为力学中的中心作用。在测试装置的运作过程中冲击力_Fi的冲击影响模拟了落料的冲击。

冲击力_Fi 是由冲击模拟器在输送带表面产生的。它是沿垂直方向的与输送带的运输方向垂直。

假设在动量在受冲击力的影响而发生改变在时间范围（0，t）内，我们可以写如下公式

:

where v – 冲击前冲击器的速度, v⁰ – 冲击后冲击器的速度, t_i –冲击时间 (s).

在影响冲击器的冲击力作用下的动态速率表示为脉冲冲击力_Ii（3）。

冲击的动态性能受材料的性能的影响并且除了弹性变形还产生了塑性变形。钢的冲击变形与试样的变形比较小，可以忽略不计。因此可以假设损耗的能量（被吸收的能量）被损坏的测试试样吸收了。在冲击产生之初的动能 为

其中m是冲击器和一下相关下落部件的质量, v 是冲击器的下速度, h 是下落高度，W是冲击器在冲击时做的功。这个功可以通过建设性的方案和润滑磨料表面降低到可以忽略的值。. 由能量吸收忽略W可以写出

H是碰撞后反射高度

4. 结果

4.1. 测量输出参数

基于上述的理论实现了实验室的测量。输出参数的影响–时间、冲击能量和吸收的能量由输送带的大小(Fig. 1) 从测量的第一阶段的测量确定（在冲击器对试样的冲击）。. Table 1 从选定的测量提出了这些参数。

在测试过程中，在测试式样的模拟碰撞点上产生了一个具有半圆形状的局部异常，这种异常在输送带的实际操作过程中也会出现，尤其是在输送带的转折点上。因此需要对试样做进一步的研究。其目的是通过对试样的研究从而确认这些破坏产生的原因。

4.2. 实验

地铁层析样品通过 (Fig. 2) 从试验片，使其具有异常监视萃取计算断层摄影的方法测定进行分析。该提取样品进行内部结构的非破坏性分析。

分析样品的尺寸(100.92 94.89 16) mm 受材料密度的限制并且使用 Zeiss 发明的Metrotom 1500测量方法. Fig. 3 提出了分析样品的取向的旋转工作台在测量。

它被划定在样品底部横截面切片的位置 (Fig. 4).

图像(Figs. 4–6)通过计算机metrotomography 和软件Volume Graphics VG Stu-dio MAX 2.2 从侧面和正面检测标记位置的横截面.结合视图的结果对输送带内部结构纤维组织的结构进行全面的损伤检测。从Fig. 5我们有可能从侧面对测试样品的内部结构进行大规模损伤监测。. 检测试样内部各层

分离的第一标记是可能的在35毫米的线上监视。

Fig. 1. Graphical representation of the dependence of absorbed energy on the weight m and the height

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