Ролик транспортировочный

Полезная модель относится к устройствам для транспортирования труб различного диаметра и может быть использована для ленточных конвейеров, рольгангов, применяемых в химической, перерабатывающей, строительной, металлургической и других промышленностях.
Известен ролик транспортный, содержащий приводной вал, на посадочной поверхности которого расположено покрытие из резинополимерного композиционного материала, выполненное в виде усеченных конусов, приводной вал имеет квадратное сечение (патент РФ №143869, МПК В65G 39/02, опубл. 10.08.2014 г.).
В процессе работы на ролик транспортный действуют нагрузки от массы труб и крутящего момента. Поскольку приводной вал имеет квадратное сечение, то в угловых зонах вала возникают концентрации напряжений, и как следствие, резинополимерное покрытие испытывает цикличные нагрузки в угловых зонах. Кроме того, на посадочной поверхности вала расположено покрытие, выполненное в виде двух усеченных конусов, расположенных таким образом, что их вершины соприкасаются, а фиксация покрытия производится фланец-гайками со стороны основания конусов, которые, в свою очередь зафиксированы винтами. Ввиду отсутствия крепления резины с металлом квадратного сечения приводного вала, действующие цикличные нагрузки приводят к сдвиговым деформациям, которые в свою очередь ведут к разрушению и необходимостью постоянного восстановления резинополимерного покрытия. Что влечет дополнительные расходы на операцию по замене покрытия.
Известна роликовая опора, предназначенная для продольного перемещения труб, содержащая основание, размещенные на нем опору с валом, на котором установлены ролики, обеспечивающие устойчивое положение трубы на роликах при ее перемещении (патент РФ 32337267, МПК F16L 3/00, опубл. 10.02.2008 г.).
Ролики в процессе работы перемещают массивные до 12-15 т трубы. Подобная массивная труба активно сжимает и сдвигает наружный слой гуммировочного покрытия. Возникающие интенсивные напряжения передаются локально на внутренний слой к ослабленному месту крепления резины с металлом обечайки. Это приводит к местному перенапряжению адгезионного слоя по фазе резина-металл. Ввиду однородности немногослойности покрытия и непредусмотренным прочим мерам по смягчению и распределению на более обширную область напряжений, возникают и развиваются микроотслаивания резины от обечайки с последующим ее отрывом и разрушением покрытия.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленной полезной модели является ролик, гуммированный по технологии Спрут, содержащий металлическое основание (обечайку), тканую сетку из низкоуглеродистой стали, приваренную к обечайке, и двухслойное покрытие из полимерного материала, состоящее из тонкого внутреннего подслоя и наружного основного слоя покрытия (Гуммирование по технологии Спрут. Обрезиним [электронный ресурс] // Режим доступа: https://xn--90aigeayfdt.xn--p1ai/gummirovanie/zashita-metalla/gummirovanie-po-tehnologii-sprut/ (дата обращения 16.07.2021)).
В процессе эксплуатации поверхность полимерного покрытия подвергается нагрузкам. Приваренная к обечайке металлическая сетка создает жесткую систему, становится неподвижна, и в результате возникающие напряжения не распределяются на более обширную площадь внутренней поверхности полимерного покрытия, контактирующего с неподвижной сеткой, что приводит к сдвиговым деформациям полимерного покрытия и как следствие к разрушению.
Также одним из недостатков ролика, гуммированного по технологии Спрут является электросварка, при помощи которой приваривают тканую сетку к обечайке, что приводит к дефектам: прожог, выплески, непровар. Эти дефекты влияют на качество крепления полимерного подслоя к металлическому основанию.
Совокупность перечисленных недостатков ролика, гуммированного по технологии Спрут, существенно снижает надежность его работы.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка усовершенствованной конструкции ролика транспортировочного с увеличенным сроком эксплуатации резинового покрытия.
Техническим результатом является повышение надежности ролика транспортировочного при эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в ролике транспортировочном, содержащем стальную обечайку с металлической сеткой и двухслойным покрытием из полимерного материала, внутренний слой двухслойного покрытия выполнен из резины средней твердости и нанесен на предварительно очищенную, обезжиренную и промазанную клеевыми композициями поверхность стальной обечайки, упруго-эластичная металлическая сетка выполнена методом тетранавивки промазанного клеевыми композициями стального латунированного троса, с образованием ромбических ячеек, утопленных в частично сформированном внутреннем слое двухслойного покрытия, а наружный слой двухслойного покрытия выполнен из резины повышенной твердости.
Сущностью конструкции ролика транспортировочного является особое выполнение упруго-эластичной сетки из утопленных в частично сформированном внутреннем слое двухслойного покрытия толщиной 2,0-3,5 мм ромбических ячеек, сформированных методом тетранавивки (Кербер М.Л., Виноградов В.М., Головкин Г.С., Горбаткина Ю.А., Крыжановский В.К., Куперман А.М., Симонов-Емельянов И.Д., Халиулин В.И., Бунаков В.А. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология: учеб. пособие. - 4-е испр. и доп. изд. / под ред. А.А. Берлина. - Спб.: ЦОП «Профессия», 2014. - 592 с., ил.) стального латунированного троса, а также выполнение двухслойного покрытия из полимерного материала из слоев резины разной твердости - из наружного резинового слоя повышенной твердости 80-90 единиц по Шору и внутреннего резинного слоя средней твердости 50-60 единиц по Шору, суммарной толщиной 15-25 мм.
Указанные признаки обеспечивают снижение воздействия деформаций сжатия и сдвига, обеспечивается в результате использования для наружного слоя резины повышенной твердости, которая воспринимает динамические нагрузки и равномерно распределяет напряжения на внутренние слои резины средней твердости. В результате уменьшаются радиальные деформации и перемещения наружного резинового слоя ролика. За счет использования для внутреннего слоя резины средней твердости деформация распределяется на сетку из переплетенных латунированных тросов по сторонам ячеек ромба, которая обладает упруго-эластичным свойством. В результате снижаются напряжения сдвига резины относительно металла сердечника в зонах под валиками и волновым наплывом, деформация резины распределяется на более обширную область контакта резины с металлом.
Резиновая двухслойная обкладка, совместно с переплетенными латунированными тросами, обладает демпфирующими свойствами. При воздействии динамических нагрузок на наружную резиновую обкладку ролика снижаются напряжения во внутреннем слое резинового покрытия, за счет распределения деформации по резиновой обкладке. Одновременно на упруго-эластичную сетку из переплетенных тросов действуют деформации растяжения и сжатия, в результате чего происходят смещения сторон ромбических ячеек, которые восстанавливаются после прекращения воздействия нагрузок, не вызывая заметных изменений в структуре упруго-эластичной сетки, тем самым обеспечивая дополнительное демпфирование.
Таким образом, эффект демпфирования в ролике транспортировочном достигается за счет применения двухслойной резиновой обкладки, для наружного слоя резина повышенной твердости, для внутреннего слоя резина средней твердости, а также за счет применения упруго-эластичной сетки из переплетенных латунированных тросов. Демпфирование позволяет добиться распределения деформации сжатия от массы трубы и деформаций сдвига от крутящего момента, создаваемого для перемещения трубы, на более обширную область контакта резины с металлом, а также предохранить от преждевременного возникновения микротрещин на наружной поверхности резинового покрытия и микроотрывов на внутренней поверхности в зоне контакта резины с металлом.
Упруго-эластичная сетка из переплетенных тросов, выполненная методом тетранавивки, образует на наружной поверхности обечайки рельефность в виде ромбических ячеек. За счет развитой поверхности усадка резины распределяется равномерно по ромбическим ячейкам. Благодаря использованию сетки из переплетенных стальных латунированных тросов, обеспечивается локальная усадка резины в процессе вулканизации. Резиновая обкладка прочно крепится на обечайке за счет клеевой композиции, а также за счет навитых стальных латунированных тросов, утопленных в резиновый слой, образуя упруго-эластичную сетку на обечайке в виде ромбических ячеек. Благодаря развитой ячеистой поверхности сетка из переплетенных латунированных тросов способствует улучшению прочности крепления резины на обечайке.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: фиг. 1 - общий вид ролика транспортировочного, фиг. 2 - упруго-эластичная сетка из переплетенных стальных латунированных тросов на наружной поверхности стальной обечайки с резиновым слоем 2,0-3,5 мм.
Ролик транспортировочный содержит стальную обечайку 1, обрезиненную двухслойной резиновой обкладкой. Наружный слой 2 выполнен из резины повышенной твердости 80-90 единиц по Шору, внутренний слой 3 выполнен из эластичной резины средней твердости 50-60 единиц по Шору. Суммарная толщина внутреннего слоя 3 составляет 15-25 мм. На торцах стальной обечайки 1 равномерно по окружности выполнены пазы 4, в которых закрепляется стальной латунированный трос 5, промазанный клеевыми композициями. Стальной латунированный трос 5 методом тетранавивки навит на частично сформированный внутренний слой 3 толщиной 2,0-3,5 мм и утоплен в нем, с образованием ромбических ячеек, формирующих упруго-эластичную металлическую сетку.
Технология сборки осуществляется следующим образом.
Перед обрезиниванием ролика производится обработка стальной обечайки 1 в следующей последовательности: очистка поверхности металла, обработка дробью, обезжиривание и промазка клеевыми композициями.
Затем на наружную поверхность обечайки 1 укладывается часть внутреннего слоя 3 из тонкого листа резины средней твердости 50-60 единиц по Шору толщиной 2,0-3,5 мм, затем методом тетранавивки навивают стальной трос 5 с шагом в соответствии с нанесенными пазами 4 и усилием натяжения в 30-40 кг. При этом обеспечивается утопление троса 5 и на обечайке 1 формируется упруго-эластичная сетка из образованных ромбических ячеек, показанная на фиг. 2.
Полученная таким образом рельефная поверхность, в совокупности со сформировавшимися ячейками и с клеевой композицией, обеспечивает повышение прочности крепления резины на обечайке. Далее продолжают наложение внутреннего слоя 3 средней твердости до формирования суммарной толщины внутреннего слоя 3, равной 15-25 мм. После этого накладывают наружный слой 2 из резины повышенной твердости 80-90 единиц по Шору. Далее осуществляется процесс вулканизации.
Таким образом, ролик транспортировочный, содержащий стальную обечайку с металлической сеткой и двухслойным покрытием из полимерного материала, в котором внутренний слой двухслойного покрытия выполнен из резины средней твердости - 50-60 единиц по Шору толщиной 15-25 мм и нанесен на предварительно очищенную, обезжиренную и промазанную клеевыми композициями поверхность стальной обечайки, упруго-эластичная металлическая сетка выполнена методом тетранавивки промазанного клеевыми композициями стального латунированного троса, с образованием ромбических ячеек, утопленных в частично сформированном внутреннем слое двухслойного покрытия толщиной 2,0-3,5 мм, а наружный слой двухслойного покрытия выполнен из резины повышенной твердости - 80-90 единиц по Шору, обладает повышенной надежностью при эксплуатации.