توصيفگر ها :
نوار نقاله , توزيع غيريكنواخت بار , ترك لبهاي , تسمه پليمري
چكيده فارسي :
جابه‌جايي مواد يكي از مسايل مهم در صنايع بزرگ بوده و نقش مهمي در اقتصاد اينگونه صنايع ايفا مي‌كند. نوارنقاله يكي از وسايل انتقالياست كه كاربرد فراواني در انتقال مواد جامدي چون پودرها، ذرات، گندلهها و كلوخه‌ها دارد. نوارنقالهها همانند رگهاي خوني كارخانهها، مواد مورد نياز را به دستگاههاي مختلف ميرسانند و در انتها، مواد خروجي را از آنها تحويلگرفته و اين چرخه مرتب تكرار ميشود؛ به همين دليل است كه سلامت اين تجهيزات بسيار مورد توجهاست. در صورت بروز هر مشكلي در اين شريان، چه به‌صورت گرفتگي در مسير و يا پارهشدن تسمه، ميتواند باعث توقف كل دستگاههاي مربوطه گردد كه زيان هنگفتي را به همراه خواهد داشت. در اين پاياننامه، سعي بر آن است تا خرابيهاي وارده بر نوار نقالهها مطرح شده و با توجه به فراواني بيشتر خرابي در تسمهها، اين جزء، مورد بررسي خاص قرارگيرد. يكي از پركاربردترين تسمهها در صنايع، تسمه‌هاي پليمري و از نوع تخت است كه در گستره مختلفي از مواد و شرايط ميتواند مورد استفاده قرار گيرد از خرابيهاي مطرح در اين تسمهها ايجاد و رشد ترك در سطح و لبه‌هاي آن است. در پژوهش حاضر به عنوان نمونه، نوار نقاله پليمري مربوط به دستگاه انباشت و برداشت مواد، موجود در ناحيه آهن‌سازي شركت فولاد مباركه، مورد بررسي قرار گرفته‌است. ابتدا با جمع‌آوري اطلاعات مشخصاتي و عملكردي از نوار نقاله ذكرشده، به استخراج نيروهاي وارد بر تسمه آن پرداخته شد، براي اين كار از نرم‌افزار مخصوص شبيه‌سازي نوارنقاله بهره‌گرفته و تمامي كميت‌هاي دخيل لحاظ شدند. با توجه به بارگذاري حاصل شده، به مدل‌سازي نوار نقاله در نرم‌افزار آباكوس پرداخته و توزيع تنش در طول تسمه آن استخراج شد. در ادامه با مدل‌سازي اجزا محدود تكه‌اي از لبه نوار با خواص هايپرالاستيك و با احتساب ترك لبهاي موجود در آن و اعمال تنش حاصل از مرحله قبل، تحليل مكانيك شكست براي نمونه صورت گرفت. با توجه به كاركرد مداوم نوار نقاله و بارگذاري چرخه‌اي وارد شده به تسمه آن، تعيين عمر تسمه با ديدگاه رشد ترك خستگي دنبال شد به اين صورت كه ترك موجود در لبه نوار به شكل مرحله‌اي رشد داده‌شده و در هر مرحله به كمك رابطه رشد ترك خستگي در پليمرها، تعداد سيكل كاري تسمه محاسبه شد. كميت‌هاي نرخ رشد ترك بحراني و انرژي پارگي بحراني در هر مرحله به عنوان عوامل محدود كننده از ادامه كار در نظر گرفته شد. از آن‌جاكه نحوه توزيع بار روي نوار نقاله ميتواند يكنواخت نباشد، اين عامل مورد توجه قرار گرفته و اثرات غيريكنواخت بودن توزيع بار روي نوار نقاله بر روي بارهاي وارد بر تسمه و در پي آن تغيير در عمر كاري تسمه نيز مورد بررسي قرار گرفت كه در شرايط توزيع بار كاملا غيريكنواخت مواد بر روي نوار، نتايج حاكي از كاهش 35درصدي عمر تسمه در مقايسه با حالت توزيع يكنواخت بار بود.
چكيده انگليسي :
Material displacement is one of the most important issues in large industries and plays an important role in the economics of such industries. Conveyor belt is one of the means of transportation that is widely used in transport of solids such as powders, particles, pellets and hunks. Conveyors belts, like the blood vessels of factories, deliver the required materials to various devices and at the end, receive the output materials from them and this cycle is repeated regularly; That is why the health of this equipment is very important. In case of any problems in this artery, whether in the forming of clogging in the path or rupturing of the belt, could stop all the related devices, which will cause huge losses. In this thesis, we have tried to discuss about damages to the conveyor belts and due to the greater frequency of damage in the belts, this part have been specially examined. One of the most widely used belts in industry is flat polymer belts that can be used in a variety of materials and conditions. One of the damages in these belts is the creation and growth of cracks on its surface and edges. In the present study, as an example, the polymer conveyor belt related to the accumulator and consumables, located in the ironworks area of Mobarakeh Steel Company, has been investigated. First, by collecting specifications and performance information from the mentioned conveyor belt, the forces acting on its belt were extracted. For this purpose, special software for conveyor belt simulation was used and all involved parameters were included. According to the obtained loading, the conveyor belt was modeled in Abaqus software and the stress distribution along its belt was extracted. Then, by finite element modeling of a piece of belt edge with hyperelastic properties and taking into account the cracks in the edge and applying the stress obtained from the previous step, the fracture mechanics analysis was performed for the sample. Due to the continuous operation of the conveyor belt and the cyclic loading applying on itʹs belt, the determination of belt life was followed with the view of fatigue crack growth; In this way, the crack at the edge of the belt was grown in stages and in each step, the number of belt working cycles was calculated using the fatigue crack growth relationship in polymers. The quantities of critical crack growth rate and critical rupture energy at each stage were considered as the limiting factor for continuing work. Since the distribution of loading on the conveyor belt can be non-uniform, this factor was considered and the effects of non-uniform loading distribution on the conveyor belt and the consequent change in the working life of the belt were investigated; In case of completely non-uniform loading distribution of materials on the belt, the results showed a 35% reduction in belt life compared to the uniform loading distribution mode.
