コンベヤベルトのテスト：品質と性能に関する21のテスト

1. コンベヤベルトの品質を確認するために当社が実施するテスト内容

コンベヤベルトの試験では、耐荷重強度、カバーゴムの特性、接着の完全性、および実際の構造を検証する必要があります。必要な試験は、ベルトの本体、製品グレード、用途、および購入仕様によって異なります。

結果を比較する前に、試験片の位置と寸法、試験前の保管時間、実験室の温度と湿度、機械速度、印加荷重、計算方法、および合格値を確認してください。これらの詳細は試験方法によって異なる場合があるため、以下のセクションでは、単一の普遍的な数値設定を割り当てることなく、物理的な手順を説明します。

1.1 ベルトの強度と伸び

1.1.1 全厚引張強度

布製コンベヤベルトの場合、ベルトの厚み全体にわたって縦方向の試験片を切り出す。試験所では、試験片の元の幅を測定し、ゲージ長をマークした後、両端を引張試験機に固定する。試験片は、ねじれたりグリップから滑り落ちたりしないよう、引張方向と常に一直線になるように固定する必要がある。

試験機は、選択された方法で定められた速度で試験片を引っ張り、最大荷重に達するか破断するまで続けます。最大荷重が記録され、必要な計算式（通常は試験片の単位幅あたりの力に基づく）を用いて、全厚引張強度に換算されます。

この試験は、生地本体が注文された強度等級に達しているかどうかを確認するものです。カバーの厚さ、硬度、耐摩耗性が許容範囲内であっても、生地本体の強度不足を補うことはできません。

1.1.2 破断時の伸び

破断時の伸びは、同じ引張試験中に測定されます。目盛りまたは伸び計を用いて、引張力が増加するにつれてゲージ長が変化する様子を追跡します。試験片が選択された方法で定義された破断点に達したときの伸びを、試験所で記録します。

この結果は、完成した布製ベルト試験片の最終的な変形能力を表しています。値が小さいからといって、必ずしも品質が良いとは限りません。芯材、積層構造、ベルト強度、および購入時の仕様に基づいて評価する必要があります。

1.1.3 基準荷重における伸び

引張試験中、試験所では、力が規定の基準荷重に達したときのゲージ長の増加も記録します。その基準荷重は、購入要件に記載されている方法に従って計算または選択する必要があります。

この結果は、ベルトが破断状態に達する前にどのように伸びるかを示しています。張力挙動、巻き取り要求、およびベルトの安定性の評価に役立ちます。ただし、運転張力、スプライス挙動、運転時間、および巻き取り装置も現場での伸びに影響を与えるため、設置されたベルトの正確な伸びを直接予測することはできません。

全厚引張強度試験では、布地本体とベルト全体の引張強度を評価します。カバーゴム引張強度試験では、ゴムコンパウンドの強度を評価します。これらの試験は、コンベヤベルトのさまざまな部分を検証するものです。

1.2 カバーゴムの物理的特性

カバーは搬送物と直接接触し、変形を吸収し、本体を保護します。したがって、コンベヤベルトの試験では、ベルト全体の強度とは別に、ゴムコンパウンドの強度を評価する必要があります。

1.2.1 ゴムの引張強度

カバーゴムまたは対応する複合試験シートから、ダンベル型または帯状の試験片を切り出す。両端を引張試験機に固定する前に、試験片の有効幅と厚さを測定する。

この装置は、試験片が破断するまで一定速度で引っ張ります。最大張力と元の断面積を用いて、ゴムの引張強度を計算します。

この結果は、化合物の引張損傷に対する耐性を評価するものです。耐性値が不十分な場合、ひび割れ、切断損傷、ひび割れの伝播、および被覆材の早期劣化が増加する可能性があります。

1.2.2 ゴムの破断時伸び

ゴムの破断伸度は、通常、ゴムの引張強度を測定する際に用いられる試験と同じ方法で記録されます。試験所では、ゴム試料の元のゲージ長と破断時のゲージ長の増加量を測定し、その変化をパーセントで表します。

伸び率が高いからといって、必ずしもコンパウンドの寿命が長くなるわけではありません。引張強度、硬度、耐摩耗性、経年劣化性能、そして搬送される実際の材料など、様々な要素とのバランスを考慮する必要があります。

1.2.3 ゴムの硬度

硬度試験では、ゴム試料を平らで剛性の高い支持体の上に置く。支持体の表面が測定値に影響を与えないよう、試料には十分な厚みが必要である。

選択した圧子をゴムに垂直に押し当てます。所定の接触時間経過後に測定値を取得します。測定は、試験片の端や以前の圧痕点から離れた複数の位置で実施する必要があります。報告書には、使用した硬度スケールを明記してください。

硬度は、圧痕性、柔軟性、変形性、切削反応性、および衝撃挙動に影響を与えます。硬度の高い化合物は圧痕に対する抵抗力が強い場合がありますが、過度に硬くなると柔軟性が低下する可能性があります。必要な硬度値は、使用する化合物と用途に合わせて決定する必要があります。

1.2.4 ゴムの密度

一般的な密度測定方法の一つは、まず清潔なゴム試料を空気中で計量し、次に既知の密度の液体に浸した状態で計量するというものです。密度は、この2つの測定値の差から算出されます。

液体の温度は安定に保つ必要があり、試料表面から気泡を取り除く必要がある。これらの要因はいずれも結果に影響を与える可能性があるからである。

密度は、繰り返し製造された製品が承認された配合と一貫しているかどうかを確認するために主に役立ちます。予期せぬ変化は、充填剤の配合比率、混合方法、配合、または原材料の違いを示している可能性があります。密度が高いこと自体は、ゴムの品質が優れていることを証明するものではありません。

ゴムの引張強度、伸び、硬度、密度、耐摩耗性は総合的に評価する必要がある。一つの値が良好であっても、配合物全体のバランスが適切でない場合がある。

1.3 耐摩耗性

摩耗試験の前に、試験所では、選択した計算に必要な試験片の寸法、質量、密度を測定します。次に、試験片を所定の摩耗面に一定の力で押し付け、必要な距離またはサイクル数だけ移動させます。

試験後、付着した破片を取り除き、試料を再度測定または計量する。材料の損失は、質量損失、体積損失、相対摩耗、または耐摩耗性指数として報告される。

報告書には以下の事項を明記する必要がある。

• • 研磨装置および研磨面
  • 試料に加えられた力
  • 移動距離またはサイクル数
  • 標本が回転するかどうか
  • 計算と結果の形式

異なる摩耗試験方法で得られた結果を直接比較すべきではありません。実験室での摩耗試験は、鉱石、石材、骨材、砂、クリンカー、石炭、その他の摩耗性バルク材料に特に有効です。

この結果は、選択した被覆材の妥当性を検証するのに役立ちますが、コンベヤベルトの耐用年数を単独で予測することはできません。粒子の形状、塊の大きさ、積載高さ、衝撃、ベルト速度、シュートの設計、洗浄圧力、材料の水分量なども、実際の摩耗に影響を与えます。

1.4 布ベルト接着

布製コンベヤベルトは、複数の繊維層とゴム層を組み合わせた構造になっています。接着試験は、加硫後にこれらの層が剥離に耐えられるかどうかを判定するものです。

1.4.1 層間接着

ベルトから縦方向の帯状部分を切り出し、隣接する2枚の布地を片端で手作業で分離してクランプ部を作る。それぞれの布地を引張機のグリップに1枚ずつ固定する。

グリップは一定速度で離れ、機械は必要な距離にわたって層を剥がし続けるのに必要な力を記録します。選択された方法に応じて、レポートには平均接着力、最小接着力、またはその両方が含まれる場合があります。

層間の接着が不十分だと、内部剥離、局所的な層間分離、および構造的な損傷の進行リスクが高まります。

1.4.2 カバーと本体の接着

準備手順は同様だが、ゴム製のカバーを最初の布層から分離する。カバーと本体は別々に固定され、機械が所定の剥離長さにわたって力を記録する間、剥がされていく。

この結果は、カバーゴムが繊維製の本体にしっかりと接着されているかどうかを検証するものです。値が低いと、カバーの剥離、分離、および本体の早期露出が増加する可能性があります。

引張試験は、補強材またはゴムの強度を検証します。接着試験は、個々の構造部品がしっかりと接着されているかどうかを検証します。これらの両方の特性は、布製コンベヤベルトを評価するために必要です。

1.5 スチールコードの強度と接着

スチールコードコンベヤベルトの試験では、スチールコードの引張強度と周囲のゴムとの接着性を個別に評価する必要があります。コードの直径と間隔は、物理的な構造を確認するに過ぎません。

1.5.1 スチールコードの破断強度

一般的に用いられるベルト試験片法では、コンベアベルトから複数のコードを含む縦方向のサンプルを切り出す。試験部では周囲のコードを切断または緩和し、選択された中央のコードに引張荷重がかかるようにする。

試験片の両端を固定し、試験用コードが破断するまで所定の速度で機械を引っ張ります。試験室では、有効な試験片ごとに破断力を記録します。その後、選択した方法で必要とされる場合、平均破断力、コード量、および公称ベルト幅を使用して、ベルトの縦方向強度を計算できます。

この試験は、鋼製補強材自体が規定の強度に達しているかどうかを判定するものです。適切なコードの直径、ピッチ、配置であっても、引張試験の結果がなければ破断強度を証明することはできません。

1.5.2 スチールコードの引き抜き強度

引抜き試験では、所定の長さの鋼線が周囲のゴムに埋め込まれたベルト状の試験片を用意する。鋼線の自由端は露出させ、ゴム部分とは別に把持できるようにする。

この装置は、所定の速度でゴムからコードを引き出し、引き抜き時に到達した最大力を記録する。一部の方法では引き抜き力を直接報告するが、他の方法では埋め込まれたコードの長さを用いて接着強度を計算する。

購入仕様書で両方の条件が要求されている場合、試験では元の試験片、または規定の加熱処理を施した試験片のいずれかを使用できます。この結果は、コードとゴムの接着性および内部荷重伝達を評価するものです。

ゴムとの接着力が弱くても、コードは十分な破断強度を発揮できる場合がある。また、接着力が強ければ、規定の破断強度に達しないコードを補うことはできない。これら2つの試験は、それぞれ異なる品質上の疑問に答えるものである。

1.6 ベルトの寸法と構造

寸法および構造の検査により、納品されたコンベヤベルトが注文された設計と物理的に一致しているかどうかを確認します。これらの検査は、機械的特性試験およびゴム特性試験とは別に実施する必要があります。

1.6.1 布製コンベアベルト

ベルトの幅は、ベルトの長手方向の複数の位置で測定されます。総厚は、目に見える損傷や歪みのある箇所を避けながら、幅方向の複数の箇所で確認されます。

上面と下面のカバーの厚さは、あらかじめ用意した断面またはベルト端のサンプルから確認できます。同じ断面を用いて、生地の層数を数えたり、カーカスの配置を調べたりすることも可能です。生地の種類は、製造仕様書および材料記録と照合して確認する必要があります。

カバーの厚さが不適切だと、摩耗に対する余裕が変わってきます。プライ数や生地の種類が不適切だと、納品されるベルトの強度や伸び特性が変わります。

1.6.2 スチールコードコンベヤベルト

幅と全体の厚みは複数の箇所で測定されます。カバーの厚みは、注文内容に応じた測定方法を用いて、事前に用意したサンプルから確認できます。

断面サンプルを用いることで、検査室はコードの直径、コード間隔、コード本数、整列状態、および上下カバーの厚さを検査できます。非破壊検査が必要な場合は、製造前に検査方法と検出可能な欠陥を明確に定義する必要があります。

正確な寸法は、コードの破断強度やコードとゴムの接着強度を証明するものではありません。寸法は、物理的な構造が注文仕様と一致していることを確認するものです。

1.7 耐衝撃性

衝撃試験では、試験計画書に定められた支持構造の上にベルト試験片を配置する。既知の質量と形状を持つ打撃体を一定の高さから落下させるか、または衝撃試験機を用いて既知のエネルギーを加える。

報告書には以下の事項を記載する必要があります。

• • 衝撃質量とストライカーの形状
  • 落下高さまたは印加エネルギー
  • 標本支持配置
  • 衝撃地点
  • 影響の数
  • 損害評価方法

衝撃後、試験片はカバーの切断、へこみ、貫通、布地の損傷、スチールコードの損傷、および永久変形について検査される。複数の試験片を比較する場合は、記載されているすべての設定を同じにしなければならない。

耐衝撃性試験は、大きな塊、高所からの落下、破砕機の排出口、鉱山作業、採石場のコンベアなどにおいて特に重要です。これは摩耗試験とは異なり、摩耗試験は材料の緩やかな損失を測定するのに対し、耐衝撃性試験は短時間で高エネルギーの負荷によって引き起こされる損傷を評価します。

衝撃性能が重要な場合は、想定される塊の大きさ、最大塊質量、積載高さ、および積載ゾーンの配置を提供してください。これらの詳細情報により、コンベアにおける損傷リスクを反映した試験設定が可能になります。

これらの試験を総合的に行うことで、ベルトの強度、ゴムの特性、接着性、構造、および物理的損傷に対する耐性を検証できます。コンベヤベルトの試験は、手順、記録された結果、および合格基準値がご注文時に合意された仕様と一致する場合に有効です。