Исследование прочностных и деформационных свойств резинотканевых лент

Исследование прочностных  
и деформационных свойств 
резинотканевых лент 

Учебно-методическое пособие

Федеральное государственное бюджетное  
образовательное учреждение высшего образования  
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана  
(национальный исследовательский университет)»

УДК 621.86
ББК 39.9
И88

ISBN 978-5-7038-5278-1

© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019
© Оформление. Издательство 
 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019

Издание доступно в электронном виде по адресу
 https://bmstu.press/en/catalog/item/6341

Факультет «Робототехника и комплексная автоматизация»
Кафедра «Подъемно-транспортные системы»

Авторы:
П.В. Бословяк, А.Л. Носко, С.Л. Тропин, Е.В. Сафронов
 
 
 
Исследование прочностных и деформационных свойств 
резинотканевых 
лент 
: 
учебно-методическое 
пособие 
/  
[П. В. Бословяк и др.]. — Москва : Издательство МГТУ  
им. Н. Э. Баумана, 2019. — 20, [4]  с. : ил.

ISBN 978-5-7038-5278-1

Издание предназначено для выполнения лабораторных работ по дисциплине «
Методы расчета и проектирования наземных транспортно-
технологических средств (Ч. 2. Машины непрерывного транспорта)». 
Представлены основные положения теории транспортерных лент. Приведены 
конструкция транспортерной ленты, ее технические требования 
и свойства. Указаны порядок расчета, а также экспериментальное определение 
прочности транспортерной резинотканевой ленты. Даны задания 
и порядок выполнения работы, требования к содержанию отчета.
Для студентов, обучающихся в МГТУ им. Н.Э. Баумана по специальности 
23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» 
и по направлению подготовки 15.04.01 «Машиностроение», изучающих 
дисциплину «Методы расчета и проектирования наземных транспортно-
технологических средств (Ч. 2. Машины непрерывного транспорта)».

УДК 621.86
ББК 39.9

И88

Рекомендовано Научно-методическим советом 
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебно-методического пособия

Предисловие

Изучение конструкций, технических требований,  основных 
свойств, проведение расчетов и экспериментальных исследований 
резинотканевых лент актуально для студентов, обучающихся по специальности 
23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» 
и по направлению подготовки 15.04.01 «Машиностроение». 
В рамках лабораторной работы «Исследование прочностных и 
деформационных свойств резинотканевых лент» по дисциплине 
«Методы расчета и проектирования наземных транспортно-технологических 
средств (Ч. 2. Машины непрерывного транспорта)» студенты 
могут ознакомиться с процессами, протекающими при растяжении 
и последующем разрыве резинотканевой ленты. 
Цель работы — приобретение практических навыков по подготовке 
и проведению экспериментальных исследований транспортерных 
резинотканевых лент; сравнительный анализ результата 
расчетов на прочность с экспериментальными данными транспортерной 
резинотканевой ленты.
Выполнение лабораторной работы позволит студентам:
– изучить конструкции транспортерных лент;
– использовать методику расчета на прочность транспортерных 
резинотканевых лент;
– приобрести навыки использования лабораторного оборудования, 
основных узлов разрывной машины. 

1. Основные положения теории 

Транспортерная лента является одним из основных элементов 
многих машин непрерывного транспорта. В конвейерных системах 
они могут выполнять функции:
– только грузонесущего элемента (ленточно-канатный конвейер);
– только тягового элемента (ковшовый ленточный элеватор);
– грузонесущего и тягового элементов (ленточный конвейер).
Особенность конструкции ленточных конвейеров заключается 
в том, что транспортерная лента одновременно выполняет функцию 
грузонесущего и тягового элементов. Ленточные конвейеры 
нашли применение в промышленности при решении задач:
– перемещения насыпных и штучных грузов на различные расстояния 
во всех областях промышленности;
– добычи полезных ископаемых; 
– перемещения грузов в складских помещениях; 
– погрузочных и перегрузочных работ и др.
Транспортерная лента в конструкции ленточного конвейера —
наименее долговечный и наиболее дорогой элемент машины непрерывного 
транспорта, применяемая, в частности, для перемещения 
насыпных грузов (приложение 1). 
Преимущества резинотканевых транспортерных лент:
– сочетание тяговых и несущих функций применительно к конструкции 
ленточного конвейера;
– малая масса;
– простота конструкции и эксплуатации;
– возможность транспортирования при высоких скоростях.
Недостатками резинотканевых транспортерных лент являются:
– передачи тягового усилия фрикционным способом применительно 
к конструкции ленточного конвейера;
– невысокая долговечность относительно металлических элементов 
конвейера;
– трудности при перемещении горячих и тяжелых крупнокусковых 
грузов.

Транспортерные ленты классифицируют:
по назначению
– общего назначения;
– морозостойкие;
– теплостойкие;
– маслостойкие;
– химически стойкие;
– негорючие;
– трудно воспламеняющиеся;
– пищевые;
по используемым материалам
– резинотканевые;
– резинотросовые;
– поливинилхлоридные с тканевым каркасом;
по профилю поверхности
– плоские или гладкие;
– с рифлениями;
– перегородками;
– резиновыми бортами;
– направляющими выступами.
В соответствии с международной практикой и унификацией ширины 
машин непрерывного транспорта ширина транспортерных лент 
составляет, мм: 100; 200; 300; 400; 500; 650; 800; 1000; 1200; 1400; 1800; 
1600; 2000; 2200; 2400; 2600; 2800; 3000; 3200; 3400; 3600; 3800; 4000.
В данной лабораторной работе рассчитываются резинотканевые 
и резинотросовые ленты.
Резинотканевые ленты состоят из трех основных элементов — 
тягового каркаса, верхней рабочей обкладки и нижней нерабочей 
обкладки (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Конструкция (поперечный разрез) транспортерных резинотканевых 
лент:
1 – верхняя рабочая обкладка; 2 – тяговый каркас; 3 – нижняя нерабочая обкладка

Верхняя рабочая обкладка 1 выполнена из высококачественной 
прочной резины и предназначена для предохранения тягового каркаса 
от взаимодействия с транспортируемым грузом. 
Тяговый каркас 2 состоит из тяговых прокладок, соединенных 
между собой тонкими прослойками резины (сквиджами). Тяговая 
прокладка состоит из имеющих разную прочности продольных нитей 
основы и поперечных нитей утка.  
Нижняя нерабочая обкладка 3 предохраняет тяговый каркас от 
взаимодействия с опорными элементами (ролики).
Конструкция резинотросовой ленты включает внутренний резиновый 
слой 2, состоящий из ряда параллельно расположенных 
запрессованных в резину металлических тросов 1, сверху и снизу 
которых имеются наружные резиновые обкладки. Одна из них является 
рабочей 3, другая — нерабочей 4 (рис. 1.2). Как правило, в 
наружных обкладках присутствует поперечная арматура 5, которая 
защищает каркас ленты от пробоев и порезов. 

Тяговым элементом резинотросовой ленты являются металлические 
тросы, расположенные вдоль конструкции ленты и воспринимающие 
растягивающие усилия.

Рис. 1.2. Резинотросовая лента: 
1 — металлический трос; 2 — внутренний резиновый слой; 3 — наружная 
рабочая прокладка; 4 — наружная нерабочая обкладка; 5 — поперечная 
арматура (металлокорд, синтетический шнур, бреккерная обкладка); 
B — ширина ленты; D — диаметр металлического троса; S1 — общая 
толщина резинотросовой ленты; S2 и S3 —  толщина наружной рабочей 
и нерабочей обкладок соответственно; t — шаг металлического троса

Преимущества резинотросовых лент: 
• высокая разрывная прочность металлических тросов  
(до 8000 Н/мм) (позволяет проектировать конвейер с большими 
высотой подъема и протяженностью без промежуточной пересыпки 
транспортируемого груза);

• низкое относительное удлинение (менее 0,5 %) по сравнению 
с резинотканевыми лентами;

• высокая гибкость в продольном направлении (позволяет применять 
диаметр приводного барабана меньше, чем для резинотканевых 
лент);

• хорошая гибкость в поперечном направлении (способствует 
образованию желоба ленты);

• повышенная прочность стыков; 
• возможность изготовления лент с очень толстыми обкладками;
• большой срок службы.
Недостатки резинотросовых лент:
• стыковка концов ленты возможна только методом горячей 
вулканизации;

• большой вес и стоимость (за счет металлических тросов).
Основные технические требования, предъявляемые к транспортерным 
лентам
1. Высокая прочность при растяжении, обеспечивающая передачу 
тягового усилия с учетом коэффициента запаса прочности.
2. Низкое удлинение при рабочей нагрузке, обеспечивающее 
минимальный ход натяжных устройств конвейера в процессе эксплуатации.

3. Поперечная гибкость, обеспечивающая способность ленты 
к образованию желобчатой формы.
4. Минимальная масса.
5. Стойкость к ударным нагрузкам, износу обкладок, продольным 
порывам и порезам, расслаиванию, распространению разрушения 
после частичного повреждения.
6. Постоянство прочностных и геометрических характеристик 
в процессе эксплуатации.
7. Атмосферостойкость, светостойкость и водостойкость.
8. Стойкость к гниению, плесени, микроорганизмам и насекомым.
9. Термостойкость и химическая стойкость, негорючесть, сохранение 
работоспособности при низких температурах, специальные 
электрические и магнитные свойства, низкое набухание в маслах 
и других средах.
10. Возможность транспортирования пищевых продуктов.

Основные характеристики транспортерных лент
1. Прочность. Различают два типа прочности:
– агрегатная (разрывная) прочность (определяемая в ходе эксперимента);
– 
расчетная прочность, рассчитываемая как отношение агрегатной 
прочности и коэффициента запаса прочности. 
2. Деформационные характеристики, среди которых основной 
является относительное удлинение ленты при рабочих нагрузках. 
В основном резинотканевые ленты имеют относительное удлинение 
1,5...2 %; резинотросовые ленты — до 1 %.
3. Сопротивление расслоению.
4. Сопротивление ударным нагрузкам.
5. Износостойкость.
6. Морозостойкость. Ленты общего назначения применяются 
при температуре до –30 °С. При работе в областях с низкой температурой 
материалы обкладок и сквиджей подбирают с учетом 
специфических условий работы.
7. Теплостойкость. Ленты общего назначения применяются при 
температуре до 110 °С.
8. Огнестойкость. Ленты подразделяются на горючие, малого-
рючие, негорючие.
9. Маслобензостойкость. В лентах, где требуется соответствие 
этой характеристике, в качестве рабочей обкладки используют маслобензостойкие 
резины. Сквиджи также выполняются из резины 
указанного типа (часто маслобензостойкими выполняются только 
края сквиджей (50...70 мм)).

2. Расчет на прочность транспортерных лент

Существует несколько способов расчета прочности конвейерных 
лент. Наиболее простой и достаточно точный — метод расчета 
прочности по максимальному Smax статическому усилию с использованием 
коэффициента запаса прочности.
Для резинотканевых лент

S
iS
B

n

тк
тк
max
.
=
                                            (2.1)

Здесь i — число прокладок ленты; S тк  — номинальная прочность 
тяговой прокладки при разрыве по основе, Н/мм (приложение 2); 
В — ширина ленты, мм; n — коэффициент запаса прочности  
резинотканевой ленты:

n
n
n n n n
=
0

пр
ст
т
р
,                                       (2.2)

где n0 — номинальный запас прочности; nпр — коэффициент неравномерности 
работы прокладок; nст — коэффициент прочности 
стыкового соединения концов ленты; nт — коэффициент конфигурации 
трассы конвейера; nр — коэффициент режима работы конвейера (
приложение 3).
Для резинотросовых лент расчеты следует проводить по формуле

S
S B

n

тр
тр
max
,
=
′
                                          (2.3)

где S тр  — прочность тягового каркаса при разрыве по основе, Н/мм 

(приложение 4); 
′n  — расчетный коэффициент запаса прочности 

резинотросовой ленты: 

′ =
n
n
n n n

0

ст
р
т

.                                              (2.4)

При расчете резинотросовой ленты ширину образца ленты В 
принять равной ширине образца резинотканевой ленты.

Максимальную длину образца ленты до разрыва li измеряют  
с помощью стальной линейки в ходе проведения эксперимента на 
разрывной машине:

0

0

;

.

i

i

l
l
l

l
l
l

=
+ ∆

∆ =
−

Здесь l0 — начальная длина образца ленты, мм; ∆l — максимальное 
удлинение образца ленты до разрыва, мм.