Appareil de diagnostic innovant pour la mesure de l'épaisseur des bandes transporteuses en transport horizontal

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 7212 (2022) Citer cet article

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Détails des métriques

Le diagnostic des bandes transporteuses utilisées dans le transport horizontal sans qu'il soit nécessaire de retirer la bande du convoyeur et de la tester dans des conditions de laboratoire est un aspect important dans les usines minières (Jurdziak et al., Adv Intell Syst Comput, 835 : 645-654, 2019). . Les tests en cours, et ainsi l'obtention de connaissances sur l'épaisseur actuelle des revêtements des bandes transporteuses, permettent de contrôler les changements accélérés. Cela évite également les arrêts d'urgence du fonctionnement du convoyeur et permet de planifier de manière économiquement justifiée une interruption de son fonctionnement. L'article présente le concept du premier appareil mobile en Pologne pour mesurer l'épaisseur des bandes transporteuses en mouvement, mis en œuvre dans le cadre du projet NCBR (n° 0227 / L-10/2018 [programme LIDER, Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, 1 (47)/2020, pp. 60-61]), et présente également les résultats de mesure obtenus grâce à la version laboratoire de l'appareil.

La durée de vie de la bande transporteuse dépend de nombreux facteurs présentés dans la littérature3, notamment le type de matériau transporté, la spécificité du point de transport ainsi que la longueur et l'état de la bande transporteuse. La figure 1 montre un schéma de construction d'un convoyeur à bande utilisé dans l'exploitation minière4.

Schéma de la bande transporteuse.

La partie la plus chère et la plus urgente du convoyeur est la courroie. On estime que son coût représente environ 60 % du coût de l’ensemble du convoyeur5. Pendant son fonctionnement, il est exposé à des phénomènes défavorables qui réduisent considérablement sa durabilité : abrasion, étirement, déchirure, coupure, fissuration, délaminage et conditions de travail inégales dues aux conditions de fonctionnement variables (température, atmosphère, charge, rayons UV, force de tension de la courroie, frottement). ). Les exigences imposées aux fabricants de bandes transporteuses définissent la bande comme un produit de haute qualité, ce qui se traduit à son tour par son coût. Le plus important est son diagnostic et sa détection rapide des éventuelles irrégularités lorsqu'il est encore possible de les éliminer. Une panne potentielle d'un convoyeur à bande génère des coûts liés non seulement à sa réparation, mais également liés à un arrêt forcé du transport et à des pertes de production5,6.

La spécificité des CND (contrôles non destructifs) suppose que lors de l'examen de l'objet (ici le tapis roulant) celui-ci ne se dégrade pas, et que sa structure et ses propriétés ne changent pas. Les méthodes basées sur les CND attirent de plus en plus l'attention dans le diagnostic de l'état technique des convoyeurs à bande7. Auparavant, les recherches se concentraient uniquement sur les composants individuels du convoyeur : courroies8,9,10,11,12,13,14,15,16,17, entraînements18, rouleaux19 ou boîtes de vitesses20,21.

De nombreux chercheurs à travers le monde ont développé de nombreux systèmes pour le diagnostic des bandes transporteuses5. Certaines des méthodes disponibles sont utilisées pour diagnostiquer l'état des couvercles, d'autres pour détecter les dommages au noyau en acier à l'intérieur du caoutchouc22,23. A l'ère de l'Industrie 4.0, installer un capteur sur l'objet testé, puis collecter des données puis les traiter, conduit à l'amélioration du processus de recherche et au contrôle de la continuité du point de travail et des différents types de menaces1.

L'objectif du projet mis en œuvre à l'Université des sciences et technologies de Wroclaw est de développer un nouvel appareil permettant de mesurer l'épaisseur et d'évaluer les modifications du profil transversal et longitudinal des bandes transporteuses, ainsi que de créer sa version industrielle.

La partie la plus importante de l’appareil conçu est le capteur de distance à ultrasons. Le capteur est constitué de deux éléments piézoélectriques, l'un en mode émetteur et l'autre en mode récepteur. L'émetteur émet une onde ultrasonore, c'est-à-dire une onde dont la fréquence est supérieure à la limite supérieure d'audibilité pour l'oreille humaine (au-dessus de 20 kHz), qui se propage dans l'espace et se reflète sur l'obstacle. L'écho est capté par le récepteur, et le temps entre l'émission de l'onde et sa réception, mesuré à l'intérieur du capteur, détermine clairement la distance entre le capteur et l'obstacle. L'onde ultrasonore émise se propage dans l'air à une vitesse constante et connue, en fonction des paramètres du milieu, principalement la température, mais aussi l'humidité. L'onde sonore est une onde mécanique, elle se propage donc comme une perturbation du milieu. La température est définie comme l'énergie cinétique moyenne d'une molécule, donc un changement de température modifie la vitesse des molécules et donc la vitesse de propagation des ondes. Afin de compenser la vitesse variable de l'onde ultrasonore en fonction de la température, les capteurs à ultrasons disposent d'une fonctionnalité de compensation de température intégrée24.