Conveyor belt는 운전시 장력을 직접 받으므로 항장력을 유지하는 심체와 그 심체를 운반물 자체나 주변환경으로부터 보호할 수 있는 적정재질의 커버고무로 이루어져 있다. 특히 커버고무의 수명은 바로 Conveyor belt의 수명과 직결되므로 사용조건에 가장 적합한 커버고무재질의 선택이 대단히 중요하다. 심체 및 커버고무의 재질에 따른 특성은 다음과 같다.
1. 심체 재료의 재질별 특성
1-1. NN 심체
NN 심체는 경사, 위사가 polyamide(Nylon)로 구성된 conveyor belt 심체로서 가장 널리 사용하고 있다.
l 항장력이 우수하다(단위 섬도당 강력이 높다).
l 유연성이 풍부하다(강력에 비해 심체두께가 얇으므로 유연성이 좋고 trough 성능도 우수하다)
l 내굴곡성이 좋다(전체적으로 belt 두께가 얇아 굴곡피로가 적으므로 pulley 직경이 작아진다).
l 우수한 탄성을 지니고 있다(신율이 큰 반면 탄성회복율이 커서 내충격성이 좋다).
l 접착력이 우수하다(Nylon과 고무의 접착력이 좋으므로 사용중 박리현상에 대한 저항력이 크다).
1-2. EP 심체
EP 심체는 경사는 polyester, 위사는 polyamide(Nylon)로 구성하여 각 섬유의 장점을 이용, 혼직된 conveyor belt 심체로서 우수한 성능을 발휘한다.
l 신율이 매우 적다(polyester 섬유의 특성인 낮은 신율로 take-up 여유길이를 짧게 할 수 있다).
l 수분의 흡수가 거의 없다(수분이 많은 곳에 사용해도 강도 및 접착력의 저하가 극히 적으므로 사용 수명이 길어진다).
l 열에 의한 변화가 적다(온도의 영향에 의한 강도·신율·치수 등의 변화가 적다).
l Trough 성능이 우수하다(위사가 Nylon이므로 폭방향으로 유연성을 지닌다).
1-3. Steel Cord 심체
Steel Cord 심체는 기장이 길고 고강력이 필요한 conveyor belt의 경우 take-up 여유길이를 최소화 시키고 고강력에 비해 풍부한 trough 성능을 발휘한다.
l 신율이 극히 적다(섬유심체에 비해 신율이 1/5∼1/10 수준으로 take-up 여유길이를 극소화 할 수 있다).
l 굴곡성능이 우수하다(Steel Cord는 아주 가는 소선을 꼬아서 구성되므로 유연성이 풍부하여 사용 pulleywlrrud을 작게 할 수 있다).
l Trough 성능이 좋다(고강력 섬유심체는 두께가 두꺼워 trough 성능이 나쁘나, steel cord는 단층이고 위사가 없으므로 trough 성능이 좋다).
l 고강력이 가능하다(섬유심체로는 불가능한 고강력이 필요한 곳에도 적용 가능).
2. 커버 고무의 재질별 특징
2-1. NR(Natural Rubber)
고무나무로부터 채취한 천연고무로 오래전부터 가장 일반적인 고무로서 사용되어 왔고, 현재까지도 가장 많이 사용되고 있는 고무이다. 일반 및 고항장력 conveyor belt의 커버고무로 사용하고 있다.
l 반발탄성이 좋다.
l 인열 저항이 좋다.
l 내굴곡성이 좋다.
l 인장강도가 높다.
l 내한성이 좋다.
2-2. SBR(Styrene Butadiene Rubber)
가장 일반적인 합성고무로 Styrene과 Butadiene의 공중합체이다. 일반 및 내마모, 내열성 conveyor belt의 커버고무로 사용하고 있다.
l 내마모성이 좋다.
l 내열성이 좋다.
2-3. NBR(Nitrile Butadiene Rubber)
Acrylonitrile과 Butadiene의 공중합체이다. 우수한 내유성을 가지고 있기 때문에 내유성 conveyor belt의 커버고무로 사용하고 있다. 단 내한성은 좋지 않다.
l 내유성이 매우 좋다.
l 내마모성이 좋다.
l 식품 수송용에 좋다.
2-4. CR(Chloroprene Rubber)
Chloroprene의 중합체 고무로 일반적으로 Neoprene으로도 불려진다. 각종 특성을 다양하게 구비하고 있으므로 특수 conveyor belt의 커버고무로 사용되고 있다.
l 내후성이 좋다.
l 내유성이 좋다.
l 난연성이 좋다.
l 내열성이 좋다.
l 내역품성이 좋다.
l 기계적성질이 우수하다.
2-5. BR(Butadiene Rubber)
뛰어난 탄성과 내마모성을 가지고 있으므로 고내마모성이 요구되는 conveyor belt의 커버고무로 사용되어지고 있다.
l 내마모성이 아주 좋다.
l 반발탄성이 아주 좋다.
l 내한성이 아주 좋다.
l 동적발열이 적다.
2-6. IIR(Butyl Rubber)
Isoprene과 Isobutylene의 공중합체이다. 내후성과 내열성이 뛰어나 고내열이 요구되는 conveyor belt의 커버고무로 사용되어지고 있다.
l 기체 투과성이 극히 적다.
l 내열 노화성이 아주 좋다.
l 내후성이 좋다.
l 내오존성이 좋다.
l 내화학약품성이 좋다.
l 전기절연성이 좋다.
l 충격 흡수력이 크다.
2-7. EPM, EPDM
EPM은 Ethylene과 Propylene의 공중합체이고 EPDM은 EPM에 Diene 성분을 추가한 3원 공중합체이다. 내열·내오존성이 뛰어나므로 고내열성 conveyor belt 및 내오존성이 특히 필요한 conveyor belt의 커버고무로 사용되고 있다.
l 내열성이 아주 좋다.
l 내오존성이 아주 좋다.
l 내후성이 아주 좋다.
l 내화학약품성이 아주 좋다.
l 내한성이 좋다.
l 반발탄성이 좋다.
표 1. 각종 고무의 특성표
|
고무종류 특 성 |
NR |
SBR |
NBR |
CR |
BR |
IIR |
EPM EPDM | |
|
인 장 특 성 |
A |
B |
B |
A |
B |
C |
B | |
|
내 마 모 성 |
B |
A-B |
A-B |
A-B |
A |
C |
B | |
|
내 열 성 |
C |
B |
B |
B |
C |
A |
A | |
|
내 오 존 성 |
C-D |
C-D |
B-C |
B |
C-D |
B |
A | |
|
내 후 성 |
C |
C |
B-C |
A-B |
C |
A-B |
A | |
|
내역품성 |
고농도 |
C |
C |
B |
B |
C |
A |
B |
|
저농도 |
B |
B |
B |
A |
B |
A |
A | |
|
내 한 성 |
A |
A-B |
B-C |
B-C |
A |
A-B |
A-B | |
|
내 유 성 |
D |
D |
A |
B |
D |
D |
D | |
|
내 인 열 성 |
A |
B-C |
B-C |
B |
C |
B-C |
C | |
|
내 노 화 성 |
B |
B |
B |
A |
B |
A |
A | |
주) A : 우수, B : 양호, C : 사용가능, D : 사용불가
3. Belt 규격의 선정
3-1. 심체 인장강도의 계산
심체의 인장강도는 1장에서 계산된 belt의 최대장력(Fmax)으로 계산된다.
ü Steel Cord Conveyor Belt :
ü Fabric Conveyor Belt :
여기서 ST-NO : ST-belt의 호칭강도(kgf/cm)
TS : Fabric belt의 인장강도(kgf/cm)
SF : Belt의 안전계수
B : Belt 폭(m)
3-2. Belt의 안전계수(Safety Factor)
일반적으로 belt의 안전계수는 정상부하상태로 운반될때의 최대장력(Fmax)에 의해 계산된다. 그 계산식 및 최소안전계수는 다음과 같다.
ü Steel Cord Conveyor Belt :
ü Fabric Conveyor Belt :
여기서 E : ST-Cord의 본 수(본)
TC : ST-Cord의 인장강도(kgf/본)
Tb : 심체 인장강도(kgf/cm)
B : 심체 폭(cm)
표 2. Steel Cord conveyor belt의 최소 안전계수
|
운반물크기 Cycle time(min) |
일 반 |
내열, 내충격 | ||
|
30mm 미만 |
30mm 이상 |
30mm 미만 |
30mm 이상 | |
|
3 미만 |
9 |
9 |
9 |
10 |
|
3.0 ~ 9.9 |
8 |
8 |
8 |
9 |
|
10.0 이상 |
7 |
7 |
8 |
8 |
표 3. Fabric conveyor belt의 최소 안전계수
|
운반물크기 Cycle time(min) |
일 반 |
내열, 내충격 | ||
|
30mm 미만 |
30mm 이상 |
30mm 미만 |
30mm 이상 | |
|
1 미만 |
12 |
13 |
13 |
14 |
|
1.0 ~ 3.0 |
11 |
12 |
12 |
13 |
|
3.0 ~ 9.9 |
10 |
10 |
11 |
11 |
|
10.0 이상 |
10 |
10 |
10 |
10 |
3-3. 심체 규격의 선정
Belt 인장강도가 계산되면 그에 따른 심체의 강도 및 총 포층수를 결정해야 한다. 심체규격을 선정하기 위한 표준강도와 심체의 종류 및 층수는 다음 표4에 나타내었다.
표 4. 표준 심체의 종류(Fabric conveyor belt)
|
표준규격 |
포층수 |
적용심체 |
표준규격 |
포층수 |
적용심체 |
|
160/2 250/2 315/2 315/3 400/2 400/3 500/2 500/3 500/4 630/3 630/4 630/5 |
2 2 2 3 2 3 2 3 4 3 4 5 |
EP-100 NN-100 EP-150 NN-150 EP-200 NN-180 EP-125 NN-120 EP-250 NN-250 EP-150 NN-150 EP-300 NN-300 EP-200 NN-200 EP-150 NN-150 EP-250 NN-250 EP-200 NN-200 EP-150 NN-150 |
800/3 800/4 800/5 800/6 1000/4 1000/5 1000/6 1250/4 1250/5 1250/6 1500/5 1500/6 |
3 4 5 6 4 5 6 4 5 6 5 6 |
EP-350 NN-350 EP-250 NN-250 EP-200 NN-200 EP-100 NN-180 EP-300 NN-300 EP-250 NN-250 EP-200 NN-200 EP-400 NN-400 EP-300 NN-300 EP-250 NN-250 EP-400 NN-400 EP-300 NN-300 |
표 5. 표준심체의 종류(Steel Cord conveyor belt)
|
Belt Designation
|
Nominal Cord Diameter(mm)
|
Cord Weight (gf/m)
|
Nominal Cord Pitch(mm)
|
Max. Allowable Working Tension (kgf/cm) |
|
ST- 500 ST- 630 ST- 800 ST- 900 ST-1000 ST-1250 ST-1400 ST-1600 ST-1800 ST-2000 ST-2500 ST-2800 ST-3150 ST-4000 ST-5000 |
2.4 2.7 3.1 3.3 3.6 4.0 4.3 4.7 5.0 5.2 6.8 7.2 7.6 8.6 9.6 |
21.6 28.1 36.9 42.8 51.1 63.9 73.5 86.7 97.2 105.0 182.0 206.0 224.0 291.0 360.0 |
10 10 10 10 12 12 12 12 12 12 15 15 15 15 15 |
72 90 115 130 145 180 200 230 260 290 360 400 450 580 720 |
NN-630/4 심체 포층수 Belt 인장강도(kgf/cm) 심체 재질 1200×5×2×200 Belt 1 roll 길이(m) 하커버 고무두께(mm) 상커버 고무두께(mm) Belt 폭(mm)
그림 1. Fabric Conveyor Belt 규격 표시
ST-1800 Belt 인장강도(kgf/cm) Steel Cord conveyor belt 약어 2200×4.6φ×176E×8×6×200 Belt 1 roll 길이(m) 하커버 고무두께(mm) 상커버 고무두께(mm) Cord 올 수 Cord 직경(mm) Belt 폭(mm)
그림 2. Steel Cord Conveyor Belt 규격 표시
표 6. Belt 유연성을 유지하기 위한 최소 belt 폭(mm)
|
Belt장력 (kgf/cm) |
포층 수 |
NN – 적용 through 각도 |
EP - 적용 through 각도 | ||||
|
20 |
30~35 |
45 |
20 |
30~35 |
45 | ||
|
160 |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
250 |
2 3 |
- 350 |
- 400 |
- 500 |
- 400 |
- 450 |
- 500 |
|
315 |
2 3 4 |
- 350 450 |
- 400 500 |
- 450 550 |
- 300 450 |
- 350 550 |
- 400 600 |
|
400 |
2 3 4 |
- 350 500 |
- 400 550 |
- 450 600 |
300 350 500 |
350 400 550 |
400 450 600 |
|
500 |
2 3 4 |
- 350 500 |
- 400 550 |
- 450 600 |
300 350 500 |
350 400 550 |
400 450 600 |
|
630 |
3 4 5 |
350 400 500 |
400 450 600 |
450 500 650 |
400 450 600 |
450 500 650 |
500 550 700 |
|
800 |
4 5 6 |
400 450 550 600 |
450 500 650 700 |
500 550 700 750 |
450 500 600 650 |
500 550 700 750 |
550 600 750 800 |
|
1000 |
4 5 6 |
550 600 650 |
600 650 700 |
650 700 750 |
650 700 750 |
750 800 850 |
800 850 900 |
|
1250 |
4 5 6 |
600 650 700 |
650 700 750 |
700 750 800 |
700 750 850 |
800 850 900 |
850 900 1000 |
|
1500 |
5 6 |
650 700 |
700 750 |
750 800 |
750 800 |
850 900 |
1000 1050 |
표 7. 하중에 견디는 최대 belt 폭(mm)
|
Belt장력 (kgf/cm) |
포층 수 |
NN – 적용 운반물 |
EP - 적용 운반물 | ||||
|
20 |
30~35 |
45 |
20 |
30~35 |
45 | ||
|
160 |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
250 |
2 3 |
- 350 |
- 400 |
- 500 |
- 400 |
- 450 |
- 500 |
|
315 |
2 3 4 |
- 350 450 |
- 400 500 |
- 450 550 |
- 300 450 |
- 350 550 |
- 400 600 |
|
400 |
2 3 4 |
- 350 500 |
- 400 550 |
- 450 600 |
300 350 500 |
350 400 550 |
400 450 600 |
|
500 |
2 3 4 |
- 350 500 |
- 400 550 |
- 450 600 |
300 350 500 |
350 400 550 |
400 450 600 |
|
630 |
3 4 5 |
350 400 500 |
400 450 600 |
450 500 650 |
400 450 600 |
450 500 650 |
500 550 700 |
|
800 |
4 5 6 |
400 450 550 600 |
450 500 650 700 |
500 550 700 750 |
450 500 600 650 |
500 550 700 750 |
550 600 750 800 |
|
1000 |
4 5 6 |
550 600 650 |
600 650 700 |
650 700 750 |
650 700 750 |
750 800 850 |
800 850 900 |
|
1250 |
4 5 6 |
600 650 700 |
650 700 750 |
700 750 800 |
700 750 850 |
800 850 900 |
850 900 1000 |
|
1500 |
5 6 |
650 700 |
700 750 |
750 800 |
750 800 |
850 900 |
1000 1050 |
|
구분 |
운반물 종류 |
커버고무두께(mm) |
|
A |
목재 chip, 곡물 또는 운반물의 크기가 50mm 미만 (겉보기 비중 1.0 이하) |
3.2×1.6 |
|
B |
석탄(겉보기비중 1.0 이하) 운반물크기 50~200mm 자갈(겉보기비중 1.6 이하) 운반물크기 50mm 미만 |
4.8×1.6 |
|
C |
원탄(겉보기비중 1.5 이하) 운반물크기 200mm 이상 괴탄(겉보기비중 2.0 이하) 운반물크기 200mm 이상 광석(겉보기비중 2.0 이하) 운반물크기 150mm 미만 |
4.8×2.4 |
3-4. Cover 고무의 두께 결정
Cover 고무의 두께결정은 운반물의 종류, 크기, cycle time, 운반물의 부하방법, chute의 높이 및 cleaner의 유무 등 많은 요인들이 있기 때문에 정확한 두께를 설정하기가 어렵다. 가장 큰 영향을 미치는 몇가지 요인을 고려한 일반적인 두꼐 결정방법은 다음 표 8, 9와 같다.
표 8. Fabric conveyor belt의 표준 cover고무의 두께(mm) : 상커버고무×하커버고무
|
Cycle time(min) 입자경(mmφ) |
0.2 |
1.0미만 |
5.0미만 |
5.0이상 | |
|
곡물, 펄프, chip 부탄, 소다회, 석회 |
15미만 |
3.0×1.5 |
1.5×1.5 |
1.5×0.8 |
1.5×0.8 |
|
15미만 |
3.0×1.5 |
3.0×1.5 |
1.5×1.5 |
1.5×1.5 | |
|
석탄, 소금, 점토 자갈(小), 주물사 시멘트, 모래 |
50미만 |
4.0×1.5 |
3.0×1.5 |
3.0×1.5 |
3.0×1.5 |
|
150미만 |
5.0×1.5 |
5.0×1.5 |
4.0×1.5 |
4.0×1.5 | |
|
300이하 |
6.0×3.0 |
5.0×2.5 |
5.0×2.5 |
5.0×2.5 | |
|
원탄, 석회석, slag, 광석 철광석, 소결광, 코크스 사리(小), 각진 중량물 |
50미만 |
5.0×2.5 |
5.0×2.5 |
4.0×2.0 |
4.0×2.0 |
|
150미만 |
6.0×3.0 |
6.0×3.0 |
6.0×3.0 |
5.0×2.5 | |
|
300미만 |
10.0×4.0 |
8.0×3.0 |
8.0×3.0 |
6.0×3.0 | |
표 9. Steel Cord conveyor belt의 표준 cover고무의 두께(mm) : 상커버고무×하커버고무
|
Cycle time(min) 입자경(mmφ) |
ST-2000 미만 |
ST-2000 이상 | ||||
|
1.0미만 |
1.0×9.9 |
10.0이상 |
1.0미만 |
1.0×9.9 |
10.0이상 | |
|
50 미만 |
5×5 |
5×5 |
5×5 |
6×6 |
6×6 |
6×6 |
|
50~150 |
6×6 |
5×5 |
5×5 |
7×6 |
6×7 |
6×6 |
|
150이상 |
8×6 |
7×6 |
7×6 |
9×7 |
8×6 |
7×6 |
3-5. Belt의 두께 및 중량
Conveyor belt의 두께 및 중량을 정확하게 산추루하기는 어렵다. 그러나 개략적인 두께 및 중량 산출방법을 다음과 같이 표현할 수 있다.
(1) Fabric conveyor belt의 두께 계산
tp = 심체 두께(mm) : 표10 참조
t1 = 상커버고무 두께(mm)
t2 = 하커버고무 구께(mm)
t = belt 총 두께(tp + t1 + t2)
(2) Steel Cord conveyor belt의 두께 계산
d = Steel cord의 두께(mm)
t1 = 상커버고무 두께(mm)
t2 = 하커버고무 구께(mm)
t = belt 총 두께(d + t1 + t2)
(3) Fabric conveyor belt의 중량 계산(W1 : kgf/m)
W1 = {fw + 1.25(t1+t2)} × B
여기서 fw = 심체 중량(kgf/m2) : 표1-10 참조
t1 = 상커버고무 두께(mm)
t2 = 하커버고무 두께(mm)
B = Belt 폭(m)
(4) Steel Cord conveyor belt의 중량 계산(W1 : kgf/m)
W1 = {t·γ + C·(WC/PC)} × B
여기서 t = belt 총 두께(mm)
γ = 고무 비중(1.2)
C = 보정 계수(0.85)
WC = steel cord 중량(gf/m)
PC = steel cord pitch(mm)
B = belt 폭(m)
표 10. Fabric 종류별 표준 두께 및 중량 : 포층두께(mm)/중량(kgf/m2)
|
강력(kgf/cm) |
포층수 포종 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
160 |
NN |
1.80/2.10 |
2.70/3.15 |
|
|
|
|
EP |
1.80/2.20 |
2.70/3.30 |
|
|
| |
|
250 |
NN |
2.20/2.40 |
2.70/3.15 |
|
|
|
|
EP |
2.00/2.60 |
2.70/3.30 |
|
|
| |
|
315 |
NN |
2.00/2.40 |
2.70/3.15 |
3.60/4.20 |
|
|
|
EP |
2.30/2.80 |
2.70/3.30 |
3.60/4.40 |
|
| |
|
400 |
NN |
2.40/2.90 |
3.00/3.60 |
3.60/4.20 |
|
|
|
EP |
2.60/3.40 |
3.45/4.20 |
3.60/4.40 |
|
| |
|
500 |
NN |
2.60/3.20 |
3.45/4.30 |
3.80/4.40 |
|
|
|
EP |
2.80/3.60 |
3.60/4.35 |
4.00/5.20 |
|
| |
|
630 |
NN |
2.70/3.40 |
3.60/4.35 |
4.60/5.75 |
4.75/5.50 |
|
|
EP |
3.20/4.00 |
3.90/5.10 |
4.80/5.80 |
5.75/7.00 |
| |
|
800 |
NN |
3.40/3.90 |
3.90/4.80 |
4.80/5.80 |
5.75/7.15 |
|
|
EP |
3.70/4.80 |
4.80/6.00 |
5.20/6.80 |
6.50/8.50 |
| |
|
1000 |
NN |
3.80/4.30 |
4.80/5.40 |
5.20/6.40 |
6.00/7.25 |
|
|
EP |
4.00/5.20 |
5.10/6.60 |
5.60/7.20 |
7.00/9.00 |
| |
|
1250 |
NN |
|
5.40/6.30 |
6.40/7.20 |
6.50/8.00 |
|
|
EP |
|
5.55/7.20 |
6.40/8.00 |
8.00/10.0 |
| |
|
1500 |
NN |
|
5.70/6.45 |
6.80/7.80 |
6.75/8.50 |
8.10/10.20 |
|
EP |
|
6.00/7.80 |
7.40/9.60 |
8.00/10.0 |
9.60/12.00 | |
|
1800 |
NN |
|
|
7.60/8.60 |
8.50/9.75 |
9.60/10.80 |
|
EP |
|
|
8.00/10.4 |
9.25/12.0 |
9.90/12.60 | |
|
2000 |
NN |
|
|
|
9.5/10.75 |
10.20/11.7 |
|
EP |
|
|
|
10.0/13.0 |
11.4/15.0 | |
|
2500 |
NN |
|
|
|
|
11.4/12.9 |
|
EP |
|
|
|
|
11.4/15.0 | |
|
3150 |
NN |
|
|
|
|
11.4/12.9 |
|
EP |
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