Назад в будущее. Как сочетание лучшего прошлого с новейшими технологиями создало наилучшие возможности для будущего

Примитивные конвейеры существуют с 1790 года. Важной вехой стало изобретение в 1844 году вулканизированной резины. В 1892 году Томас Робинс начал ряд изобретений, которые привели к разработке конвейерной системы, используемой для транспортировки угля, руды и других материалов. В 1901 году компания Sandvik создала цельностальные конвейерные ленты. Вскоре после этого, в 1905 году горный инженер Ричард Сатклифф, ирландец по происхождению, изобрел первые резиновые конвейерные ленты для использования в подземных угольных шахтах. Они произвели революцию в горнодобывающей промышленности, быстро заменив людей и шахтных пони, которые до этого тащили и толкали тяжеловесные тележки по рельсовым путям. С тех пор конвейеры стали важным оборудованием в самых разных отраслях промышленности.

Как и в случае с любой производственной линией, критически важными факторами конвейера являются надежность и эффективность. Самые первые конвейерные ленты были изготовлены из того, что сейчас считается очень примитивной формой резины, которая была чувствительна к перепадам температуры, становилась жесткой и хрупкой в холодных условиях и буквально плавилась на жаре. Резина покрывала однослойный каркас из джута, пеньки (мешковины) или хлопчатобумажной ткани. Помимо того, что хлопчатобумажные и джутовые ткани не были особенно прочными, их слабость заключалась в том, что проникновение влаги могло вызвать гниение. Чтобы сохранить максимально возможную прочность на разрыв, ленты соединялись вместе с использованием типа соединения, сейчас называемого «пальцевый стык».

Изобретение нейлона в 1935 году американским ученым Уоллесом Карозерсом и разработка первого коммерческого полиэфирного волокна в 1941 году группой британских ученых привели к постепенной замене слоев хлопчатобумажной ткани гораздо более прочными и долговечными слоями нейлоновой и полиэфирной ткани, которые используются в настоящее время. В течение примерно того же периода натуральный каучук (NR) был заменен синтетическим каучуком, чаще всего в форме бутадиен-стирольного каучука (SBR) и нитрильного каучука (NBR) из-за его гораздо большей адаптируемости и долговечности. Так родилась современная конвейерная лента.

По мере роста конкуренции в промышленности и коммерческой среде, рос и спрос на достижение максимальной производительности и ускорение перевалки материалов. Это сопровождалось необходимостью минимизировать затраты, что открыло двери для крупных «экономичных» производителей из Юго-Восточной Азии. В результате на рынке конвейерных лент преобладают низкосортные «экономичные» импортные ленты. Фактически, за одним исключением, европейские производители лент дополняют свое производство импортом из Азии и перепродажей под собственным брендом. Это также позволяет им конкурировать в дешевом сегменте рынка лент.

Однако исключением из этой практики остается один крупный европейский производитель, компания Dunlop Conveyor Belting в Нидерландах. Каждая продаваемая ею лента изготавливается на собственном производстве. Рыночный подход Dunlop основан исключительно на качестве и «минимальной стоимости в течение срока службы», а не на минимальной отпускной цене. Уникальное торговое предложение (USP) этой компании заключается в поставке только лент, которые обеспечивают максимально долгий срок службы.

В настоящее время фраза «непрерывное совершенствование», возможно, чаще используется руководителями отдела маркетинга, но она также уместна при описании духа и устремлений инженеров и технических специалистов, занимающихся исследованиями и разработками в Dunlop. Они постоянно ищут ленты, способные работать даже с самыми агрессивными материалами и в самых тяжелых условиях без необходимости частого ремонта и замены. При этом постоянно создаются новые, улучшенные конструкции лент. Наряду с этим, возможно, еще более быстро создаются новые резиновые смеси, способные удовлетворить требования, которые еще не так давно считались недостижимыми.

Разумеется, у разных отраслей промышленности разные потребности и некоторые из них, естественно, более сложны, чем другие, но в целом примерно 75% лент заменяются преждевременно в результате повреждения. Для многих использование дешевых импортных «расходных» лент оказывается непреодолимым циклом, который не кончается никогда. Чем ниже качество, тем ниже способность ленты противостоять повреждениям. Поэтому конечная цель специалистов отдела исследований и разработок в штаб-квартире Dunlop в Драхтене заключалась в том, чтобы создать сверхпрочную ленту, доступную по цене максимально возможному числу компаний.

Чтобы справиться с этой крупной задачей, им пришлось отказаться от традиционного подхода. Их метод заключался не только в использовании достижений науки и техники, но и в сочетании их с тем, что наиболее успешно работало в прошлом. Результатом стало создание новой уникальной сверхпрочной однослойной ленты, названной Ultra X, которая уже меняет традиционное мышление.

Самой большой проблемой для инженеров Dunlop было создание ленты, которая по сравнению с обычными лентами имела бы гораздо более высокую устойчивость к удару, раздиранию и разрыву с одновременной максимизацией эффективности производства. «В сложных областях применения, где раздирание, разрыв и удар — крупные проблемы, ключ к решению заключается в конструкции каркаса. Поскольку мы уже разработали самые износостойкие и самые долговечные резиновые смеси, наши инженеры и технические специалисты смогли сосредоточиться на проектировании конструкции каркаса», — объясняет Роб ван Ойен, менеджер по разработке приложений Dunlop в Нидерландах.

Главный компонент был обнаружен на собственном ткацком предприятии дочерней компании Fenner Dunlop в США, которая разработала и запатентовала удивительно прочную ткань. В ткани особого плетения используются гофрированные полиэфирные нити основы, обеспечивающие высокую прочность и низкое растяжение. В сочетании с прочными «связующим» и «наполнителем» они создали сверхпрочную «разрывную уточную конструкцию», которую можно было использовать для производства однослойного каркаса ленты, обладающего исключительной прочностью и стабильностью при нагрузках.

На протяжении всего процесса разработки секции каркаса ленты неоднократно подвергались испытаниям на разрушение, включая измерение сопротивления разрыву в соответствии с международным стандартом EN ISO 505. Испытания показали, что ткань в 3 с лишним раза более устойчива к продольному раздиранию, до 5 раз более устойчива к разрыву и гораздо более устойчива к удару по сравнению с традиционными трех- и даже четырехслойными лентами.

Как известно каждому руководителю производства, даже самые прочные и тяжелые ленты могут быть разодраны, разорваны или проколоты из-за попадания посторонних предметов. «Случайное повреждение — то, с чем приходится сталкиваться всем операторам конвейеров, — говорит Роб. — Предметы застревают, и ленты могут быть повреждены очень быстро. Установка низкокачественных «расходных» лент — это мнимая экономия, особенно если подсчитать стоимость частых ремонтов и в конечном итоге замены лент плюс стоимость простоев. Это не имеет экономического смысла».

Распространено заблуждение, что увеличение толщины покрытия и/или числа слоев решит проблему, но это не так. По иронии судьбы, слишком толстые ленты могут вызвать другие проблемы, например: недостаточная способность ленты к образованию лотков, а также трудности с управлением и обращением с лентой. Весь опыт и свидетельства указывают на тот факт, что там, где возникает проблема с раздиранием и разрывом, единственным эффективным решением является установка конвейерной ленты, специально разработанной для преодоления этой проблемы. Такие ленты могут иметь сопротивление к раздиранию и разрыву, а также к удару падающего тяжелого предмета, которое в несколько раз выше, чем у лент, где используется обычная тканевая конструкция. Однако в краткосрочной перспективе некоторые операторы действительно не могут позволить себе изначально более высокую цену таких специальных лент.

На данный момент компания Dunlop сделала Ultra X доступной в двух вариантах: лента Ultra X1 (тип 330), разработанная для пользователей обычных многослойных лент EP315/2 и 400/3, и лента Ultra X3 (тип 550), разработанная для замены многослойных лент EP500/3, 500/4, 630/3, 630/4. Тот факт, что Ultra X представляет собой ленту однослойной конструкции, предназначенную для замены обычных двух-, трех- и четырехслойных лент, определенно вызвал удивление. Первый вопрос очевидно заключается в том, как однослойная лента может обеспечить достаточную прочность на разрыв и при этом иметь такие высокие уровни сопротивления раздиранию, разрыву и удару?

Роб ван Ойен, менеджер отдела разработки приложений Dunlop, объясняет, как и почему: «Мы постоянно возвращаемся к используемой нами уникальной ткани, способной выдержать такие нагрузки, которые могут разрушить обычную ленту. Ultra X также обладает удивительной прочностью на разрыв. Предел продольной прочности на разрыв у X1 составляет 330 Н/мм, а у X3 — 550 Н/мм. Для однослойной конструкции требуется соединение типа «пальцевый стык», и хотя его изготовление занимает примерно на 30% больше времени, огромное преимущество соединений типа «пальцевый стык» состоит в том, что они сохраняют до 90% прочности ленты на разрыв. Вот почему соединение типа «пальцевый стык» было стандартным методом соединения самых первых конвейерных лент. Это работало тогда и, безусловно, работает сейчас! Для сравнения, двухслойный ступенчатый стык сохраняет максимум 50%, а трехслойный ступенчатый стык достигает максимальной прочности на разрыв 67%.

Более высокий уровень эффективности соединения в сочетании с прочностью на разрыв X1 и X3 эффективно приводит к эквивалентным значениям прочности на разрыв и коэффициентам безопасности ленты, которые более чем сопоставимы с 3- или 4-слойными обычными лентами».

Роб открыто признает, что соединения типа «пальцевый стык» на начальном этапе обходятся дороже, но, по его опыту, их стоимость значительно сокращается по мере накопления опыта, при этом гораздо более длительный срок службы лент с лихвой компенсирует более высокую стоимость сращивания: «Технические и экономические аргументы в пользу соединения типа «пальцевый стык» неоспоримы. Соединения типа «пальцевый стык» более прочны и долговечны. Ultra X имеет значительно лучшие характеристики по сравнению с обычной многослойной лентой, поэтому необходимость в ремонте и повторном сращивании стыков возникает гораздо реже. Чтобы помочь нашим клиентам, мы поставляем комплекты для сращивания, включая шаблоны пальцевого стыка, материалы и инструменты, руководство и учебный фильм. Мы даже обеспечиваем обучение и наблюдение, где это необходимо».

Для тех, кто хочет все же избежать соединений типа «пальцевый стык», хорошая новость в том, что Ultra X также обладает отличной механической фиксацией. Конечно, нет никаких сомнений в общей прочности Ultra X, потому что, как с гордостью заявляется в рекламном фильме компании, однослойная лента Ultra X3 способна выдерживать до 56 тонн веса.

Еще одно преимущество в том, что лента Ultra X достаточно гибка для использования на приводных шкивах меньшего диаметра: «Диаметр ведущего шкива X1 для 60% с лишним номинального натяжения может составлять всего 315 мм, а диаметр ведущего шкива X3 опять же для более чем 60% номинального натяжения, может составлять всего 400 мм, — говорит директор по продажам и маркетингу Андриес Смилда. — Ultra X может работать на мобильном конвейерном оборудовании, которое всегда отличалось малым диаметром шкивов. Динамическое напряжение, оказываемое на внутренний каркас, и стыковое соединение из-за постоянного изгиба на шкивах малого диаметра серьезно ограничивает возможности установки. Ultra X решает эту проблему».

Когда компания Dunlop впервые выпустила Ultra X, это было намеренно малозаметное мероприятие, которое не привлекло внимания большей части рынка. Как объясняет Андриес Смилда, у фирмы было много причин для такого осторожного подхода: «После нескольких лет исследований и интенсивных лабораторных испытаний мы знали, что пришли к чему-то особенному. Но Dunlop есть Dunlop, поэтому мы все еще хотели доказать это на практике, для чего работали с несколькими проверенными и заслуживающими доверия конечными пользователями. Продажа многих десятков тысяч метров убедительно подтвердила, что Ultra X полностью соответствует нашим ожиданиям и даже превосходит их. У нас не было ни одной жалобы или технической проблемы».

Наиболее важно, что утверждения Dunlop неоспоримо подтверждаются растущим числом свидетельств в различных отраслях промышленности. Ленту Ultra X теперь предпочитает все больше OEM-производителей, которые сообщают, что Ultra X более чем вдвое увеличила средний срок службы ленты на их мобильном оборудовании. Во Франции после замены обычных многослойных лент на Ultra X производительность на крупном карьере инертных материалов повысилась на 87% благодаря значительному сокращению простоев, вызванных разрушением стыков и другими ремонтами. В Испании один довольный оператор уже заметил увеличение срока службы на 50%.

Dunlop совершенно открыто заявляет о необходимости иметь возможность предлагать цены, по крайней мере сопоставимые с ценами многослойных лент (а часто даже ниже их). «Мы никогда не пойдем на компромисс в отношении качества ради того, чтобы иметь возможность конкурировать по цене. Это просто не наша культура. В этом просто нет необходимости, поскольку есть несколько причин, которые позволяют нам устанавливать конкурентоспособные цены на Ultra X, — говорит г-н Смилда. — Во-первых, однослойный каркас изготавливается из ткани собственного производства. Это большое преимущество с точки зрения качества и стоимости. Однослойная конструкция также помогает максимизировать эффективность производства, поскольку сокращается число прогонов каландра. Отсутствие резиновой прослойки между слоями не только делает каркас более тонким и прочным, но и снижает стоимость. Мы также производим в более длительном технологическом цикле ленту с максимальной шириной 2000 мм».

Многим трудно понять идею о том, что лента однослойной конструкции может обеспечить необходимую прочность на разрыв, обладая значительно большей устойчивостью к раздиранию, разрыву и удару. Это особенно актуально при одновременной конкуренции по цене, чего Dunlop обычно не признает. Однако, если операторы конвейеров смогут выйти за рамки привычных убеждений и традиционного мышления, то я сильно подозреваю, что Ultra X сможет действительно изменить для них правила игры.