Избор на конвейерна шайба: Конструкция на вала, опъване на ремъка, изоставане и ръководство за режим на повреда

Транспортната шайба не е стоков компонент. В система за обработка на насипни материали, движеща 3000 тона на час желязна руда или въглища, задвижващата ролка предава стотици киловати мощност през вал, който може да бъде подложен на комбинирани огъващи моменти, надвишаващи 500 kN·m, и напрежение на ремъка от 200–500 kN от всяка страна. Вал, който е с по-малък размер от един стандартен диаметър - или изоставащ избор, който позволява приплъзване на лентата при мокри условия - се превръща директно в спиране на конвейера, което струва хиляди долари на час в загубена продукция. И все пак шайбите на конвейера рутинно се определят само по ширината на лентата, без да се изчисляват действителните напрежения на вала, без да се проверява деформацията в леглата на лагерите и без да се съпостави типът изоставане с действителните работни условия.

Това ръководство предоставя пълната инженерна рамка за избор и спецификация на конвейерни макари — обхваща видовете макари и техните функции, процеса на избор в девет стъпки от дължината на лицето до типа изоставане, методология за проектиране на вал за комбинирано огъване и усукване, избор на профил на короната и режимите на повреда, които са резултат от недостатъчна спецификация или неправилно изоставане. Написано е за инженери по конвейери, инженери по поддръжката и мениджъри по доставки, които трябва да определят нови или резервни макари за системи за обработка на тежки насипни материали.

Част 1: Видове и функции на транспортната ролка

Лентовата конвейерна система използва множество видове макари, всяка от които е проектирана за специфична функция и е подложена на различни условия на натоварване. Определянето на правилния тип макара за всяка позиция е първата стъпка при избора на макара.

1.1 Задвижваща (главна) ролка

Задвижващата ролка е основният компонент за предаване на енергия на конвейера. Той се намира в изпускателния край (главата) на конвейера и се задвижва от скоростната кутия на конвейера и двигателя чрез съединител на вала. Задвижващата шайба:

• Предава задвижващия въртящ момент към ремъка чрез триене между челото на шайбата (или изоставането) и ремъка

• Поддържа най-високите напрежения на ремъка в системата — напрежението от стегнатата страна (

  

  ) и напрежение на отпусната страна (

  

  ) и двете действат върху вала на задвижващата ролка едновременно

• Има ли най-голяма вероятност шайбата да претърпи приплъзване на ремъка, ако коефициентът на триене между изоставащия и ремъка е недостатъчен

Задвижващите ролки винаги са със закъснение — голите стоманени ролки имат недостатъчен коефициент на триене (μ ≈ 0,35 сухо, ≈ 0,05 мокро), за да предадат необходимата задвижваща сила без приплъзване. Гуменото забавяне повишава μ до 0,40–0,45 (сухо) и 0,35 (мокро); керамичното изоставане повишава μ до 0,45–0,50 (сухо) и 0,40–0,45 (мокро).

1.2 Задна ролка

Опашната шайба е разположена в края на зареждането на конвейера. Той пренасочва колана от връщане обратно към движение за носене. Опашната шайба:

• Носи по-ниско напрежение на ремъка от задвижващата ролка (обикновено само напрежението от хлабината

  

  плюс напрежението при поемане)

• Първата шайба контактува ли с ремъка след връщането — натрупването на материал върху лицето на опашната шайба причинява неправилно затягане на ремъка и неравномерно износване

• Може да бъде със закъснение (обикновена гума), за да се предотврати натрупване на материал; криловидни опашни макари се използват за самопочистване при приложения с лепкави материали

1.3 Поемаща шайба

Поемащата ролка поддържа правилното напрежение на ремъка в цялата конвейерна система, като осигурява контролирана сила на опъване. Обикновено се намира близо до опашния край на конвейера и е монтиран в плъзгаща се или гравитационна поемаща рамка, която позволява на макарата да се движи аксиално, докато коланът се разтяга.

Напрежението на поемане трябва да е достатъчно, за да:

• Предотвратете приплъзване на ремъка на задвижващата шайба при най-лошите условия на стартиране и натоварване

• Ограничете провисването на колана между носещите ленти до допустимата стойност (обикновено 1,5–2,0% от разстоянието на лентите)

• Осигурете достатъчно напрежение, за да може ремъкът да преминава през вертикални криви, без да се повдига от накрайниците

1.4 Наклонена шайба

Наклонената шайба е разположена близо до задвижващата шайба, за да увеличи ъгъла на увиване на ремъка около задвижващата шайба. Увеличаването на ъгъла на обвиване директно увеличава максималната предаваема сила на триене (и следователно максималната задвижваща сила), без да увеличава напрежението на колана.

Връзката между ъгъла на обвиване и максималното съотношение на опън се дава от уравнението на Euler-Eytelwein:

където:

= напрежение от стегната страна (N)

= напрежение на хлабината (N)

= коефициент на триене между изоставането и лентата

= ъгъл на увиване на ремъка около задвижващата ролка (радиани)

= Числото на Ойлер (2,718)

Пример: С гумено изоставане (μ = 0,40) и 180° обвивка (π радиани):

Добавяне на спирачна шайба за увеличаване на обвивката до 220° (3,84 радиана):

Това увеличение от 32% в съотношението на опън означава, че конвейерът може да предаде 32% повече задвижваща сила за същото напрежение от страната на хлабината - или да поддържа същата задвижваща сила с 24% по-малко напрежение на поемане.

1.5 Огъваща ролка

Огъващите шайби пренасочват пътя на ремъка в междинни точки - обикновено в долната част на вертикална крива или в точка на прехвърляне на конвейер. Те носят само натоварването на опън на ремъка (без задвижващ въртящ момент) и обикновено не се забавят. Огъващите се шайби се определят от напрежението на ремъка в мястото на огъване и ъгъла на огъване — валът трябва да бъде проектиран за резултантната сила от двете опъвания на ремъка, действащи под ъгъла на огъване.

Част 2: Процесът на избор на скрипец в девет стъпки

Стъпка 1: Определете дължината на лицето

Дължината на лицевата страна на ролката трябва да е по-широка от ремъка, за да се гарантира, че ремъкът не влиза в контакт с крайните дискове на ролката по време на нормална работа (включително неправилно затягане). Стандартното правило е:

За колани, по-широки от 1200 mm, добавете 75 mm на страна (общо 150 mm). За конвейери с лошо проследяване на лентата или големи странични сили (извити конвейери, високоскоростни конвейери), добавете 100 mm на страна.

Указания за стандартна дължина на лицето:

Стъпка 2: Определете напрежението на ремъка

Напрежението на ремъка е най-критичният вход за дизайна на вала на макарата. Напреженията на ремъка, действащи върху вала на шайбата, са:

Стегнато напрежение (

): Напрежението в ремъка от страната с високо напрежение на задвижващата шайба. Това е сумата от ефективното опъване (движещата сила) и напрежението на хлабината.

Напрежение на отпусната страна (

): Напрежението в ремъка от страната с ниско напрежение на задвижващата шайба. Това се определя от системата за поемане и трябва да е достатъчно, за да се предотврати приплъзване.

Ефективно напрежение (

): Нетната движеща сила, предавана от макарата:

Ефективното напрежение се изчислява от съпротивителните сили на конвейера:

където:

= коефициент на изкуствено триене (0,017–0,025 за добре поддържани конвейери; 0,020 типично)

= дължина на конвейера (m)

= 9,81 m/s⊃2;

= маса на колана за единица дължина (kg/m)

= маса на материала за единица дължина (kg/m) =

= въртяща се маса на празни колела на единица дължина (kg/m)

= височина на повдигане на конвейера (m) — положителен за наклонени конвейери

Стъпка 3: Определете диаметъра на макарата

Минималният диаметър на макарата се ръководи от две изисквания:

Умора при огъване на ремъка: Тъй като ремъкът се увива около шайбата, каркасът на ремъка се огъва. Повтарящото се огъване върху макара с малък диаметър уморява каркаса на колана. Минималният диаметър на ролката, за да се избегне умората на ремъка, се определя от производителя на ремъка въз основа на конструкцията на ремъка и степента на напрежение (обикновено изразено като PIW — паунда на инч ширина на ремъка).

Деформация на вала: По-големият диаметър на ролката увеличава разстоянието между точките на контакт на ремъка и центровете на лагерите, което увеличава огъващия момент на вала. По-големият диаметър на макарата обаче осигурява и по-голям отвор на вала, което позволява по-голям диаметър на вала — което повече от компенсира увеличения момент.

Насоки за минимален диаметър на макарата на CEMA:

За ремъци със стоманени корди (ST ремъци) с много високи стойности на опън (> 1000 PIW), диаметрите на макарите от 48'–60' (1200–1500 mm) са често срещани.

Стъпка 4: Определете стила на свързване на концентратора

Главината свързва крайния диск на макарата към вала и предава задвижващия момент. Стиловете на свързване на концентратора включват:

• Отвор с шпонка (прав или заострен): Най-простият и най-често срещаният; ключ предава въртящ момент между вала и главината. Подходящ за умерени въртящи моменти. Концентрацията на напрежение в шпонковия канал намалява якостта на умора на вала.

• Сглобяване с намеса (пресово сглобяване): Главината се притиска върху вала с сглобяване с намеса; триенето предава въртящия момент. Без концентрация на напрежение в шпонковия канал — предпочита се за приложения с висока умора.

• Конусна заключване / QD втулка: Разделена заострена втулка е затегната към вала с болтове, създавайки намеса с високо триене. Позволява лесна инсталация и демонтаж без оборудване за пресоване — предпочитано за смяна на място.

• Заключващ механизъм без ключ (свиващ се диск): Хидравлично или механично заключващо устройство създава много силна намеса между главината и вала. Използва се за най-високи въртящи моменти (големи задвижващи ролки на конвейери с високо напрежение).

Стъпка 5: Определете конфигурацията на макарата

Конфигурациите на корпуса на макарата включват:

• Барабанна шайба (стандартна): Цилиндрична стоманена обвивка, заварена към крайните дискове и главината. Най-често срещаната конфигурация за всички видове макари.

• Крило шайба: Конструкция с отворено крило без непрекъсната обвивка — коланът контактува със серия от стоманени крила. Самопочистване — материалът пада през пролуките между крилата. Използва се за опашни ролки и връщащи ролки при приложения с лепкави или мокри материали.

• Спирална барабанна шайба: Чифт стоманени пръти, спирално навити около барабанна шайба. Спираловидното действие изхвърля материала отстрани на конвейера по време на въртене — осигурява почистващо действие без вибрациите на ремъка на криловидната ролка.

Стъпка 6: Определете профила на короната

Короната (или изпъкналостта) на лицето на макарата е леко увеличение на диаметъра в центъра на лицето спрямо ръбовете. Короната помага за центрирането на ремъка върху шайбата и предотвратява неправилното затягане на ремъка. Стиловете на короната включват:

• Плоско лице (без корона): Използва се за широки колани (> 1200 mm) и колани със стоманена корда — коланът е твърде твърд, за да се приспособи към лице с корона, а короната би причинила неравномерно напрежение на колана по ширината.

• Трапецовидна корона: плоска централна част със заострени ръбове. Най-често срещаният стил на короната за средно тежки конвейери.

• Радиусна корона (пълна корона): непрекъсната крива от ръба до центъра. Осигурява най-плавното проследяване на лентата и се предпочита за високоскоростни конвейери и приложения, изискващи прецизно центриране на лентата.

Указания за височина на короната:

Стъпка 7: Определете типа изоставане

Изоставането е покритието, нанесено върху лицето на ролката, за да увеличи коефициента на триене между шайбата и ремъка, да предпази черупката на шайбата от износване и да подобри следенето на ремъка. Изборът на забавяне е едно от най-последователните решения в спецификацията на макарата.

(Вижте част 3 за пълни насоки за избор на изоставане.)

Стъпка 8: Определете материала и диаметъра на вала

Дизайнът на вала е най-критичното инженерно изчисление в спецификацията на макарата. Валът трябва да бъде проектиран за комбиниран ефект от огъване (от опън на ремъка) и усукване (от задвижващ въртящ момент в задвижващата шайба).

(Вижте част 4 за пълна методология за проектиране на вал.)

Стъпка 9: Проверка на изискванията за производителност

Окончателните проверки за проверка включват:

• Напрежение на черупката под комбинираното напрежение на ремъка и теглото на макарата

• Избор на лагер и живот на L10 при работна скорост и натоварване

• Изисквания за динамичен баланс (ISO 1940/1 степен G6.3 за стандартни конвейери; G2.5 за високоскоростни конвейери > 5 m/s скорост на лентата)

• Изисквания за защита от корозия за работната среда

Част 3: Закъсняла селекция — Напасване на повърхността към приложението

3.1 Защо изоставането има значение

Силата на триене, която задвижващата ролка може да предаде на ремъка, е:

Тази сила трябва да е равна или да надвишава ефективното напрежение

необходими за задвижване на конвейера. Ако коефициентът на триене

е твърде ниска (напр. гола стоманена шайба при мокри условия), ремъкът се плъзга по шайбата — причинявайки бързо износване както на ремъка, така и на лицето на шайбата, прегряване и потенциална повреда на ремъка.

3.2 Видове забавяне и производителност

Обикновена гумена облицовка:

• Материал: Естествен каучук или SBR (стирен-бутадиен каучук), твърдост 60–70 Shore A

• Дебелина: 6–25 mm в зависимост от приложението

• Коефициент на триене: μ = 0,40–0,45 (сухо); μ = 0,30–0,35 (мокро)

• Приложения: Стандартни задвижващи ролки при сухи до умерено влажни условия; опашка и колена

• Предимства: Ниска цена, лесна замяна, добра абсорбция на удари

• Ограничения: Недостатъчно триене при непрекъснато мокри условия; обект на абразивно износване от пренасяне на материала

Набраздено гумено изоставане:

• Обикновена гума с диамантени или рибена кост канали, изрязани на повърхността

• Жлебовете насочват водата далеч от контактната зона на ремъчната шайба, поддържайки по-висок ефективен коефициент на триене при мокри условия

• Коефициент на триене: μ = 0,35–0,40 (мокро) — значително по-добро от обикновена гума при мокри условия

• Стандартна спецификация за задвижващи ролки на открити конвейери или в среда с мокри процеси (миялни съоръжения за въглища, инсталации за преработка на минерали)

• Модел на канали: Диамантеният канал е най-често срещаният; браздата на рибена кост осигурява по-добро самопочистващо действие

Керамично изоставане:

• Керамични плочки от алуминиев оксид (Al₂O₃), обикновено 92–96% чистота, формовани в гумена основа

• Повърхността на керамичните плочки осигурява много висок коефициент на триене: μ = 0,45–0,50 (сухо); μ = 0,40–0,45 (мокро)

• Керамичните плочки са изключително твърди (Mohs 9) и устойчиви на износване — керамичното покритие издържа 3–5 пъти по-дълго от гуменото покритие в абразивни условия

• Приложения: Задвижващи ролки на конвейери с високо напрежение, мокри и кални условия (желязна руда, въглища, минерални пясъци), конвейери с голямо пренасяне на материала

• Ограничения: По-висока цена от гумата; керамичните плочки могат да се напукат, ако шайбата е подложена на силно ударно натоварване; не се препоръчва за конвейери с чести обръщания

Полиуретаново изоставане:

• Лят или формован полиуретан, твърдост 80–95 Shore A

• Отлична устойчивост на абразия — 3–4 пъти по-добра от естествения каучук

• Добър коефициент на триене: μ = 0,35–0,45 в зависимост от формулировката

• Приложения: Опашни и огъващи ролки в абразивни среди; задвижващи ролки, където устойчивостта на абразия е основното изискване

• Предимства: Много дълъг експлоатационен живот в абразивни условия; може да се отлее на място върху черупката на макарата

Заваръчно изоставане (наваряване):

• Хромов карбид или волфрамов карбид с твърда наварка, заварен директно върху черупката на шайбата

• Изключително висока устойчивост на износване — използва се в най-абразивните среди (желязна руда, твърди скали, абразивни минерални пясъци)

• Без гумена подложка — не осигурява абсорбиране на удари

• Не е подходящ за задвижващи ролки — твърдата повърхност не осигурява достатъчно триене с ремъка

3.3 Изоставаща матрица за избор

Част 4: Конструкция на вала — Критичното инженерно изчисление

4.1 Силите, действащи върху вала на макарата

Валът на шайбата е подложен на три едновременни натоварвания:

1. Момент на огъване от напрежението на колана:

Двата обтегания на ремъка (

и

) действат върху ролката в контактните точки на ремъка. Тяхната резултатна сила действа върху вала в центъра на макарата:

За задвижваща шайба с ъгъл на навиване 180° (

):

Моментът на огъване в критичната секция (обикновено в главината или в гнездото на лагера) е:

Къде

е централното разстояние на лагера и

е дължината на лицето на макарата.

2. Усукващ момент от задвижващия въртящ момент (само задвижваща шайба):

Къде

е ефективното напрежение и

е диаметърът на макарата.

3. Собствено тегло на вала (за големи макари):

За големи макари (диаметър > 800 mm, лицева дължина > 1500 mm), собственото тегло на макарата добавя значителен компонент на огъване, който трябва да бъде включен в конструкцията на вала.

4.2 Избор на материал на вала

Трите най-често използвани материала за валове за конвейерни макари са:

Допустимите напрежения, изброени по-горе, вече включват коефициент на безопасност при умора. Индустриалният стандарт прилага допълнителни коефициенти на натоварване, за да отчете динамичните ефекти:

• Коефициент на натоварване

  

  = 1,5 до 1,75 (приложено към огъващ момент)

• Фактор на въртящия момент

  

  = 1,25 до 1,40 (приложено към усукващ момент)

4.3 Изчисляване на диаметъра на вала

Валът трябва да отговаря на три независими критерия и най-големият получен диаметър управлява:

Критерий 1 — Диаметър, базиран на усукване (формула на гост):

Къде

е допустимото напрежение на срязване (MPa) и

е еквивалентното усукване (N·m).

Критерий 2 — Диаметър въз основа на огъване (формула на Ранкин):

Къде

е допустимото напрежение на огъване (MPa) и

е еквивалентният момент на огъване:

Критерий 3 — Диаметър въз основа на деформация:

Деформацията на вала при лагерното гнездо не трябва да надвишава допустимата граница. Стандартната максимална допустима деформация е от 0,0015 до 0,0017 радиана (приблизително 5–6 дъгови минути) при гнездото на лагера:

където:

= нетно резултантно напрежение на ремъка (kN)

= разстояние от центъра на лагера до центъра на главината (mm)

= разстояние между главините (mm)

= Модул на Юнг за стомана = 206 000 MPa

= допустима деформация (радиани) = 0,0015–0,0017

Крайният диаметър на вала е най-големият от

,

, и

, закръглено до следващия стандартен размер на вала.

4.4 Работен пример: Дизайн на вала на задвижващата шайба

дадени:

• Ширина на колана: 1200 мм → Дължина на лицето: 1400 мм

• Опън на ремъка:

  

  = 180 kN,

  

  = 60 kN

• Ефективно напрежение:

  

  = 120 kN

• Диаметър на ролката: 630 мм

• Ъгъл на обвиване: 200° (3,49 rad)

• Материал на вала: EN19 (σ = 83 MPa, τ = 83 MPa)

• Лагерни центрове: 1800 мм; разстояние между главините: 1400 мм

= (1800 − 1400)/2 = 200 mm

• Коефициент на натоварване

  

  = 1,5; Фактор на въртящия момент

  

  = 1,25

Стъпка 1: Получено напрежение на ремъка

Стъпка 2: Огъващ момент

Стъпка 3: Момент на усукване

Стъпка 4: Еквивалентен момент на огъване

Стъпка 5: Диаметър на базата на огъване

Стъпка 6: Диаметър на базата на деформация

Управляващ критерий: Диаметър на базата на огъване = 226 mm → Изберете стандартен диаметър на вала: 240 mm (EN19)

Този пример илюстрира, че за задвижващи ролки с високо напрежение, огъващият момент - а не деформацията - обикновено управлява диаметъра на вала.

Част 5: Дизайн на корпуса и крайния диск

5.1 Напрежение на корпуса (ръба).

Обвивката на макарата е подложена на:

• Напрежение на обръча от вътрешното налягане, създадено от напрежението на ремъка, увиващ се около шайбата

• Напрежението на огъване от натоварването на опън на колана, разпределено по дължината на черупката

• Напрежението при заваряване в крайната заварка на диска към черупката — най-често срещаното място на повреда в барабанните макари

Максималното напрежение на обръча в черупката е:

Къде

е дебелината на стената на корпуса (mm).

За черупка от стомана EN8 (граница на провлачване 430 MPa), допустимото напрежение на обръча с коефициент на безопасност 3 е приблизително 143 MPa. Това определя минималната дебелина на стената на черупката за дадено напрежение на ремъка и диаметър на ролката.

5.2 Дизайн на крайния диск

Крайният диск прехвърля натоварването на ремъка от черупката към главината и вала. Повредите на крайните дискове - обикновено напукване при заваръчния шев на главината или при заваръчния шев на черупката - са най-често срещаният вид структурна повреда в барабанните макари.

Профилираните крайни дискове (обработени от солидна стоманена плоча с главина, интегрирана в диска) елиминират заваръчния шев между главината и диска, което е основната точка на повреда в макарите със заварени главини. Профилираните крайни дискове са стандартни за ролки с високо напрежение (> 300 kN ефективно напрежение) и за ролки за минно натоварване, където надеждността е от решаващо значение.

Част 6: Анализ на режима на повреда на транспортната ролка

6.1 Плъзгане на ремъка на задвижващата ролка

Външен вид: Ремъкът се приплъзва върху задвижващата шайба по време на стартиране или при пиково натоварване; гуменото изоставане показва бързо износване; повърхността на колана показва следи от изгаряне.

Основни причини:

• Недостатъчен ъгъл на увиване — увиването на колана под 180° осигурява неадекватна сила на триене

• Неправилно изоставане — гола стомана или износено гумено изоставане при мокри условия

• Недостатъчно напрежение на поемане —

  

  твърде ниско, за да се предотврати приплъзване съгласно уравнението на Ойлер-Ейтелвайн

• Претоварен конвейер — ефективно напрежение

  

  надвишава максималната преносима сила на триене

Коригиращо действие:

• Добавете спирачна макара, за да увеличите ъгъла на обвиване до 200–220°

• Заменете с набраздена гума или керамика за мокри условия

• Увеличете напрежението на поемане (проверете дали системата за поемане функционира правилно)

• Уверете се, че конвейерът не е претоварен — проверете действителния тонаж спрямо проектния капацитет

6.2 Счупване на ствол

Външен вид: Пълно счупване на вала на макарата, обикновено в главината или в гнездото на лагера. Катастрофална повреда — шайбата пада и ремъкът се разрушава.

Основни причини:

• Малкоразмерен вал: Диаметърът на вала е недостатъчен за действителното напрежение на ремъка — най-честата причина при резервни ролки, посочени само от ширината на ремъка, без да се изчисляват действителните напрежения на вала

• Концентрация на напрежението в шпонковия канал: Шпонковият канал създава концентрация на напрежение, което намалява ефективната якост на умора на вала с 30–50% — валовете с шпонковите канали трябва да използват по-ниско допустимо напрежение от гладките валове

• Корозионна умора: Корозионната питинг по повърхността на вала инициира пукнатини от умора при по-ниски нива на напрежение

Коригиращо действие:

• Преизчислете диаметъра на вала, като използвате метода на три критерия (усукване, огъване, деформация)

• Посочете EN19 или 42CrMo материал на вала за приложения с високо напрежение

• Използвайте монтаж с намеса или механизъм за заключване без ключ вместо шпонков отвор, за да елиминирате концентрацията на напрежение в шпонковия канал

• Нанесете защита от корозия (поцинковане, епоксидно покритие) върху повърхностите на валовете във влажна среда

6.3 Напукване на заваръчния шев на крайния диск

Външен вид: Пукнатини при заваръчния шев между крайния диск и корпуса или между главината и крайния диск. Изтичането на масло или грес от корпуса на лагера показва, че деформацията на вала е повредила уплътнението на лагера.

Основни причини:

• Заварена конструкция на главината при голямо натоварване: Заваръчният шев на главината към диска е склонна към умора концентрация на напрежение — неподходяща за приложения с високо напрежение

• Резонанс: Макарата работи на или близо до естествената си честота, причинявайки усилени динамични натоварвания в заваръчните шевове

• Неправилна процедура на заваряване: Недостатъчното проникване на заваръчния шев или неправилното предварително нагряване създава слаб заваръчен шев, който се напуква при циклично натоварване

Коригиращо действие:

• Посочете профилирана крайна конструкция на диска (главината е машинно обработена в диск, без заварка на главината) за макари с ефективно напрежение > 200 kN

• Уверете се, че работната скорост на макарата не е близо до естествената честота на макарата

• Посочете заварки с пълно проникване с предварително нагряване и топлинна обработка след заваряване за всички структурни заварки

6.4 Забавено разслояване

Външен вид: Гумената или керамичната обвивка се отделя от обвивката на макарата на секции; оголена стоманена обвивка; започва приплъзване на колана.

Основни причини:

• Неадекватна подготовка на повърхността: Обвивката на шайбата не е била правилно песъкоструйна и грундирана преди забавяне на нанасянето — адхезивната връзка се проваля под напрежението на срязване на теглителната лента

• Обратно пренасяне на материала: Материалът, хванат между лентата и изоставането, създава заклинваща сила, която постепенно повдига изоставането

• Термичен цикъл: При външни конвейери циклите на термично разширение и свиване уморяват адхезивната връзка между изоставащата част и обвивката

Коригиращо действие:

• Посочете горещо вулканизиран слой (свързан при топлина и налягане) вместо студено свързан слой за задвижващи ролки с високо напрежение — вулканизираният слой има 3–5 пъти по-добра якост на свързване

• Уверете се, че повърхността на черупката е обработена с пясъкоструйка до Sa 2,5 (почти бял метал) непосредствено преди нанасяне на закъснение

• Инсталирайте почистващи препарати за ремъци, за да намалите обратното пренасяне на материала върху задвижващата ролка

6.5 Повреда на лагера

Външен вид: Шум и вибрации от корпуса на лагера на ролката; повишаване на температурата на лагера; евентуален припадък.

Основни причини:

• Прекомерно отклонение на вала: Изкривяването на вала над допустимата граница (0,0015–0,0017 rad) причинява натоварване на лагера при несъосност, което драстично намалява живота на лагера

• Проникване на замърсяване: Прахът и влагата заобикалят уплътнението на лагера, замърсявайки смазката

• Недостатъчен размер на лагера: Динамичното натоварване на лагера е недостатъчно за действителното натоварване на вала и необходимия живот L10

Коригиращо действие:

• Уверете се, че деформацията на вала при леглото на лагера не надвишава 0,0015–0,0017 радиана — преизчислете с действителното напрежение на колана

• Надстройте уплътненията на корпуса на лагера за прашни или мокри среди

• Уверете се, че изчислението на живота на лагер L10 включва всички натоварвания (радиално от напрежението на ремъка + аксиално от несъосност)

Често задавани въпроси

В1: Как да избера между гумена и керамична облицовка за задвижваща шайба?

Използвайте гумено изоставане (набраздено) за стандартни приложения в сухи до умерено влажни условия — това е по-ниска цена и по-лесно за смяна. Посочете керамично изоставане, когато: (1) конвейерът работи непрекъснато във влажни или кални условия (миене на въглища, обработка на минерали); (2) напрежението на колана е високо и рискът от приплъзване е значителен; (3) обратното пренасяне на материала е силно и бързо се износва през гуменото изоставане. Керамичното изоставане осигурява μ = 0,40–0,45 при мокри условия срещу μ = 0,30–0,35 за набраздена гума — тази разлика може да бъде границата между надеждната работа и хроничното приплъзване на колана.

В2: Какъв е правилният материал на вала за задвижваща ролка на конвейер за тежки условия на работа?

За задвижващи ролки за мини с ефективни напрежения над 150 kN, посочете материал на вала от легирана стомана EN19 (709M40) или 42CrMo. EN19 има допустимо напрежение на огъване от 83 MPa — почти двойно повече от 43 MPa на меката стомана EN3 — което позволява по-малък диаметър на вала за същото натоварване или осигурява много по-голяма граница на безопасност за същия диаметър. Винаги използвайте заключващи възли без ключ (стягащи се дискове), а не шпонкови отвори на руднични макари с високо напрежение — концентрацията на напрежение в шпонковия канал намалява ефективната якост на умора с 30–50%.

Q3: Как да изчисля минималния диаметър на вала за конвейерна ролка?

Изчислете три диаметъра и изберете най-големия: (1) диаметър, базиран на усукване, като използвате формулата на Гост с ефективния опън и диаметъра на макарата; (2) диаметър, базиран на огъване, използвайки формулата на Ранкин с еквивалентен момент на огъване (включително коефициент на натоварване

= 1,5–1,75 и фактор на въртящия момент

= 1,25–1,40); (3) диаметърът на базата на деформация, осигуряващ деформация на вала при лагерното легло, не надвишава 0,0015–0,0017 радиана. За задвижващи макари с високо напрежение обикновено се определя диаметърът на базата на огъване.

Q4: Какво причинява приплъзване на ремъка на задвижващата шайба и как се коригира?

Плъзгането на ремъка възниква, когато ефективното напрежение (необходимата задвижваща сила) надвиши максималната сила на триене, която шайбата може да предаде:

. Опции за корекция по ред на предпочитание: (1) увеличаване на ъгъла на обвиване чрез добавяне на спирачна шайба (най-ефективна); (2) подобряване на изоставането от обикновена гума до набраздена гума или керамика (увеличава μ); (3) увеличаване на напрежението при поемане (увеличава

). Не увеличавайте просто напрежението на захващане, без да адресирате първопричината — прекомерното напрежение на захващане увеличава натоварванията при огъване на вала и намалява живота на лагера.

Q5: Колко често трябва да се сменя изоставането на конвейерната ролка?

Гуменото покритие трябва да се смени, когато износването намали дебелината на слоя до 50% от оригинала (обикновено 3–5 години за стандартно натоварване; 1–2 години за абразивни приложения). Керамичното изоставане трябва да се смени, когато повече от 10–15% от керамичните плочки са напукани или липсват — макара с липсващи плочки създава неравномерно натоварване на ремъка и неправилно затягане на ремъка. Проверявайте изоставането на всяко тримесечие за разслояване, напукване и износване - разслояването, открито рано, често може да бъде поправено чрез повторно залепване; разслояването, което е прогресирало до черупката, изисква пълно повторно изоставане.

В6: Каква е разликата между поемаща и огъваща макара?

Поемащата ролка е специално проектирана да поддържа напрежението на ремъка, като се движи аксиално в поемащата рамка (гравитационно или винтово поемане). Той трябва да бъде проектиран за силата на поемане плюс напрежението на ремъка от двете страни. Огъващата се шайба просто пренасочва пътя на ремъка към фиксирано място — тя не се движи и не осигурява опъване. Огъващите шайби носят само резултата от двете опъвания на ремъка при ъгъла на огъване и обикновено не се забавят. Поемащите ролки може да са със закъснение (обикновена гума), за да се предотврати натрупването на материал върху лицето на макарата.

Yile Machinery: Конвейерни макари, проектирани по поръчка

Yile Machinery проектира и произвежда персонализирани конвейерни макари за приложения за обработка на насипни материали в минното дело, цимента, стоманата и производството на електроенергия. Нашите ролки са проектирани според действителното напрежение на ремъка и условията на работа за всяко приложение — не са избрани от стандартен каталог само по ширина на ремъка.

Нашите възможности за производство на конвейерни макари:

• Видове шайби: задвижващи/главни шайби, опашни шайби, поемащи шайби, изпъкнали шайби, огъващи шайби, криловидни шайби, спирални барабанни шайби

• Ширина на лентата: 500 mm до 2400 mm; персонализирани ширини по заявка

• Диаметри на макарите: 300 mm до 1500 mm; макари от инженерен клас до 2000 mm

• Материали на корпуса: Конструкционна стомана (Q345B / A572 Gr.50); минна тежка стена

• Материали на вала: EN8 (080M40) стандартно натоварване; EN19 (709M40) / 42CrMo тежък режим на работа и мина

• Връзки на главината: шпонков отвор; заострена/QD втулка; механизъм за заключване без ключ (свиваем диск)

• Залепване: Горещо вулканизиран каучук (обикновен и набразден); керамични плочки; полиуретан; студено залепени за замяна на място

• Конструкция на крайния диск: Стандартна заварена главина; профилиран краен диск (главина, обработена в диск) за приложения с високо напрежение

• Инженерна документация: Доклад за изчисляване на напрежението на вала; изчисляване на живота на лагер L10; проверка на отклонението; сертификат за динамичен баланс (ISO 1940/1)

Свързани продукти и технически ресурси:

• Персонализирана барабанна ремъчна шайба за задвижване на конвейера — продуктова страница с пълни спецификации

• Ръководство за избор на направляваща ролка на конвейера — серия CEMA, степен на натоварване и живот на лагерите за направляващи ролки

• Ръководство за избор на индустриална спирална и конусовидна скоростна кутия — избор на скоростна кутия на конвейерно задвижване и методология за сервизен фактор

• Съединител за барабани за задвижвания на кранове и подемници — задвижващи съединители за валове на макари на конвейерна глава

• Ковани срещу ляти стоманени валове за трошачки — справка за материала на вала и процеса на коване

• Персонализирани изковки — валове, заготовки за зъбни колела и изковки на пръстени — ковани валове и главини на макари

• Решения за минна и циментова промишленост — пълна доставка на компоненти за конвейери за минно дело и циментови заводи

• Решения за обработка на стомана и метал — конвейерни компоненти за обработка на материали от стоманени заводи

За да получите оферта, посочете:

• ✅ Тип макара (задвижване / опашка / поемане / изкривяване / огъване)

• ✅ Ширина на лентата (mm) и скорост на лентата (m/s)

• ✅ Напрежение на коланите:

  

  и

  

  (kN), или капацитет и дължина на конвейера за изчисляване

• ✅ Необходим диаметър на макарата и лицева дължина (или степен на опън на ремъка PIW)

• ✅ Изисква се изоставащ тип (гума / набраздена гума / керамика / полиуретан)

• ✅ Материал на вала и стил на свързване на главината

• ✅ Условия на околната среда (мокри / прашни / корозивни / температурен диапазон)

• ✅ Количество и необходима дата за доставка

• ✅ Съществуващ чертеж на макара или данни от табелката за подмяна

Имейл: sales@yilemachinery.com

Изпратете RFQ: www.yilemachinery.com/contactus.html

Всички технически запитвания получават отговор в рамките на 24 часа. Доклади за изчисляване на напрежението на вала, предоставени с всяка инженерна поръчка на макара.

Свързани технически ресурси

• Избор на направляваща ролка на конвейер: Серия CEMA, Ръководство за рейтинг на натоварване и живот на лагера

• Ръководство за избор на индустриална спирална и конусовидна скоростна кутия

• Барабанно съединение за кран и подемник: Ръководство за оценка на въртящия момент и избор

• Скоба за телени въжета: Дизайн на канала и Ръководство за съотношение D/d

• Валцови ролки: Ръководство за избор на материал за работни и резервни ролки

• Ковани срещу ляти стоманени валове за трошачки

• Изковки по поръчка — заготовки за зъбни колела, изковки за пръстени и валове

• Решения за минната и циментовата промишленост