Auswahl der Umlenkrollen für Förderbänder: Leitfaden zur CEMA-Serie, Tragfähigkeit, Lagerlebensdauer und Fehlermodus

Bei der Handhabung von Schüttgütern ist die Umlenkrolle das zahlreichste und am häufigsten ausgetauschte Bauteil in jeder Bandförderanlage. Ein einzelner Überlandförderer kann über seine gesamte Länge 10.000 bis 30.000 Umlenkrollen tragen. Trotz ihrer scheinbaren Einfachheit – ein Stahlrohr, das sich auf einer Welle dreht, die von zwei Lagern getragen wird – verursachen Umlenkrollen einen unverhältnismäßig hohen Anteil an den Wartungskosten und ungeplanten Ausfallzeiten des Förderers. In Bergbau- und Zementbetrieben mit hoher Tonnage kann es sich ein einzelner Förderer mit einer Förderleistung von 3.000–6.000 Tonnen pro Stunde nicht leisten, anzuhalten, um die Tragrollen auszutauschen. Dennoch gehören Ausfälle von Tragrollen – festgefressene Rollen, kaputte Lager, defekte Dichtungen – zu den häufigsten Ursachen für Bandschäden, Bandbrände (durch Reibungswärme einer festgefressenen Rolle) und ungeplante Förderbandstillstände.

Die meisten vorzeitigen Ausfälle von Spannrollen sind auf eine von drei Grundursachen zurückzuführen: falsche Serienauswahl (eine unterdimensionierte CEMA-Bewertung für die tatsächliche Last), unzureichende Lagerspezifikation (unzureichende L10-Lebensdauer für den Arbeitszyklus) oder Dichtungsversagen durch das Eindringen von Verunreinigungen in staubigen oder nassen Umgebungen. Dieser Leitfaden bietet den vollständigen technischen Rahmen für die Auswahl, Spezifikation und Wartung von Förderrollen für das gesamte Spektrum von Schüttguttransportanwendungen – von leichten Zuschlagstoffförderern bis hin zu Hochleistungssystemen für den Eisenerz- und Kohlebergbau.

Teil 1: Typen und Funktionen der Umlenkrollen

Ein Bandförderer-Umlenkrollensystem besteht aus mehreren unterschiedlichen Rollentypen, von denen jede eine spezifische Funktion bei der Unterstützung und Steuerung des Bandes erfüllt.

1.1 Tragrollen (Muldentransport).

Muldentragrollen stützen die belastete (tragende) Seite des Bandes und formen das Band in eine Muldenform, die das Schüttgut enthält. Ein standardmäßiger Dreiwalzen-Muldenband-Umlenkrollensatz besteht aus:

• Zwei Flügelrollen (im Winkel von 20°, 35° oder 45° zur Horizontalen)

• Eine Mittelrolle (horizontal)

Der Muldenwinkel bestimmt die Querschnittsfläche des Materials, das das Band transportieren kann:

• 20° Mulde: Geringere Kapazität, wird verwendet, wenn die Bandsteifigkeit oder die Materialeigenschaften eine steilere Mulde verhindern; Standard für leichte und ältere Fördererkonstruktionen

• 35°-Trog: Der gebräuchlichste Standard in der nordamerikanischen Praxis (CEMA-Standard); Gleicht die Kapazität mit der Bandkantenbelastung aus

• 45°-Mulde: Maximale Kapazität bei gegebener Bandbreite; erfordert einen flexibleren Gürtel; in europäischen und australischen Schwerlastförderern für den Bergbau üblich

Die Mittelrolle trägt etwa 70 % der gesamten Traglast in einem Standard-Dreirollensatz; die beiden Flügelrollen teilen sich die restlichen 30 % (jeweils 15 %). Diese Lastverteilung ist für die Auswahl der Tragrolle von entscheidender Bedeutung – die Mittelrolle muss für die volle Mittelrollenlast dimensioniert sein, nicht für die durchschnittliche Tragrollenlast.

1.2 Schlagrollen

Prallrollen werden in der Ladezone installiert (dem Punkt, an dem Material von einer Rutsche oder einem Übergabepunkt auf das Band fällt). Sie ersetzen herkömmliche Muldentragrollen in der Ladezone und sind so konzipiert, dass sie die Aufprallenergie des herabfallenden Materials absorbieren, ohne schädliche Stoßbelastungen auf das Band oder die Tragrollenstruktur zu übertragen.

Schlagrollen verwenden Gummischeibenringe oder gummigepolsterte Rollen anstelle von einfachen Stahlrohren. Der Gummi absorbiert Aufprallenergie und schützt sowohl den Riemen als auch die Umlenklager vor Stoßbelastungen.

Auswahlkriterien für Prallrollen:

• Die Aufprallenergie des fallenden Materials muss berechnet und mit der Aufprallleistung der Tragrolle verglichen werden

• Prallrollen sollten in jeder Richtung mindestens um das 1,5- bis 2,0-fache der Bandbreite über den Belastungspunkt hinausragen

• Der Rollenabstand in der Ladezone wird normalerweise auf 300–600 mm reduziert (im Vergleich zu 1.000–1.500 mm bei Standard-Tragrollen), um eine zusätzliche Bandunterstützung zu gewährleisten

1.3 Rücklaufrollen

Rücklaufrollen unterstützen die leere (Rücklauf-)Seite des Bandes auf seinem Weg zurück zur Ladestelle. Da das Rücklaufband keine Materiallast trägt, sind Rücklaufrollen viel geringeren Belastungen ausgesetzt als Tragrollen – typischerweise nur das Bandgewicht plus das Eigengewicht der Rollen.

Arten von Rücklaufrollen:

• Flache Umlenkrollen: Einzelne horizontale Rolle; der einfachste und gebräuchlichste Typ

• V-Rücklaufrollen: Zwei Rollen in V-Konfiguration (typischerweise 10°); sorgt für eine bessere Riemenführung als Umlenkrollen mit flachem Rücklauf

• Gummischeiben-Umlenkrollen: Gummischeiben anstelle eines durchgehenden Stahlrohrs; verhindert Materialansammlungen auf der Oberfläche der Rücklaufrolle (kritisch bei klebrigen Materialien wie nasser Kohle oder Ton)

Rücklaufrollen sind in der Regel eine CEMA-Serie leichter als die tragenden Rollen auf demselben Förderband – die geringere Last ermöglicht die Verwendung einer kleineren, leichteren Rollenrolle.

1.4 Übergangs- und Trainings-Idler

Übergangsrollen werden an den Kopf- und Umlenktrommeln installiert, wo der Riemen vom gemuldeten Tragprofil zum flachen Profil übergeht, das zum Umwickeln der Trommel erforderlich ist. Sie verwenden schrittweise verringerte Flügelrollwinkel (z. B. 20°, 10°, 0°), um eine allmähliche Abflachung des Bandes zu ermöglichen, ohne die Bandkanten zu stark zu beanspruchen.

Trainingsrollen (selbstausrichtende Rollen) werden in Abständen entlang des Förderers installiert, um eine Fehlführung des Bandes zu korrigieren. Sie verwenden einen Schwenkmechanismus, der es dem Umlenkrahmen ermöglicht, sich leicht zu drehen, wenn das Band die Flügelrolle berührt, wodurch das Band zurück in die Mitte gelenkt wird. Schulungsrollen sollten auf langen Förderbändern in Abständen von 30–50 m und unmittelbar nach Ladezonen installiert werden, in denen eine Fehlführung des Bandes am wahrscheinlichsten ist.

Teil 2: CEMA Idler Series – Das Standard-Rating-Framework

Die Conveyor Equipment Manufacturers Association (CEMA) hat den am weitesten verbreiteten Standard für die Auswahl von Tragrollen in Nordamerika und international etabliert. Das CEMA-System klassifiziert Tragrollen anhand ihrer Tragfähigkeit in Serien, wobei jede Serie durch eine maximal zulässige Last pro Tragrolle und eine Mindestlebensdauer des Lagers L10 definiert ist.

2.1 Definitionen der CEMA-Serie

Die Nennwerte der CEMA-Serie basieren auf der Lebensdauer des Lagers L10, berechnet bei von 500 U/min . einer Leerlaufdrehzahl Bei Förderern, die mit höheren Bandgeschwindigkeiten (und damit höheren Umdrehungen pro Minute) betrieben werden, ist die tatsächliche Lagerlebensdauer kürzer als der in der Tabelle angegebene Wert, und die Umlenkrollenserie muss entsprechend aufgerüstet werden.

2.2 Wie CEMA-Lastwerte berechnet werden

Die CEMA-Rollentraglast basiert auf der Lebensdauergleichung des Lagers L10:

Wo:

= dynamische Tragzahl des Lagers (N) – aus dem Katalog des Lagerherstellers

= äquivalente dynamische Lagerlast (N) – berechnet aus der Rollenlast

= Leerlaufdrehzahl (U/min)

• Der Exponent ist 3 für Kugellager (wird in den meisten Umlenkrollen verwendet); 10/3 für Rollenlager

Für eine CEMA D-Rollenrolle mit einem Rollendurchmesser von 152 mm (6') muss das Lager L10 ≥ 60.000 Stunden bei 500 U/min und einer Nennlast von 6,7 kN (1.500 lbs) erreichen. Die Lagerauswahl muss diese Anforderung unter Berücksichtigung der tatsächlichen Wellendurchbiegung erfüllen – Wellendurchbiegung verringert die effektive Lagerlebensdauer, indem sie die Fehlausrichtungsbelastung des Lagers erhöht. [3]

2.3 Die entscheidende Rolle der Wellendurchbiegung

Die Wellendurchbiegung ist einer der wichtigsten – und am häufigsten übersehenen – Parameter bei der Auswahl von Spannrollen. Wenn sich eine Zwischenwelle unter Last durchbiegt, kippt der Innenring des Lagers relativ zum Außenring, wodurch eine Fehlausrichtungsbelastung entsteht, die die Lebensdauer des Lagers drastisch verkürzt.

Die maximal zulässige Wellenauslenkung am Lagersitz ist 10 Bogenminuten (0,167°) begrenzt. bei Standard-Rillenkugellagern typischerweise auf Das Überschreiten dieses Grenzwerts führt zu Folgendem:

• Erhöhte Kontaktspannung auf einer Seite der Lagerlaufbahn

• Beschleunigter Ermüdungsverschleiß auf der belasteten Seite der Laufbahn

• Vorzeitiger Lagerausfall – oft drei- bis fünfmal schneller als die berechnete L10-Lebensdauer

Die Wellendurchbiegung am Lagersitz beträgt:

Für eine einfach gelagerte Welle mit zentraler Punktlast:

Wo:

= Belastung der Rolle (N)

= Abstand zwischen Lagermitten (mm)

= Elastizitätsmodul von Stahl (210.000 MPa)

= zweites Flächenträgheitsmoment der Welle:

(mm⁴)

= Wellendurchmesser am kritischen Abschnitt (mm)

Praktische Auswirkung: Eine Welle, deren Durchmesser zu klein ist, wird sich unter Last übermäßig durchbiegen, was zu einem vorzeitigen Lagerausfall führt, selbst wenn die Tragfähigkeit der CEMA-Serie nicht überschritten wird. Aus diesem Grund ist der Wellendurchmesser bei der Spezifikation der Spannrolle ebenso wichtig wie die Lagerauswahl.

Teil 3: Berechnung der Rollenlast – Schritt für Schritt

3.1 Berechnung der Traglast

Die Belastung einer Tragrolle ist die Summe aus der Materiallast und dem über den Rollenabstand verteilten Bandgewicht:

Wo:

= Materialbelastung pro Riemenlängeneinheit (kg/m) =

= Förderleistung (t/h)

= Bandgeschwindigkeit (m/s)

= Riemengewicht pro Längeneinheit (kg/m) – aus den Angaben des Riemenherstellers

= Rollenabstand (m)

Beispiel: 2.000 t/h Kohleförderer, Bandgeschwindigkeit 4,5 m/s, Bandgewicht 35 kg/m, Rollenabstand 1,2 m:

Umrechnung in Pfund:

Diese Last fällt unter die CEMA-C-Einstufung (maximal 1.000 lbs), aber da die Mittelrolle etwa 70 % der Gesamtlast trägt:

Dies liegt deutlich innerhalb von CEMA C (500 Pfund pro Rolle). Wenn die Bandgeschwindigkeit jedoch hoch ist (> 3,5 m/s), überschreitet die Drehzahl der Umlenkrolle 500 U/min und die Lagerlebensdauer muss bei der tatsächlichen Betriebsgeschwindigkeit neu berechnet werden.

3.2 Beziehung zwischen Umlenkrollendrehzahl und Riemengeschwindigkeit

Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Umlenkrolle hängt von der Bandgeschwindigkeit und dem Umlenkrollendurchmesser ab:

Wo:

= Bandgeschwindigkeit (m/s)

= Rollenaußendurchmesser (m)

Beispiel: Bandgeschwindigkeit 4,5 m/s, Rolle mit 152 mm (6 Zoll) Durchmesser:

Da die CEMA-Tische für 500 U/min ausgelegt sind, beträgt die tatsächliche Lagerlebensdauer bei 565 U/min:

Bei Hochgeschwindigkeitsförderern (Bandgeschwindigkeit > 5 m/s) kann die Umdrehungszahl der Tragrolle 30–50 % über der Nennleistung von 500 U/min liegen, was entweder ein Upgrade auf die nächste CEMA-Serie oder ein Lager mit einer höheren dynamischen Tragzahl erfordert.

3.3 Stoßlastberechnung an Belastungszonen

An der Belastungszone muss zur statischen Materialbelastung die Aufprallkraft durch herabfallendes Material addiert werden:

Wo:

= Masse des größten Materialklumpens (kg)

= Vertikalgeschwindigkeit des Materials beim Aufprall (m/s) =

= Fallhöhe (m)

= Schlagfaktor (typischerweise 1,5–3,0, abhängig von der Materialfragmentierung)

Für einen 50-kg-Klumpen Eisenerz, der 2,0 m fällt:

Die Gesamtbelastung der Schlagrolle setzt sich aus der statischen Belastung plus der dynamischen Stoßbelastung zusammen. Prallrollen für schwere Bergbauanwendungen (Eisenerz, Kohle, Hartgestein) sollten mindestens zwei CEMA-Serien über den standardmäßigen Tragrollen spezifiziert werden – die Stoßbelastung kann das Drei- bis Fünffache der statischen Last betragen.

Teil 4: Lagerauswahl für Förderrollen

4.1 Lagertypen, die in Umlenkrollen verwendet werden

In Förderrollen werden üblicherweise drei Lagertypen verwendet, die jeweils unterschiedliche Vorteile und Einschränkungen haben:

Rillenkugellager (DGBB):

• Der gebräuchlichste Lagertyp für Förderrollen

• Geringe Reibung, geeignet für Hochgeschwindigkeitsbetrieb

• Empfindlich gegenüber Wellendurchbiegung – maximal zulässige Fehlausrichtung 10 Bogenminuten

• Erhältlich in den Innenspielklassen C3 und C4 für Förderbandanwendungen (das Spiel C3/C4 gleicht Wärmeausdehnung und leichte Fehlausrichtung aus)

• Standard für CEMA B-, C- und D-Umlenkrollen

Kegelrollenlager:

• Höhere radiale und axiale Belastbarkeit als DGBB mit gleicher Bohrungsgröße

• Toleranz gegenüber Wellendurchbiegungen – kann Ausrichtungsfehler von bis zu 2–4 Bogenminuten ohne nennenswerte Reduzierung der Lebensdauer ausgleichen (wesentlich weniger empfindlich als DGBB)

• Höhere Reibung als DGBB – erzeugt bei hohen Geschwindigkeiten mehr Wärme

• Standard bei Hochleistungs-CEMA E- und F-Umlenkrollen und bei schweren australischen/europäischen Bergbau-Umlenkrollen

• Das CEMA-System wurde ursprünglich für Kegelrollenlager entwickelt, was erklärt, warum die Wellendurchbiegung im CEMA-Standard nicht explizit berücksichtigt wird – Kegelrollen tolerieren eine Durchbiegung, die ein DGBB zerstören würde

Pendelrollenlager:

• Selbstausrichtend – kann Wellenauslenkungen von bis zu 1,5–2,5° ohne Lebensdauerverringerung ausgleichen

• Höchste Tragfähigkeit der drei Typen

• Wird in sehr stark beanspruchten Tragrollen verwendet (große Förderbänder im Bergbau, Ladezonen mit starken Stößen)

• Höhere Kosten als DGBB- oder Kegelrollenlager

4.2 Auswahl und Nachschmierung des Lagerfetts

Spannrollenlager sind in der Regel lebenslang mit Fett geschmiert – das Lager wird beim Zusammenbau mit Fett gefüllt und für die Lebensdauer der Spannrolle abgedichtet. Daher ist die Auswahl des Fetts von entscheidender Bedeutung: Das Fett muss seine Schmiereigenschaften über die gesamte Lebensdauer der Spannrolle (30.000–60.000 Stunden) beibehalten, ohne sich zu zersetzen, zu oxidieren oder auszuwaschen.

Empfohlene Fetteigenschaften für Förderrollenlager:

Für Förderer in kalten Klimazonen (Umgebungstemperatur < -10 °C) verwenden Sie Fett der NLGI-Klasse 1 oder ein synthetisches Grundölfett, um sicherzustellen, dass sich das Lager beim Start frei dreht – ein steifes Fett bei niedriger Temperatur kann die Drehung der Umlenkrolle verhindern und zu Schäden am Band durch die stationäre Rolle führen.

4.3 Anpassung der Lagerlebensdauer an die Betriebsbedingungen

Die aus der Lagertragzahl berechnete grundlegende L10-Lebensdauer muss mithilfe der modifizierten Lebensdauergleichung (ISO 281) an die tatsächlichen Betriebsbedingungen angepasst werden:

Wo:

= Zuverlässigkeitsfaktor (1,0 für 90 % Zuverlässigkeit; 0,53 für 95 %; 0,33 für 99 %)

= Lebensdaueränderungsfaktor, der den Schmierzustand (Viskositätsverhältnis) berücksichtigt

) und Verschmutzungsgrad (

)

Für eine Förderbandrolle in einer staubigen Kohleumschlagsumgebung:

(Viskositätsverhältnis) ≈ 1,0–2,0 (ausreichende Schmierung)

(Verschmutzungsfaktor) ≈ 0,1–0,3 (mäßige Verschmutzung)

≈ 0,5–1,5 (Kontamination verringert den Lebensmodifikationsfaktor erheblich)

Dies bedeutet, dass in einer staubigen Umgebung die tatsächliche Lagerlebensdauer selbst bei korrekter Lagerauswahl möglicherweise nur 50–70 % der berechneten L10-Lebensdauer beträgt – was die entscheidende Bedeutung der Dichtungsauswahl unterstreicht.

Teil 5: Dichtungsauswahl – Die wichtigste Entscheidung für die Lebensdauer

Bei der Handhabung von Schüttgütern – Kohle, Eisenerz, Kalkstein, Zement, Sand – ist die Rollendichtung die Komponente, die die Lebensdauer der Rollen am direktesten bestimmt. Ein Lager, das in einer sauberen Umgebung 60.000 Stunden hält, kann in 2.000–5.000 Stunden ausfallen, wenn die Dichtung zulässt, dass Staub und Feuchtigkeit das Fett verunreinigen.

5.1 Dichtungstypen und Leistung

Labyrinthdichtungen (berührungslos):

• Mehrere ineinandergreifende Labyrinthdurchgänge erzeugen einen gewundenen Pfad, der das Eindringen von Staub ohne Kontaktreibung verhindert

• Kein Verschleiß – die Dichtung nimmt mit der Zeit nicht ab

• Wirksam gegen grobe Staubpartikel, jedoch weniger wirksam gegen Feinstaub (< 50 Mikrometer) und eindringendes Wasser

• Standard für leichte bis mittelschwere Anwendungen in trockenen Umgebungen

• Geringes Laufdrehmoment – ​​kein Beitrag zum Riemenwiderstand

Kontaktlippendichtungen (Einzel- oder Doppellippe):

• Die Gummilippe(n) berühren die rotierende Welle oder die Endkappe und sorgen so für eine positive Abdichtung

• Wirksamer als Labyrinthdichtungen gegen Feinstaub und Wasser

• Erzeugt Reibungswärme – erhöht die Lauftemperatur des Leerlaufs

• Mit der Zeit verschleißt die Dichtungslippe und verliert schließlich den Kontakt und die Dichtwirkung

• Standard für mittlere bis schwere Anwendungen in nassen oder mäßig staubigen Umgebungen

Dreilippen- oder mehrstufige Kontaktdichtungen:

• Drei oder mehr Kontaktlippen in Reihe mit fettgefüllten Hohlräumen zwischen den Lippen

• Die äußerste Lippe schließt grobe Verunreinigungen aus; Die inneren Lippen bilden sekundäre und tertiäre Barrieren

• Hochwirksam gegen das Eindringen von Feinstaub, Wasser und Schlamm

• Höheres Laufdrehmoment – ​​erhöht den Riemenwiderstand um 5–15 % im Vergleich zu Labyrinthdichtungen

• Empfohlen für: Kohletransport (nass und staubig), Eisenerz, Zement, Kali und andere feine abrasive Materialien

Überdruck-Spüldichtungen:

• Ein kleiner kontinuierlicher Strom sauberen Fetts wird durch den Dichtungshohlraum gepumpt und erzeugt so einen Überdruck, der das Eindringen von Verunreinigungen verhindert

• Der effektivste Dichtungstyp für extreme Umgebungen (Schlamm, sehr feiner Staub, Betrieb unter Wasser)

• Erfordert ein zentrales Schmiersystem – nicht geeignet für lebensdauergedichtete Umlenkrollen

• Wird in speziellen Schwerbergbauanwendungen eingesetzt

5.2 Dichtungsauswahl nach Anwendung

Teil 6: Rollenabstand – Optimierung für Banddurchhang und -last

6.1 Riemendurchhang und seine Folgen

Der Durchhang des Riemens zwischen den Umlenkrollen ist die Abwärtsbiegung des belasteten Riemens in der Mitte zwischen zwei benachbarten Umlenkrollen. Übermäßiger Riemendurchhang verursacht:

• Materialverschüttung – das Bandprofil ändert sich zwischen den Tragrollen, sodass Material über die Bandkanten fließen kann

• Erhöhter Rollwiderstand – der Riemen muss sich wiederholt über jede Spannrolle biegen, und ein größerer Durchhang bedeutet einen größeren Energieverlust beim Biegen

• Riemenermüdung : Wiederholtes Biegen beschleunigt die Ermüdung der Riemenkarkasse

Der maximal zulässige Riemendurchhang ist normalerweise auf 1,5–2,0 % des Rollenabstands begrenzt (dh bei einem Rollenabstand von 1.200 mm beträgt der maximale Durchhang 18–24 mm).

6.2 Berechnung des Rollenabstands

Der maximale Rollenabstand zur Begrenzung des Banddurchhangs auf den zulässigen Wert beträgt:

Wo:

= Riemenspannung am interessierenden Punkt (N)

= maximal zulässiger Durchhang (m) = 0,015 bis 0,020 ×

= Gesamtlast pro Längeneinheit (N/m) =

Praktische Richtlinien zum Abstand der Spannrollen:

Umlenkrollen können in einem größeren Abstand angeordnet werden als Tragrollen, da das Umlenkband keine Materiallast trägt, sondern nur das Bandgewicht.

Teil 7: Analyse des Leerlauffehlermodus

7.1 Lagerfresser (eingefrorene Spannrolle)

Aussehen: Die Umlenkrolle hört auf zu rotieren, während sich das Band weiterbewegt. Die stationäre Rolle verursacht an der Kontaktstelle einen schnellen Bandverschleiß und erzeugt Reibungswärme – eine festsitzende Tragrolle ist eine Hauptursache für Bandbrände auf Förderbändern, die Kohle oder andere brennbare Materialien transportieren.

Grundursachen:

• Versagen der Dichtung und Eindringen von Verunreinigungen: Staub oder Feuchtigkeit dringen in das Lager ein, verunreinigen das Fett und führen zu abrasivem Verschleiß der Lagerlaufbahnen bis hin zum Fressen

• Fettmangel: Eine unzureichende Fettmenge beim Zusammenbau oder eine Fettverschlechterung im Laufe der Zeit führen dazu, dass das Lager trocken läuft

• Überlastung: Die Lagerlast übersteigt die Nennkapazität, was zu beschleunigter Ermüdung und schließlich zum Festfressen führt

• Korrosion: In nassen Umgebungen führt eindringendes Wasser zu Rost an den Lagerlaufbahnen, was die Reibung bis zum Festfressen erhöht

Korrekturmaßnahme:

• Upgraden Sie den Dichtungstyp (z. B. von Labyrinth auf Dreilippen) für staubige oder nasse Umgebungen

• Überprüfen Sie beim Zusammenbau die Fettmenge und -art – verwenden Sie ein Fett mit nachgewiesener Wasserbeständigkeit

• Stellen Sie sicher, dass die Leerlauflast die Nennleistung der CEMA-Serie nicht überschreitet

• Führen Sie eine regelmäßige Inspektion der Spannrollen durch, um festsitzende Rollen zu erkennen, bevor es zu Riemenschäden kommt [1]

7.2 Verschleiß des Gehäuses (Rohrs).

Aussehen: Das äußere Stahlrohr der Umlenkrolle verschleißt, wodurch sich der Rollendurchmesser verringert und schließlich die Welle oder die Endkappen freigelegt werden.

Grundursachen:

• Kontakt mit abrasivem Material: Bei Umlenkrollen kommt das auf der Bandunterseite zurückgetragene Material mit der Walzenoberfläche in Kontakt und reibt diese ab

• Falsche Bandführung: Ein falsch ausgerichtetes Band berührt die Endkappe oder den Rahmen der Umlenkrolle, was zu beschleunigtem Verschleiß an der Bandkante führt

• Unzureichende Schalendicke: Unterdimensionierte Schalenwandstärke für das geförderte abrasive Material

Korrekturmaßnahme:

• Verwenden Sie Gummischeiben-Umlenkrollen für klebrige oder abrasive Materialien – die Gummischeiben werfen Material ab und widerstehen Abrieb

• Korrigieren Sie Bandlauffehler mithilfe von Trainingsrollen

• Geben Sie eine größere Wandstärke für abrasive Anwendungen an (z. B. Eisenerz, Hartgestein).

7.3 Schaftbruch

Aussehen: Die Zwischenwelle bricht, typischerweise am Lagersitz oder an der Schweißnaht zwischen Welle und Endkappe.

Grundursachen:

• Ermüdung durch übermäßige Wellendurchbiegung: Eine unterdimensionierte Welle verbiegt sich unter Belastung übermäßig, wodurch hohe zyklische Biegespannungen am Lagersitz entstehen, die zu Ermüdungsbrüchen führen

• Stoßüberlastung: Ein großer Materialklumpen, der in der Belastungszone auf die Spannrolle fällt, erzeugt eine Stoßbelastung, die die Bruchfestigkeit der Welle übersteigt

• Korrosionsermüdung: Korrosionsnarben auf der Wellenoberfläche wirken als Spannungskonzentration und lösen Ermüdungsrisse bei niedrigeren Spannungsniveaus als bei einer sauberen Welle aus

Korrekturmaßnahme:

• Stellen Sie sicher, dass der Wellendurchmesser für die tatsächliche Belastung ausreichend ist. Berechnen Sie die Wellendurchbiegung und stellen Sie sicher, dass sie am Lagersitz unter 10 Bogenminuten liegt

• Installieren Sie an allen Ladezonen Prallrollen mit Gummipolsterung

• Verwenden Sie in feuchten Umgebungen korrosionsbeständige Wellenmaterialien (Edelstahl oder beschichteter Kohlenstoffstahl).

7.4 Rollenfehlausrichtung und Bandspurfehler

Aussehen: Das Band driftet auf eine Seite des Förderers und berührt den Umlenkrahmen oder die Struktur. In schweren Fällen faltet sich die Bandkante um und wird beschädigt.

Grundursachen:

• Fehlausrichtung des Umlenkrahmens: Der Umlenkrahmen steht nicht senkrecht zur Bandlaufrichtung – selbst eine Fehlausrichtung von 1–2° führt zu einer anhaltenden Banddrift

• Ungleichmäßige Belastung: Das Material wird außermittig geladen, wodurch eine ungleichmäßige Lastverteilung über die Bandbreite entsteht, die dazu führt, dass das Band zur schwereren Seite hin driftet

• Riemenwölbung: Der Riemen weist aufgrund der Herstellung oder Lagerung eine permanente Krümmung (Wölbung) auf, die dazu führt, dass er außermittig läuft

Korrekturmaßnahme:

• Überprüfen und korrigieren Sie die Ausrichtung des Tragrollenrahmens – alle Tragrollenrahmen müssen senkrecht zur Bandmittellinie stehen (innerhalb von ±0,5°).

• Installieren Sie selbstausrichtende (Trainings-)Umlenkrollen in Abständen von 30–50 m

• Korrekte Ausrichtung des Ladeschachts, um sicherzustellen, dass das Material auf der Mittellinie des Bandes geladen wird

7.5 Vorzeitiger Lagerausfall (Abplatzen/Pitting)

Aussehen: Geräusche und Vibrationen von der Umlenkrolle; Bei der Lagerzerlegung werden Lochfraß, Abplatzungen oder Abplatzungen der Lagerlaufbahnen sichtbar.

Grundursachen:

• Verunreinigungsermüdung: Feine abrasive Partikel im Fett verursachen abrasiven Dreikörperverschleiß und eine beschleunigte Kontaktermüdung

• Elektrische Erosion: Bei Förderbändern mit elektrischen Streuströmen (in der Nähe von Schweißgeräten oder Antrieben mit variabler Frequenz) führt elektrischer Strom, der durch das Lager fließt, zu Lichtbogennarben an den Laufringen

• Falsches Brinelling: Vibrationen während des Transports oder der Lagerung vor der Installation führen zu Reibverschleiß an den Hertzschen Kontaktpunkten

Korrekturmaßnahme:

• Verbessern Sie die Wirksamkeit der Dichtung, um das Eindringen von Verunreinigungen zu verhindern

• Installieren Sie isolierte Rollenendkappen oder Erdungsbürsten, um elektrische Erosion zu verhindern

• Lagern Sie die Umlenkrollen horizontal und vermeiden Sie Vibrationen während des Transports. Drehen Sie die Umlenkrollen während der Langzeitlagerung regelmäßig

Häufig gestellte Fragen

F1: Welche CEMA-Serie sollte ich für einen Hochleistungskohleförderer angeben?

Für einen Kohleförderer mit einer Förderleistung von 2.000–4.000 t/h und Bandbreiten von 1.200–1.800 mm ist in der Regel die Serie CEMA D oder E geeignet. Berechnen Sie die tatsächliche Stützlast mit der Formel:

Vergleichen Sie dann die maximale Belastung pro Rolle mit der CEMA-Serie (die mittlere Rolle trägt etwa 70 % der gesamten Rollenlast). Berechnen Sie bei Bandgeschwindigkeiten über 4 m/s die Lagerlebensdauer bei der tatsächlichen Umdrehungszahl der Umlenkrolle neu – die CEMA-Tabellen basieren auf 500 Umdrehungen pro Minute. In nassen oder staubigen Kohleumgebungen sollten Sie unabhängig von der CEMA-Serie immer Dreilippen-Kontaktdichtungen verwenden.

F2: Warum fallen Umlenkrollen vorzeitig aus, selbst wenn die CEMA-Serie richtig ausgewählt wurde?

Die häufigste Ursache ist ein Dichtungsversagen, das zu einer Verunreinigung des Lagers führt. Ein richtig dimensioniertes Lager kann in einer Umgebung mit verunreinigtem Fett in 20–30 % seiner berechneten L10-Lebensdauer ausfallen. Die zweithäufigste Ursache ist eine Wellendurchbiegung, die den zulässigen Grenzwert für den Lagertyp überschreitet: Eine Welle, die sich am Lagersitz um mehr als 10 Bogenminuten durchbiegt, führt zu einer beschleunigten Ermüdung der Laufbahn, selbst wenn die Belastung innerhalb der CEMA-Bewertung liegt. Überprüfen Sie immer sowohl die Dichtungsauswahl als auch die Wellendurchbiegung, nicht nur die Tragfähigkeit der CEMA-Serie.

F3: Was ist der Unterschied zwischen CEMA B-, C-, D- und E-Umlenkrollen?

Die CEMA-Serie definiert die maximale Tragfähigkeit und minimale Lagerlebensdauer der Spannrolle. CEMA B (max. 500 lbs/Rolle, L10 = 30.000 Stunden) ist für leichte Förderer mit schmalen Bändern (450–600 mm). CEMA C (max. 1.000 lbs/Rolle, L10 = 30.000 Stunden) eignet sich für mittelschwere Förderer mit 600–900 mm breiten Bändern. CEMA D (max. 1.500 lbs/Rolle, L10 = 60.000 Stunden) ist der Standard für schwere Industrieförderer (900–1.200 mm Bänder). CEMA E (max. 2.500 lbs/Rolle, L10 = 60.000 Stunden) ist für schwere Bergbauförderer mit 1.200–1.800 mm breiten Bändern geeignet.

F4: Wie wähle ich den richtigen Muldungswinkel aus?

Der Muldungswinkel beeinflusst die Bandkapazität und die Bandkantenbeanspruchung. Eine 35°-Mulde ist der CEMA-Standard und für die meisten Anwendungen geeignet. Verwenden Sie 45°, wenn die maximale Kapazität für eine bestimmte Bandbreite erforderlich ist – stellen Sie jedoch sicher, dass das Band flexibel genug ist (überprüfen Sie den minimalen Muldenwinkel des Bandherstellers für die Bandkonstruktion). Verwenden Sie 20° für steife Bänder (Stahlseilbänder auf Langstreckenförderern) oder für Materialien, die in einem steilen Trog nicht gut fließen. Die 45°-Mulde erhöht die Kapazität um ca. 15–20 % gegenüber 35° bei gleicher Bandbreite und Geschwindigkeit.

F5: Wie oft sollten Förderrollen überprüft werden?

Bei schweren Bergbau- und Schüttgutumschlagvorgängen wird eine wöchentliche Inspektion empfohlen: Achten Sie auf Lagergeräusche (Quietschen oder Rumpeln deutet auf Lagerschäden hin), prüfen Sie, ob die Rollen festsitzen (eine stationäre Rolle, die rotieren sollte) und prüfen Sie, ob das Gehäuse sichtbare Abnutzungserscheinungen oder Beschädigungen aufweist. Die Wärmebildtechnik (Infrarotkamera) ist ein wirksames Hilfsmittel zur Identifizierung festsitzender oder überlasteter Spannrollen – eine festsitzende Spannrolle erzeugt erhebliche Hitze, die während des Betriebs leicht von der IR-Kamera erkannt werden kann. Tauschen Sie sofort jede Tragrolle aus, die Anzeichen von Festfressen aufweist – eine festgefressene Tragrolle kann innerhalb von Minuten einen Bandbrand auf einem Kohleförderer entfachen.

F6: Welchen Rollendurchmesser sollte ich für einen Hochgeschwindigkeitsförderer angeben?

Bei hohen Bandgeschwindigkeiten (> 4,5 m/s) den größtmöglichen Rollendurchmesser für die Bandbreite verwenden. Ein größerer Rollendurchmesser verringert die Umdrehungszahl der Umlenkrolle bei einer bestimmten Bandgeschwindigkeit und erhöht so direkt die Lebensdauer des Lagers. Wenn Sie beispielsweise bei einem 5-m/s-Förderer von einem Rollendurchmesser von 152 mm (6 Zoll) auf einen Rollendurchmesser von 178 mm (7 Zoll) aufrüsten, wird die Umdrehungszahl der Leerlaufrolle von 628 auf 537 U/min reduziert – eine Reduzierung um 15 %, die die Lagerlebensdauer um etwa 20 % erhöht. Größere Rollendurchmesser reduzieren auch die Biegefrequenz des Riemens und verringern so die Ermüdung des Riemens und den Rollwiderstand.

Yile Machinery: Kundenspezifische Förderrollen und Komponenten

Yile Machinery fertigt kundenspezifische Förderrollen, Rücklaufrollen, Prallrollen und komplette Rollensätze für Schüttguttransportanwendungen im Bergbau, in der Zement-, Stahl- und Energieerzeugung. Unsere Umlenkrollen werden nach CEMA-Abmessungsstandards hergestellt und können für die Tragfähigkeitswerte der Serien B bis F von CEMA spezifiziert werden.

Unsere Möglichkeiten zur Herstellung von Spannrollen:

• Rollendurchmesser: 89 mm bis 219 mm (3,5 Zoll bis 8,6 Zoll); Sonderdurchmesser auf Anfrage

• Bandbreiten: 500 mm bis 2.400 mm (20 Zoll bis 96 Zoll)

• Schalenmaterialien: ERW-Stahlrohr (Standard); nahtloses Stahlrohr (hochbelastbar); gummiert (Prall- und Rücklaufrollen)

• Schaftmaterialien: 45# Kohlenstoffstahl (Standard); 42CrMo-legierter Stahl (Hochleistungs- und Schlagrollen)

• Lager: Rillenkugellager (CEMA B–D); Kegelrollenlager (CEMA D–F); Pendelrollenlager (spezielle Schwerlastlager)

• Dichtungen: Labyrinth (Standard); Doppellippenkontakt (mittlere Beanspruchung); Dreilippenkontakt (starke Beanspruchung, nass/staubig); individuelle Dichtungsanordnungen

• Oberflächenbehandlung: Feuerverzinkt; mit Epoxidharzlackierung; gummiert; Edelstahl (korrosive Umgebung)

• CEMA-Serie: B, C, D, E, F – zertifizierte Tragzahlen und Lagerlebensdauerberechnungen liegen jeder Bestellung bei

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Um ein Angebot zu erhalten, geben Sie Folgendes an:

• ✅ Gürtelbreite (mm oder Zoll)

• ✅ Erforderliche CEMA-Serie oder Last pro Tragrolle (kg oder lbs)

• ✅ Rollentyp (Muldenbildung / Aufprall / Rücklauf / Übergang)

• ✅ Muldungswinkel (20° / 35° / 45°)

• ✅ Bandgeschwindigkeit (m/s) und Fördergut

• ✅ Umgebungsbedingungen (staubig / nass / korrosiv / Temperaturbereich)

• ✅ Menge und gewünschter Liefertermin

• ✅ Vorhandene Leitradzeichnung oder Muster für Reverse Engineering

E-Mail: jasmine@yileindustry.com

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

Alle technischen Anfragen werden innerhalb von 24 Stunden beantwortet. Dringende Ersatzbestellungen erhalten Priorität bei der Planung.

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