कन्वेयर पुली चयन: शाफ्ट डिज़ाइन, बेल्ट तनाव, लैगिंग, और विफलता मोड गाइड

एक कन्वेयर चरखी एक वस्तु घटक नहीं है। 3,000 टन प्रति घंटे लौह अयस्क या कोयले को ले जाने वाली थोक सामग्री प्रबंधन प्रणाली में, ड्राइव पुली एक शाफ्ट के माध्यम से सैकड़ों किलोवाट बिजली संचारित करती है जो 500 kN·m से अधिक के संयुक्त झुकने वाले क्षणों और प्रत्येक तरफ 200-500 kN के बेल्ट तनाव के अधीन हो सकती है। एक शाफ्ट जो एक मानक व्यास से कम आकार का होता है - या एक लैगिंग चयन जो गीली परिस्थितियों में बेल्ट फिसलन की अनुमति देता है - सीधे एक कन्वेयर स्टॉपेज में तब्दील हो जाता है जिसमें खोए हुए उत्पादन में प्रति घंटे हजारों डॉलर खर्च होते हैं। फिर भी कन्वेयर पुली को नियमित रूप से केवल बेल्ट की चौड़ाई द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है, वास्तविक शाफ्ट तनाव की गणना किए बिना, असर वाली सीटों पर विक्षेपण की पुष्टि किए बिना, और वास्तविक परिचालन स्थितियों के साथ लैगिंग प्रकार का मिलान किए बिना।

यह गाइड कन्वेयर चरखी चयन और विनिर्देश के लिए संपूर्ण इंजीनियरिंग ढांचा प्रदान करता है - चरखी प्रकार और उनके कार्यों को कवर करता है, चेहरे की लंबाई से लैगिंग प्रकार के माध्यम से नौ-चरणीय चयन प्रक्रिया, संयुक्त झुकने और मरोड़ के लिए शाफ्ट डिजाइन पद्धति, क्राउन प्रोफ़ाइल चयन, और विफलता मोड जो कम-विनिर्देश या गलत लैगिंग के परिणामस्वरूप होते हैं। यह कन्वेयर इंजीनियरों, रखरखाव इंजीनियरों और खरीद प्रबंधकों के लिए लिखा गया है, जिन्हें भारी थोक सामग्री प्रबंधन प्रणालियों के लिए नई या प्रतिस्थापन पुली निर्दिष्ट करने की आवश्यकता होती है।

भाग 1: कन्वेयर पुली के प्रकार और कार्य

एक बेल्ट कन्वेयर सिस्टम कई चरखी प्रकारों का उपयोग करता है, प्रत्येक को एक विशिष्ट कार्य के लिए डिज़ाइन किया गया है और विभिन्न लोडिंग स्थितियों के अधीन है। प्रत्येक स्थिति के लिए सही चरखी प्रकार निर्दिष्ट करना चरखी चयन में पहला कदम है।

1.1 ड्राइव (हेड) पुली

ड्राइव पुली कन्वेयर का प्राथमिक विद्युत पारेषण घटक है। यह कन्वेयर के डिस्चार्ज एंड (हेड) पर स्थित है और शाफ्ट कपलिंग के माध्यम से कन्वेयर गियरबॉक्स और मोटर द्वारा संचालित होता है। ड्राइव चरखी:

• पुली फेस (या लैगिंग) और बेल्ट के बीच घर्षण के माध्यम से ड्राइविंग टॉर्क को बेल्ट तक पहुंचाता है

• सिस्टम में उच्चतम बेल्ट तनाव का समर्थन करता है - टाइट-साइड तनाव (

  

  ) और स्लैक-साइड तनाव (

  

  ) दोनों ड्राइव पुली शाफ्ट पर एक साथ कार्य करते हैं

• यदि लैगिंग और बेल्ट के बीच घर्षण गुणांक अपर्याप्त है तो क्या चरखी को बेल्ट फिसलन का अनुभव होने की सबसे अधिक संभावना है

ड्राइव पुली हमेशा पीछे रहती हैं - फिसलन के बिना आवश्यक ड्राइविंग बल संचारित करने के लिए नंगे स्टील पुली में अपर्याप्त घर्षण गुणांक (μ ≈ 0.35 सूखा, ≈ 0.05 गीला) होता है। रबर लैगिंग μ को 0.40–0.45 (सूखा) और 0.35 (गीला) तक बढ़ा देता है; सिरेमिक लैगिंग μ को 0.45–0.50 (सूखा) और 0.40–0.45 (गीला) तक बढ़ा देता है।

1.2 टेल पुली

टेल पुली कन्वेयर के लोडिंग सिरे पर स्थित है। यह बेल्ट को रिटर्न रन से लेकर कैरीइंग रन तक रीडायरेक्ट करता है। पूंछ चरखी:

• ड्राइव पुली की तुलना में बेल्ट तनाव कम होता है (आमतौर पर केवल स्लैक-साइड तनाव)।

  

  प्लस टेक-अप तनाव)

• क्या रिटर्न रन के बाद बेल्ट से संपर्क करने वाली पहली पुली है - टेल पुली के चेहरे पर सामग्री के जमाव के कारण बेल्ट में गड़बड़ी और असमान बेल्ट घिसाव होता है

• सामग्री के निर्माण को रोकने के लिए लैग किया जा सकता है (सादा रबर); चिपचिपी सामग्री वाले अनुप्रयोगों में स्वयं-सफाई के लिए विंग-प्रकार की टेल पुली का उपयोग किया जाता है

1.3 टेक-अप पुली

टेक-अप पुली नियंत्रित तनाव बल प्रदान करके पूरे कन्वेयर सिस्टम में सही बेल्ट तनाव बनाए रखता है। यह आमतौर पर कन्वेयर के पिछले सिरे के पास स्थित होता है और एक स्लाइडिंग या ग्रेविटी टेक-अप फ्रेम में लगाया जाता है जो बेल्ट के खिंचने पर पुली को अक्षीय रूप से चलने की अनुमति देता है।

टेक-अप तनाव पर्याप्त होना चाहिए:

• सबसे खराब स्थिति में स्टार्टिंग और लोडिंग की स्थिति में ड्राइव पुली पर बेल्ट फिसलन को रोकें

• आइडलर्स को ले जाने के बीच बेल्ट शिथिलता को स्वीकार्य मूल्य तक सीमित करें (आमतौर पर आइडलर रिक्ति का 1.5-2.0%)

• बेल्ट को आइडलर्स को हटाए बिना ऊर्ध्वाधर घुमावों पर जाने के लिए पर्याप्त तनाव प्रदान करें

1.4 स्नब पुली

ड्राइव पुली के चारों ओर बेल्ट रैप कोण को बढ़ाने के लिए स्नब पुली को ड्राइव पुली के करीब स्थित किया जाता है। रैप कोण को बढ़ाने से बेल्ट तनाव में वृद्धि के बिना सीधे अधिकतम पारगम्य घर्षण बल (और इसलिए अधिकतम ड्राइविंग बल) बढ़ जाता है।

रैप कोण और अधिकतम तनाव अनुपात के बीच संबंध यूलर-आइटेलवीन समीकरण द्वारा दिया गया है:

कहाँ:

= टाइट-साइड तनाव (एन)

= स्लैक-साइड तनाव (एन)

= लैगिंग और बेल्ट के बीच घर्षण गुणांक

= ड्राइव पुली के चारों ओर बेल्ट रैप कोण (रेडियन)

= यूलर संख्या (2.718)

उदाहरण: रबर लैगिंग (μ = 0.40) और 180° रैप (π रेडियन) के साथ:

रैप को 220° (3.84 रेडियन) तक बढ़ाने के लिए एक स्नब पुली जोड़ना:

तनाव अनुपात में 32% की वृद्धि का मतलब है कि कन्वेयर समान स्लैक-साइड तनाव के लिए 32% अधिक ड्राइविंग बल संचारित कर सकता है - या 24% कम टेक-अप तनाव के साथ समान ड्राइविंग बल बनाए रख सकता है।

1.5 मोड़ चरखी

बेंड पुली बेल्ट पथ को मध्यवर्ती बिंदुओं पर पुनर्निर्देशित करती है - आमतौर पर ऊर्ध्वाधर वक्र के नीचे या कन्वेयर स्थानांतरण बिंदु पर। वे केवल बेल्ट तनाव भार (कोई ड्राइविंग टॉर्क नहीं) वहन करते हैं और आमतौर पर पिछड़ते नहीं हैं। बेंड पुली को मोड़ स्थान पर बेल्ट तनाव और मोड़ कोण द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है - शाफ्ट को मोड़ कोण पर कार्य करने वाले दो बेल्ट तनावों से परिणामी बल के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

भाग 2: नौ-चरणीय चरखी चयन प्रक्रिया

चरण 1: चेहरे की लंबाई निर्धारित करें

यह सुनिश्चित करने के लिए कि सामान्य ऑपरेशन (गलत तरीके से ट्रैक करने सहित) के दौरान बेल्ट पुली एंड डिस्क से संपर्क न करे, पुली फेस की लंबाई बेल्ट से अधिक चौड़ी होनी चाहिए। मानक नियम है:

1,200 मिमी से अधिक चौड़े बेल्ट के लिए, प्रति पक्ष 75 मिमी (कुल 150 मिमी) जोड़ें। खराब बेल्ट ट्रैकिंग या उच्च पार्श्व बल (घुमावदार कन्वेयर, उच्च गति कन्वेयर) वाले कन्वेयर के लिए, प्रति पक्ष 100 मिमी जोड़ें।

मानक चेहरे की लंबाई दिशानिर्देश:

चरण 2: बेल्ट तनाव निर्धारित करें

पुली शाफ्ट डिज़ाइन के लिए बेल्ट तनाव सबसे महत्वपूर्ण इनपुट है। पुली शाफ्ट पर अभिनय करने वाले बेल्ट तनाव हैं:

टाइट-साइड तनाव (

): ड्राइव पुली के हाई-टेंशन वाले हिस्से पर बेल्ट में तनाव। यह प्रभावी तनाव (प्रेरक बल) और स्लैक-साइड तनाव का योग है।

स्लैक-साइड तनाव (

): ड्राइव पुली के कम-तनाव वाले हिस्से पर बेल्ट में तनाव। यह टेक-अप प्रणाली द्वारा निर्धारित किया जाता है और फिसलन को रोकने के लिए पर्याप्त होना चाहिए।

प्रभावी तनाव (

): चरखी द्वारा प्रेषित शुद्ध प्रेरक बल:

प्रभावी तनाव की गणना कन्वेयर प्रतिरोध बलों से की जाती है:

कहाँ:

= कृत्रिम घर्षण कारक (अच्छी तरह से बनाए रखा कन्वेयर के लिए 0.017–0.025; 0.020 विशिष्ट)

= कन्वेयर लंबाई (एम)

= 9.81 मी/से⊃2;

= बेल्ट द्रव्यमान प्रति इकाई लंबाई (किलो/मीटर)

= सामग्री द्रव्यमान प्रति इकाई लंबाई (किग्रा/मीटर) =

= प्रति इकाई लंबाई में घूमने वालों का घूमने वाला द्रव्यमान (किलो/मीटर)

= कन्वेयर लिफ्ट ऊंचाई (एम) - झुके हुए कन्वेयर के लिए सकारात्मक

चरण 3: चरखी का व्यास निर्धारित करें

न्यूनतम चरखी व्यास दो आवश्यकताओं द्वारा नियंत्रित होता है:

बेल्ट झुकने की थकान: जैसे ही बेल्ट चरखी के चारों ओर लपेटती है, बेल्ट का ढांचा मुड़ जाता है। छोटे-व्यास वाली चरखी पर बार-बार झुकने से बेल्ट का ढांचा थक जाता है। बेल्ट की थकान से बचने के लिए न्यूनतम चरखी व्यास बेल्ट निर्माता द्वारा बेल्ट निर्माण और तनाव रेटिंग (आमतौर पर पीआईडब्ल्यू - पाउंड प्रति इंच बेल्ट चौड़ाई के रूप में व्यक्त) के आधार पर निर्दिष्ट किया जाता है।

शाफ्ट विक्षेपण: एक बड़ा चरखी व्यास बेल्ट संपर्क बिंदुओं और असर केंद्रों के बीच की दूरी को बढ़ाता है, जिससे शाफ्ट पर झुकने का क्षण बढ़ जाता है। हालाँकि, एक बड़ा चरखी व्यास एक बड़ा शाफ्ट बोर भी प्रदान करता है, जिससे एक बड़े शाफ्ट व्यास की अनुमति मिलती है - जो बढ़े हुए पल की भरपाई से कहीं अधिक है।

CEMA न्यूनतम चरखी व्यास दिशानिर्देश:

बहुत उच्च तनाव रेटिंग (> 1,000 पीआईडब्ल्यू) वाले स्टील-कॉर्ड बेल्ट (एसटी बेल्ट) के लिए, 48'-60' (1,200-1,500 मिमी) के पुली व्यास आम हैं।

चरण 4: हब कनेक्शन शैली निर्धारित करें

हब पुली एंड डिस्क को शाफ्ट से जोड़ता है और ड्राइविंग टॉर्क को प्रसारित करता है। हब कनेक्शन शैलियों में शामिल हैं:

• कुंजीदार बोर (सीधा या पतला): सबसे सरल और सबसे आम; एक कुंजी शाफ्ट और हब के बीच टॉर्क संचारित करती है। मध्यम टॉर्क के लिए उपयुक्त. की-वे पर तनाव की सघनता शाफ्ट की थकान शक्ति को कम कर देती है।

• इंटरफेरेंस फिट (प्रेस फिट): हब को इंटरफेरेंस फिट के साथ शाफ्ट पर दबाया जाता है; घर्षण बलाघूर्ण संचारित करता है। कोई कीवे तनाव एकाग्रता नहीं - उच्च थकान वाले अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा।

• टेपर-लॉक / क्यूडी बुशिंग: एक स्प्लिट टेपर्ड बुशिंग को बोल्ट द्वारा शाफ्ट पर कस दिया जाता है, जिससे एक उच्च-घर्षण हस्तक्षेप फिट बनता है। उपकरण को दबाए बिना आसान स्थापना और हटाने की अनुमति देता है - फ़ील्ड प्रतिस्थापन के लिए पसंदीदा।

• बिना चाबी वाली लॉकिंग असेंबली (सिकोड़ें डिस्क): एक हाइड्रोलिक या मैकेनिकल लॉकिंग डिवाइस हब और शाफ्ट के बीच एक बहुत ही उच्च हस्तक्षेप फिट बनाता है। उच्चतम टॉर्क (उच्च-तनाव कन्वेयर पर बड़ी ड्राइव पुली) के लिए उपयोग किया जाता है।

चरण 5: पुली कॉन्फ़िगरेशन निर्धारित करें

चरखी खोल विन्यास में शामिल हैं:

• ड्रम पुली (मानक): डिस्क और हब के अंत तक वेल्डेड बेलनाकार स्टील खोल। सभी चरखी प्रकारों के लिए सबसे सामान्य विन्यास।

• विंग पुली: बिना किसी निरंतर शेल के ओपन-विंग निर्माण - बेल्ट स्टील पंखों की एक श्रृंखला से संपर्क करता है। स्व-सफाई - सामग्री पंखों के बीच अंतराल के माध्यम से गिरती है। चिपचिपी या गीली सामग्री वाले अनुप्रयोगों में टेल पुली और रिटर्न पुली के लिए उपयोग किया जाता है।

• सर्पिल ड्रम चरखी: स्टील की छड़ों की एक जोड़ी ड्रम चरखी के चारों ओर सहायक रूप से लपेटी जाती है। सर्पिल क्रिया घूर्णन के दौरान कन्वेयर के किनारों पर सामग्री का निर्वहन करती है - विंग पुली के बेल्ट कंपन के बिना सफाई क्रिया प्रदान करती है।

चरण 6: क्राउन प्रोफ़ाइल निर्धारित करें

चरखी चेहरे का मुकुट (या ऊँट) किनारों के सापेक्ष चेहरे के केंद्र में व्यास में थोड़ी वृद्धि है। क्राउन बेल्ट को चरखी पर केन्द्रित करने में मदद करता है और बेल्ट को गलत तरीके से ट्रैक करने से रोकता है। मुकुट शैलियों में शामिल हैं:

• सपाट चेहरा (कोई मुकुट नहीं): चौड़े बेल्ट (> 1,200 मिमी) और स्टील-कॉर्ड बेल्ट के लिए उपयोग किया जाता है - बेल्ट एक मुकुट वाले चेहरे के अनुरूप होने के लिए बहुत कठोर है, और एक मुकुट चौड़ाई में असमान बेल्ट तनाव का कारण होगा।

• ट्रैपेज़ॉइडल मुकुट: पतला किनारों वाला एक सपाट केंद्र खंड। मीडियम-ड्यूटी कन्वेयर के लिए सबसे आम क्राउन शैली।

• रेडियस क्राउन (पूर्ण क्राउन): किनारे से केंद्र तक एक सतत वक्र। सबसे आसान बेल्ट ट्रैकिंग प्रदान करता है और इसे उच्च गति वाले कन्वेयर और सटीक बेल्ट सेंटरिंग की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए प्राथमिकता दी जाती है।

मुकुट ऊंचाई दिशानिर्देश:

चरण 7: लैगिंग प्रकार निर्धारित करें

लैगिंग चरखी और बेल्ट के बीच घर्षण गुणांक को बढ़ाने, चरखी खोल को पहनने से बचाने और बेल्ट ट्रैकिंग में सुधार करने के लिए चरखी चेहरे पर लगाया जाने वाला आवरण है। चरखी विनिर्देशन में लैगिंग चयन सबसे परिणामी निर्णयों में से एक है।

(पूर्ण लैगिंग चयन मार्गदर्शन के लिए भाग 3 देखें।)

चरण 8: शाफ्ट सामग्री और व्यास निर्धारित करें

चरखी विनिर्देशन में शाफ्ट डिज़ाइन सबसे महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग गणना है। शाफ्ट को झुकने (बेल्ट तनाव से) और मरोड़ (ड्राइव पुली पर ड्राइविंग टॉर्क से) के संयुक्त प्रभाव के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

(संपूर्ण शाफ्ट डिज़ाइन पद्धति के लिए भाग 4 देखें।)

चरण 9: प्रदर्शन आवश्यकताओं को सत्यापित करें

अंतिम सत्यापन जांच में शामिल हैं:

• संयुक्त बेल्ट तनाव और चरखी वजन के तहत शैल तनाव

• ऑपरेटिंग गति और भार पर बियरिंग चयन और L10 जीवन

• गतिशील संतुलन आवश्यकताएँ (मानक कन्वेयर के लिए आईएसओ 1940/1 ग्रेड जी6.3; उच्च गति कन्वेयर के लिए जी2.5 > 5 मीटर/सेकेंड बेल्ट गति)

• ऑपरेटिंग वातावरण के लिए संक्षारण सुरक्षा आवश्यकताएँ

भाग 3: लैगिंग चयन - सतह का अनुप्रयोग से मिलान

3.1 पिछड़ना क्यों मायने रखता है?

घर्षण बल जो ड्राइव चरखी बेल्ट तक संचारित कर सकता है वह है:

यह बल प्रभावी तनाव के बराबर या उससे अधिक होना चाहिए

कन्वेयर चलाने के लिए आवश्यक है। यदि घर्षण गुणांक

बहुत नीचे है (उदाहरण के लिए, गीली परिस्थितियों में एक नंगी स्टील की चरखी), बेल्ट चरखी पर फिसल जाती है - जिससे बेल्ट और चरखी दोनों का चेहरा तेजी से घिस जाता है, ज़्यादा गरम हो जाता है, और संभावित बेल्ट क्षति होती है।

3.2 लैगिंग के प्रकार और प्रदर्शन

सादा रबर लैगिंग:

• सामग्री: प्राकृतिक रबर या एसबीआर (स्टाइरीन-ब्यूटाडीन रबर), 60-70 शोर ए कठोरता

• मोटाई: अनुप्रयोग के आधार पर 6-25 मिमी

• घर्षण गुणांक: μ = 0.40–0.45 (सूखा); μ = 0.30–0.35 (गीला)

• अनुप्रयोग: शुष्क से मध्यम गीली स्थितियों में मानक ड्राइव पुली; पूँछ और मुड़ी हुई पुली

• लाभ: कम लागत, बदलने में आसान, अच्छा शॉक अवशोषण

• सीमाएँ: लगातार गीली स्थितियों में अपर्याप्त घर्षण; सामग्री कैरीबैक से घर्षण घर्षण के अधीन

नालीदार रबर लैगिंग:

• सतह पर हीरे या हेरिंगबोन खांचे के साथ सादा रबर काटा जाता है

• खांचे पानी को बेल्ट-पुली संपर्क क्षेत्र से दूर ले जाते हैं, जिससे गीली स्थितियों में उच्च प्रभावी घर्षण गुणांक बना रहता है

• घर्षण गुणांक: μ = 0.35–0.40 (गीला) - गीली स्थितियों में सादे रबर की तुलना में काफी बेहतर

• बाहरी कन्वेयर पर या गीले प्रक्रिया वातावरण (कोयला वॉशरी, खनिज प्रसंस्करण संयंत्र) में ड्राइव पुली के लिए मानक विनिर्देश

• ग्रूव पैटर्न: डायमंड ग्रूव सबसे आम है; हेरिंगबोन ग्रूव बेहतर स्व-सफाई क्रिया प्रदान करता है

सिरेमिक लैगिंग:

• एल्यूमीनियम ऑक्साइड (Al₂O₃) सिरेमिक टाइलें, आमतौर पर 92-96% शुद्धता, रबर बैकिंग में ढाली जाती हैं

• सिरेमिक टाइल की सतह बहुत उच्च घर्षण गुणांक प्रदान करती है: μ = 0.45–0.50 (सूखा); μ = 0.40–0.45 (गीला)

• सिरेमिक टाइलें बेहद कठोर (Mohs 9) और पहनने के लिए प्रतिरोधी हैं - सिरेमिक लैगिंग घर्षण स्थितियों में रबर लैगिंग की तुलना में 3-5× अधिक समय तक चलती है।

• अनुप्रयोग: उच्च-तनाव कन्वेयर, गीली और कीचड़ वाली स्थितियों (लौह अयस्क, कोयला, खनिज रेत) पर ड्राइव पुली, उच्च सामग्री कैरीबैक वाले कन्वेयर

• सीमाएँ: रबर की तुलना में अधिक लागत; यदि चरखी गंभीर प्रभाव लोडिंग के अधीन हो तो सिरेमिक टाइलें टूट सकती हैं; बार-बार पलटने वाले कन्वेयर के लिए अनुशंसित नहीं

पॉलीयुरेथेन लैगिंग:

• कास्ट या मोल्डेड पॉलीयुरेथेन, 80-95 शोर ए कठोरता

• उत्कृष्ट घर्षण प्रतिरोध - प्राकृतिक रबर से 3-4× बेहतर

• अच्छा घर्षण गुणांक: फॉर्मूलेशन के आधार पर μ = 0.35–0.45

• अनुप्रयोग: अपघर्षक वातावरण में पूंछ और मोड़ पुली; पुली को ड्राइव करें जहां घर्षण प्रतिरोध प्राथमिक आवश्यकता है

• लाभ: अपघर्षक स्थितियों में बहुत लंबी सेवा जीवन; चरखी खोल पर जगह में डाला जा सकता है

वेल्ड-ऑन लैगिंग (हार्ड-फेसिंग):

• क्रोमियम कार्बाइड या टंगस्टन कार्बाइड हार्ड-फेसिंग को सीधे चरखी खोल पर वेल्ड किया जाता है

• अत्यधिक उच्च पहनने का प्रतिरोध - सबसे अधिक अपघर्षक वातावरण (लौह अयस्क, कठोर चट्टान, अपघर्षक खनिज रेत) में उपयोग किया जाता है

• कोई रबर बैकिंग नहीं - कोई शॉक अवशोषण प्रदान नहीं करता है

• ड्राइव पुली के लिए उपयुक्त नहीं - कठोर सतह बेल्ट के साथ पर्याप्त घर्षण प्रदान नहीं करती है

3.3 लैगिंग चयन मैट्रिक्स

भाग 4: शाफ्ट डिज़ाइन - महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग गणना

4.1 पुली शाफ्ट पर कार्य करने वाले बल

पुली शाफ्ट पर एक साथ तीन भार पड़ते हैं:

1. बेल्ट तनाव से झुकने का क्षण:

दो बेल्ट तनाव (

और

) बेल्ट संपर्क बिंदुओं पर चरखी पर कार्य करें। उनका परिणामी बल चरखी केंद्र पर शाफ्ट पर कार्य करता है:

180° रैप कोण वाली ड्राइव पुली के लिए (

):

महत्वपूर्ण खंड पर झुकने का क्षण (आमतौर पर हब पर या असर वाली सीट पर) है:

कहाँ

असर केंद्र की दूरी है और

चरखी चेहरे की लंबाई है.

2. ड्राइविंग टॉर्क से मरोड़ वाला क्षण (केवल ड्राइव पुली):

कहाँ

प्रभावी तनाव है और

चरखी का व्यास है.

3. शाफ्ट स्व-भार (बड़ी पुली के लिए):

बड़ी पुली (व्यास > 800 मिमी, सतह की लंबाई > 1,500 मिमी) के लिए, पुली स्व-वजन एक महत्वपूर्ण झुकने वाला घटक जोड़ता है जिसे शाफ्ट डिजाइन में शामिल किया जाना चाहिए।

4.2 शाफ्ट सामग्री चयन

कन्वेयर पुली के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली तीन शाफ्ट सामग्री हैं:

ऊपर सूचीबद्ध स्वीकार्य तनाव में पहले से ही थकान सुरक्षा कारक शामिल है। उद्योग मानक गतिशील प्रभावों को ध्यान में रखते हुए अतिरिक्त लोड कारक लागू करता है:

• भार कारक

  

  = 1.5 से 1.75 (झुकने के क्षण पर लागू)

• टोक़ कारक

  

  = 1.25 से 1.40 (मरोड़ वाले क्षण पर लागू)

4.3 शाफ्ट व्यास की गणना

शाफ्ट को तीन स्वतंत्र मानदंडों को पूरा करना होगा, और सबसे बड़ा परिणामी व्यास नियंत्रित करता है:

मानदंड 1 - मरोड़-आधारित व्यास (अतिथि सूत्र):

कहाँ

स्वीकार्य कतरनी तनाव (एमपीए) है और

समतुल्य मरोड़ (N·m) है।

मानदंड 2 - झुकने पर आधारित व्यास (रैंकिन सूत्र):

कहाँ

स्वीकार्य झुकने वाला तनाव (एमपीए) है और

समतुल्य झुकने वाला क्षण है:

मानदंड 3 - विक्षेपण-आधारित व्यास:

बेयरिंग सीट पर शाफ्ट का विक्षेपण स्वीकार्य सीमा से अधिक नहीं होना चाहिए। उद्योग मानक अधिकतम स्वीकार्य विक्षेपण 0.0015 से 0.0017 रेडियन (लगभग 5-6 आर्क-मिनट) है: बीयरिंग सीट पर

कहाँ:

= शुद्ध परिणामी बेल्ट तनाव (kN)

= बेयरिंग सेंटर से हब सेंटर तक की दूरी (मिमी)

= हब रिक्ति (मिमी)

= स्टील के लिए यंग का मापांक = 206,000 एमपीए

= स्वीकार्य विक्षेपण (रेडियन) = 0.0015–0.0017

अंतिम शाफ़्ट व्यास सबसे बड़ा है

,

, और

, अगले मानक शाफ्ट आकार तक गोल किया गया।

4.4 कार्यान्वित उदाहरण: ड्राइव पुली शाफ्ट डिज़ाइन

दिया गया:

• बेल्ट की चौड़ाई: 1,200 मिमी → चेहरे की लंबाई: 1,400 मिमी

• बेल्ट तनाव:

  

  = 180 केएन,

  

  = 60 केएन

• प्रभावी तनाव:

  

  = 120 केएन

• चरखी व्यास: 630 मिमी

• रैप कोण: 200° (3.49 रेड)

• शाफ्ट सामग्री: EN19 (σ = 83 एमपीए, τ = 83 एमपीए)

• असर केंद्र: 1,800 मिमी; हब रिक्ति: 1,400 मिमी

= (1,800 − 1,400)/2 = 200मिमी

• भार कारक

  

  = 1.5; टोक़ कारक

  

  = 1.25

चरण 1: परिणामी बेल्ट तनाव

चरण 2: झुकने का क्षण

चरण 3: मरोड़ वाला क्षण

चरण 4: समतुल्य झुकने का क्षण

चरण 5: झुकने पर आधारित व्यास

चरण 6: विक्षेपण-आधारित व्यास

गवर्निंग मानदंड: झुकने-आधारित व्यास = 226 मिमी → मानक शाफ्ट व्यास चुनें: 240 मिमी (EN19)

यह उदाहरण दर्शाता है कि उच्च-तनाव ड्राइव पुली के लिए, झुकने का क्षण - विक्षेपण नहीं - आमतौर पर शाफ्ट व्यास को नियंत्रित करता है।

भाग 5: शेल और एंड डिस्क डिज़ाइन

5.1 शैल (रिम) तनाव

चरखी खोल के अधीन है:

• घेरा तनाव चरखी के चारों ओर लपेटे गए बेल्ट तनाव द्वारा बनाए गए आंतरिक दबाव से

• झुकने वाला तनाव शेल की लंबाई के साथ वितरित बेल्ट तनाव भार से

• डिस्क-टू-शेल वेल्ड के अंत में वेल्ड तनाव - ड्रम पुली में सबसे आम विफलता स्थान

शेल में अधिकतम घेरा तनाव है:

कहाँ

शैल दीवार की मोटाई (मिमी) है।

EN8 स्टील (उपज शक्ति 430 एमपीए) में एक शेल के लिए, 3 के सुरक्षा कारक के साथ स्वीकार्य घेरा तनाव लगभग 143 एमपीए है। यह किसी दिए गए बेल्ट तनाव और चरखी व्यास के लिए न्यूनतम शेल दीवार की मोटाई निर्धारित करता है।

5.2 अंत डिस्क डिज़ाइन

अंतिम डिस्क बेल्ट लोड को शेल से हब और शाफ्ट तक स्थानांतरित करती है। अंत डिस्क विफलता - आमतौर पर हब वेल्ड या शेल वेल्ड पर क्रैकिंग - ड्रम पुली में सबसे आम संरचनात्मक विफलता मोड है।

प्रोफाइलयुक्त अंत डिस्क (डिस्क में एकीकृत हब के साथ एक ठोस स्टील प्लेट से निर्मित) हब-टू-डिस्क वेल्ड को खत्म करती है, जो वेल्डेड-हब पुली में प्राथमिक विफलता बिंदु है। प्रोफ़ाइल अंत डिस्क उच्च-तनाव पुली (> 300 केएन प्रभावी तनाव) और माइन-ड्यूटी पुली पर मानक हैं जहां विश्वसनीयता महत्वपूर्ण है।

भाग 6: कन्वेयर पुली विफलता मोड विश्लेषण

6.1 ड्राइव पुली पर बेल्ट स्लिपेज

उपस्थिति: स्टार्टिंग के दौरान या पीक लोड के तहत ड्राइव पुली पर बेल्ट फिसल जाती है; रबर लैगिंग तेजी से घिसाव दर्शाता है; बेल्ट की सतह पर जले के निशान दिखाई दे रहे हैं।

मूल कारणों:

• अपर्याप्त रैप कोण - 180° से नीचे बेल्ट रैप अपर्याप्त घर्षण बल प्रदान करता है

• गलत लैगिंग - गीली स्थितियों में नंगे स्टील या घिसे रबर लैगिंग

• अपर्याप्त टेक-अप तनाव -

  

  यूलर-आइटेलवीन समीकरण के तहत फिसलन को रोकने के लिए बहुत कम

• अतिभारित कन्वेयर - प्रभावी तनाव

  

  अधिकतम पारगम्य घर्षण बल से अधिक है

सुधारात्मक कार्रवाई:

• रैप कोण को 200-220° तक बढ़ाने के लिए एक स्नब पुली जोड़ें

• गीली स्थितियों के लिए ग्रूव्ड रबर या सिरेमिक लैगिंग से बदलें

• टेक-अप तनाव बढ़ाएँ (सत्यापित करें कि टेक-अप सिस्टम सही ढंग से काम कर रहा है)

• सत्यापित करें कि कन्वेयर अतिभारित नहीं है - डिज़ाइन क्षमता के विरुद्ध वास्तविक टन भार की जाँच करें

6.2 दस्ता फ्रैक्चर

उपस्थिति: पुली शाफ्ट का पूर्ण फ्रैक्चर, आमतौर पर हब पर या असर वाली सीट पर। विनाशकारी विफलता - चरखी गिर जाती है और बेल्ट नष्ट हो जाती है।

मूल कारणों:

• अंडरसाइज्ड शाफ्ट: शाफ्ट का व्यास वास्तविक बेल्ट तनाव के लिए अपर्याप्त है - वास्तविक शाफ्ट तनाव की गणना किए बिना केवल बेल्ट की चौड़ाई द्वारा निर्दिष्ट प्रतिस्थापन पुली में सबसे आम कारण

• कीवे तनाव एकाग्रता: कीवे एक तनाव एकाग्रता बनाता है जो शाफ्ट की प्रभावी थकान शक्ति को 30-50% तक कम कर देता है - कीवे वाले शाफ्ट को चिकनी शाफ्ट की तुलना में कम स्वीकार्य तनाव का उपयोग करना चाहिए

• संक्षारण थकान: शाफ्ट की सतह पर संक्षारण जमा होने से कम तनाव स्तर पर थकान दरारें शुरू हो जाती हैं

सुधारात्मक कार्रवाई:

• तीन-मानदंड विधि (मरोड़, झुकने, विक्षेपण) का उपयोग करके शाफ्ट व्यास की पुनर्गणना करें

• उच्च-तनाव अनुप्रयोगों के लिए EN19 या 42CrMo शाफ्ट सामग्री निर्दिष्ट करें

• की-वे तनाव एकाग्रता को खत्म करने के लिए की-बोर के बजाय इंटरफेरेंस फिट या कीलेस लॉकिंग असेंबली का उपयोग करें

• गीले वातावरण में शाफ्ट सतहों पर संक्षारण संरक्षण (जस्ता चढ़ाना, एपॉक्सी कोटिंग) लागू करें

6.3 अंतिम डिस्क वेल्ड क्रैकिंग

उपस्थिति: अंतिम डिस्क और शेल के बीच, या हब और अंतिम डिस्क के बीच वेल्ड में दरारें। बेयरिंग हाउसिंग से तेल या ग्रीस का रिसाव इंगित करता है कि शाफ्ट विक्षेपण ने बेयरिंग सील को क्षतिग्रस्त कर दिया है।

मूल कारणों:

• उच्च भार के तहत वेल्डेड हब डिज़ाइन: हब-टू-डिस्क वेल्ड एक थकान-प्रवण तनाव एकाग्रता है - उच्च-तनाव अनुप्रयोगों के लिए अपर्याप्त है

• अनुनाद: चरखी अपनी प्राकृतिक आवृत्ति पर या उसके निकट संचालित होती है, जिससे वेल्ड पर गतिशील भार बढ़ जाता है

• गलत वेल्ड प्रक्रिया: अपर्याप्त वेल्ड प्रवेश या गलत प्रीहीट एक कमजोर वेल्ड बनाता है जो चक्रीय लोडिंग के तहत टूट जाता है

सुधारात्मक कार्रवाई:

• प्रभावी तनाव> 200 केएन के साथ पुली के लिए प्रोफाइल एंड डिस्क निर्माण (हब को डिस्क में मशीनीकृत किया गया, कोई हब वेल्ड नहीं) निर्दिष्ट करें

• सत्यापित करें कि चरखी संचालन गति चरखी की प्राकृतिक आवृत्ति के करीब नहीं है

• सभी संरचनात्मक वेल्ड के लिए प्रीहीट और पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट के साथ पूर्ण-प्रवेश वेल्ड निर्दिष्ट करें

6.4 लैगिंग प्रदूषण

उपस्थिति: रबर या सिरेमिक लैगिंग पुली शेल से खंडों में अलग हो जाती है; नंगे स्टील का खोल खुला; बेल्ट फिसलन शुरू होती है।

मूल कारणों:

• सतह की अपर्याप्त तैयारी: पुली शेल को लैगिंग एप्लिकेशन से पहले ठीक से ग्रिट-ब्लास्ट और प्राइम नहीं किया गया था - बेल्ट ट्रैक्शन के कतरनी तनाव के तहत चिपकने वाला बंधन विफल हो जाता है

• सामग्री कैरीबैक: बेल्ट और लैगिंग के बीच फंसी सामग्री एक वेजिंग बल बनाती है जो धीरे-धीरे लैगिंग को ऊपर उठाती है

• थर्मल साइक्लिंग: बाहरी कन्वेयर में, थर्मल विस्तार और संकुचन चक्र लैगिंग और शेल के बीच चिपकने वाले बंधन को थका देते हैं

सुधारात्मक कार्रवाई:

• हाई-टेंशन ड्राइव पुली के लिए कोल्ड-बॉन्ड लैगिंग के बजाय हॉट-वल्केनाइज्ड लैगिंग (गर्मी और दबाव के तहत बंधी हुई) निर्दिष्ट करें - वल्केनाइज्ड लैगिंग में 3–5× बेहतर बॉन्ड ताकत होती है

• सुनिश्चित करें कि लैगिंग लगाने से तुरंत पहले शेल की सतह को Sa 2.5 (लगभग-सफेद धातु) तक ग्रिट-ब्लास्ट किया गया है

• ड्राइव पुली पर सामग्री ले जाने को कम करने के लिए बेल्ट क्लीनर स्थापित करें

6.5 बियरिंग विफलता

उपस्थिति: चरखी असर आवास से शोर और कंपन; असर तापमान में वृद्धि; अंततः जब्ती.

मूल कारणों:

• अत्यधिक शाफ्ट विक्षेपण: स्वीकार्य सीमा (0.0015–0.0017 रेड) से अधिक शाफ्ट विक्षेपण के कारण बेयरिंग पर गलत संरेखण लोड होता है, जिससे बेयरिंग का जीवन नाटकीय रूप से कम हो जाता है

• संदूषण का प्रवेश: धूल और नमी बेयरिंग सील को बायपास कर देते हैं, जिससे ग्रीस दूषित हो जाता है

• अपर्याप्त बीयरिंग आकार: वास्तविक शाफ्ट लोड और आवश्यक L10 जीवन के लिए गतिशील लोड रेटिंग अपर्याप्त है

सुधारात्मक कार्रवाई:

• सत्यापित करें कि बेयरिंग सीट पर शाफ्ट विक्षेपण 0.0015–0.0017 रेडियन से अधिक नहीं है - वास्तविक बेल्ट तनाव के साथ पुनर्गणना करें

• धूल भरे या गीले वातावरण के लिए बेयरिंग हाउसिंग सील को अपग्रेड करें

• सत्यापित करें कि असर L10 जीवन गणना में सभी भार शामिल हैं (बेल्ट तनाव से रेडियल + गलत संरेखण से अक्षीय)

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

Q1: मैं ड्राइव पुली के लिए रबर और सिरेमिक लैगिंग के बीच चयन कैसे करूं?

शुष्क से मध्यम गीली स्थितियों में मानक अनुप्रयोगों के लिए रबर लैगिंग (खांचेदार) का उपयोग करें - इसकी लागत कम है और इसे बदलना आसान है। सिरेमिक लैगिंग निर्दिष्ट करें जब: (1) कन्वेयर गीली या कीचड़ भरी स्थितियों (कोयला वॉशरी, खनिज प्रसंस्करण) में लगातार संचालित होता है; (2) बेल्ट का तनाव अधिक है और फिसलन का जोखिम महत्वपूर्ण है; (3) सामग्री का कैरीबैक गंभीर है और रबर लैगिंग के कारण तेजी से घिसता है। सिरेमिक लैगिंग गीली स्थितियों में μ = 0.40–0.45 प्रदान करती है, जबकि ग्रूव्ड रबर के लिए μ = 0.30–0.35 प्रदान करती है - यह अंतर विश्वसनीय संचालन और क्रोनिक बेल्ट स्लिपेज के बीच का अंतर हो सकता है।

Q2: हेवी-ड्यूटी माइन कन्वेयर ड्राइव पुली के लिए सही शाफ्ट सामग्री क्या है?

150 kN से अधिक प्रभावी तनाव वाले माइन-ड्यूटी ड्राइव पुली के लिए, EN19 (709M40) या 42CrMo मिश्र धातु इस्पात शाफ्ट सामग्री निर्दिष्ट करें। EN19 में 83 MPa का स्वीकार्य झुकने वाला तनाव है - EN3 माइल्ड स्टील के 43 MPa से लगभग दोगुना - समान लोड के लिए एक छोटे शाफ्ट व्यास की अनुमति देता है, या समान व्यास के लिए बहुत अधिक सुरक्षा मार्जिन प्रदान करता है। हाई-टेंशन माइन पुली पर चाबी वाले बोर के बजाय हमेशा बिना चाबी वाली लॉकिंग असेंबली (सिकोड़ें डिस्क) का उपयोग करें - कीवे तनाव एकाग्रता प्रभावी थकान शक्ति को 30-50% तक कम कर देती है।

Q3: मैं कन्वेयर चरखी के लिए न्यूनतम शाफ्ट व्यास की गणना कैसे करूं?

तीन व्यासों की गणना करें और सबसे बड़े का चयन करें: (1) प्रभावी तनाव और चरखी व्यास के साथ अतिथि सूत्र का उपयोग करके मरोड़-आधारित व्यास; (2) समतुल्य झुकने वाले क्षण (लोड कारक सहित) के साथ रैंकिन सूत्र का उपयोग करके झुकने-आधारित व्यास

= 1.5-1.75 और टॉर्क फैक्टर

= 1.25–1.40); (3) विक्षेपण-आधारित व्यास यह सुनिश्चित करता है कि असर वाली सीट पर शाफ्ट विक्षेपण 0.0015-0.0017 रेडियन से अधिक न हो। उच्च-तनाव ड्राइव पुली के लिए, झुकने-आधारित व्यास आमतौर पर नियंत्रित होता है।

Q4: ड्राइव पुली पर बेल्ट फिसलन का क्या कारण है और इसे कैसे ठीक किया जाता है?

बेल्ट फिसलन तब होती है जब प्रभावी तनाव (आवश्यक ड्राइविंग बल) पुली द्वारा संचारित अधिकतम घर्षण बल से अधिक हो जाता है:

. प्राथमिकता के क्रम में सुधार विकल्प: (1) स्नब पुली जोड़कर रैप एंगल बढ़ाएं (सबसे प्रभावी); (2) लैगिंग को सादे रबर से ग्रूव्ड रबर या सिरेमिक में अपग्रेड करें (μ बढ़ जाता है); (3) टेक-अप तनाव में वृद्धि (वृद्धि)।

). मूल कारण को संबोधित किए बिना केवल टेक-अप तनाव को न बढ़ाएं - अत्यधिक टेक-अप तनाव शाफ्ट के झुकने वाले भार को बढ़ाता है और असर जीवन को कम करता है।

Q5: कन्वेयर पुली लैगिंग को कितनी बार बदला जाना चाहिए?

रबर लैगिंग को तब बदला जाना चाहिए जब घिसाव ने लैगिंग की मोटाई को मूल के 50% तक कम कर दिया हो (आमतौर पर मानक शुल्क के लिए 3-5 वर्ष; अपघर्षक अनुप्रयोगों के लिए 1-2 वर्ष)। सिरेमिक लैगिंग को तब बदला जाना चाहिए जब 10-15% से अधिक सिरेमिक टाइलें टूट गई हों या गायब हों - गायब टाइल्स के साथ एक चरखी असमान बेल्ट लोडिंग और बेल्ट मिसट्रैकिंग पैदा करती है। प्रदूषण, दरार और टूट-फूट के लिए लैगिंग का त्रैमासिक निरीक्षण करें - जल्दी पता चले प्रदूषण को अक्सर दोबारा जोड़कर ठीक किया जा सकता है; जो प्रदूषण शेल तक बढ़ गया है, उसे पूरी तरह से पुनः लैगिंग की आवश्यकता होती है।

Q6: टेक-अप पुली और बेंड पुली के बीच क्या अंतर है?

टेक-अप पुली को विशेष रूप से टेक-अप फ्रेम (गुरुत्वाकर्षण या स्क्रू टेक-अप) में अक्षीय रूप से घुमाकर बेल्ट तनाव बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसे टेक-अप बल और दोनों तरफ बेल्ट तनाव के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। एक मोड़ चरखी बस बेल्ट पथ को एक निश्चित स्थान पर पुनर्निर्देशित करती है - यह चलती नहीं है और तनाव प्रदान नहीं करती है। बेंड पुली केवल मोड़ के कोण पर दो बेल्ट तनावों के परिणाम को वहन करती है और आम तौर पर पिछड़ती नहीं है। पुली के चेहरे पर सामग्री के निर्माण को रोकने के लिए टेक-अप पुली को लैग (सादा रबर) किया जा सकता है।

येल मशीनरी: कस्टम इंजीनियर्ड कन्वेयर पुली

येल मशीनरी खनन, सीमेंट, स्टील और बिजली उत्पादन में थोक सामग्री प्रबंधन अनुप्रयोगों के लिए कस्टम कन्वेयर पुली का डिजाइन और निर्माण करती है। हमारी पुली को प्रत्येक एप्लिकेशन के वास्तविक बेल्ट तनाव और परिचालन स्थितियों के लिए इंजीनियर किया जाता है - केवल बेल्ट की चौड़ाई के आधार पर मानक कैटलॉग से नहीं चुना जाता है।

हमारी कन्वेयर चरखी विनिर्माण क्षमताएं:

• पुली प्रकार: ड्राइव/हेड पुली, टेल पुली, टेक-अप पुली, स्नब पुली, बेंड पुली, विंग पुली, सर्पिल ड्रम पुली

• बेल्ट की चौड़ाई: 500 मिमी से 2,400 मिमी; अनुरोध पर कस्टम चौड़ाई

• चरखी व्यास: 300 मिमी से 1,500 मिमी; 2,000 मिमी तक इंजीनियर्ड क्लास पुली

• शैल सामग्री: स्ट्रक्चरल स्टील (Q345B / A572 Gr.50); माइन-ड्यूटी भारी दीवार निर्माण

• शाफ्ट सामग्री: EN8 (080M40) मानक कर्तव्य; EN19 (709M40) / 42CrMo हेवी ड्यूटी और माइन ड्यूटी

• हब कनेक्शन: कुंजीयुक्त बोर; टेपर-लॉक / क्यूडी बुशिंग; बिना चाबी लॉकिंग असेंबली (डिस्क सिकोड़ें)

• लैगिंग: गर्म-वल्कनीकृत रबर (सादा और अंडाकार); सिरेमिक टाइल; पॉलीयुरेथेन; फ़ील्ड प्रतिस्थापन के लिए कोल्ड-बॉन्डेड

• अंत डिस्क निर्माण: मानक वेल्डेड हब; उच्च-तनाव अनुप्रयोगों के लिए प्रोफाइलयुक्त अंत डिस्क (हब को डिस्क में मशीनीकृत किया गया)।

• इंजीनियरिंग दस्तावेज़ीकरण: दस्ता तनाव गणना रिपोर्ट; असर L10 जीवन गणना; विक्षेपण सत्यापन; गतिशील संतुलन प्रमाणपत्र (आईएसओ 1940/1)

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कोटेशन प्राप्त करने के लिए, प्रदान करें:

• ✅ पुली प्रकार (ड्राइव / टेल / टेक-अप / स्नब / बेंड)

• ✅ बेल्ट की चौड़ाई (मिमी) और बेल्ट की गति (एम/एस)

• ✅ बेल्ट तनाव:

  

  और

  

  (kN), या गणना के लिए कन्वेयर क्षमता और लंबाई

• ✅ आवश्यक चरखी व्यास और चेहरे की लंबाई (या बेल्ट तनाव रेटिंग PIW)

• ✅ लैगिंग प्रकार आवश्यक (रबर / ग्रूव्ड रबर / सिरेमिक / पॉलीयुरेथेन)

• ✅ शाफ्ट सामग्री और हब कनेक्शन शैली

• ✅ पर्यावरणीय स्थितियाँ (गीला/धूलयुक्त/संक्षारक/तापमान सीमा)

• ✅ मात्रा और आवश्यक डिलीवरी तिथि

• ✅ प्रतिस्थापन के लिए मौजूदा चरखी ड्राइंग या नेमप्लेट डेटा

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सभी तकनीकी पूछताछ का 24 घंटे के भीतर जवाब मिलता है। प्रत्येक इंजीनियर्ड पुली ऑर्डर के साथ शाफ्ट तनाव गणना रिपोर्ट प्रदान की जाती है।

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