Selezione del rullo tenditore del nastro trasportatore: serie CEMA, coefficiente di carico, durata dei cuscinetti e guida alla modalità di guasto

Nella movimentazione di materiali sfusi, il rullo tenditore è il componente più numeroso e sostituito più frequentemente in qualsiasi sistema di trasporto a nastro. Un singolo trasportatore via terra può trasportare da 10.000 a 30.000 rulli folli per tutta la sua lunghezza. Nonostante la loro apparente semplicità (un tubo di acciaio che ruota su un albero supportato da due cuscinetti), i rulli folli rappresentano una quota sproporzionata dei costi di manutenzione del trasportatore e dei tempi di fermo non pianificati. Nelle operazioni di estrazione mineraria e di cemento ad alto tonnellaggio, un singolo trasportatore che trasporta 3.000-6.000 tonnellate all’ora non può permettersi di fermarsi per la sostituzione della ruota folle. Tuttavia, i guasti dei tenditori (rulli grippati, cuscinetti collassati, guarnizioni difettose) sono tra le cause più comuni di danni al nastro, incendi del nastro (a causa del calore di attrito di un rullo grippato) e arresti non pianificati del trasportatore.

La maggior parte dei guasti prematuri del tenditore è riconducibile a una delle tre cause principali: selezione errata della serie (classificazione CEMA sottodimensionata per il carico effettivo), specifiche inadeguate dei cuscinetti (durata L10 insufficiente per il ciclo di lavoro) o guasto della tenuta dovuto all'ingresso di contaminazione in ambienti polverosi o umidi. Questa guida fornisce il quadro tecnico completo per la selezione, la specifica e la manutenzione dei rulli tenditori del trasportatore per l'intera gamma di applicazioni di movimentazione di materiali sfusi, dai trasportatori di aggregati leggeri ai sistemi di estrazione di minerale di ferro e carbone per carichi pesanti.

Parte 1: Tipi e funzioni dei rulli tenditori

Un sistema di rinvio del nastro trasportatore è costituito da diversi tipi di rulli distinti, ciascuno dei quali svolge una funzione specifica nel supportare e controllare il nastro.

1.1 Trasporto di tenditori (canali).

I tenditori a conca sostengono il lato caricato (di trasporto) del nastro e danno al nastro la forma di una conca che contiene il materiale sfuso. Un set di tenditori di conca standard a tre rulli è costituito da:

• Due rollio alari (angolati di 20°, 35° o 45° rispetto all'orizzontale)

• Un rotolo centrale (orizzontale)

L'angolo di conca determina l'area della sezione trasversale del materiale che il nastro può trasportare:

• Conca 20°: capacità inferiore, utilizzata laddove la rigidità del nastro o le caratteristiche del materiale impediscono una conca più ripida; standard per progetti di trasportatori leggeri e meno recenti

• 35° trough: lo standard più comune nella pratica nordamericana (standard CEMA); bilancia la capacità con lo stress del bordo del nastro

• Conca a 45°: capacità massima per una determinata larghezza del nastro; richiede una cintura più flessibile; comune nei trasportatori minerari pesanti europei e australiani

Il rullo centrale trasporta circa il 70% del carico totale del tenditore in un set standard a tre rulli; i due rollio alari condividono il restante 30% (15% ciascuno). Questa distribuzione del carico è fondamentale per la scelta della ruota folle: il rullo centrale deve essere dimensionato per il carico completo del rullo centrale, non per il carico medio della ruota folle.

1.2 Tenditori ad impatto

I tenditori ad impatto sono installati nella zona di carico (il punto in cui il materiale cade sul nastro da uno scivolo o da un punto di trasferimento). Sostituiscono i tenditori a conca standard nella zona di carico e sono progettati per assorbire l'energia d'impatto del materiale in caduta senza trasmettere carichi d'urto dannosi al nastro o alla struttura del tenditore.

I tenditori a impatto utilizzano anelli a disco in gomma o rulli imbottiti in gomma invece di semplici tubi in acciaio. La gomma assorbe l'energia dell'impatto e protegge sia la cinghia che i cuscinetti del tendicinghia dai carichi d'urto.

Criteri di selezione del tenditore ad impatto:

• L'energia d'impatto derivante dalla caduta del materiale deve essere calcolata e confrontata con la valutazione dell'impatto del tenditore

• I tenditori ad impatto dovrebbero estendersi per una distanza minima di 1,5–2,0 volte la larghezza del nastro oltre il punto di carico in ciascuna direzione

• La spaziatura dei tenditori nella zona di carico è generalmente ridotta a 300–600 mm (rispetto a 1.000–1.500 mm per i tenditori di trasporto standard) per fornire ulteriore supporto al nastro

1.3 Tenditori di ritorno

I tenditori di ritorno supportano il lato vuoto (di ritorno) del nastro mentre ritorna al punto di carico. Poiché il nastro di ritorno non trasporta alcun carico di materiale, i tenditori di ritorno sono soggetti a carichi molto inferiori rispetto ai tenditori di trasporto, in genere solo il peso del nastro più il peso proprio del tenditore.

Tipi di tenditori di ritorno:

• Tenditori di ritorno piatti: rullo orizzontale singolo; il tipo più semplice e più comune

• Tenditori con ritorno a V: due rulli in configurazione a V (tipicamente 10°); fornisce un migliore addestramento del nastro rispetto ai tenditori a ritorno piatto

• Tenditori di ritorno dei dischi in gomma: dischi in gomma invece di un tubo continuo in acciaio; previene l'accumulo di materiale sulla superficie del tenditore di ritorno (fondamentale per materiali appiccicosi come carbone bagnato o argilla)

I tenditori di ritorno sono generalmente più leggeri di una serie CEMA rispetto ai tenditori di trasporto sullo stesso trasportatore: il carico inferiore consente di utilizzare un tenditore più piccolo e leggero.

1.4 Transizione e formazione dei fannulloni

I tenditori di transizione sono installati sulle pulegge di testa e di coda dove la cinghia passa dal profilo di trasporto concavo al profilo piatto necessario per avvolgere la puleggia. Utilizzano angoli di rollio delle ali progressivamente ridotti (ad esempio, 20°, 10°, 0°) per consentire al nastro di appiattirsi gradualmente senza sovraccaricare i bordi del nastro.

I tenditori di addestramento (tenditori autoallineanti) sono installati a intervalli lungo il trasportatore per correggere l'errore di allineamento del nastro. Utilizzano un meccanismo a perno che consente al telaio tenditore di ruotare leggermente quando la cinghia entra in contatto con il rullo dell'ala, riportando la cinghia al centro. I tenditori di addestramento devono essere installati a intervalli di 30–50 m su trasportatori lunghi e immediatamente dopo le zone di carico dove è più probabile un errore di allineamento del nastro.

Parte 2: Serie CEMA Idler: il quadro di valutazione standard

La Conveyor Equipment Manufacturers Association (CEMA) ha stabilito lo standard più utilizzato per la selezione delle rotelle in Nord America e a livello internazionale. Il sistema CEMA classifica le ruote tenditrici in serie in base alla loro capacità di carico, ciascuna serie definita da un carico massimo consentito per ruota tenditrice e una durata minima del cuscinetto L10.

2.1 Definizioni della serie CEMA

I valori nominali della serie CEMA si basano sulla durata L10 del cuscinetto calcolata a una velocità di folle di 500 giri/min . Per i trasportatori che funzionano a velocità del nastro più elevate (e quindi giri al minuto più elevati), la durata effettiva dei cuscinetti sarà inferiore al valore tabulato e la serie di rulli deve essere aggiornata di conseguenza.

2.2 Come vengono calcolati i coefficienti di carico CEMA

Il coefficiente di carico del tenditore CEMA si basa sull'equazione della durata del cuscinetto L10:

Dove:

= coefficiente di carico dinamico di base del cuscinetto (N) — dal catalogo del produttore del cuscinetto

= carico dinamico equivalente sul cuscinetto (N) — calcolato dal carico del tenditore

= velocità di rotazione del tenditore (rpm)

• L'esponente è 3 per i cuscinetti a sfera (utilizzati nella maggior parte dei tenditori); 10/3 per cuscinetti a rulli

Per un tenditore CEMA D con diametro del rullo di 6' (152 mm), il cuscinetto deve raggiungere L10 ≥ 60.000 ore a 500 giri/min sotto il carico nominale di 1.500 libbre (6,7 kN). La scelta del cuscinetto deve soddisfare questo requisito tenendo conto della flessione effettiva dell'albero: la deflessione dell'albero riduce la durata effettiva del cuscinetto aumentando il carico di disallineamento sul cuscinetto. [3]

2.3 Il ruolo critico della deflessione dell'albero

La deflessione dell'albero è uno dei parametri più importanti, e spesso trascurati, nella scelta dell'ingranaggio. Quando un albero di rinvio si flette sotto carico, l'anello interno del cuscinetto si inclina rispetto all'anello esterno, creando un carico di disallineamento che riduce drasticamente la durata del cuscinetto.

La deflessione massima consentita dell'albero nella sede del cuscinetto è generalmente limitata a 10 minuti d'arco (0,167°) per i cuscinetti a sfere a gola profonda standard. Il superamento di questo limite provoca:

• Maggiore sollecitazione da contatto su un lato della pista del cuscinetto

• Usura per fatica accelerata sul lato caricato della pista

• Cedimenti prematuri dei cuscinetti, spesso 3–5 volte più rapidi della durata L10 calcolata

La flessione dell'albero nella sede del cuscinetto è:

Per un albero semplicemente supportato con un carico concentrato centrale:

Dove:

= carico sul rotolo (N)

= distanza tra i centri dei cuscinetti (mm)

= modulo elastico dell'acciaio (210.000 MPa)

= secondo momento d'area dell'albero:

(mm⁴)

= diametro dell'albero nella sezione critica (mm)

Implicazione pratica: un albero di diametro sottodimensionato si fletterà eccessivamente sotto carico, causando guasti prematuri ai cuscinetti anche se il coefficiente di carico della serie CEMA non viene superato. Questo è il motivo per cui il diametro dell'albero è importante quanto la scelta dei cuscinetti nelle specifiche dell'ingranaggio.

Parte 3: Calcolo del carico del tenditore — Passo dopo passo

3.1 Calcolo del carico del tenditore

Il carico su un tenditore di trasporto è la somma del carico del materiale e del peso del nastro distribuito sulla spaziatura dei tenditori:

Dove:

= carico di materiale per unità di lunghezza del nastro (kg/m) =

= capacità del trasportatore (t/h)

= velocità del nastro (m/s)

= peso della cinghia per unità di lunghezza (kg/m) — dai dati del produttore della cinghia

= distanza tra i rulli (m)

Esempio: trasportatore di carbone da 2.000 t/h, velocità del nastro 4,5 m/s, peso del nastro 35 kg/m, distanza tra i rulli 1,2 m:

Conversione in libbre:

Questo carico rientra nella classificazione CEMA C (max 1.000 libbre), ma poiché il rullo centrale trasporta circa il 70% del carico totale:

Questo rientra ampiamente nel CEMA C (500 libbre per rotolo). Tuttavia, se la velocità del nastro è elevata (> 3,5 m/s), il numero di giri del tenditore supererà i 500 giri al minuto e la durata del cuscinetto dovrà essere ricalcolata alla velocità operativa effettiva.

3.2 Rapporto tra numero di giri del tenditore e velocità del nastro

La velocità di rotazione del tenditore dipende dalla velocità del nastro e dal diametro del rullo tenditore:

Dove:

= velocità del nastro (m/s)

= diametro esterno del rotolo (m)

Esempio: velocità del nastro 4,5 m/s, diametro del rullo 152 mm (6'):

Poiché le tabelle CEMA sono tarate a 500 giri/min, la durata effettiva dei cuscinetti a 565 giri/min è:

Per i trasportatori ad alta velocità (velocità del nastro > 5 m/s), il numero di giri del tenditore può essere del 30–50% superiore alla base nominale di 500 giri al minuto, richiedendo un aggiornamento alla successiva serie CEMA o un cuscinetto con un coefficiente di carico dinamico più elevato.

3.3 Calcolo del carico d'urto nelle zone di carico

Nella zona di carico, la forza d'impatto del materiale in caduta deve essere aggiunta al carico statico del materiale:

Dove:

= massa del pezzo di materiale più grande (kg)

= velocità verticale del materiale all'impatto (m/s) =

= altezza di caduta (m)

= fattore di impatto (tipicamente 1,5–3,0 a seconda della frammentazione del materiale)

Per un pezzo di minerale di ferro di 50 kg che cade da 2,0 m:

Il carico totale sull'ingranaggio tenditore è il carico statico più il carico dinamico dell'impatto. Le ruote tenditrici a impatto nelle applicazioni minerarie pesanti (minerale di ferro, carbone, roccia dura) dovrebbero essere specificate almeno due serie CEMA sopra le ruote tenditrici standard: il carico d'impatto può essere 3–5 volte il carico statico.

Parte 4: Selezione dei cuscinetti per tenditori del trasportatore

4.1 Tipi di cuscinetti utilizzati nelle tenditrici

Nei tenditori dei trasportatori vengono comunemente utilizzati tre tipi di cuscinetti, ciascuno con vantaggi e limitazioni distinti:

Cuscinetti a sfere a gola profonda (DGBB):

• Il tipo di cuscinetto più comune per i rulli tenditori

• Basso attrito, adatto per il funzionamento ad alta velocità

• Sensibile alla deflessione dell'albero: disallineamento massimo consentito 10 minuti d'arco

• Disponibile nei gradi di gioco interno C3 e C4 per applicazioni su trasportatori (il gioco C3/C4 compensa l'espansione termica e il leggero disallineamento)

• Standard per tenditori CEMA B, C e D

Cuscinetti a rulli conici:

• Capacità di carico radiale e assiale maggiore rispetto al DGBB con la stessa dimensione del foro

• Maggiore tolleranza alla deflessione dell'albero: può sopportare un disallineamento fino a 2-4 minuti d'arco senza una significativa riduzione della durata (molto meno sensibile del DGBB)

• Attrito maggiore rispetto al DGBB: genera più calore alle alte velocità

• Standard nelle ruote tenditrici CEMA E e F per impieghi gravosi e nelle ruote tenditrici pesanti australiane/europee

• Il sistema CEMA è stato originariamente sviluppato attorno ai cuscinetti a rulli conici, il che spiega perché la deflessione dell'albero non è esplicitamente affrontata nello standard CEMA: i rulli conici tollerano una deflessione che distruggerebbe un DGBB

Cuscinetti orientabili a rulli:

• Autoallineante: può sopportare una deflessione dell'albero fino a 1,5–2,5° senza riduzione della durata

• La massima capacità di carico tra i tre tipi

• Utilizzato in tenditori molto pesanti (grandi trasportatori minerari, zone di carico ad alto impatto)

• Costo più elevato rispetto ai cuscinetti DGBB o a rulli conici

4.2 Scelta e rilubrificazione del grasso per cuscinetti

I cuscinetti dell'ingranaggio sono generalmente lubrificati con grasso a vita : il cuscinetto è riempito di grasso al momento dell'assemblaggio e sigillato per l'intera vita dell'ingranaggio. Ciò significa che la scelta del grasso è fondamentale: il grasso deve mantenere le sue proprietà lubrificanti per l'intera durata di progettazione del tenditore (30.000–60.000 ore) senza degradarsi, ossidarsi o dilavarsi.

Proprietà del grasso consigliate per i cuscinetti tenditori del trasportatore:

Per i trasportatori in climi freddi (temperatura ambiente < -10°C), utilizzare grasso NLGI di grado 1 o un olio base sintetico per garantire che il cuscinetto ruoti liberamente all'avvio; un grasso rigido a bassa temperatura può impedire la rotazione del tenditore, causando danni alla cinghia a causa del rullo stazionario.

4.3 Regolazione della durata dei cuscinetti in base alle condizioni operative

La durata di base L10 calcolata dal coefficiente di carico del cuscinetto deve essere adeguata alle condizioni operative effettive utilizzando l'equazione della durata nominale modificata (ISO 281):

Dove:

= fattore di affidabilità (1,0 per affidabilità al 90%; 0,53 per il 95%; 0,33 per il 99%)

= fattore di modificazione della durata che tiene conto delle condizioni di lubrificazione (rapporto di viscosità

) e il livello di contaminazione (

)

Per un trasportatore tenditore in un ambiente polveroso di movimentazione del carbone:

(rapporto di viscosità) ≈ 1,0–2,0 (lubrificazione adeguata)

(fattore di contaminazione) ≈ 0,1–0,3 (contaminazione moderata)

≈ 0,5–1,5 (la contaminazione riduce significativamente il fattore di modificazione della vita)

Ciò significa che in un ambiente polveroso, la durata effettiva del cuscinetto può essere solo il 50–70% della durata L10 calcolata anche con la corretta selezione del cuscinetto, sottolineando l'importanza fondamentale della scelta della tenuta.

Parte 5: Selezione della tenuta: la decisione più critica per la durata di servizio

Negli ambienti di movimentazione di materiali sfusi (carbone, minerale di ferro, calcare, cemento, sabbia) la tenuta dell'ingranaggio è il componente che determina più direttamente la durata di servizio dell'ingranaggio. Un cuscinetto che durerebbe 60.000 ore in un ambiente pulito potrebbe guastarsi in 2.000–5.000 ore se la tenuta consente a polvere e umidità di contaminare il grasso.

5.1 Tipi di guarnizioni e prestazioni

Tenute a labirinto (senza contatto):

• Numerosi passaggi a labirinto ad incastro creano un percorso tortuoso che impedisce l'ingresso di polvere senza attrito da contatto

• Usura zero: la guarnizione non si deteriora nel tempo

• Efficace contro le particelle di polvere grossolane ma meno efficace contro la polvere fine (< 50 micron) e l'ingresso di acqua

• Standard per applicazioni da leggere a medie in ambienti asciutti

• Bassa coppia di rotazione: nessun contributo alla resistenza della cinghia

Tenute a labbro strisciante (singolo o doppio labbro):

• Il labbro/i in gomma entra in contatto con l'albero rotante o il cappuccio terminale, creando una tenuta positiva

• Più efficace delle guarnizioni a labirinto contro polveri sottili e acqua

• Genera calore da attrito: aumenta la temperatura di funzionamento del tenditore

• Usura nel tempo: il labbro della tenuta si deteriora, col tempo perdendo il contatto e l'efficacia della tenuta

• Standard per applicazioni da medie a pesanti in ambienti umidi o moderatamente polverosi

Tenute striscianti a triplo labbro o multistadio:

• Tre o più labbri di contatto in serie, con cavità piene di grasso tra i labbri

• Il labbro più esterno esclude la contaminazione grossolana; le labbra interne forniscono barriere secondarie e terziarie

• Altamente efficace contro l'ingresso di polvere fine, acqua e liquami

• Coppia di funzionamento più elevata: aumenta la resistenza della cinghia del 5–15% rispetto alle tenute a labirinto

• Consigliato per: movimentazione di carbone (umido e polveroso), minerali di ferro, cemento, potassa e altri materiali abrasivi fini

Guarnizioni di spurgo a pressione positiva:

• Un piccolo flusso continuo di grasso pulito viene pompato attraverso la cavità della tenuta, creando una pressione positiva che impedisce l'ingresso di contaminanti

• Il tipo di tenuta più efficace per ambienti estremi (liquami, polveri molto fini, funzionamento sommerso)

• Richiede un sistema di lubrificazione centralizzato, non adatto per tenditori sigillati a vita

• Utilizzato in applicazioni minerarie pesanti specializzate

5.2 Selezione dei sigilli per applicazione

Parte 6: Spaziatura dei tenditori: ottimizzazione dell'abbassamento e del carico del nastro

6.1 Abbassamento della cinghia e sue conseguenze

L'abbassamento del nastro tra i tenditori è la deflessione verso il basso del nastro caricato nel punto medio tra due tenditori adiacenti. Un cedimento eccessivo della cinghia provoca:

• Fuoriuscita di materiale : il profilo del nastro cambia tra i tenditori, consentendo al materiale di fuoriuscire dai bordi del nastro

• Maggiore resistenza al rotolamento : il nastro deve flettersi ripetutamente su ciascun tenditore e un abbassamento maggiore significa una maggiore perdita di energia di flessione

• Affaticamento della cinghia : la flessione ripetuta accelera l'affaticamento della carcassa della cinghia

L'abbassamento massimo consentito del nastro è generalmente limitato all'1,5–2,0 % della spaziatura dei tenditori (vale a dire, per una spaziatura dei tenditori di 1.200 mm, abbassamento massimo = 18–24 mm).

6.2 Calcolo della spaziatura dei tenditori

La spaziatura massima dei tenditori per limitare l'abbassamento del nastro al valore consentito è:

Dove:

= tensione della cinghia nel punto di interesse (N)

= abbassamento massimo consentito (m) = da 0,015 a 0,020 ×

= carico totale per unità di lunghezza (N/m) =

Linee guida pratiche sulla spaziatura dei tenditori:

I tenditori di ritorno possono essere distanziati maggiormente rispetto ai tenditori di trasporto poiché il nastro di ritorno non trasporta alcun carico di materiale, ma solo il peso del nastro.

Parte 7: Analisi della modalità di guasto del tenditore

7.1 Grippaggio del cuscinetto (tendine congelata)

Aspetto: il rullo tenditore smette di ruotare mentre il nastro continua a muoversi. Il rullo stazionario provoca una rapida usura del nastro nel punto di contatto e genera calore da attrito: un tenditore grippato è la causa principale degli incendi del nastro sui trasportatori che trasportano carbone o altri materiali combustibili.

Cause profonde:

• Rottura della tenuta e ingresso di contaminazione: polvere o umidità entrano nel cuscinetto, contaminano il grasso e provocano l'usura abrasiva delle piste del cuscinetto fino al grippaggio

• Carenza di grasso: una quantità insufficiente di grasso durante il montaggio o il degrado del grasso nel tempo lasciano il cuscinetto a secco

• Sovraccarico: il carico del cuscinetto supera la capacità nominale, causando affaticamento accelerato ed eventuale grippaggio

• Corrosione: in ambienti umidi, l'ingresso di acqua provoca ruggine sulle piste dei cuscinetti, aumentando l'attrito fino al grippaggio

Azione correttiva:

• Migliora il tipo di tenuta (ad esempio, da labirinto a triplo labbro) per ambienti polverosi o umidi

• Verificare la quantità e il tipo di grasso al momento del montaggio: utilizzare un grasso con comprovata resistenza all'acqua

• Verificare che il carico del tenditore non superi il valore nominale della serie CEMA

• Implementare un'ispezione regolare del tenditore per identificare i rulli grippati prima che si verifichino danni alla cinghia [1]

7.2 Usura del guscio (tubo).

Aspetto: il tubo d'acciaio esterno del rullo tenditore si usura, riducendo il diametro del rullo ed eventualmente esponendo l'albero o i cappucci terminali.

Cause profonde:

• Contatto con materiale abrasivo: nei tenditori di ritorno, il materiale riportato sul lato inferiore del nastro entra in contatto con la superficie del rullo e lo abrade

• Errore di allineamento della cinghia: una cinghia disallineata entra in contatto con il cappuccio terminale o il telaio del tendicinghia, causando un'usura accelerata sul bordo della cinghia

• Spessore mantello insufficiente: Spessore parete mantello sottodimensionato per il materiale abrasivo trasportato

Azione correttiva:

• Utilizzare tenditori di ritorno del disco in gomma per materiali appiccicosi o abrasivi: i dischi in gomma rilasciano materiale e resistono all'abrasione

• Correggere l'allineamento errato del nastro utilizzando i tenditori di addestramento

• Specificare uno spessore di parete più pesante per applicazioni abrasive (ad es. minerale di ferro, roccia dura)

7.3 Frattura dell'albero

Aspetto: l'albero di rinvio si rompe, generalmente in corrispondenza della sede del cuscinetto o della saldatura tra l'albero e il cappuccio terminale.

Cause profonde:

• Fatica dovuta all'eccessiva deflessione dell'albero: un albero sottodimensionato si flette eccessivamente sotto carico, creando elevate sollecitazioni di flessione ciclica sulla sede del cuscinetto che causano fratture per fatica

• Sovraccarico da impatto: una grande massa di materiale che cade sull'ingranaggio nella zona di carico crea un carico da impatto che supera la resistenza alla frattura dell'albero

• Fatica da corrosione: la vaiolatura da corrosione sulla superficie dell'albero agisce come una concentrazione di sollecitazione, dando origine a cricche da fatica a livelli di sollecitazione inferiori rispetto a un albero pulito

Azione correttiva:

• Verificare che il diametro dell'albero sia adeguato al carico effettivo: calcolare la deflessione dell'albero e assicurarsi che sia inferiore a 10 minuti d'arco nella sede del cuscinetto

• Installare tenditori ad impatto con imbottitura in gomma in tutte le zone di carico

• Utilizzare materiali dell'albero resistenti alla corrosione (acciaio inossidabile o acciaio al carbonio rivestito) in ambienti umidi

7.4 Disallineamento dei rulli e disallineamento del nastro

Aspetto: il nastro scivola su un lato del trasportatore, entrando in contatto con il telaio o la struttura del tenditore. Nei casi più gravi, il bordo della cintura si piega e viene danneggiato.

Cause profonde:

• Disallineamento del telaio del tenditore: il telaio del tenditore non è perpendicolare alla direzione di spostamento del nastro: anche un disallineamento di 1–2° provoca una deriva costante del nastro

• Carico non uniforme: il materiale viene caricato decentrato, creando una distribuzione del carico non uniforme lungo la larghezza del nastro che fa sì che il nastro si sposti verso il lato più pesante

• Campanatura della cinghia: la cinghia ha una curvatura permanente (campanatura) dovuta alla produzione o allo stoccaggio, che ne fa un percorso decentrato

Azione correttiva:

• Controllare e correggere l'allineamento del telaio di rinvio: tutti i telai di rinvio devono essere perpendicolari alla linea centrale del nastro (entro ±0,5°)

• Installare tenditori autoallineanti (di addestramento) a intervalli di 30–50 m

• Corretto allineamento dello scivolo di carico per garantire che il materiale venga caricato sulla linea centrale del nastro

7.5 Cedimenti prematuri dei cuscinetti (sfaldamento/vaiolatura)

Aspetto: Rumore e vibrazioni provenienti dal tenditore; lo smontaggio del cuscinetto rivela vaiolature, sfaldamento o scheggiatura delle piste del cuscinetto.

Cause profonde:

• Fatica da contaminazione: le particelle abrasive fini nel grasso provocano l'usura abrasiva a tre corpi e una fatica da contatto accelerata

• Erosione elettrica: sui trasportatori con correnti elettriche vaganti (vicino ad apparecchiature di saldatura o azionamenti a frequenza variabile), la corrente elettrica che passa attraverso il cuscinetto crea arco voltaico sulle piste

• Falsa brinellatura: le vibrazioni durante il trasporto o lo stoccaggio prima dell'installazione provocano usura da sfregamento nei punti di contatto hertziani

Azione correttiva:

• Migliorare l'efficacia della tenuta per prevenire l'ingresso di contaminanti

• Installare cappucci terminali isolati del tenditore o spazzole di messa a terra per prevenire l'erosione elettrica

• Conservare i rulli tenditori in posizione orizzontale ed evitare vibrazioni durante il trasporto: ruotare periodicamente i rulli tenditori durante lo stoccaggio a lungo termine

Domande frequenti

Q1: Quale serie CEMA dovrei specificare per un trasportatore di carbone per carichi pesanti?

Per un trasportatore di carbone che trasporta 2.000–4.000 t/h con larghezze del nastro di 1.200–1.800 mm, la serie CEMA D o E è generalmente appropriata. Calcolare il carico effettivo del tenditore utilizzando la formula:

, quindi confrontare con il carico massimo per rullo della serie CEMA (il rullo centrale trasporta circa il 70% del carico totale del tenditore). Per velocità del nastro superiori a 4 m/s, ricalcolare la durata del cuscinetto al numero di giri effettivo del tenditore: le tabelle CEMA si basano su 500 giri al minuto. In ambienti contenenti carbone umido o polveroso, specificare sempre le guarnizioni di tenuta a triplo labbro indipendentemente dalla serie CEMA.

Q2: Perché i tenditori si guastano prematuramente anche quando la serie CEMA è selezionata correttamente?

La causa più comune è il cedimento delle guarnizioni che porta alla contaminazione del cuscinetto: un cuscinetto correttamente dimensionato in un ambiente con grasso contaminato può guastarsi nel 20-30% della sua durata L10 calcolata. La seconda causa più comune è la deflessione dell'albero che supera il limite consentito per il tipo di cuscinetto: un albero che flette per più di 10 minuti d'arco nella sede del cuscinetto provoca un affaticamento accelerato della pista anche se il carico rientra nella classificazione CEMA. Verificare sempre sia la selezione della guarnizione che la deflessione dell'albero, non solo il coefficiente di carico della serie CEMA.

Q3: Qual è la differenza tra i tenditori CEMA B, C, D ed E?

La serie CEMA definisce la capacità di carico massima e la durata minima del cuscinetto del tenditore. CEMA B (max 500 libbre/rotolo, L10 = 30.000 ore) è per trasportatori leggeri con nastri stretti (450–600 mm). CEMA C (max 1.000 libbre/rotolo, L10 = 30.000 ore) è adatto a trasportatori per carichi medi con nastri da 600–900 mm. CEMA D (max 1.500 libbre/rotolo, L10 = 60.000 ore) è lo standard per i trasportatori industriali pesanti (nastri da 900–1.200 mm). CEMA E (max 2.500 libbre/rotolo, L10 = 60.000 ore) è per trasportatori minerari pesanti con nastri da 1.200–1.800 mm.

Q4: Come seleziono l'angolo di conca corretto?

L'angolo di conca influisce sulla capacità del nastro e sulla sollecitazione del bordo del nastro. Una vasca a 35° è lo standard CEMA e si adatta alla maggior parte delle applicazioni. Utilizzare 45° quando è richiesta la capacità massima per una determinata larghezza del nastro, ma verificare che il nastro sia sufficientemente flessibile (controllare l'angolo di conca minimo stabilito dal produttore del nastro per la struttura del nastro). Utilizzare 20° per nastri rigidi (nastri con cavi d'acciaio su trasportatori a lunga distanza) o per materiali che non scorrono bene in un avvallamento ripido. La conca a 45° aumenta la capacità di circa il 15–20% rispetto a 35° per la stessa larghezza e velocità del nastro.

Q5: Con quale frequenza è necessario ispezionare i tenditori del trasportatore?

Nelle operazioni di estrazione mineraria pesante e di movimentazione di materiali sfusi, si consiglia un'ispezione settimanale: ascoltare il rumore dei cuscinetti (cigolii o rimbombi indicano problemi ai cuscinetti), controllare la presenza di rulli grippati (un rullo fisso che dovrebbe ruotare) e verificare l'eventuale usura o danneggiamento visibile del guscio. La termografia (telecamera a infrarossi) è uno strumento efficace per identificare le ruote tenditrici grippate o sovraccariche: una ruota tenditrice grippata genera un calore significativo che viene facilmente rilevato dalla fotocamera IR durante il funzionamento. Sostituisci immediatamente qualsiasi tenditore che mostri segni di grippaggio: un tenditore grippato può innescare un incendio sul nastro in pochi minuti su un trasportatore di carbone.

Q6: Quale diametro del rullo devo specificare per un trasportatore ad alta velocità?

Per velocità elevate del nastro (> 4,5 m/s), utilizzare il diametro del rullo più grande possibile per la larghezza del nastro. Un diametro del rullo maggiore riduce il numero di giri del tenditore per una data velocità del nastro, aumentando direttamente la durata del cuscinetto. Ad esempio, il passaggio da un diametro del rullo da 152 mm (6') a uno da 178 mm (7') su un trasportatore da 5 m/s riduce il numero di giri del tenditore da 628 a 537 giri al minuto: una riduzione del 15% che aumenta la durata dei cuscinetti di circa il 20%. I diametri dei rulli più grandi riducono anche la frequenza di flessione del nastro, riducendo l'affaticamento del nastro e la resistenza al rotolamento.

Yile Machinery: rulli tenditori e componenti personalizzati per trasportatori

Yile Machinery produce rulli tenditori trasportatori personalizzati, rulli di ritorno, rulli di impatto e set completi di tenditori per applicazioni di movimentazione di materiali sfusi nei settori minerario, del cemento, dell'acciaio e della produzione di energia. Le nostre ruote tenditrici sono prodotte secondo gli standard dimensionali CEMA e possono essere specificate secondo i valori di carico delle serie CEMA da B a F.

Le nostre capacità di produzione di tenditori:

• Diametri del rotolo: da 89 mm a 219 mm (da 3,5' a 8,6'); diametri personalizzati su richiesta

• Larghezze nastro: da 500 mm a 2.400 mm (da 20' a 96')

• Materiali guscio: tubo d'acciaio ERW (standard); tubo di acciaio senza saldatura (per impieghi gravosi); rivestiti in gomma (tenditori di impatto e ritorno)

• Materiali dell'albero: acciaio al carbonio 45# (standard); Acciaio legato 42CrMo (rulli tenditori per carichi pesanti e ad impatto)

• Cuscinetti: cuscinetti a sfere a gola profonda (CEMA B–D); cuscinetti a rulli conici (CEMA D–F); cuscinetti orientabili a rulli (speciali per carichi pesanti)

• Tenute: A labirinto (standard); contatto a doppio labbro (servizio medio); contatto a triplo labbro (impiego gravoso, bagnato/polveroso); disposizioni di sigilli personalizzati

• Trattamento superficiale: zincato a caldo; verniciatura epossidica; rivestito in gomma; acciaio inossidabile (ambienti corrosivi)

• Serie CEMA: B, C, D, E, F: coefficienti di carico certificati e calcoli sulla durata dei cuscinetti forniti con ciascun ordine

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Per ricevere un preventivo fornire:

• ✅ Larghezza del nastro (mm o pollici)

• ✅ Serie CEMA richiesta o carico per tenditore (kg o libbre)

• ✅ Tipo di tenditore (carico/impatto/ritorno/transizione)

• ✅ Angolo di conca (20° / 35° / 45°)

• ✅ Velocità del nastro (m/s) e materiale trasportato

• ✅ Condizioni ambientali (polveroso/umido/corrosivo/intervallo di temperature)

• ✅ Quantità e data di consegna richiesta

• ✅ Disegno di una ruota esistente o campione per il reverse engineering

E-mail: jasmine@yileindustry.com

Invia richiesta di offerta: www.yilemachinery.com/contactus.html

Tutte le richieste tecniche ricevono una risposta entro 24 ore. Ordini di sostituzione di emergenza con priorità di pianificazione.

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