Autore: Lily Wang Orario di pubblicazione: 2026-08-04 Origine: Macchinari Yile
Sommario
Una puleggia trasportatrice non è un componente di base. In un sistema di movimentazione di materiali sfusi che spostano 3.000 tonnellate all'ora di minerale di ferro o carbone, la puleggia motrice trasmette centinaia di kilowatt di potenza attraverso un albero che può essere soggetto a momenti flettenti combinati superiori a 500 kN·m e tensioni della cinghia di 200–500 kN su ciascun lato. Un albero sottodimensionato di un diametro standard, o una selezione ritardata che consente lo slittamento del nastro in condizioni di bagnato, si traduce direttamente in un arresto del trasportatore che costa migliaia di dollari l’ora in perdita di produzione. Tuttavia, le pulegge del trasportatore vengono normalmente specificate solo in base alla larghezza del nastro, senza calcolare le sollecitazioni effettive dell'albero, senza verificare la deflessione sulle sedi dei cuscinetti e senza adattare il tipo di rivestimento alle effettive condizioni operative.
Questa guida fornisce il quadro tecnico completo per la selezione e le specifiche delle pulegge del trasportatore, coprendo i tipi di pulegge e le relative funzioni, il processo di selezione in nove fasi dalla lunghezza della faccia al tipo di rivestimento, la metodologia di progettazione dell'albero per flessione e torsione combinate, la selezione del profilo della corona e le modalità di guasto che derivano da specifiche inferiori o da rivestimento errato. È stato scritto per ingegneri dei trasportatori, ingegneri della manutenzione e responsabili degli approvvigionamenti che necessitano di specificare pulegge nuove o sostitutive per sistemi di movimentazione di materiali sfusi pesanti.
Un sistema di trasporto a nastro utilizza più tipi di pulegge, ciascuna progettata per una funzione specifica e soggetta a diverse condizioni di carico. Specificare il tipo di puleggia corretto per ciascuna posizione è il primo passo nella selezione della puleggia.
La puleggia motrice è il componente principale di trasmissione della potenza del trasportatore. Si trova all'estremità di scarico (testa) del trasportatore ed è azionato dal riduttore e dal motore del trasportatore attraverso un giunto dell'albero. La puleggia motrice:
Trasmette la coppia motrice alla cinghia attraverso l'attrito tra la faccia della puleggia (o gommatura) e la cinghia
Supporta le tensioni della cinghia più elevate nel sistema: la tensione sul lato teso (
) e tensione sul lato allentato (
) agiscono entrambi contemporaneamente sull'albero della puleggia motrice
È più probabile che la puleggia subisca uno slittamento della cinghia se il coefficiente di attrito tra il rivestimento e la cinghia è insufficiente
Le pulegge motrici sono sempre ritardate: le pulegge in acciaio nudo hanno un coefficiente di attrito insufficiente (μ ≈ 0,35 a secco, ≈ 0,05 a umido) per trasmettere la forza motrice richiesta senza slittamento. Il rivestimento in gomma aumenta μ a 0,40–0,45 (asciutto) e 0,35 (bagnato); il rivestimento ceramico aumenta μ a 0,45–0,50 (secco) e 0,40–0,45 (umido).
La puleggia di coda si trova all'estremità di carico del trasportatore. Reindirizza il nastro dal percorso di ritorno al percorso di trasporto. La puleggia della coda:
Trasporta tensioni della cinghia inferiori rispetto alla puleggia motrice (tipicamente solo la tensione del lato allentato
più la tensione di avvolgimento)
La cinghia entra in contatto con la prima puleggia dopo la corsa di ritorno? L'accumulo di materiale sulla faccia della puleggia di coda provoca un errato allineamento della cinghia e un'usura irregolare della cinghia
Può essere rivestito (gomma normale) per prevenire l'accumulo di materiale; le pulegge di coda ad ala vengono utilizzate per l'autopulizia in applicazioni con materiali appiccicosi
La puleggia di riavvolgimento mantiene la corretta tensione del nastro in tutto il sistema di trasporto fornendo una forza di tensionamento controllata. Solitamente si trova vicino all'estremità della coda del trasportatore ed è montato su un telaio di raccolta scorrevole o a gravità che consente alla puleggia di muoversi assialmente mentre il nastro si allunga.
La tensione di ripresa deve essere sufficiente a:
Previene lo slittamento della cinghia sulla puleggia motrice nelle peggiori condizioni di avviamento e carico
Limitare l'abbassamento del nastro tra i tenditori al valore consentito (tipicamente 1,5–2,0% della spaziatura dei tenditori)
Fornire una tensione sufficiente affinché il nastro possa affrontare le curve verticali senza sollevare i tenditori
La puleggia di rinvio è posizionata vicino alla puleggia motrice per aumentare l'angolo di avvolgimento della cinghia attorno alla puleggia motrice. Aumentando l'angolo di avvolgimento si aumenta direttamente la massima forza di attrito trasmissibile (e quindi la massima forza motrice) senza aumentare la tensione della cinghia.
La relazione tra l'angolo di avvolgimento e il rapporto di tensione massima è data dall'equazione di Eulero-Eytelwein:
Dove:
= tensione sul lato teso (N)
= tensione sul lato lento (N)
= coefficiente di attrito tra gommatura e nastro
= angolo di avvolgimento della cinghia attorno alla puleggia motrice (radianti)
= Numero di Eulero (2.718)
Esempio: Con gommatura (μ = 0,40) e avvolgimento di 180° (π radianti):
Aggiunta di una puleggia di rinvio per aumentare l'avvolgimento a 220° (3,84 radianti):
Questo aumento del 32% nel rapporto di tensione significa che il trasportatore può trasmettere il 32% in più di forza motrice per la stessa tensione sul lato allentato o mantenere la stessa forza motrice con il 24% in meno di tensione di avvolgimento.
Le pulegge di piega reindirizzano il percorso del nastro in punti intermedi, in genere nella parte inferiore di una curva verticale o in un punto di trasferimento del trasportatore. Sopportano solo il carico di tensione della cinghia (nessuna coppia motrice) e in genere non sono ritardati. Le pulegge di piegatura sono specificate dalla tensione della cinghia nel punto di piegatura e dall'angolo di piegatura: l'albero deve essere progettato per la forza risultante dalle due tensioni della cinghia che agiscono in corrispondenza dell'angolo di piegatura.
La lunghezza della faccia della puleggia deve essere più ampia della cinghia per garantire che la cinghia non entri in contatto con i dischi all'estremità della puleggia durante il normale funzionamento (incluso il cattivo allineamento). La regola standard è:
Per nastri più larghi di 1.200 mm, aggiungere 75 mm per lato (150 mm in totale). Per trasportatori con scarsa aderenza del nastro o forze laterali elevate (trasportatori curvi, trasportatori ad alta velocità), aggiungere 100 mm per lato.
Linee guida sulla lunghezza del viso standard:
Larghezza cinghia (mm) |
Lunghezza minima della faccia (mm) |
Lunghezza frontale per impieghi gravosi (mm) |
500 |
600 |
650 |
650 |
750 |
800 |
800 |
900 |
1.000 |
1.000 |
1.100 |
1.200 |
1.200 |
1.400 |
1.500 |
1.400 |
1.600 |
1.700 |
1.600 |
1.800 |
1.950 |
1.800 |
2.000 |
2.150 |
2.000 |
2.200 |
2.400 |
La tensione della cinghia è l'input più critico per la progettazione dell'albero della puleggia. Le tensioni della cinghia che agiscono sull'albero della puleggia sono:
Tensione del lato stretto (
): La tensione della cinghia sul lato ad alta tensione della puleggia motrice. Questa è la somma della tensione effettiva (forza motrice) e della tensione sul lato lento.
Tensione sul lato lento (
): La tensione della cinghia sul lato a bassa tensione della puleggia motrice. Questo è determinato dal sistema di raccolta e deve essere sufficiente per evitare scivolamenti.
Tensione effettiva (
): La forza motrice netta trasmessa dalla puleggia:
La tensione effettiva viene calcolata dalle forze di resistenza del trasportatore:
Dove:
= fattore di attrito artificiale (0,017–0,025 per trasportatori ben mantenuti; 0,020 tipico)
= lunghezza del trasportatore (m)
= 9,81 m/s⊃2;
= massa della cinghia per unità di lunghezza (kg/m)
= massa del materiale per unità di lunghezza (kg/m) =
= massa rotante dei rulli per unità di lunghezza (kg/m)
= altezza di sollevamento del trasportatore (m) - positivo per trasportatori inclinati
Il diametro minimo della puleggia è regolato da due requisiti:
Fatica da flessione della cinghia: quando la cinghia si avvolge attorno alla puleggia, la carcassa della cinghia si piega. Piegamenti ripetuti su una puleggia di piccolo diametro affaticano la carcassa della cinghia. Il diametro minimo della puleggia per evitare l'affaticamento della cinghia è specificato dal produttore della cinghia in base alla struttura della cinghia e al valore di tensione (tipicamente espresso come PIW — libbre per pollice di larghezza della cinghia).
Deflessione dell'albero: un diametro maggiore della puleggia aumenta la distanza tra i punti di contatto della cinghia e i centri dei cuscinetti, il che aumenta il momento flettente sull'albero. Tuttavia, un diametro della puleggia maggiore fornisce anche un foro dell'albero più grande, consentendo un diametro dell'albero maggiore, che più che compensa l'aumento del momento.
Linee guida CEMA sul diametro minimo della puleggia:
Valutazione della tensione della cinghia (PIW) |
Diametro minimo della puleggia motrice |
Diametro minimo della puleggia non motrice |
Fino a 100 PIW |
16' (406 mm) |
12' (305 mm) |
100-200 PIW |
20' (508mm) |
16' (406 mm) |
200–350 PIW |
24' (610 mm) |
20' (508mm) |
350–500 PIW |
30' (762 mm) |
24' (610 mm) |
500–750 PIW |
36' (914 mm) |
30' (762 mm) |
750-1.000 PIW |
42' (1.067 mm) |
36' (914 mm) |
Per le cinghie con cavi in acciaio (cinghie ST) con valori di tensione molto elevati (> 1.000 PIW), sono comuni diametri delle pulegge di 48'–60' (1.200–1.500 mm).
Il mozzo collega il disco terminale della puleggia all'albero e trasmette la coppia motrice. Gli stili di connessione dell'hub includono:
Foro con chiavetta (diritto o rastremato): il più semplice e comune; una chiavetta trasmette la coppia tra l'albero e il mozzo. Adatto per coppie moderate. La concentrazione delle sollecitazioni sulla sede della chiavetta riduce la resistenza alla fatica dell'albero.
Accoppiamento con interferenza (accoppiamento a pressione): il mozzo viene pressato sull'albero con un accoppiamento con interferenza; l'attrito trasmette la coppia. Nessuna concentrazione di sollecitazioni nella sede della chiavetta: preferibile per applicazioni ad alta fatica.
Boccola conica/QD: una boccola conica divisa viene serrata sull'albero tramite bulloni, creando un accoppiamento con interferenza ad alto attrito. Consente una facile installazione e rimozione senza attrezzature di pressatura: preferibile per la sostituzione sul campo.
Gruppo di bloccaggio senza chiave (disco termoretraibile): un dispositivo di bloccaggio idraulico o meccanico crea un accoppiamento con interferenza molto elevata tra il mozzo e l'albero. Utilizzato per le coppie più elevate (grandi pulegge motrici su trasportatori ad alta tensione).
Le configurazioni del guscio della puleggia includono:
Puleggia del tamburo (standard): Guscio cilindrico in acciaio saldato ai dischi terminali e al mozzo. La configurazione più comune per tutti i tipi di pulegge.
Puleggia ad ala: costruzione ad ala aperta senza guscio continuo: la cinghia entra in contatto con una serie di ali in acciaio. Autopulente: il materiale cade attraverso gli spazi tra le ali. Utilizzato per pulegge di coda e pulegge di rinvio in applicazioni con materiali appiccicosi o bagnati.
Puleggia del tamburo a spirale: una coppia di barre d'acciaio avvolte elicoidalmente attorno a una puleggia del tamburo. L'azione a spirale scarica il materiale ai lati del trasportatore durante la rotazione: fornisce un'azione di pulizia senza la vibrazione della cinghia di una puleggia ad ala.
La corona (o campanatura) della faccia di una puleggia è un leggero aumento del diametro al centro della faccia rispetto ai bordi. La corona aiuta a centrare la cinghia sulla puleggia e previene il cattivo allineamento della cinghia. Gli stili di corona includono:
Faccia piatta (senza corona): utilizzata per cinghie larghe (> 1.200 mm) e cinghie con cavi in acciaio: la cinghia è troppo rigida per adattarsi a una faccia coronata e una corona causerebbe una tensione della cinghia non uniforme su tutta la larghezza.
Corona trapezoidale: una sezione centrale piatta con bordi affusolati. Il tipo di corona più comune per trasportatori di media portata.
Corona del raggio (corona intera): una curva continua dal bordo al centro. Fornisce il tracciamento del nastro più fluido ed è preferito per trasportatori ad alta velocità e applicazioni che richiedono un centraggio preciso del nastro.
Linee guida sull'altezza della corona:
Larghezza della cinghia |
Altezza della corona (su ciascun lato) |
Fino a 600 mm |
3 mm |
600–900 mm |
4mm |
900–1.200 mm |
5 mm |
1.200–1.500 mm |
6 mm |
|
Consigliato il viso piatto |
Il rivestimento è il rivestimento applicato sulla faccia della puleggia per aumentare il coefficiente di attrito tra la puleggia e la cinghia, proteggere il guscio della puleggia dall'usura e migliorare il tracciamento della cinghia. La scelta del ritardo è una delle decisioni più importanti nelle specifiche delle pulegge.
(Vedere la Parte 3 per una guida completa alla selezione del ritardo.)
La progettazione dell'albero è il calcolo ingegneristico più critico nelle specifiche delle pulegge. L'albero deve essere progettato per l'effetto combinato di flessione (dalla tensione della cinghia) e di torsione (dalla coppia motrice sulla puleggia motrice).
(Vedere la Parte 4 per la metodologia completa di progettazione dell'albero.)
I controlli di verifica finale includono:
Sollecitazione del guscio sotto la combinazione di tensione della cinghia e peso della puleggia
Selezione del cuscinetto e durata L10 alla velocità e al carico operativi
Requisiti di bilanciamento dinamico (ISO 1940/1 Grado G6.3 per trasportatori standard; G2.5 per trasportatori ad alta velocità > 5 m/s di velocità del nastro)
Requisiti di protezione dalla corrosione per l'ambiente operativo
La forza di attrito che la puleggia motrice può trasmettere alla cinghia è:
Questa forza deve essere uguale o superiore alla tensione effettiva
necessario per azionare il trasportatore. Se il coefficiente di attrito
è troppo basso (ad esempio, una puleggia in acciaio nudo in condizioni di bagnato), la cinghia scivola sulla puleggia, causando una rapida usura sia della cinghia che della faccia della puleggia, surriscaldamento e potenziali danni alla cinghia.
Rivestimento in gomma normale:
Materiale: gomma naturale o SBR (gomma stirene-butadiene), durezza 60–70 Shore A
Spessore: 6–25 mm a seconda dell'applicazione
Coefficiente di attrito: μ = 0,40–0,45 (secco); μ = 0,30–0,35 (bagnato)
Applicazioni: pulegge motrici standard in condizioni da asciutte a moderatamente bagnate; pulegge di coda e di piega
Vantaggi: Basso costo, facile sostituzione, buon assorbimento degli urti
Limitazioni: Attrito insufficiente in condizioni di bagnato continuo; soggetti ad usura abrasiva dovuta al riporto di materiale
Rivestimento in gomma scanalata:
Gomma liscia con scanalature a diamante o a spina di pesce incise sulla superficie
Le scanalature convogliano l'acqua lontano dalla zona di contatto cinghia-puleggia, mantenendo un coefficiente di attrito effettivo più elevato in condizioni di bagnato
Coefficiente di attrito: μ = 0,35–0,40 (bagnato) — significativamente migliore della gomma normale in condizioni di bagnato
Specifiche standard per pulegge motrici su trasportatori esterni o in ambienti di processo umidi (laverie di carbone, impianti di lavorazione di minerali)
Modello di scanalatura: la scanalatura a diamante è la più comune; La scanalatura a spina di pesce garantisce una migliore azione autopulente
Rivestimento ceramico:
Piastrelle ceramiche in ossido di alluminio (Al₂O₃), tipicamente purezza 92–96%, stampate su un supporto in gomma
La superficie delle piastrelle di ceramica offre un coefficiente di attrito molto elevato: μ = 0,45–0,50 (secco); μ = 0,40–0,45 (bagnato)
Le piastrelle di ceramica sono estremamente dure (Mohs 9) e resistenti all'usura: il rivestimento in ceramica dura 3-5 volte più a lungo del rivestimento in gomma in condizioni abrasive
Applicazioni: Pulegge motrici su trasportatori ad alta tensione, condizioni umide e fangose (minerale di ferro, carbone, sabbie minerali), trasportatori con elevato trasporto di materiale
Limitazioni: Costo maggiore rispetto alla gomma; le piastrelle di ceramica possono rompersi se la puleggia è sottoposta a forti urti; sconsigliato per trasportatori con frequenti inversioni
Rivestimento in poliuretano:
Poliuretano colato o stampato, durezza 80–95 Shore A
Eccellente resistenza all'abrasione: 3–4 volte migliore della gomma naturale
Buon coefficiente di attrito: μ = 0,35–0,45 a seconda della formulazione
Applicazioni: Pulegge di coda e di piega in ambienti abrasivi; pulegge motrici dove la resistenza all'abrasione è il requisito primario
Vantaggi: Durata molto lunga in condizioni abrasive; può essere fuso in posizione sul guscio della puleggia
Rivestimento saldato (rivestimento duro):
Riporto duro in carburo di cromo o carburo di tungsteno saldato direttamente sul guscio della puleggia
Resistenza all'usura estremamente elevata: utilizzata negli ambienti più abrasivi (minerale di ferro, roccia dura, sabbie minerali abrasive)
Nessun supporto in gomma: non fornisce assorbimento degli urti
Non adatto per pulegge motrici: la superficie dura non fornisce un attrito adeguato con la cinghia
Applicazione |
Ambiente |
Lag consigliato |
Modello di scanalatura |
Puleggia motrice - standard |
Asciutto |
Gomma normale, 60–70 Shore A |
Nessuno o diamante |
Puleggia motrice: esterna/bagnata |
Bagnato/fangoso |
Gomma scanalata |
Diamante o spina di pesce |
Puleggia motrice: alta tensione |
Bagnato, elevato carryback |
Piastrella in ceramica |
Scanalatura diamantata nel supporto in gomma |
Puleggia motrice: abrasiva |
Materiale secco e abrasivo |
Poliuretano o ceramica |
Diamante |
Puleggia di coda: materiale appiccicoso |
Bagnato, appiccicoso |
Puleggia alare (senza ritardo) |
N / A |
Puleggia di coda - standard |
Asciutto/bagnato |
Gomma normale o poliuretano |
Nessuno |
Piegare/ammortizzare la puleggia |
Qualunque |
Gomma normale (sottile, 6–10 mm) |
Nessuno |
Puleggia di ritorno - riporto |
Bagnato, appiccicoso |
Disco o ala in gomma |
N / A |
L'albero della puleggia è soggetto a tre carichi simultanei:
1. Momento flettente derivante dalle tensioni della cinghia:
Le due tensioni della cinghia (
E
) agiscono sulla puleggia nei punti di contatto della cinghia. La loro forza risultante agisce sull'albero al centro della puleggia:
Per una puleggia motrice con angolo di avvolgimento di 180° (
):
Il momento flettente nella sezione critica (tipicamente al mozzo o alla sede del cuscinetto) è:
Dove
è l'interasse del cuscinetto e
è la lunghezza della faccia della puleggia.
2. Momento torcente derivante dalla coppia motrice (solo puleggia motrice):
Dove
è la tensione effettiva e
è il diametro della puleggia.
3. Peso proprio dell'albero (per pulegge grandi):
Per le pulegge di grandi dimensioni (diametro > 800 mm, lunghezza frontale > 1.500 mm), il peso proprio della puleggia aggiunge una componente di flessione significativa che deve essere inclusa nella progettazione dell'albero.
I tre materiali per alberi più comunemente utilizzati per le pulegge del trasportatore sono:
Materiale |
Standard |
Sollecitazione di flessione ammissibile |
Sollecitazione di taglio ammissibile |
Applicazione |
EN3 (070M20) |
BS 970 |
43MPa |
43MPa |
Pulegge per carichi leggeri, non motrici |
EN8 (080M40) |
BS 970 |
55MPa |
55MPa |
Pulegge motrici e non motrici per servizio standard |
EN19 (709M40) |
BS 970 |
83MPa |
83MPa |
Pulegge motrici per carichi pesanti, sistemi ad alta tensione |
42CrMo (4140) |
DIN/ASTM |
90–100MPa |
90–100MPa |
Pulegge molto resistenti, di tipo minerario |
Le sollecitazioni ammissibili sopra elencate incorporano già un fattore di sicurezza alla fatica. Lo standard di settore applica fattori di carico aggiuntivi per tenere conto degli effetti dinamici:
Fattore di carico
= da 1,5 a 1,75 (applicato al momento flettente)
Fattore di coppia
= da 1,25 a 1,40 (applicato al momento torcente)
L'albero deve soddisfare tre criteri indipendenti e il diametro risultante maggiore determina:
Criterio 1 — Diametro basato sulla torsione (formula Guest):
Dove
è lo sforzo di taglio ammissibile (MPa) e
è la torsione equivalente (N·m).
Criterio 2 — Diametro basato sulla flessione (formula di Rankine):
Dove
è la sollecitazione di flessione ammissibile (MPa) e
è il momento flettente equivalente:
Criterio 3 — Diametro basato sulla deflessione:
La deflessione dell'albero nella sede del cuscinetto non deve superare il limite consentito. La deflessione massima consentita standard del settore è compresa tra 0,0015 e 0,0017 radianti (circa 5–6 minuti d'arco) nella sede del cuscinetto:
Dove:
= tensione netta risultante della cinghia (kN)
= distanza dal centro del cuscinetto al centro del mozzo (mm)
= spaziatura del mozzo (mm)
= Modulo di Young per l'acciaio = 206.000 MPa
= deflessione ammissibile (radianti) = 0,0015–0,0017
Il diametro finale dell'albero è il maggiore
,
, E
, arrotondato alla dimensione standard dell'albero successiva.
Dato:
Larghezza nastro: 1.200 mm → Lunghezza faccia: 1.400 mm
Tensioni della cinghia:
= 180kN,
= 60kN
Tensione effettiva:
= 120kN
Diametro puleggia: 630 mm
Angolo di avvolgimento: 200° (3,49 rad)
Materiale albero: EN19 (σ = 83 MPa, τ = 83 MPa)
Centri dei cuscinetti: 1.800 mm; spaziatura del mozzo: 1.400 mm
= (1.800 − 1.400)/2 = 200 mm
Fattore di carico
= 1,5; Fattore di coppia
= 1,25
Passaggio 1: tensione della cinghia risultante
Passaggio 2: momento flettente
Passo 3: Momento torcente
Passaggio 4: Momento flettente equivalente
Passaggio 5: diametro basato sulla piegatura
Passaggio 6: diametro basato sulla deflessione
Criterio determinante: diametro basato sulla flessione = 226 mm → Selezionare il diametro standard dell'albero: 240 mm (EN19)
Questo esempio illustra che per le pulegge motrici ad alta tensione, il momento flettente, e non la deflessione, governa tipicamente il diametro dell'albero.
Il guscio della puleggia è sottoposto a:
Sollecitazione del cerchio dovuta alla pressione interna creata dalla tensione della cinghia che avvolge la puleggia
Sollecitazione di flessione derivante dal carico di tensione della cinghia distribuito lungo la lunghezza del guscio
Sollecitazione di saldatura all'estremità della saldatura disco-guscio: il punto di guasto più comune nelle pulegge dei tamburi
La massima sollecitazione del cerchio nel guscio è:
Dove
è lo spessore della parete del guscio (mm).
Per un guscio in acciaio EN8 (resistenza allo snervamento 430 MPa), la sollecitazione circolare ammissibile con un fattore di sicurezza pari a 3 è di circa 143 MPa. Imposta lo spessore minimo della parete del guscio per una determinata tensione della cinghia e diametro della puleggia.
Il disco terminale trasferisce il carico del nastro dal guscio al mozzo e all'albero. I cedimenti del disco terminale, in genere fessurazioni in corrispondenza della saldatura del mozzo o della saldatura del guscio, sono la modalità di guasto strutturale più comune nelle pulegge dei tamburi.
I dischi terminali profilati (lavorati da una solida piastra di acciaio con il mozzo integrato nel disco) eliminano la saldatura mozzo-disco, che è il punto di guasto principale nelle pulegge con mozzo saldato. I dischi terminali profilati sono standard sulle pulegge ad alta tensione (tensione effettiva > 300 kN) e sulle pulegge per impieghi minerari dove l'affidabilità è fondamentale.
Aspetto: La cinghia scivola sulla puleggia motrice durante l'avviamento o sotto carico di punta; il rivestimento in gomma mostra una rapida usura; la superficie del nastro presenta segni di bruciatura.
Cause profonde:
Angolo di avvolgimento insufficiente: l'avvolgimento del nastro inferiore a 180° fornisce una forza di attrito inadeguata
Rivestimento errato: acciaio nudo o rivestimento in gomma usurato in condizioni di bagnato
Tensione di avvolgimento insufficiente —
troppo basso per evitare lo slittamento secondo l'equazione di Eulero-Eytelwein
Trasportatore sovraccarico: tensione effettiva
supera la massima forza di attrito trasmissibile
Azione correttiva:
Aggiungere una puleggia di rinvio per aumentare l'angolo di avvolgimento a 200–220°
Sostituire con gomma scanalata o rivestimento ceramico per condizioni di bagnato
Aumentare la tensione di riavvolgimento (verificare che il sistema di riavvolgimento funzioni correttamente)
Verificare che il trasportatore non sia sovraccarico: verificare il tonnellaggio effettivo rispetto alla capacità prevista
Aspetto: frattura completa dell'albero della puleggia, tipicamente in corrispondenza del mozzo o della sede del cuscinetto. Guasto catastrofico: la puleggia cade e la cinghia viene distrutta.
Cause profonde:
Albero sottodimensionato: diametro dell'albero insufficiente per le tensioni effettive della cinghia: la causa più comune nelle pulegge di ricambio specificata solo dalla larghezza della cinghia senza calcolare le sollecitazioni effettive dell'albero
Concentrazione delle sollecitazioni nella sede per chiavetta: la sede per chiavetta crea una concentrazione di sollecitazioni che riduce la resistenza alla fatica effettiva dell'albero del 30–50%: gli alberi con sedi per chiavetta devono utilizzare una sollecitazione ammissibile inferiore rispetto agli alberi lisci
Fatica da corrosione: la vaiolatura da corrosione sulla superficie dell'albero dà origine a cricche da fatica a livelli di sollecitazione inferiori
Azione correttiva:
Ricalcolare il diametro dell'albero utilizzando il metodo a tre criteri (torsione, flessione, deflessione)
Specificare il materiale dell'albero EN19 o 42CrMo per applicazioni ad alta tensione
Utilizzare un accoppiamento con interferenza o un gruppo di bloccaggio senza chiavetta invece del foro con chiavetta per eliminare la concentrazione delle sollecitazioni nella sede della chiavetta
Applicare protezione dalla corrosione (zincatura, rivestimento epossidico) alle superfici dell'albero in ambienti umidi
Aspetto: Crepe in corrispondenza della saldatura tra disco terminale e mantello, oppure tra mozzo e disco terminale. La perdita di olio o grasso dall'alloggiamento del cuscinetto indica che la flessione dell'albero ha danneggiato la guarnizione del cuscinetto.
Cause profonde:
Design del mozzo saldato sotto carico elevato: la saldatura tra mozzo e disco è una concentrazione di sollecitazioni soggetta a fatica, inadeguata per applicazioni ad alta tensione
Risonanza: la puleggia funziona alla sua frequenza naturale o in prossimità di essa, causando carichi dinamici amplificati sulle saldature
Procedura di saldatura errata: una penetrazione della saldatura insufficiente o un preriscaldamento errato creano una saldatura debole che si incrina sotto carico ciclico
Azione correttiva:
Specificare la struttura del disco terminale profilato (mozzo lavorato nel disco, senza saldature sul mozzo) per pulegge con tensione effettiva > 200 kN
Verificare che la velocità operativa della puleggia non sia vicina alla frequenza naturale della puleggia
Specificare saldature a piena penetrazione con preriscaldamento e trattamento termico post-saldatura per tutte le saldature strutturali
Aspetto: Il rivestimento in gomma o ceramica si separa dal guscio della puleggia in sezioni; guscio in acciaio nudo esposto; inizia lo slittamento della cinghia.
Cause profonde:
Preparazione della superficie inadeguata: il guscio della puleggia non è stato adeguatamente sabbiato e trattato con primer prima dell'applicazione del rivestimento: il legame adesivo cede sotto lo stress di taglio della trazione della cinghia
Ritiro del materiale: il materiale intrappolato tra il nastro e il rivestimento crea una forza di incuneamento che solleva progressivamente il rivestimento
Cicli termici: nei trasportatori esterni, i cicli di espansione e contrazione termica affaticano il legame adesivo tra il rivestimento e il guscio
Azione correttiva:
Specificare un rivestimento vulcanizzato a caldo (legato sotto calore e pressione) invece di un rivestimento vulcanizzato a freddo per le pulegge motrici ad alta tensione: il rivestimento vulcanizzato ha una forza di adesione 3-5 volte migliore
Assicurarsi che la superficie del guscio sia sabbiata a Sa 2,5 (metallo quasi bianco) immediatamente prima dell'applicazione del rivestimento
Installare detergenti per cinghia per ridurre il trasporto di materiale sulla puleggia motrice
Aspetto: rumore e vibrazioni provenienti dall'alloggiamento del cuscinetto della puleggia; aumento della temperatura dei cuscinetti; eventuale sequestro.
Cause profonde:
Deflessione eccessiva dell'albero: la deflessione dell'albero oltre il limite consentito (0,0015–0,0017 rad) provoca un carico di disallineamento sul cuscinetto, riducendone drasticamente la durata.
Ingresso di contaminazione: polvere e umidità oltrepassano la guarnizione del cuscinetto, contaminando il grasso
Dimensioni del cuscinetto insufficienti: coefficiente di carico dinamico del cuscinetto insufficiente per il carico effettivo dell'albero e la durata L10 richiesta
Azione correttiva:
Verificare che la deflessione dell'albero nella sede del cuscinetto non superi 0,0015–0,0017 radianti: ricalcolare con le tensioni effettive della cinghia
Migliora le guarnizioni dell'alloggiamento dei cuscinetti per ambienti polverosi o umidi
Verificare che il calcolo della durata L10 del cuscinetto includa tutti i carichi (radiale dalle tensioni della cinghia + assiale dal disallineamento)
Utilizzare il rivestimento in gomma (scanalato) per applicazioni standard in condizioni da asciutte a moderatamente umide: è più economico e più facile da sostituire. Specificare il rivestimento ceramico quando: (1) il trasportatore funziona continuamente in condizioni umide o fangose (lavanderia del carbone, lavorazione dei minerali); (2) la tensione della cinghia è elevata e il rischio di slittamento è significativo; (3) il ritorno del materiale è grave e si usura rapidamente a causa del ritardo della gomma. Il rivestimento ceramico fornisce μ = 0,40–0,45 in condizioni di bagnato rispetto a μ = 0,30–0,35 per la gomma scanalata: questa differenza può rappresentare il margine tra un funzionamento affidabile e lo slittamento cronico della cinghia.
Per le pulegge motrici per impieghi minerari con tensioni effettive superiori a 150 kN, specificare il materiale dell'albero in acciaio legato EN19 (709M40) o 42CrMo. EN19 ha una sollecitazione di flessione ammissibile di 83 MPa – quasi il doppio dei 43 MPa dell'acciaio dolce EN3 – consentendo un diametro dell'albero più piccolo per lo stesso carico o fornendo un margine di sicurezza molto più elevato per lo stesso diametro. Utilizzare sempre gruppi di bloccaggio senza chiavetta (dischi termoretraibili) anziché fori con chiavetta sulle pulegge da miniera ad alta tensione: la concentrazione delle sollecitazioni nella sede della chiavetta riduce la resistenza alla fatica effettiva del 30–50%.
Calcolare tre diametri e selezionare il più grande: (1) diametro basato sulla torsione utilizzando la formula Guest con la tensione effettiva e il diametro della puleggia; (2) diametro basato sulla flessione utilizzando la formula Rankine con il momento flettente equivalente (incluso il fattore di carico
= 1,5–1,75 e fattore di coppia
= 1,25–1,40); (3) il diametro basato sulla deflessione che garantisce che la deflessione dell'albero nella sede del cuscinetto non superi 0,0015–0,0017 radianti. Per le pulegge motrici ad alta tensione, in genere prevale il diametro basato sulla flessione.
Lo slittamento della cinghia si verifica quando la tensione effettiva (forza motrice richiesta) supera la forza di attrito massima che la puleggia può trasmettere:
. Opzioni di correzione in ordine di preferenza: (1) aumentare l'angolo di avvolgimento aggiungendo una puleggia di rinvio (più efficace); (2) aggiornare il rivestimento da gomma liscia a gomma scanalata o ceramica (aumenta μ); (3) aumentare la tensione di avvolgimento (aumenta
). Non aumentare semplicemente la tensione di avvolgimento senza affrontare la causa principale: un'eccessiva tensione di avvolgimento aumenta i carichi di flessione dell'albero e riduce la durata dei cuscinetti.
Il rivestimento in gomma deve essere sostituito quando l'usura ha ridotto lo spessore del rivestimento al 50% dell'originale (tipicamente 3–5 anni per uso standard; 1–2 anni per applicazioni abrasive). Il rivestimento in ceramica deve essere sostituito quando più del 10-15% delle piastrelle in ceramica sono incrinate o mancanti: una puleggia con piastrelle mancanti crea un carico irregolare del nastro e un errore di allineamento del nastro. Ispezionare trimestralmente il ritardo per verificare l'eventuale presenza di delaminazione, fessurazioni e usura: la delaminazione rilevata precocemente può spesso essere riparata mediante ri-incollaggio; la delaminazione che è progredita fino al guscio richiede un completo ri-ritardo.
Una puleggia di riavvolgimento è progettata specificamente per mantenere la tensione della cinghia muovendosi assialmente in un telaio di riavvolgimento (riavvolgimento a gravità o a vite). Deve essere progettato per la forza di avvolgimento più la tensione della cinghia su entrambi i lati. Una puleggia curva reindirizza semplicemente il percorso della cinghia in una posizione fissa: non si muove e non fornisce tensione. Le pulegge di piegatura trasportano solo la risultante delle due tensioni della cinghia in corrispondenza dell'angolo di piegatura e in genere non sono ritardate. Le pulegge di avvolgimento possono essere rivestite (gomma liscia) per evitare l'accumulo di materiale sulla faccia della puleggia.
Yile Machinery progetta e produce pulegge trasportatrici personalizzate per applicazioni di movimentazione di materiali sfusi nei settori minerario, del cemento, dell'acciaio e della produzione di energia. Le nostre pulegge sono progettate in base alle effettive tensioni della cinghia e alle condizioni operative di ciascuna applicazione, non selezionate da un catalogo standard solo in base alla larghezza della cinghia.
Le nostre capacità di produzione di pulegge per trasportatori:
Tipi di pulegge: pulegge motrici/di testa, pulegge di coda, pulegge di ripresa, pulegge di rinvio, pulegge di curvatura, pulegge ad ala, pulegge a tamburo a spirale
Larghezze del nastro: da 500 mm a 2.400 mm; larghezze personalizzate su richiesta
Diametri delle pulegge: da 300 mm a 1.500 mm; pulegge di classe ingegnerizzata fino a 2.000 mm
Materiali guscio: Acciaio strutturale (Q345B / A572 Gr.50); costruzione di muri pesanti per servizio minerario
Materiali albero: servizio standard EN8 (080M40); EN19 (709M40) / 42CrMo per impieghi gravosi e in miniera
Collegamenti del mozzo: foro con chiavetta; boccola conica/QD; gruppo di bloccaggio senza chiave (disco termoretraibile)
Gommatura: gomma vulcanizzata a caldo (liscia e scanalata); piastrelle di ceramica; poliuretano; incollato a freddo per la sostituzione sul campo
Costruzione del disco terminale: mozzo saldato standard; disco terminale profilato (mozzo lavorato nel disco) per applicazioni ad alta tensione
Documentazione ingegneristica: relazione di calcolo delle sollecitazioni dell'albero; calcolo della durata L10 del cuscinetto; verifica della deflessione; certificato di equilibrio dinamico (ISO 1940/1)
Prodotti correlati e risorse tecniche:
Puleggia della cinghia del tamburo di trasmissione del trasportatore personalizzata : pagina del prodotto con le specifiche complete
Guida alla scelta dei rulli tenditori del trasportatore : serie CEMA, coefficiente di carico e durata dei cuscinetti per i rulli tenditori
Guida alla selezione dei riduttori industriali elicoidali e conici : selezione dei riduttori di trasmissione del trasportatore e metodologia del fattore di servizio
Giunto a tamburo per azionamenti di gru e paranchi : giunti di azionamento per alberi di pulegge della testata del trasportatore
Alberi forgiati e alberi in acciaio fuso per frantoi : riferimento al materiale dell'albero e al processo di forgiatura
Forgiati personalizzati - Alberi, semilavorati per ingranaggi e forgiati per anelli - alberi e mozzi di pulegge forgiati
Soluzioni per l'industria mineraria e del cemento : fornitura completa di componenti per trasportatori per miniere e cementifici
Soluzioni per la lavorazione dell'acciaio e dei metalli : componenti di trasporto per la movimentazione dei materiali nelle acciaierie
Per ricevere un preventivo fornire:
✅ Tipo di puleggia (trasmissione/coda/riavvolgimento/carico/piega)
✅ Larghezza del nastro (mm) e velocità del nastro (m/s)
✅ Tensioni della cinghia:
E
(kN) o capacità e lunghezza del trasportatore per il calcolo
✅ Diametro della puleggia e lunghezza della faccia richiesti (o valore di tensione della cinghia PIW)
✅ Tipo di rivestimento richiesto (gomma/gomma scanalata/ceramica/poliuretano)
✅ Materiale dell'albero e stile di connessione del mozzo
✅ Condizioni ambientali (umido/polveroso/corrosivo/intervallo di temperature)
✅ Quantità e data di consegna richiesta
✅ Disegno puleggia esistente o dati di targa per la sostituzione
E-mail: sales@yilemachinery.com
Invia richiesta di offerta: www.yilemachinery.com/contactus.html
Tutte le richieste tecniche ricevono una risposta entro 24 ore. Rapporti di calcolo della sollecitazione dell'albero forniti con ogni ordine di puleggia progettata.
Guida alla selezione dei riduttori industriali elicoidali e ad ingranaggi conici
Giunto a tamburo per gru e paranco: coppia nominale e guida alla selezione
Puleggia per fune metallica: progettazione della scanalatura e guida al rapporto D/d
Rulli di laminazione: guida alla selezione dei materiali dei rulli di lavoro e dei rulli di supporto
Forgiati personalizzati: grezzi per ingranaggi, anelli forgiati e alberi
