컨베이어 풀리 선택: 샤프트 설계, 벨트 장력, 지체 및 고장 모드 가이드

컨베이어 풀리는 상용 부품이 아닙니다. 시간당 3,000톤의 철광석 또는 석탄을 이동하는 벌크 자재 처리 시스템에서 구동 풀리는 500kN·m를 초과하는 결합 굽힘 모멘트와 각 측면에서 200~500kN의 벨트 장력을 받을 수 있는 샤프트를 통해 수백 킬로와트의 동력을 전달합니다. 표준 직경보다 작은 샤프트 또는 습한 조건에서 벨트 미끄러짐을 허용하는 지연 선택은 생산 손실로 인해 시간당 수천 달러의 손실을 초래하는 컨베이어 중단으로 직접 이어집니다. 그러나 컨베이어 풀리는 실제 샤프트 응력을 계산하지 않고, 베어링 시트의 처짐을 확인하지 않고, 지체 유형을 실제 작동 조건에 일치시키지 않고 벨트 폭만으로 일상적으로 지정됩니다.

이 가이드는 풀리 유형 및 해당 기능, 면 길이에서 래깅 유형까지의 9단계 선택 프로세스, 굽힘과 비틀림 결합을 위한 샤프트 설계 방법론, 크라운 프로파일 선택, 사양 부족 또는 잘못된 래깅으로 인해 발생하는 실패 모드를 다루는 컨베이어 풀리 선택 및 사양을 위한 완전한 엔지니어링 프레임워크를 제공합니다. 이는 대형 자재 취급 시스템용 풀리 또는 교체 풀리를 지정해야 하는 컨베이어 엔지니어, 유지 관리 엔지니어 및 조달 관리자를 위해 작성되었습니다.

1부: 컨베이어 풀리 유형 및 기능

벨트 컨베이어 시스템은 다양한 풀리 유형을 사용하며, 각각은 특정 기능을 위해 설계되고 다양한 하중 조건에 적용됩니다. 각 위치에 올바른 풀리 유형을 지정하는 것이 풀리 선택의 첫 번째 단계입니다.

1.1 구동(헤드) 풀리

구동 풀리는 컨베이어의 주요 동력 전달 구성 요소입니다. 컨베이어의 배출 끝부분(헤드)에 위치하며 샤프트 커플링을 통해 컨베이어 기어박스와 모터에 의해 구동됩니다. 드라이브 풀리:

• 풀리면(또는 래깅)과 벨트 사이의 마찰을 통해 구동 토크를 벨트에 전달합니다.

• 시스템에서 가장 높은 벨트 장력(긴장측 장력)을 지원합니다.

  

  ) 및 이완측 장력(

  

  ) 둘 다 구동 풀리 샤프트에 동시에 작용합니다.

• 래깅과 벨트 사이의 마찰 계수가 불충분할 경우 풀리에서 벨트 미끄러짐이 발생할 가능성이 가장 높습니까?

구동 풀리는 항상 지연됩니다. 노출된 강철 풀리는 미끄러짐 없이 필요한 구동력을 전달하기에는 마찰 계수(μ ≒ 0.35 건조, ≒ 0.05 습식)가 충분하지 않습니다. 고무 래깅은 μ를 0.40–0.45(건식) 및 0.35(습식)로 높입니다. 세라믹 래깅은 μ를 0.45–0.50(건식) 및 0.40–0.45(습식)로 높입니다.

1.2 테일 풀리

테일 풀리는 컨베이어의 로딩 끝 부분에 있습니다. 이는 벨트를 리턴 런에서 운반 런으로 다시 방향을 바꿉니다. 꼬리 풀리:

• 구동 풀리보다 낮은 벨트 장력을 전달합니다(일반적으로 느슨한 쪽 장력만

  

  테이크업 장력 추가)

• 복귀 실행 후 벨트가 접촉하는 첫 번째 풀리입니까? 꼬리 풀리 표면에 재료가 쌓이면 벨트가 잘못 트래킹되고 벨트가 고르지 않게 마모됩니다.

• 재료 축적을 방지하기 위해 지연(일반 고무)될 수 있습니다. 날개형 테일 풀리는 끈적끈적한 재료를 사용하는 응용 분야에서 자체 청소에 사용됩니다.

1.3 테이크업 풀리

테이크업 풀리는 제어된 장력을 제공하여 컨베이어 시스템 전반에 걸쳐 올바른 벨트 장력을 유지합니다. 이는 일반적으로 컨베이어의 끝 부분 근처에 위치하며 벨트가 늘어남에 따라 풀리가 축 방향으로 움직일 수 있도록 하는 슬라이딩 또는 중력 테이크업 프레임에 장착됩니다.

테이크업 장력은 다음을 위해 충분해야 합니다.

• 최악의 시동 및 적재 조건에서 구동 풀리의 벨트 미끄러짐을 방지합니다.

• 운반용 아이들러 사이의 벨트 처짐을 허용 가능한 값으로 제한하십시오(일반적으로 아이들러 간격의 1.5~2.0%).

• 아이들러를 들어올리지 않고도 수직 곡선을 통과할 수 있도록 벨트에 충분한 장력을 제공합니다.

1.4 스너브 풀리

스너브 풀리는 구동 풀리 근처에 위치하여 구동 풀리 주위의 벨트 감는 각도를 늘립니다. 랩 각도를 높이면 벨트 장력을 높이지 않고도 전달 가능한 최대 마찰력(따라서 최대 구동력)이 직접적으로 증가합니다.

랩 각도와 최대 장력 비율 사이의 관계는 오일러-에이텔바인 방정식으로 제공됩니다.

어디:

= 인장측 장력(N)

= 이완측 장력(N)

= 래깅과 벨트 사이의 마찰 계수

= 구동 풀리 주위의 벨트 감기 각도(라디안)

= 오일러 수(2.718)

예: 고무 래깅(μ = 0.40) 및 180° 랩(π 라디안) 사용:

스너브 풀리를 추가하여 랩을 220°(3.84 라디안)로 늘립니다.

장력 비율이 32% 증가한다는 것은 컨베이어가 동일한 이완측 장력에 대해 32% 더 많은 구동력을 전달할 수 있거나 24% 더 적은 테이크업 장력으로 동일한 구동력을 유지할 수 있음을 의미합니다.

1.5 벤드 풀리

벤드 풀리는 중간 지점(일반적으로 수직 곡선의 하단 또는 컨베이어 이동 지점)에서 벨트 경로의 방향을 바꿉니다. 이는 벨트 장력 하중(구동 토크 없음)만 전달하며 일반적으로 지연되지 않습니다. 벤드 풀리는 벤드 위치의 벨트 장력과 벤드 각도에 의해 지정됩니다. 샤프트는 벤드 각도에 작용하는 두 벨트 장력의 합력에 맞게 설계되어야 합니다.

2부: 9단계 풀리 선택 프로세스

1단계: 얼굴 길이 결정

풀리 면 길이는 벨트가 정상 작동 중에(잘못된 트랙 포함) 풀리 엔드 디스크에 닿지 않도록 벨트보다 넓어야 합니다. 표준 규칙은 다음과 같습니다.

폭이 1,200mm보다 넓은 벨트의 경우 측면당 75mm를 추가합니다(총 150mm). 벨트 추적이 불량하거나 측면 힘이 큰 컨베이어(곡선 컨베이어, 고속 컨베이어)의 경우 측면당 100mm를 추가합니다.

표준 얼굴 길이 지침:

2단계: 벨트 장력 결정

벨트 장력은 풀리 샤프트 ​​설계에 가장 중요한 입력 요소입니다. 풀리 샤프트에 작용하는 벨트 장력은 다음과 같습니다.

인장측 장력(

): 구동 풀리의 장력이 높은 쪽 벨트의 장력입니다. 이는 유효 장력(구동력)과 이완측 장력의 합입니다.

슬랙측 장력(

): 구동 풀리의 장력이 낮은 쪽 벨트의 장력입니다. 이는 테이크업 시스템에 의해 결정되며 미끄러짐을 방지하기에 충분해야 합니다.

유효 장력(

): 풀리에 의해 전달되는 순 추진력:

유효 장력은 컨베이어 저항력으로부터 계산됩니다.

어디:

= 인위적 마찰 계수(잘 관리된 컨베이어의 경우 0.017–0.025, 일반적으로 0.020)

= 컨베이어 길이(m)

= 9.81m/s⊃2;

= 단위 길이당 벨트 질량(kg/m)

= 단위 길이당 재료 질량(kg/m) =

= 단위 길이당 아이들러의 회전질량(kg/m)

= 컨베이어 리프트 높이(m) — 경사 컨베이어의 경우 양수

3단계: 풀리 직경 결정

최소 풀리 직경은 다음 두 가지 요구 사항에 따라 결정됩니다.

벨트 굽힘 피로: 벨트가 풀리를 감싸면서 벨트 몸체가 구부러집니다. 직경이 작은 풀리를 반복적으로 구부리면 벨트 몸체가 피로해집니다. 벨트 피로를 방지하기 위한 최소 풀리 직경은 벨트 구조 및 장력 등급(일반적으로 PIW(벨트 폭 인치당 파운드)로 표시됨)을 기준으로 벨트 제조업체에서 지정합니다.

샤프트 편향: 풀리 직경이 클수록 벨트 접촉점과 베어링 중심 사이의 거리가 늘어나 샤프트의 굽힘 모멘트가 증가합니다. 그러나 풀리 직경이 클수록 샤프트 보어도 커지므로 샤프트 직경도 커질 수 있습니다. 이는 증가된 모멘트를 보상하는 것 이상입니다.

CEMA 최소 풀리 직경 지침:

인장 등급이 매우 높은(> 1,000 PIW) 스틸 코드 벨트(ST 벨트)의 경우 풀리 직경 48'–60'(1,200–1,500mm)이 일반적입니다.

4단계: 허브 연결 스타일 결정

허브는 풀리 엔드 디스크를 샤프트에 연결하고 구동 토크를 전달합니다. 허브 연결 스타일은 다음과 같습니다.

• 키 구멍(직선 또는 테이퍼): 가장 단순하고 가장 일반적입니다. 키는 샤프트와 허브 사이에 토크를 전달합니다. 적당한 토크에 적합합니다. 키홈에 응력이 집중되면 샤프트 피로 강도가 감소합니다.

• 억지 끼워맞춤(압입): 허브가 억지 끼워맞춤으로 샤프트에 압입됩니다. 마찰은 토크를 전달합니다. 키홈 응력 집중 없음 - 피로도가 높은 작업에 선호됩니다.

• 테이퍼 잠금/QD 부싱: 분할된 테이퍼 부싱이 볼트로 샤프트에 조여져 마찰이 큰 억지 끼워 맞춤이 생성됩니다. 장비를 누르지 않고도 쉽게 설치 및 제거할 수 있으며 현장 교체에 적합합니다.

• 키리스 잠금 어셈블리(수축 디스크): 유압식 또는 기계식 잠금 장치는 허브와 샤프트 사이에 매우 높은 억지 끼워맞춤을 생성합니다. 가장 높은 토크에 사용됩니다(고장력 컨베이어의 대형 구동 풀리).

5단계: 풀리 구성 결정

풀리 쉘 구성에는 다음이 포함됩니다.

• 드럼 풀리(표준): 엔드 디스크와 허브에 용접된 원통형 강철 쉘. 모든 풀리 유형에 대한 가장 일반적인 구성입니다.

• 윙 풀리: 연속 쉘이 없는 개방형 날개 구조 - 벨트가 일련의 강철 날개와 접촉합니다. 자체 청소 - 재료가 날개 사이의 틈을 통해 떨어집니다. 끈적거리거나 젖은 재료를 사용하는 용도의 테일 풀리 및 리턴 풀리에 사용됩니다.

• 나선형 드럼 풀리: 드럼 풀리 주위에 나선형으로 감겨 있는 한 쌍의 강철 막대입니다. 나선형 동작은 회전하는 동안 컨베이어 측면으로 재료를 배출하여 날개 풀리의 벨트 진동 없이 청소 동작을 제공합니다.

6단계: 크라운 프로필 결정

풀리 면의 크라운(또는 캠버)은 가장자리에 비해 면 중앙에서 직경이 약간 증가합니다. 크라운은 벨트가 풀리 중앙에 위치하도록 돕고 벨트가 잘못 움직이는 것을 방지합니다. 크라운 스타일은 다음과 같습니다:

• 플랫 페이스(크라운 없음): 넓은 벨트(> 1,200mm) 및 스틸 코드 벨트에 사용됩니다. 벨트는 너무 뻣뻣하여 크라운 페이스에 맞지 않으며 크라운으로 인해 폭 전체에 걸쳐 벨트 장력이 고르지 않게 됩니다.

• 사다리꼴 크라운: 가장자리가 점점 가늘어지는 편평한 중앙 섹션입니다. 중형 컨베이어에 가장 일반적인 크라운 스타일입니다.

• 반경 크라운(풀 크라운): 가장자리에서 중앙까지 연속적인 곡선입니다. 가장 부드러운 벨트 추적을 제공하며 고속 컨베이어 및 정확한 벨트 센터링이 필요한 응용 분야에 선호됩니다.

크라운 높이 지침:

7단계: 후행 유형 결정

래깅은 풀리와 벨트 사이의 마찰 계수를 높이고 풀리 쉘의 마모를 보호하며 벨트 추적을 개선하기 위해 풀리 표면에 적용되는 덮개입니다. 후행 선택은 풀리 사양에서 가장 중요한 결정 중 하나입니다.

(전체 지연 선택 지침은 3부를 참조하세요.)

8단계: 샤프트 재질 및 직경 결정

샤프트 설계는 풀리 사양에서 가장 중요한 엔지니어링 계산입니다. 샤프트는 굽힘(벨트 장력으로 인한)과 비틀림(구동 풀리의 구동 토크로 인한)의 결합 효과에 맞게 설계되어야 합니다.

(완전한 샤프트 설계 방법론은 파트 4를 참조하십시오.)

9단계: 성능 요구 사항 확인

최종 확인 점검에는 다음이 포함됩니다.

• 결합된 벨트 장력과 풀리 중량에 따른 쉘 응력

• 작동 속도 및 하중에 따른 베어링 선택 및 L10 수명

• 동적 균형 요구 사항(표준 컨베이어의 경우 ISO 1940/1 등급 G6.3, 벨트 속도 > 5m/s인 고속 컨베이어의 경우 G2.5)

• 작동 환경에 대한 부식 방지 요구 사항

3부: 지연 선택 - 표면을 응용 프로그램에 일치시키기

3.1 지연이 중요한 이유

구동 풀리가 벨트에 전달할 수 있는 마찰력은 다음과 같습니다.

이 힘은 유효 장력과 같거나 그 이상이어야 합니다.

컨베이어를 구동하는 데 필요합니다. 마찰계수

너무 낮으면(예: 젖은 상태의 강철 도르래) 벨트가 도르래에서 미끄러져 벨트와 도르래 면이 모두 빠르게 마모되고 과열되며 벨트가 손상될 수 있습니다.

3.2 후행 유형 및 성능

일반 고무 래깅:

• 재질: 천연 고무 또는 SBR(스티렌-부타디엔 고무), 경도 60-70 Shore A

• 두께: 용도에 따라 6~25mm

• 마찰 계수: μ = 0.40–0.45(건조); μ = 0.30–0.35 (습식)

• 적용 분야: 건조하거나 약간 습한 환경의 표준 구동 풀리; 테일 및 벤드 풀리

• 장점: 가격이 저렴하고, 교체가 용이하며, 충격 흡수력이 좋음

• 한계: 지속적으로 습한 조건에서 마찰이 충분하지 않습니다. 자재 반송으로 인해 마모가 발생할 수 있음

홈이 있는 고무 래깅:

• 표면에 다이아몬드 또는 헤링본 홈이 있는 일반 고무

• 홈은 벨트-풀리 접촉 영역에서 물을 멀리 흐르게 하여 습한 조건에서 더 높은 유효 마찰 계수를 유지합니다.

• 마찰 계수: μ = 0.35–0.40(습식) - 젖은 상태에서 일반 고무보다 훨씬 우수함

• 실외 컨베이어 또는 습식 공정 환경(석탄 세척장, 선광 공장)의 구동 풀리에 대한 표준 사양

• 그루브 패턴: 다이아몬드 그루브가 가장 일반적입니다. 헤링본 홈으로 더 나은 자가 청소 효과 제공

세라믹 지체:

• 산화알루미늄(Al2O₃) 세라믹 타일, 일반적으로 순도 92~96%, 고무 뒷면에 성형됨

• 세라믹 타일 표면은 매우 높은 마찰 계수를 제공합니다. μ = 0.45–0.50(건조); μ = 0.40–0.45 (습식)

• 세라믹 타일은 매우 단단하고(Mohs 9) 내마모성이 뛰어납니다. 세라믹 래깅은 거친 환경에서 고무 래깅보다 3~5배 더 오래 지속됩니다.

• 응용 분야: 고장력 컨베이어, 습하고 진흙이 많은 조건(철광석, 석탄, 광물 모래), 자재 반송률이 높은 컨베이어의 구동 풀리

• 한계: 고무보다 비용이 높습니다. 풀리에 심한 충격 하중이 가해지면 세라믹 타일이 깨질 수 있습니다. 자주 반전되는 컨베이어에는 권장되지 않음

폴리우레탄 래깅:

• 주조 또는 성형 폴리우레탄, 80-95 Shore A 경도

• 뛰어난 내마모성 — 천연고무보다 3~4배 우수

• 우수한 마찰 계수: 공식에 따라 μ = 0.35–0.45

• 응용 분야: 거친 환경의 테일 및 벤드 풀리; 내마모성이 주요 요구사항인 드라이브 풀리

• 장점: 마모성 환경에서 매우 긴 사용 수명; 풀리 쉘의 제자리에 캐스팅할 수 있습니다.

용접 지체(단단한 표면):

• 풀리 쉘에 직접 용접된 크롬 카바이드 또는 텅스텐 카바이드 표면 경화

• 매우 높은 내마모성 - 가장 거친 환경(철광석, 단단한 암석, 연마성 광물 모래)에서 사용됩니다.

• 고무 뒷면이 없음 - 충격 흡수 기능 없음

• 드라이브 풀리에는 적합하지 않습니다. 단단한 표면은 벨트와 적절한 마찰을 제공하지 않습니다.

3.3 지체 선택 매트릭스

4부: 샤프트 설계 - 중요한 엔지니어링 계산

4.1 풀리 샤프트에 작용하는 힘

풀리 샤프트에는 세 가지 동시 하중이 가해집니다.

1. 벨트 장력으로 인한 굽힘 모멘트:

두 개의 벨트 장력(

그리고

) 벨트 접촉점에서 풀리에 작용합니다. 이들의 합력은 풀리 중앙의 샤프트에 작용합니다.

랩 각도가 180°인 구동 풀리의 경우(

):

임계 단면(일반적으로 허브 또는 베어링 시트)에서의 굽힘 모멘트는 다음과 같습니다.

어디

는 베어링 중심 거리이고

풀리 면 길이입니다.

2. 구동 토크로 인한 비틀림 모멘트(구동 풀리만 해당):

어디

효과적인 장력은

풀리 직경입니다.

3. 샤프트 자중(대형 풀리의 경우):

대형 풀리(직경 > 800mm, 면 길이 > 1,500mm)의 경우 풀리 자체 중량으로 인해 샤프트 설계에 포함되어야 하는 상당한 굽힘 구성요소가 추가됩니다.

4.2 샤프트 재질 선택

컨베이어 풀리에 가장 일반적으로 사용되는 세 가지 샤프트 재료는 다음과 같습니다.

위에 나열된 허용 응력에는 이미 피로 안전 계수가 포함되어 있습니다. 업계 표준은 동적 효과를 설명하기 위해 추가 부하 계수를 적용합니다.

• 부하율

  

  = 1.5 ~ 1.75 (굽힘 모멘트에 적용)

• 토크 계수

  

  = 1.25 ~ 1.40 (비틀림 모멘트에 적용)

4.3 축 직경 계산

샤프트는 세 가지 독립적인 기준을 충족해야 하며 결과적으로 가장 큰 직경이 다음을 결정합니다.

기준 1 - 비틀림 기반 직경(게스트 공식):

어디

허용 전단 응력(MPa)은

등가 비틀림(N·m)입니다.

기준 2 - 굽힘 기반 직경(Rankine 공식):

어디

허용 굽힘 응력(MPa)은

등가 굽힘 모멘트는 다음과 같습니다.

기준 3 - 편향 기반 직경:

베어링 시트의 샤프트 편향은 허용 한계를 초과해서는 안 됩니다. 업계 표준 최대 허용 편향은 베어링 시트에서 0.0015~0.0017라디안 (약 5~6호분)입니다.

어디:

= 순 결과 벨트 장력(kN)

= 베어링 중심에서 허브 중심까지의 거리(mm)

= 허브 간격(mm)

= 강철의 영률 = 206,000 MPa

= 허용 편향(라디안) = 0.0015–0.0017

최종 샤프트 직경은 다음 중 가장 큽니다.

,

, 그리고

, 다음 표준 샤프트 크기로 반올림되었습니다.

4.4 작업 예: 구동 풀리 샤프트 ​​설계

주어진:

• 벨트 폭: 1,200mm → 페이스 길이: 1,400mm

• 벨트 장력:

  

  = 180kN,

  

  = 60kN

• 효과적인 장력:

  

  = 120kN

• 풀리 직경: 630mm

• 랩 각도: 200°(3.49rad)

• 샤프트 재질: EN19(σ = 83MPa, τ = 83MPa)

• 베어링 센터: 1,800mm; 허브 간격: 1,400mm

= (1,800 − 1,400)/2 = 200mm

• 부하율

  

  = 1.5; 토크 계수

  

  = 1.25

1단계: 결과적인 벨트 장력

2단계: 굽힘 모멘트

3단계: 비틀림 모멘트

4단계: 등가 굽힘 모멘트

5단계: 굽힘 기반 직경

6단계: 처짐 기반 직경

적용 기준: 굽힘 기준 직경 = 226mm → 표준 샤프트 직경 선택: 240mm(EN19)

이 예는 고장력 구동 풀리의 경우 편향이 아닌 굽힘 모멘트가 일반적으로 샤프트 직경을 결정한다는 것을 보여줍니다.

5부: 쉘 및 엔드 디스크 설계

5.1 쉘(림) 응력

풀리 쉘에는 다음이 적용됩니다.

• 후프 응력 풀리를 감싸는 벨트 장력에 의해 생성된 내부 압력으로 인한

• 굽힘 응력 쉘 길이를 따라 분포된 벨트 인장 하중으로 인한

• 용접 응력 - 드럼 풀리에서 가장 일반적인 파손 위치 디스크-쉘 용접 끝 부분의

쉘의 최대 후프 응력은 다음과 같습니다.

어디

쉘 벽 두께(mm)입니다.

EN8 강철(항복 강도 430MPa) 쉘의 경우 안전 계수 3에서 허용되는 후프 응력은 약 143MPa입니다. 이는 주어진 벨트 장력과 풀리 직경에 대한 최소 쉘 벽 두께를 설정합니다.

5.2 최종 디스크 디자인

엔드 디스크는 벨트 하중을 쉘에서 허브와 샤프트로 전달합니다. 일반적으로 허브 용접이나 쉘 용접에서 균열이 발생하는 엔드 디스크 오류는 드럼 풀리의 가장 일반적인 구조적 오류 모드입니다.

프로파일 엔드 디스크 (허브가 디스크에 통합된 견고한 강철판으로 가공됨)는 용접 허브 풀리의 주요 실패 지점인 허브-디스크 용접을 제거합니다. 프로파일 엔드 디스크는 고장력 도르래(> 300kN 유효 장력)와 신뢰성이 중요한 광산 작업 도르래의 표준입니다.

6부: 컨베이어 풀리 고장 모드 분석

6.1 구동 풀리의 벨트 미끄러짐

외관: 시동 중 또는 최대 부하 하에서 구동 풀리에서 벨트가 미끄러집니다. 고무 래깅은 빠른 마모를 나타냅니다. 벨트 표면에 탄 흔적이 보입니다.

근본 원인:

• 불충분한 감기 각도 — 180° 미만의 벨트 감기는 부적절한 마찰력을 제공합니다.

• 잘못된 래깅 - 젖은 상태에서 노출된 강철 또는 마모된 고무 래깅

• 테이크업 장력 부족 —

  

  Euler-Eytelwein 방정식에서 미끄러짐을 방지하기에는 너무 낮습니다.

• 과부하된 컨베이어 - 유효 장력

  

  전달 가능한 최대 마찰력을 초과합니다.

시정 조치:

• 스너브 풀리를 추가하여 랩 각도를 200~220°로 늘립니다.

• 습한 환경에서는 홈이 있는 고무 또는 세라믹 래깅으로 교체하세요.

• 테이크업 장력을 높입니다(테이크업 시스템이 올바르게 작동하는지 확인).

• 컨베이어에 과부하가 걸리지 않았는지 확인 - 설계 용량과 비교하여 실제 톤수를 확인하십시오.

6.2 샤프트 파손

외관: 일반적으로 허브나 베어링 시트에서 풀리 샤프트가 완전히 파손되었습니다. 치명적인 고장 - 도르래가 떨어지고 벨트가 파손됩니다.

근본 원인:

• 언더사이즈 샤프트: 실제 벨트 장력에 비해 샤프트 직경이 부족함 - 실제 샤프트 응력을 계산하지 않고 벨트 폭만으로 지정된 교체 풀리의 가장 일반적인 원인

• 키홈 응력 집중: 키홈은 샤프트의 유효 피로 강도를 30~50% 감소시키는 응력 집중을 생성합니다. 키홈이 있는 샤프트는 부드러운 샤프트보다 낮은 허용 응력을 사용해야 합니다.

• 부식 피로: 샤프트 표면의 부식 구멍은 낮은 응력 수준에서 피로 균열을 시작합니다.

시정 조치:

• 세 가지 기준 방법(비틀림, 굽힘, 편향)을 사용하여 샤프트 직경을 다시 계산합니다.

• 고장력 응용 분야에는 EN19 또는 42CrMo 샤프트 재질을 지정하십시오.

• 키 구멍 응력 집중을 제거하기 위해 키 구멍 대신 억지 끼워 맞춤 또는 키 없는 잠금 어셈블리를 사용하십시오.

• 습한 환경에서 샤프트 표면에 부식 방지(아연 도금, 에폭시 코팅) 적용

6.3 끝단 디스크 용접 균열

외관: 엔드 디스크와 쉘 사이 또는 허브와 엔드 디스크 사이의 용접부에 균열이 있습니다. 베어링 하우징에서 오일이나 그리스가 누출되면 샤프트 편향으로 인해 베어링 씰이 손상되었음을 나타냅니다.

근본 원인:

• 고하중을 받는 용접 허브 설계: 허브-디스크 용접은 피로가 발생하기 쉬운 응력 집중으로, 고장력 응용 분야에 적합하지 않습니다.

• 공명: 풀리는 고유 주파수 또는 그 근처에서 작동하여 용접부에 동적 하중을 증폭시킵니다.

• 잘못된 용접 절차: 불충분한 용접 침투 또는 잘못된 예열로 인해 반복 하중 하에서 균열이 발생하는 약한 용접이 생성됩니다.

시정 조치:

• 유효 장력이 > 200kN인 풀리에 대한 프로파일 끝 디스크 구조(디스크로 가공된 허브, 허브 용접 없음)를 지정합니다.

• 풀리 작동 속도가 풀리의 고유 진동수 근처에 있지 않은지 확인하십시오.

• 모든 구조용 용접에 대해 예열 및 용접 후 열처리를 통해 완전 침투 용접을 지정합니다.

6.4 지체박리

외관: 고무 또는 세라믹 래깅이 풀리 쉘에서 섹션으로 분리됩니다. 노출된 강철 껍질; 벨트 미끄러짐이 시작됩니다.

근본 원인:

• 부적절한 표면 준비: 래깅 적용 전에 풀리 쉘이 적절하게 그릿 블라스팅 및 프라이밍 처리되지 않았습니다. 벨트 견인의 전단 응력으로 인해 접착 결합이 실패합니다.

• 자재 반송: 벨트와 래깅 사이에 갇힌 자재가 래깅을 점진적으로 들어 올리는 쐐기력을 생성합니다.

• 열 순환: 실외 컨베이어에서 열팽창 및 수축 주기로 인해 래깅과 쉘 사이의 접착 결합이 피로해집니다.

시정 조치:

• 고장력 드라이브 풀리의 경우 냉간 접착 래깅 대신 열간 경화 래깅(열 및 압력 하에 접착)을 지정합니다. 가황 래깅은 결합 강도가 3~5배 더 좋습니다.

• 지연 적용 직전에 쉘 표면이 Sa 2.5(흰색에 가까운 금속)로 그릿 블라스트 처리되었는지 확인하십시오.

• 구동 풀리로 재료가 역류되는 것을 줄이기 위해 벨트 클리너를 설치하십시오.

6.5 베어링 고장

외관: 풀리 베어링 하우징의 소음 및 진동; 베어링 온도 상승; 최종 발작.

근본 원인:

• 과도한 샤프트 편향: 허용 한계(0.0015–0.0017 rad)를 초과하는 샤프트 편향은 베어링에 잘못된 정렬 하중을 유발하여 베어링 수명을 크게 단축시킵니다.

• 오염 유입: 먼지와 습기가 베어링 씰을 우회하여 그리스를 오염시킵니다.

• 불충분한 베어링 크기: 실제 샤프트 하중 및 필요한 L10 수명에 비해 베어링 동적 정격 하중이 충분하지 않습니다.

시정 조치:

• 베어링 시트의 샤프트 편향이 0.0015–0.0017 라디안을 초과하지 않는지 확인하십시오. 실제 벨트 장력으로 다시 계산하십시오.

• 먼지가 많거나 습한 환경을 위한 베어링 하우징 씰 업그레이드

• 베어링 L10 수명 계산에 모든 하중(벨트 장력으로 인한 반경 방향 + 정렬 불량으로 인한 축 방향)이 포함되어 있는지 확인합니다.

자주 묻는 질문

Q1: 구동 풀리에 고무와 세라믹 래깅 중에서 어떻게 선택합니까?

건조하거나 중간 정도의 습한 조건에서 표준 용도로 사용하려면 고무 래깅(홈 있음)을 사용하십시오. 비용이 저렴하고 교체가 더 쉽습니다. 다음과 같은 경우 세라믹 래깅을 지정하십시오. (1) 컨베이어가 습하거나 진흙이 많은 조건(석탄 세척장, 광물 처리)에서 지속적으로 작동합니다. (2) 벨트 장력이 높고 미끄러짐 위험이 상당합니다. (3) 재료의 반송이 심하고 고무 래깅으로 인해 급속히 마모됩니다. 세라믹 래깅은 습한 조건에서 μ = 0.40–0.45, 홈이 있는 고무에서는 μ = 0.30–0.35를 제공합니다. 이 차이는 안정적인 작동과 만성적인 벨트 미끄러짐 사이의 차이가 될 수 있습니다.

Q2: 대형 광산 컨베이어 구동 풀리에 적합한 샤프트 재질은 무엇입니까?

유효 장력이 150kN을 초과하는 광산용 드라이브 풀리의 경우 EN19(709M40) 또는 42CrMo 합금강 샤프트 재질을 지정하십시오. EN19는 허용 굽힘 응력이 83MPa로 EN3 연강의 43MPa의 거의 두 배입니다. 이는 동일한 하중에 대해 더 작은 샤프트 직경을 허용하거나 동일한 직경에 대해 훨씬 더 높은 안전 마진을 제공합니다. 고장력 광산 풀리에는 키 구멍 대신 항상 키 없는 잠금 어셈블리(수축 디스크)를 사용하십시오. 키 홈 응력 집중으로 인해 유효 피로 강도가 30-50% 감소합니다.

Q3: 컨베이어 풀리의 최소 샤프트 직경은 어떻게 계산합니까?

세 가지 직경을 계산하고 가장 큰 직경을 선택합니다. (1) 유효 장력 및 풀리 직경과 함께 게스트 공식을 사용하여 비틀림 기반 직경; (2) 등가 굽힘 모멘트(하중 계수 포함)를 사용하여 Rankine 공식을 사용하는 굽힘 기반 직경

= 1.5–1.75 및 토크 계수

= 1.25-1.40); (3) 베어링 시트의 샤프트 처짐이 0.0015-0.0017 라디안을 초과하지 않도록 보장하는 처짐 기반 직경. 고장력 구동 풀리의 경우 일반적으로 굽힘 기반 직경이 결정됩니다.

Q4: 구동 풀리에서 벨트 미끄러짐의 원인은 무엇이며 어떻게 해결합니까?

벨트 미끄러짐은 유효 장력(필요한 구동력)이 풀리가 전달할 수 있는 최대 마찰력을 초과할 때 발생합니다.

. 선호도에 따른 수정 옵션: (1) 스너브 풀리를 추가하여 랩 각도를 늘립니다(가장 효과적). (2) 일반 고무에서 홈이 있는 고무 또는 세라믹으로 지체를 업그레이드합니다(μ 증가). (3) 테이크업 장력 증가(증가

). 근본 원인을 해결하지 않고 단순히 테이크업 장력을 높이지 마십시오. 과도한 테이크업 장력은 샤프트 굽힘 하중을 증가시키고 베어링 수명을 단축시킵니다.

Q5: 컨베이어 풀리 지연을 얼마나 자주 교체해야 합니까?

마모로 인해 피복 두께가 원래 두께의 50%로 줄어들면 고무 피복을 교체해야 합니다(일반적으로 표준 작업의 경우 3~5년, 연마 응용 분야의 경우 1~2년). 세라믹 타일의 10~15% 이상이 깨지거나 누락된 경우 세라믹 래깅을 교체해야 합니다. 타일이 누락된 풀리는 벨트 로딩이 고르지 않게 되고 벨트 트래킹이 잘못됩니다. 분기별로 층간 박리, 균열 및 마모를 검사합니다. 조기에 발견된 박리는 재결합을 통해 복구할 수 있는 경우가 많습니다. 쉘까지 진행된 박리는 완전한 재지연이 필요합니다.

Q6: 테이크업 풀리와 벤드 풀리의 차이점은 무엇입니까?

테이크업 풀리는 테이크업 프레임(중력 또는 나사 테이크업)에서 축 방향으로 이동하여 벨트 장력을 유지하도록 특별히 설계되었습니다. 양쪽의 벨트 장력과 감는 힘을 고려하여 설계해야 합니다. 벤드 풀리는 고정된 위치에서 벨트 경로의 방향을 바꿀 뿐이며 움직이지도 않고 장력도 제공하지 않습니다. 벤드 풀리는 벤드 각도에서 두 벨트 장력의 결과만을 전달하며 일반적으로 지연되지 않습니다. 풀리 표면에 재료가 쌓이는 것을 방지하기 위해 테이크업 풀리가 지연될 수 있습니다(일반 고무).

Yile Machinery: 맞춤형 엔지니어링 컨베이어 풀리

Yile Machinery는 광업, 시멘트, 철강 및 발전 분야의 대량 자재 취급 응용 분야를 위한 맞춤형 컨베이어 풀리를 설계하고 제조합니다. 당사의 풀리는 벨트 폭만으로 표준 카탈로그에서 선택되지 않는 실제 벨트 장력 및 각 응용 분야의 작동 조건에 맞게 설계되었습니다.

당사의 컨베이어 풀리 제조 역량:

• 풀리 유형: 드라이브/헤드 풀리, 테일 풀리, 테이크업 풀리, 스너브 풀리, 벤드 풀리, 윙 풀리, 나선형 드럼 풀리

• 벨트 폭: 500mm ~ 2,400mm; 요청 시 맞춤 너비 제공

• 풀리 직경: 300mm ~ 1,500mm; 최대 2,000mm의 엔지니어링 클래스 풀리

• 쉘 재질: 구조용 강철(Q345B / A572 Gr.50); 광산용 무거운 벽 건설

• 샤프트 재질: EN8(080M40) 표준 의무; EN19 (709M40) / 42CrMo 중부하 작업 및 광산 작업

• 허브 연결: 키 구멍; 테이퍼 잠금 / QD 부싱; 키리스 잠금 어셈블리(수축 디스크)

• 래깅: 고온 경화 고무(일반 및 홈 있음); 세라믹 타일; 폴리우레탄; 현장 교체를 위해 냉간 접착

• 엔드 디스크 구성: 표준 용접 허브; 고장력 응용 분야를 위한 프로파일 엔드 디스크(디스크에 허브 가공)

• 엔지니어링 문서: 샤프트 응력 계산 보고서; 베어링 L10 수명 계산; 편향 검증; 동적잔고증명서(ISO 1940/1)

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• 맞춤형 컨베이어 구동 드럼 벨트 풀리 — 전체 사양이 포함된 제품 페이지

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