Auteur: Lily Wang Publicatietijd: 04-08-2026 Herkomst: Yile-machines
Inhoudsopgave
Een transportbandkatrol is geen standaardonderdeel. In een systeem voor de behandeling van bulkmateriaal dat 3.000 ton ijzererts of steenkool per uur verplaatst, brengt de aandrijfpoelie honderden kilowatt vermogen over via een as die kan worden onderworpen aan gecombineerde buigmomenten van meer dan 500 kN·m en riemspanningen van 200-500 kN aan elke kant. Een as die één standaarddiameter te klein is – of een achterblijvende selectie die slippen van de band onder natte omstandigheden mogelijk maakt – vertaalt zich direct in het stilleggen van de transportband, wat duizenden dollars per uur aan verloren productie kost. Toch worden transportbandrollen routinematig gespecificeerd op basis van alleen de bandbreedte, zonder de werkelijke asspanningen te berekenen, zonder de doorbuiging bij de lagerzittingen te verifiëren en zonder het bekledingstype aan te passen aan de werkelijke bedrijfsomstandigheden.
Deze gids biedt het volledige technische raamwerk voor de selectie en specificatie van transportbandrollen, met aandacht voor katroltypen en hun functies, het uit negen stappen bestaande selectieproces van vlaklengte tot bekledingstype, asontwerpmethodologie voor gecombineerd buigen en torsie, selectie van kroonprofielen en de faalwijzen die het gevolg zijn van onderspecificatie of onjuiste bekleding. Het is geschreven voor transportbandingenieurs, onderhoudsingenieurs en inkoopmanagers die nieuwe of vervangende katrollen moeten specificeren voor systemen voor de behandeling van zwaar bulkmateriaal.
Een transportbandsysteem maakt gebruik van meerdere soorten katrollen, elk ontworpen voor een specifieke functie en onderworpen aan verschillende belastingsomstandigheden. Het opgeven van het juiste katroltype voor elke positie is de eerste stap bij het selecteren van de katrol.
De aandrijfpoelie is het belangrijkste onderdeel van de krachtoverbrenging van de transportband. Deze bevindt zich aan het afvoeruiteinde (kop) van de transportband en wordt via een askoppeling aangedreven door de tandwielkast en de motor van de transportband. De aandrijfpoelie:
Brengt het aandrijfkoppel over op de riem door wrijving tussen het poelievlak (of bekleding) en de riem
Ondersteunt de hoogste riemspanningen in het systeem: de spanning aan de krappe zijde (
) en spanning aan de slappe zijde (
) werken beide tegelijkertijd op de aandrijfpoelie-as
Is de kans het grootst dat de riem gaat slippen als de wrijvingscoëfficiënt tussen de bekleding en de riem onvoldoende is?
Aandrijfpoelies hebben altijd een vertraging: kale stalen katrollen hebben onvoldoende wrijvingscoëfficiënt (μ ≈ 0,35 droog, ≈ 0,05 nat) om de vereiste aandrijfkracht zonder slip over te brengen. Rubberbekleding verhoogt μ tot 0,40–0,45 (droog) en 0,35 (nat); keramische bekleding verhoogt μ tot 0,45–0,50 (droog) en 0,40–0,45 (nat).
De staartkatrol bevindt zich aan het laadeinde van de transportband. Het leidt de band van de retourrun terug naar de draagrun. De staartkatrol:
Draagt lagere riemspanningen dan de aandrijfpoelie (meestal alleen de spanning aan de slappe zijde).
plus de opnamespanning)
Is de eerste poelie waarmee de riem in contact komt na de terugloop; materiaalophoping op het oppervlak van de staartpoelie veroorzaakt een verkeerde loop van de riem en een ongelijkmatige slijtage van de riem
Kan voorzien zijn van een coating (gewoon rubber) om materiaalophoping te voorkomen; vleugelvormige staartkatrollen worden gebruikt voor zelfreiniging in toepassingen met kleverige materialen
De opwikkelpoelie handhaaft de juiste bandspanning in het hele transportsysteem door een gecontroleerde spankracht te leveren. Deze bevindt zich doorgaans nabij het uiteinde van de transportband en is gemonteerd in een schuif- of zwaartekrachtframe waardoor de poelie axiaal kan bewegen terwijl de band zich uitstrekt.
De opwikkelspanning moet voldoende zijn om:
Voorkom het slippen van de riem bij de aandrijfpoelie onder de slechtst denkbare start- en belastingsomstandigheden
Beperk de doorbuiging van de riem tussen de dragende spanrollen tot de toegestane waarde (doorgaans 1,5–2,0% van de afstand tussen de spanrollen)
Zorg voor voldoende spanning zodat de riem verticale bochten kan maken zonder de spanrollen op te tillen
De stompe poelie is dicht bij de aandrijfpoelie geplaatst om de riemwikkelhoek rond de aandrijfpoelie te vergroten. Het vergroten van de wikkelhoek vergroot direct de maximaal overdraagbare wrijvingskracht (en dus de maximale aandrijfkracht) zonder de riemspanning te verhogen.
De relatie tussen de wikkelhoek en de maximale spanningsverhouding wordt gegeven door de Euler-Eytelwein-vergelijking:
Waar:
= spanning aan de strakke kant (N)
= spanning aan de slappe zijde (N)
= wrijvingscoëfficiënt tussen bekleding en riem
= riemwikkelhoek rond de aandrijfpoelie (radialen)
= Eulers getal (2,718)
Voorbeeld: Met rubberen bekleding (μ = 0,40) en 180° wikkeling (π radialen):
Een stompe katrol toevoegen om de wikkeling te vergroten tot 220° (3,84 radialen):
Deze toename van 32% in de spanningsverhouding betekent dat de transportband 32% meer aandrijfkracht kan overbrengen voor dezelfde spanning aan de slappe zijde – of dezelfde aandrijfkracht kan behouden met 24% minder opnamespanning.
Buigkatrollen leiden het bandpad naar tussenliggende punten, meestal onderaan een verticale bocht of op een overdrachtspunt van een transportband. Ze dragen alleen de riemspanning (geen aandrijfkoppel) en zijn doorgaans niet vertraagd. Buigpoelies worden gespecificeerd door de riemspanning op de buiglocatie en de buighoek. De as moet zijn ontworpen voor de resulterende kracht van de twee riemspanningen die inwerken op de buighoek.
De lengte van het poelievlak moet breder zijn dan de riem om ervoor te zorgen dat de riem tijdens normaal gebruik (inclusief verkeerd lopen) geen contact maakt met de eindschijven van de poelie. De standaardregel is:
Voor riemen breder dan 1.200 mm voegt u 75 mm per zijde toe (150 mm totaal). Voor transportbanden met een slechte bandloop of hoge zijdelingse krachten (gebogen transportbanden, hogesnelheidstransportbanden), tel 100 mm per zijde op.
Standaard richtlijnen voor gezichtslengte:
Riembreedte (mm) |
Minimale gezichtslengte (mm) |
Zwaar uitgevoerde gezichtslengte (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 |
De riemspanning is de meest kritische input voor het ontwerp van de poelie-as. De riemspanningen die op de poelie-as inwerken, zijn:
Spanning aan de strakke kant (
): De spanning in de riem aan de hoogspanningszijde van de aandrijfpoelie. Dit is de som van de effectieve spanning (drijfkracht) en de spanning aan de slappe zijde.
Spanning aan de slappe zijde (
): De spanning in de riem aan de laagspanningszijde van de aandrijfpoelie. Dit wordt bepaald door het opneemsysteem en moet voldoende zijn om slippen te voorkomen.
Effectieve spanning (
): De netto aandrijfkracht die door de poelie wordt overgebracht:
De effectieve spanning wordt berekend op basis van de weerstandskrachten van de transportband:
Waar:
= kunstmatige wrijvingsfactor (0,017–0,025 voor goed onderhouden transportbanden; typisch 0,020)
= lengte transportband (m)
= 9,81 m/s⊃2;
= bandmassa per lengte-eenheid (kg/m)
= materiaalmassa per lengte-eenheid (kg/m) =
= roterende massa van spanrollen per lengte-eenheid (kg/m)
= hefhoogte transportband (m) – positief voor hellende transportbanden
De minimale poeliediameter wordt bepaald door twee vereisten:
Vermoeidheid bij het buigen van de riem: Terwijl de riem zich om de poelie wikkelt, wordt het riemkarkas gebogen. Herhaaldelijk buigen over een katrol met een kleine diameter vermoeit het karkas van de riem. De minimale poeliediameter om vermoeidheid van de riem te voorkomen, wordt door de riemfabrikant gespecificeerd op basis van de riemconstructie en de spanningswaarde (doorgaans uitgedrukt als PIW - ponden per inch riembreedte).
Asdoorbuiging: Een grotere poeliediameter vergroot de afstand tussen de contactpunten van de riem en de lagercentra, waardoor het buigmoment op de as groter wordt. Een grotere poeliediameter zorgt echter ook voor een grotere asboring, waardoor een grotere asdiameter mogelijk is, wat het grotere moment ruimschoots compenseert.
CEMA richtlijnen voor minimale poeliediameter:
Riemspanningswaarde (PIW) |
Minimale diameter aandrijfpoelie |
Minimale diameter van niet-aangedreven poelie |
Tot 100 PIW |
16' (406 mm) |
12' (305 mm) |
100–200 PIW |
20' (508 mm) |
16' (406 mm) |
200–350 PIW |
24' (610 mm) |
20' (508 mm) |
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) |
Voor staalkoordriemen (ST-riemen) met zeer hoge spanningswaarden (> 1.000 PIW) zijn riemschijfdiameters van 48'–60' (1.200–1.500 mm) gebruikelijk.
De naaf verbindt de eindschijf van de poelie met de as en brengt het aandrijfkoppel over. Hub-verbindingsstijlen zijn onder meer:
Boring met spie (recht of taps): de eenvoudigste en meest voorkomende; een spie brengt koppel over tussen de as en de naaf. Geschikt voor gemiddelde draaimomenten. Spanningsconcentratie op de spiebaan vermindert de vermoeiingssterkte van de as.
Perspassing (perspassing): De naaf wordt met een perspassing op de as gedrukt; wrijving brengt het koppel over. Geen spiebaanspanningsconcentratie - de voorkeur voor toepassingen met hoge vermoeidheid.
Taper-lock / QD-bus: Een gespleten taps toelopende bus wordt met bouten op de as vastgezet, waardoor een interferentiepassing met hoge wrijving ontstaat. Maakt eenvoudige installatie en verwijdering mogelijk zonder persapparatuur - de voorkeur voor vervanging ter plaatse.
Sleutelloze vergrendeling (krimpschijf): Een hydraulische of mechanische vergrendeling zorgt voor een zeer hoge perspassing tussen de naaf en de as. Gebruikt voor de hoogste koppels (grote aandrijfrollen op hoogspanningstransportbanden).
Katrolschaalconfiguraties omvatten:
Trommelpoelie (standaard): Cilindrische stalen schaal gelast aan eindschijven en naaf. De meest voorkomende configuratie voor alle katroltypen.
Vleugelkatrol: constructie met open vleugels zonder doorlopende schaal - de riem maakt contact met een reeks stalen vleugels. Zelfreinigend – materiaal valt door de openingen tussen de vleugels. Gebruikt voor staartkatrollen en retourkatrollen in toepassingen met kleverige of natte materialen.
Spiraalvormige trommelkatrol: een paar stalen staven die spiraalvormig rond een trommelkatrol zijn gewikkeld. Door de spiraalvormige werking wordt het materiaal tijdens het draaien naar de zijkanten van de transportband afgevoerd, wat zorgt voor een reinigende werking zonder de bandtrilling van een vleugelpoelie.
De kroon (of welving) van een katrolvlak is een lichte toename in diameter in het midden van het vlak ten opzichte van de randen. De kroon helpt de riem op de poelie te centreren en voorkomt dat de riem verkeerd loopt. Kroonstijlen zijn onder meer:
Plat vlak (geen kroon): Gebruikt voor brede riemen (> 1.200 mm) en riemen met staalkoord; de riem is te stijf om zich aan te passen aan een gekroond vlak, en een kroon zou een ongelijkmatige riemspanning over de breedte veroorzaken.
Trapeziumvormige kroon: een plat middengedeelte met taps toelopende randen. De meest voorkomende kroonstijl voor middelzware transportbanden.
Radiuskroon (volledige kroon): Een doorlopende curve van rand naar midden. Zorgt voor de soepelste bandloop en heeft de voorkeur voor hogesnelheidstransportbanden en toepassingen waarbij een nauwkeurige bandcentrering vereist is.
Richtlijnen voor kroonhoogte:
Riembreedte |
Kroonhoogte (elke kant) |
Tot 600 mm |
3 mm |
600–900 mm |
4 mm |
900–1.200 mm |
5 mm |
1.200–1.500 mm |
6 mm |
|
Plat gezicht aanbevolen |
Lagging is de bedekking die op het poelievlak wordt aangebracht om de wrijvingscoëfficiënt tussen de poelie en de riem te vergroten, de poeliebehuizing tegen slijtage te beschermen en de loop van de riem te verbeteren. Achterblijvende selectie is een van de meest consequente beslissingen bij de specificatie van katrollen.
(Zie deel 3 voor volledige begeleiding bij het selecteren van achterblijvende systemen.)
Het asontwerp is de meest kritische technische berekening bij de specificatie van de poelie. De as moet ontworpen zijn voor het gecombineerde effect van buiging (door riemspanningen) en torsie (door aandrijfkoppel op de aandrijfpoelie).
(Zie deel 4 voor de volledige methodologie voor schachtontwerp.)
De laatste verificatiecontroles omvatten:
Schaalspanning onder de gecombineerde riemspanning en poeliegewicht
Lagerkeuze en L10-levensduur bij bedrijfssnelheid en belasting
Dynamische balansvereisten (ISO 1940/1 klasse G6.3 voor standaard transportbanden; G2.5 voor hogesnelheidstransportbanden > 5 m/s bandsnelheid)
Corrosiebeschermingseisen voor de werkomgeving
De wrijvingskracht die de aandrijfpoelie op de riem kan overbrengen is:
Deze kracht moet gelijk zijn aan of groter zijn dan de effectieve spanning
nodig om de transportband aan te drijven. Als de wrijvingscoëfficiënt
te laag is (bijvoorbeeld een blanke stalen poelie in natte omstandigheden), slipt de riem op de poelie, waardoor snelle slijtage van zowel de riem als het poelievlak, oververhitting en mogelijke beschadiging van de riem ontstaat.
Effen rubberen bekleding:
Materiaal: natuurrubber of SBR (styreen-butadieenrubber), hardheid 60–70 Shore A
Dikte: 6–25 mm, afhankelijk van de toepassing
Wrijvingscoëfficiënt: μ = 0,40–0,45 (droog); μ = 0,30–0,35 (nat)
Toepassingen: Standaard aandrijfpoelies in droge tot matig natte omstandigheden; staart- en buigkatrollen
Voordelen: Lage kosten, eenvoudig te vervangen, goede schokabsorptie
Beperkingen: Onvoldoende wrijving in continu natte omstandigheden; onderhevig aan schurende slijtage door terugvoer van materiaal
Gegroefde rubberen bekleding:
Gewoon rubber met diamant- of visgraatgroeven in het oppervlak gesneden
De groeven leiden water weg van de contactzone tussen riem en poelie, waardoor een hogere effectieve wrijvingscoëfficiënt behouden blijft in natte omstandigheden
Wrijvingscoëfficiënt: μ = 0,35–0,40 (nat) — aanzienlijk beter dan gewoon rubber in natte omstandigheden
Standaardspecificatie voor aandrijfrollen op transportbanden buiten of in natte procesomgevingen (kolenwasserijen, mineraalverwerkingsfabrieken)
Groefpatroon: Diamantgroef is de meest voorkomende; visgraatgroef zorgt voor een betere zelfreinigende werking
Keramische bekleding:
Keramische tegels van aluminiumoxide (Al₂O₃), doorgaans 92-96% zuiver, gegoten in een rubberen achterkant
Het oppervlak van keramische tegels biedt een zeer hoge wrijvingscoëfficiënt: μ = 0,45–0,50 (droog); μ = 0,40–0,45 (nat)
De keramische tegels zijn extreem hard (Mohs 9) en slijtvast: keramische bekledingen gaan 3–5x langer mee dan rubberen bekledingen onder schurende omstandigheden
Toepassingen: Aandrijfkatrollen op hoogspanningstransportbanden, natte en modderige omstandigheden (ijzererts, steenkool, mineraalzand), transportbanden met hoge materiaaloverdracht
Beperkingen: Hogere kosten dan rubber; de keramische tegels kunnen barsten als de katrol wordt blootgesteld aan zware stootbelastingen; niet aanbevolen voor transportbanden met frequente omkeringen
Polyurethaan bekleding:
Gegoten of gegoten polyurethaan, hardheid 80–95 Shore A
Uitstekende slijtvastheid — 3–4× beter dan natuurlijk rubber
Goede wrijvingscoëfficiënt: μ = 0,35–0,45, afhankelijk van de formulering
Toepassingen: staart- en buigkatrollen in schurende omgevingen; aandrijfpoelies waarbij slijtvastheid de primaire vereiste is
Voordelen: Zeer lange levensduur onder schurende omstandigheden; kan op zijn plaats op de poelieschaal worden gegoten
Aanlasbekleding (harde bekleding):
Chroomcarbide of wolfraamcarbide hardvlak direct op de poelieschaal gelast
Extreem hoge slijtvastheid — gebruikt in de meest schurende omgevingen (ijzererts, hard gesteente, schurend mineraal zand)
Geen rubberen achterkant - biedt geen schokabsorptie
Niet geschikt voor aandrijfpoelies; het harde oppervlak zorgt niet voor voldoende wrijving met de riem
Sollicitatie |
Omgeving |
Aanbevolen achterblijvend |
Groefpatroon |
Aandrijfpoelie - standaard |
Droog |
Gewoon rubber, 60–70 Shore A |
Geen of diamant |
Aandrijfpoelie — buiten/nat |
Nat/modderig |
Gegroefd rubber |
Diamant of visgraat |
Aandrijfpoelie - hoge spanning |
Natte, hoge carryback |
Keramische tegel |
Diamantgroef in rubberen achterkant |
Aandrijfpoelie — schurend |
Droog, schurend materiaal |
Polyurethaan of keramiek |
Diamant |
Staartkatrol - kleverig materiaal |
Nat, plakkerig |
Vleugelpoelie (geen bekleding) |
N.v.t |
Staartpoelie - standaard |
Droog/nat |
Gewoon rubber of polyurethaan |
Geen |
Buig/stomp katrol |
Elk |
Gewoon rubber (dun, 6–10 mm) |
Geen |
Retourpoelie - terugvoer |
Nat, plakkerig |
Rubberen schijf of vleugel |
N.v.t |
De poelie-as wordt onderworpen aan drie gelijktijdige belastingen:
1. Buigmoment door riemspanningen:
De twee riemspanningen (
En
) werken op de poelie op de contactpunten van de riem. Hun resulterende kracht werkt op de as in het midden van de poelie:
Voor een aandrijfpoelie met een wikkelhoek van 180° (
):
Het buigmoment op het kritieke gedeelte (meestal bij de naaf of bij de lagerzitting) is:
Waar
is de hartafstand van het lager en
is de lengte van het poelievlak.
2. Torsiemoment van aandrijfkoppel (alleen aandrijfpoelie):
Waar
is de effectieve spanning en
is de diameter van de poelie.
3. Eigen gewicht as (voor grote katrollen):
Voor grote katrollen (diameter > 800 mm, koplengte > 1.500 mm) voegt het eigen gewicht van de katrol een aanzienlijke buigcomponent toe die in het asontwerp moet worden opgenomen.
De drie meest gebruikte asmaterialen voor transportbanden zijn:
Materiaal |
Standaard |
Toelaatbare buigspanning |
Toelaatbare schuifspanning |
Sollicitatie |
EN3 (070M20) |
BS 970 |
43 MPa |
43 MPa |
Lichte, niet-aangedreven katrollen |
EN8 (080M40) |
BS 970 |
55 MPa |
55 MPa |
Standaard aandrijf- en niet-aangedreven katrollen |
EN19 (709M40) |
BS 970 |
83 MPa |
83 MPa |
Zware aandrijfrollen, hoogspanningssystemen |
42CrMo (4140) |
DIN/ASTM |
90–100 MPa |
90–100 MPa |
Zeer robuuste katrollen van mijnbouwkwaliteit |
De hierboven genoemde toelaatbare spanningen omvatten al een vermoeiingsveiligheidsfactor. De industrienorm past extra belastingsfactoren toe om rekening te houden met dynamische effecten:
Beladingsfactor
= 1,5 tot 1,75 (toegepast op buigmoment)
Koppelfactor
= 1,25 tot 1,40 (toegepast op torsiemoment)
De as moet aan drie onafhankelijke criteria voldoen, en de grootste resulterende diameter bepaalt:
Criterium 1 — Op torsie gebaseerde diameter (Gastformule):
Waar
is de toegestane schuifspanning (MPa) en
is de equivalente torsie (N·m).
Criterium 2 — Diameter op basis van buiging (Rankine-formule):
Waar
is de toegestane buigspanning (MPa) en
is het equivalente buigmoment:
Criterium 3 — Op doorbuiging gebaseerde diameter:
De asdoorbuiging bij de lagerzitting mag de toegestane limiet niet overschrijden. De maximaal toegestane doorbuiging volgens de industrienorm bedraagt 0,0015 tot 0,0017 radialen (ongeveer 5–6 boogminuten) bij de lagerzitting:
Waar:
= netto resulterende riemspanning (kN)
= afstand van lagermidden tot naafmidden (mm)
= naafafstand (mm)
= Young's modulus voor staal = 206.000 MPa
= toegestane doorbuiging (radialen) = 0,0015–0,0017
De uiteindelijke asdiameter is de grootste van
,
, En
, naar boven afgerond op de eerstvolgende standaard schachtmaat.
Gegeven:
Bandbreedte: 1.200 mm → Gezichtslengte: 1.400 mm
Riemspanningen:
= 180 kN,
= 60 kN
Effectieve spanning:
= 120 kN
Katroldiameter: 630 mm
Wikkelhoek: 200° (3,49 rad)
Asmateriaal: EN19 (σ = 83 MPa, τ = 83 MPa)
Lagercentra: 1.800 mm; naafafstand: 1.400 mm
= (1.800 − 1.400)/2 = 200 mm
Beladingsfactor
= 1,5; Koppelfactor
= 1,25
Stap 1: Resulterende riemspanning
Stap 2: Buigmoment
Stap 3: Torsiemoment
Stap 4: Equivalent buigmoment
Stap 5: Op buiging gebaseerde diameter
Stap 6: Op doorbuiging gebaseerde diameter
Toepasselijk criterium: Op buiging gebaseerde diameter = 226 mm → Selecteer standaard asdiameter: 240 mm (EN19)
Dit voorbeeld illustreert dat bij hoogspanningsaandrijfpoelies doorgaans het buigmoment (en niet de doorbuiging) de asdiameter bepaalt.
De poelieschaal wordt onderworpen aan:
Hoepelspanning door de interne druk die ontstaat doordat de riemspanning zich rond de poelie wikkelt
Buigspanning van de riemspanning verdeeld over de schaallengte
Lasspanning aan het einde van de las tussen schijf en schaal — de meest voorkomende storingslocatie bij trommelkatrollen
De maximale hoepelspanning in de schaal is:
Waar
is de wanddikte van de schaal (mm).
Voor een schaal uit EN8-staal (vloeisterkte 430 MPa) bedraagt de toelaatbare ringspanning met een veiligheidsfactor van 3 ongeveer 143 MPa. Hiermee wordt de minimale schaalwanddikte ingesteld voor een gegeven riemspanning en poeliediameter.
De eindschijf brengt de riembelasting over van de schaal naar de naaf en as. Het falen van de eindschijf – meestal scheuren bij de naaflas of bij de schaallas – is de meest voorkomende structurele faalwijze bij trommelkatrollen.
Geprofileerde eindschijven (gefreesd uit een massieve stalen plaat waarbij de naaf in de schijf is geïntegreerd) elimineren de las tussen naaf en schijf, wat het belangrijkste faalpunt is bij katrollen met gelaste naaf. Geprofileerde eindschijven zijn standaard op katrollen met hoge spanning (> 300 kN effectieve spanning) en op katrollen voor mijngebruik waarbij betrouwbaarheid van cruciaal belang is.
Verschijning: De riem slipt op de aandrijfpoelie tijdens het starten of onder piekbelasting; rubberen bekleding vertoont snelle slijtage; Het oppervlak van de riem vertoont brandplekken.
Oorzaken:
Onvoldoende wikkelhoek: riemwikkeling onder 180° zorgt voor onvoldoende wrijvingskracht
Onjuiste bekleding: blank staal of versleten rubberen bekleding in natte omstandigheden
Onvoldoende opwikkelspanning —
te laag om slip onder de Euler-Eytelwein-vergelijking te voorkomen
Overbelaste transportband – effectieve spanning
groter is dan de maximaal overdraagbare wrijvingskracht
Corrigerende actie:
Voeg een stompe katrol toe om de wikkelhoek te vergroten tot 200–220°
Vervangen door gegroefde rubberen of keramische bekleding voor natte omstandigheden
Verhoog de opwikkelspanning (controleer of het opwikkelsysteem correct functioneert)
Controleer of de transportband niet overbelast is; controleer de werkelijke tonnage ten opzichte van de ontwerpcapaciteit
Uiterlijk: Volledige breuk van de poelie-as, meestal bij de naaf of bij de lagerzitting. Catastrofaal falen: de poelie valt en de riem wordt vernietigd.
Oorzaken:
Ondermaatse as: asdiameter onvoldoende voor de werkelijke riemspanningen - de meest voorkomende oorzaak bij vervangende poelies die alleen op basis van de riembreedte worden gespecificeerd zonder de werkelijke asspanningen te berekenen
Spiebaanspanningsconcentratie: De spiebaan creëert een spanningsconcentratie die de effectieve vermoeiingssterkte van de as met 30-50% vermindert - assen met spiebanen moeten een lagere toegestane spanning gebruiken dan gladde assen
Corrosiemoeheid: Corrosieputvorming op het asoppervlak veroorzaakt vermoeiingsscheuren bij lagere spanningsniveaus
Corrigerende actie:
Bereken de asdiameter opnieuw met behulp van de driecriteriamethode (torsie, buiging, doorbuiging)
Specificeer EN19 of 42CrMo asmateriaal voor hoogspanningstoepassingen
Gebruik een perspassing of een sleutelloze vergrendeling in plaats van een spieboring om spiebaanspanningsconcentratie te elimineren
Breng corrosiebescherming (verzinken, epoxycoating) aan op asoppervlakken in natte omgevingen
Uiterlijk: Scheuren bij de las tussen de eindschijf en de schaal, of tussen de naaf en de eindschijf. Olie- of vetlekkage uit het lagerhuis geeft aan dat doorbuiging van de as de lagerafdichting heeft beschadigd.
Oorzaken:
Gelast naafontwerp onder hoge belasting: de naaf-naar-schijf-las is een spanningsconcentratie die gevoelig is voor vermoeidheid - onvoldoende voor toepassingen met hoge spanning
Resonantie: De katrol werkt op of nabij zijn natuurlijke frequentie, waardoor versterkte dynamische belastingen op de lassen ontstaan
Onjuiste lasprocedure: Onvoldoende laspenetratie of onjuiste voorverwarming zorgt voor een zwakke las die scheurt onder cyclische belasting
Corrigerende actie:
Specificeer een geprofileerde eindschijfconstructie (naaf in schijf gefreesd, geen naaflas) voor katrollen met effectieve spanning > 200 kN
Controleer of de werksnelheid van de poelie niet in de buurt ligt van de natuurlijke frequentie van de poelie
Specificeer lassen met volledige penetratie met voorverwarming en warmtebehandeling na het lassen voor alle structurele lassen
Uiterlijk: De rubberen of keramische bekleding komt in delen los van de poeliebehuizing; kale stalen schaal zichtbaar; Het slippen van de riem begint.
Oorzaken:
Onvoldoende voorbereiding van het oppervlak: De poeliebehuizing is niet goed gestraald en gegrond voordat de bekleding wordt aangebracht - de lijmverbinding mislukt onder de schuifspanning van de riemtractie
Materiaalterugvoer: Materiaal dat tussen de riem en de bekleding zit, creëert een wigkracht die de bekleding geleidelijk optilt
Thermische cycli: Bij transportbanden voor buitengebruik vermoeien thermische uitzettings- en krimpcycli de lijmverbinding tussen de bekleding en de schaal
Corrigerende actie:
Specificeer warmgevulkaniseerde bekledingen (verlijmd onder hitte en druk) in plaats van koudverlijmde bekledingen voor aandrijfpoelies met hoge spanning - gevulkaniseerde bekledingen hebben een 3-5x betere hechtsterkte
Zorg ervoor dat het oppervlak van de schaal onmiddellijk vóór het aanbrengen van de bekleding wordt gestraald tot Sa 2,5 (bijna wit metaal).
Installeer riemreinigers om de terugvoer van materiaal naar de aandrijfpoelie te verminderen
Uiterlijk: geluid en trillingen van het lagerhuis van de poelie; temperatuurstijging van lagers; uiteindelijke inbeslagname.
Oorzaken:
Overmatige asdoorbuiging: een asdoorbuiging boven de toegestane limiet (0,0015–0,0017 rad) veroorzaakt een verkeerde uitlijningsbelasting op het lager, waardoor de levensduur van het lager dramatisch wordt verkort
Binnendringen van vervuiling: stof en vocht passeren de lagerafdichting en vervuilen het vet
Onvoldoende lagergrootte: De dynamische belastingswaarde van het lager is onvoldoende voor de werkelijke asbelasting en de vereiste L10-levensduur
Corrigerende actie:
Controleer of de asdoorbuiging bij de lagerzitting niet groter is dan 0,0015–0,0017 radialen — herbereken met werkelijke riemspanningen
Upgrade lagerhuisafdichtingen voor stoffige of natte omgevingen
Controleer of de L10-levensduurberekening alle belastingen omvat (radiaal door riemspanningen + axiaal door verkeerde uitlijning)
Gebruik rubberen bekledingen (gegroefd) voor standaardtoepassingen in droge tot matig natte omstandigheden; deze zijn goedkoper en gemakkelijker te vervangen. Specificeer keramische bekleding wanneer: (1) de transportband continu in natte of modderige omstandigheden werkt (steenkoolwasserij, verwerking van mineralen); (2) de riemspanning is hoog en het risico op slippen is aanzienlijk; (3) de terugvoer van materiaal is ernstig en slijt snel door het achterblijven van rubber. Keramische bekleding levert μ = 0,40–0,45 op in natte omstandigheden versus μ = 0,30–0,35 voor gegroefd rubber. Dit verschil kan de marge zijn tussen een betrouwbare werking en chronische riemslip.
Voor aandrijfpoelies voor mijngebruik met effectieve spanningen boven 150 kN, specificeer het asmateriaal van EN19 (709M40) of 42CrMo gelegeerd staal. EN19 heeft een toelaatbare buigspanning van 83 MPa – bijna het dubbele van de 43 MPa van EN3 zacht staal – waardoor een kleinere asdiameter mogelijk is voor dezelfde belasting, of een veel hogere veiligheidsmarge biedt voor dezelfde diameter. Gebruik altijd sleutelloze vergrendelingsconstructies (krimpschijven) in plaats van spieboringen op hoogspanningsmijnkatrollen; de spiebaanspanningsconcentratie vermindert de effectieve vermoeiingssterkte met 30-50%.
Bereken drie diameters en selecteer de grootste: (1) op torsie gebaseerde diameter met behulp van de Guest-formule met de effectieve spanning en katroldiameter; (2) op buiging gebaseerde diameter met behulp van de Rankine-formule met het equivalente buigmoment (inclusief belastingsfactor).
= 1,5–1,75 en koppelfactor
= 1,25–1,40); (3) op doorbuiging gebaseerde diameter die ervoor zorgt dat de doorbuiging van de as bij de lagerzitting niet groter is dan 0,0015–0,0017 radialen. Voor aandrijfpoelies met hoge spanning is doorgaans de op buiging gebaseerde diameter bepalend.
Het slippen van de riem treedt op wanneer de effectieve spanning (vereiste aandrijfkracht) groter is dan de maximale wrijvingskracht die de poelie kan overbrengen:
. Correctieopties in volgorde van voorkeur: (1) vergroot de wikkelhoek door een stompe katrol toe te voegen (meest effectief); (2) upgrade bekleding van gewoon rubber naar gegroefd rubber of keramiek (verhoogt μ); (3) verhoog de opnamespanning (verhoogt
). Verhoog niet simpelweg de opwikkelspanning zonder de hoofdoorzaak aan te pakken; een te hoge opwikkelspanning verhoogt de buigbelastingen van de as en verkort de levensduur van de lagers.
De rubberen bekleding moet worden vervangen wanneer de dikte van de bekleding door slijtage is teruggebracht tot 50% van de originele bekleding (doorgaans 3 tot 5 jaar voor standaardgebruik; 1 tot 2 jaar voor schurende toepassingen). Keramische bekledingen moeten worden vervangen wanneer meer dan 10-15% van de keramische tegels gebarsten is of ontbreekt. Een poelie met ontbrekende tegels zorgt voor ongelijkmatige bandbelasting en scheefloop van de band. Inspecteer de laklaag elk kwartaal op delaminatie, barsten en slijtage. Vroegtijdig gedetecteerde delaminatie kan vaak worden gerepareerd door opnieuw te verbinden; delaminatie die zich naar de schaal heeft ontwikkeld, vereist een volledige nieuwe laklaag.
Een opwikkelpoelie is speciaal ontworpen om de riemspanning op peil te houden door axiaal te bewegen in een opwikkelframe (zwaartekracht of schroefopname). Hij moet ontworpen zijn voor de opwikkelkracht plus de riemspanning aan beide zijden. Een bochtpoelie leidt het riempad eenvoudigweg naar een vaste locatie; hij beweegt niet en zorgt niet voor spanning. Buigpoelies dragen alleen de resultante van de twee riemspanningen in de buighoek en zijn doorgaans niet vertraagd. Opwikkelpoelies kunnen voorzien zijn van een coating (gewoon rubber) om materiaalophoping op het poelievlak te voorkomen.
Yile Machinery ontwerpt en produceert op maat gemaakte transportbandkatrollen voor toepassingen voor de behandeling van bulkmateriaal in de mijnbouw, cement, staal en energieopwekking. Onze poelies zijn ontworpen voor de werkelijke riemspanningen en bedrijfsomstandigheden van elke toepassing – niet geselecteerd uit een standaardcatalogus alleen op riembreedte.
Onze productiemogelijkheden voor transportbandrollen:
Katroltypes: Aandrijf-/kopkatrollen, staartkatrollen, opwikkelkatrollen, stompe katrollen, buigkatrollen, vleugelkatrollen, spiraaltrommelkatrollen
Bandbreedtes: 500 mm tot 2.400 mm; aangepaste breedtes op aanvraag
Katroldiameters: 300 mm tot 1.500 mm; ontworpen klasse katrollen tot 2.000 mm
Shell-materialen: constructiestaal (Q345B / A572 Gr.50); mijnbouw met zware muren
Asmaterialen: EN8 (080M40) standaardgebruik; EN19 (709M40) / 42CrMo heavy duty en mijnbouw
Naafaansluitingen: boring met spie; conische vergrendeling / QD-bus; sleutelloze vergrendeling (krimpschijf)
Bekleding: Heet gevulkaniseerd rubber (gewoon en gegroefd); keramische tegels; polyurethaan; koudgebonden voor vervanging ter plaatse
Eindschijfconstructie: standaard gelaste naaf; geprofileerde eindschijf (naaf in schijf bewerkt) voor hoogspanningstoepassingen
Technische documentatie: Rapport asspanningsberekening; lager L10 levensduurberekening; doorbuiging verificatie; dynamisch balanscertificaat (ISO 1940/1)
Gerelateerde producten en technische bronnen:
Op maat gemaakte transportbandaandrijving Trommelriemschijf - productpagina met volledige specificaties
Selectiegids voor transportrollen - CEMA-serie, draagvermogen en levensduur van lagers voor spanrollen
Selectiegids voor industriële spiraalvormige en kegelvormige tandwielkasten - selectie van tandwielkasten met transportbandaandrijving en methodologie voor servicefactoren
Trommelkoppeling voor kraan- en takelaandrijvingen - aandrijfkoppelingen voor riemschijfassen van transportbanden
Gesmede versus gegoten stalen assen voor brekers - asmateriaal en referentie van het smeedproces
Op maat gemaakte smeedstukken - Assen, tandwielstukken en ringsmeedstukken - gesmede katrolassen en naven
Mijnbouw- en cementindustrieoplossingen – complete levering van componenten voor transportbanden in de mijnbouw en cementfabrieken
Staal- en metaalverwerkingsoplossingen - transportbandcomponenten voor de verwerking van staalfabrieksmateriaal
Om een offerte te ontvangen, geeft u het volgende op:
✅ Katroltype (aandrijving / staart / opname / stomp / bocht)
✅ Bandbreedte (mm) en bandsnelheid (m/s)
✅ Riemspanningen:
En
(kN), of transportcapaciteit en -lengte voor berekening
✅ Vereiste poeliediameter en spanlengte (of riemspanningswaarde PIW)
✅ Bekledingstype vereist (rubber / gegroefd rubber / keramiek / polyurethaan)
✅ Schachtmateriaal en naafverbindingsstijl
✅ Omgevingsomstandigheden (nat / stoffig / corrosief / temperatuurbereik)
✅ Aantal en gewenste leverdatum
✅ Bestaande poelietekening of typeplaatjegegevens voor vervanging
E-mail: sales@yilemachinery.com
Offerteaanvraag indienen: www.yilemachinery.com/contactus.html
Op alle technische vragen wordt binnen 24 uur gereageerd. Rapporten voor het berekenen van de asspanning worden bij elke bestelling van een poelie geleverd.
Selectie van transportrollen: CEMA-serie, belastingswaarde en levensduur van lagers
Selectiegids voor industriële spiraalvormige en kegelvormige tandwielkasten
Trommelkoppeling voor kraan en takel: koppel- en selectiegids
Walserijrollen: materiaalkeuzegids voor werkrollen en back-uprollen
Op maat gemaakte smeedstukken - tandwielspaties, ringsmeedstukken en assen
