Konveyör Kasnağı Seçimi: Şaft Tasarımı, Bant Gerginliği, Gecikme ve Arıza Modu Kılavuzu

Konveyör kasnağı ticari bir bileşen değildir. Saatte 3.000 ton demir cevheri veya kömür taşıyan bir dökme malzeme taşıma sisteminde, tahrik kasnağı, 500 kN·m'yi aşan birleşik bükülme momentlerine ve her iki tarafta 200-500 kN'lik kayış gerilimlerine maruz kalabilen bir şaft aracılığıyla yüzlerce kilovatlık güç iletir. Bir standart çaptan daha küçük boyutlu bir şaft veya ıslak koşullar altında bandın kaymasına izin veren gecikmeli bir seçim, doğrudan üretim kaybı olarak saat başına binlerce dolara mal olan bir konveyör durmasına neden olur. Ancak konveyör kasnakları rutin olarak gerçek şaft gerilimleri hesaplanmadan, yatak yuvalarındaki sapma doğrulanmadan ve gecikme tipini gerçek çalışma koşullarıyla eşleştirmeden yalnızca bant genişliğine göre belirlenir.

Bu kılavuz, konveyör kasnağı seçimi ve teknik özellikleri için eksiksiz bir mühendislik çerçevesi sağlar; kasnak türleri ve işlevlerini, yüz uzunluğundan gecikme tipine kadar dokuz adımlı seçim sürecini, birleşik bükme ve burulma için şaft tasarım metodolojisini, taç profili seçimini ve yetersiz spesifikasyondan veya yanlış gecikmeden kaynaklanan arıza modlarını kapsar. Ağır dökme malzeme taşıma sistemleri için yeni veya yedek makaralar belirlemesi gereken konveyör mühendisleri, bakım mühendisleri ve satın alma yöneticileri için yazılmıştır.

Bölüm 1: Konveyör Kasnak Çeşitleri ve İşlevleri

Bantlı konveyör sistemi, her biri belirli bir işlev için tasarlanmış ve farklı yükleme koşullarına tabi olan birden fazla kasnak tipi kullanır. Her konum için doğru kasnak tipinin belirlenmesi, kasnak seçiminde ilk adımdır.

1.1 Tahrik (Kafa) Kasnağı

Tahrik kasnağı, konveyörün birincil güç aktarım bileşenidir. Konveyörün boşaltma ucunda (kafasında) bulunur ve konveyör dişli kutusu ve motor tarafından bir şaft kaplini aracılığıyla tahrik edilir. Tahrik kasnağı:

• Tahrik torkunu, kasnak yüzü (veya gecikmesi) ile kayış arasındaki sürtünme yoluyla kayışa iletir

• Sistemdeki en yüksek kayış gerginliklerini destekler — sıkı taraf gerginliği (

  

  ) ve gevşek taraf gerilimi (

  

  ) her ikisi de tahrik kasnağı miline aynı anda etki eder

• Gecikme ile bant arasındaki sürtünme katsayısı yetersizse kasnağın bant kayması yaşama olasılığı en yüksek midir?

Tahrik makaraları her zaman gecikmelidir; çıplak çelik makaralar, gerekli tahrik kuvvetini kayma olmadan iletmek için yetersiz sürtünme katsayısına (μ ≈ 0,35 kuru, ≈ 0,05 ıslak) sahiptir. Kauçuk gecikmesi μ'yi 0,40-0,45'e (kuru) ve 0,35'e (ıslak) yükseltir; seramik gecikmesi μ'yi 0,45–0,50'ye (kuru) ve 0,40–0,45'e (ıslak) yükseltir.

1.2 Kuyruk Makarası

Kuyruk makarası konveyörün yükleme ucunda bulunur. Bandı dönüş yolundan taşıma yoluna geri yönlendirir. Kuyruk makarası:

• Tahrik makarasından daha düşük kayış gerginliklerini taşır (tipik olarak yalnızca gevşek taraftaki gerginlik

  

  artı alma gerilimi)

• Geri dönüş koşusundan sonra kayışın temas ettiği ilk tambur mudur — kuyruk tamburu yüzeyinde malzeme birikmesi, bandın yanlış takibine ve eşit olmayan bant aşınmasına neden olur

• Malzeme birikmesini önlemek için gecikmeli (düz kauçuk) olabilir; kanat tipi kuyruk makaraları yapışkan malzemelerin bulunduğu uygulamalarda kendi kendini temizleme amacıyla kullanılır

1.3 Germe Kasnağı

Sarma makarası, kontrollü bir gerdirme kuvveti sağlayarak konveyör sistemi boyunca doğru bant gerginliğini korur. Tipik olarak konveyörün kuyruk ucunun yakınında bulunur ve bant esnedikçe kasnağın eksenel olarak hareket etmesine olanak tanıyan kayar veya yerçekimiyle kaldırma çerçevesine monte edilir.

Gerdirme gerilimi aşağıdakiler için yeterli olmalıdır:

• En kötü çalıştırma ve yükleme koşullarında tahrik kasnağında kayışın kaymasını önleyin

• Taşıyıcı avaralar arasındaki bant sarkmasını izin verilen değere kadar sınırlayın (tipik olarak rölanti aralığının %1,5-2,0'ı)

• Bandın, avara kasnaklarını kaldırmadan dikey virajları geçebilmesi için yeterli gerginlik sağlayın

1.4 Saplama Kasnağı

Tahrik kasnağı etrafındaki kayış sarma açısını arttırmak için döner kasnak, tahrik kasnağının yakınına konumlandırılmıştır. Sarma açısının arttırılması, kayış gerginliğini artırmadan doğrudan aktarılabilir maksimum sürtünme kuvvetini (ve dolayısıyla maksimum tahrik kuvvetini) artırır.

Sarma açısı ile maksimum gerilim oranı arasındaki ilişki Euler-Eytelwein denklemiyle verilir:

Nerede:

= sıkı taraf gerilimi (N)

= gevşek taraf gerilimi (N)

= Gecikme ve kayış arasındaki sürtünme katsayısı

= Tahrik kasnağı etrafındaki kayış sarma açısı (radyan)

= Euler sayısı (2,718)

Örnek: Kauçuk gecikmeli (μ = 0,40) ve 180° sargılı (π radyan):

Sargıyı 220°'ye (3,84 radyan) çıkarmak için bir keskinleştirme makarası eklenmesi:

Gerilim oranındaki bu %32'lik artış, konveyörün aynı gevşek taraf gerilimi için %32 daha fazla itici güç iletebileceği veya %24 daha az germe gerilimi ile aynı itici kuvveti koruyabileceği anlamına gelir.

1.5 Bükme Kasnağı

Bükme kasnakları bant yolunu ara noktalarda (tipik olarak dikey bir eğrinin alt kısmında veya bir konveyör aktarım noktasında) yeniden yönlendirir. Yalnızca kayış gerginliği yükünü taşırlar (sürüş torku yoktur) ve genellikle gecikmezler. Bükme kasnakları, bükme konumundaki kayış gerginliği ve bükme açısı ile belirlenir; şaft, bükme açısına etki eden iki kayış gerginliğinden kaynaklanan bileşke kuvvete göre tasarlanmalıdır.

Bölüm 2: Dokuz Adımlı Kasnak Seçim Süreci

Adım 1: Yüz Uzunluğunu Belirleyin

Bandın normal çalışma sırasında (yanlış izleme dahil) kasnak uç disklerine temas etmemesini sağlamak için kasnak yüzeyinin uzunluğu banttan daha geniş olmalıdır. Standart kural şudur:

1.200 mm'den geniş bantlar için yan başına 75 mm ekleyin (toplam 150 mm). Bant takibinin zayıf olduğu veya yanal kuvvetlerin yüksek olduğu konveyörler (kavisli konveyörler, yüksek hızlı konveyörler) için kenar başına 100 mm ekleyin.

Standart yüz uzunluğu kuralları:

Adım 2: Kayış Gerginliğini Belirleyin

Kayış gerginliği, kasnak mili tasarımı için en kritik girdidir. Kasnak miline etki eden kayış gerilimleri şunlardır:

Sıkı taraf gerilimi (

): Tahrik makarasının yüksek gerilim tarafındaki kayıştaki gerilim. Bu, etkin gerilimin (itici kuvvet) ve gevşek taraf geriliminin toplamıdır.

Gevşek taraf gerilimi (

): Tahrik kasnağının düşük gerilim tarafındaki kayıştaki gerilim. Bu, toplama sistemi tarafından belirlenir ve kaymayı önlemek için yeterli olmalıdır.

Etkili gerginlik (

): Kasnak tarafından iletilen net tahrik kuvveti:

Etkin gerilim, konveyör direnç kuvvetlerinden hesaplanır:

Nerede:

= yapay sürtünme faktörü (bakımlı konveyörler için 0,017–0,025; tipik olarak 0,020)

= konveyör uzunluğu (m)

= 9,81 m/s⊃2;

= birim uzunluk başına bant kütlesi (kg/m)

= birim uzunluk başına malzeme kütlesi (kg/m) =

= Birim uzunluk başına dönen avara kütlesi (kg/m)

= konveyör kaldırma yüksekliği (m) — eğimli konveyörler için pozitif

Adım 3: Kasnak Çapını Belirleyin

Minimum kasnak çapı iki gereksinime tabidir:

Bant bükülme yorulması: Bant kasnağın etrafına sarıldıkça bant karkası bükülür. Küçük çaplı bir kasnak üzerinde tekrarlanan bükülmeler bant karkasını yorar. Kayış yorgunluğunu önlemek için minimum kasnak çapı, kayış yapısı ve gerilim değerine (tipik olarak PIW — bant genişliğinin inç başına poundu olarak ifade edilir) dayalı olarak kayış üreticisi tarafından belirlenir.

Şaft sapması: Daha büyük bir kasnak çapı, kayış temas noktaları ile yatak merkezleri arasındaki mesafeyi arttırır, bu da şaft üzerindeki bükülme momentini artırır. Bununla birlikte, daha büyük bir kasnak çapı aynı zamanda daha büyük bir şaft deliği sağlar ve daha büyük bir şaft çapına olanak tanır; bu da artan momenti fazlasıyla telafi eder.

CEMA minimum kasnak çapı kuralları:

Çok yüksek gerilim değerlerine (> 1.000 PIW) sahip çelik kord kayışları (ST kayışları) için 48'–60' (1.200–1.500 mm) kasnak çapları yaygındır.

Adım 4: Hub Bağlantı Stilini Belirleyin

Göbek, kasnak uç diskini mile bağlar ve tahrik torkunu iletir. Hub bağlantı stilleri şunları içerir:

• Kamalı delik (düz veya konik): En basit ve en yaygın olanı; bir anahtar, mil ile göbek arasında torku iletir. Orta torklar için uygundur. Kama yuvasındaki gerilim konsantrasyonu mil yorulma mukavemetini azaltır.

• Sıkı geçme (bastırarak geçirme): Göbek, sıkı geçmeyle şaftın üzerine bastırılır; sürtünme torku iletir. Kama yuvasında gerilim konsantrasyonu yoktur; yüksek yorulma gerektiren uygulamalar için tercih edilir.

• Konik kilit / QD burç: Parçalı konik bir burç, cıvatalarla mile sıkıştırılarak yüksek sürtünmeli sıkı geçme sağlanır. Ekipmana basmadan kolay kurulum ve sökme olanağı sağlar; sahada değiştirme için tercih edilir.

• Anahtarsız kilitleme tertibatı (büzülme diski): Hidrolik veya mekanik bir kilitleme cihazı, göbek ile mil arasında çok yüksek sıkılıkta bir uyum sağlar. En yüksek torklar için kullanılır (yüksek gerilimli konveyörlerdeki büyük tahrik kasnakları).

Adım 5: Kasnak Yapılandırmasını Belirleyin

Kasnak kabuğu konfigürasyonları şunları içerir:

• Tambur kasnağı (standart): Uç disklere ve göbeğe kaynaklanmış silindirik çelik kabuk. Tüm makara tipleri için en yaygın konfigürasyon.

• Kanat kasnağı: Sürekli kabuğu olmayan açık kanat yapısı — kayış bir dizi çelik kanatla temas eder. Kendi kendini temizleme — malzeme kanatların arasındaki boşluklardan düşer. Yapışkan veya ıslak malzemeli uygulamalarda kuyruk makaraları ve geri dönüş makaraları için kullanılır.

• Spiral tambur kasnağı: Bir tambur kasnağının etrafına helisel olarak sarılmış bir çift çelik çubuk. Spiral hareket, dönüş sırasında malzemeyi konveyörün yanlarına boşaltır; kanat kasnağının bant titreşimi olmadan temizleme işlemi sağlar.

Adım 6: Taç Profilini Belirleyin

Bir kasnak yüzünün tepesi (veya bombesi), kenarlara göre yüzün merkezinde çaptaki hafif bir artıştır. Taç, bandın kasnak üzerinde merkezlenmesine yardımcı olur ve bandın kaymasını önler. Taç stilleri şunları içerir:

• Düz yüz (taçsız): Geniş bantlar (> 1.200 mm) ve çelik kordlu bantlar için kullanılır; bant taçlı yüze uyum sağlayamayacak kadar serttir ve taç, genişlik boyunca eşit olmayan bant gerginliğine neden olur.

• Trapez taç: Konik kenarları olan düz bir orta bölüm. Orta hizmet tipi konveyörler için en yaygın taç stili.

• Yarıçaplı taç (tam taç): Kenardan merkeze sürekli bir eğri. En düzgün bant takibini sağlar ve yüksek hızlı konveyörler ve hassas bant merkezleme gerektiren uygulamalar için tercih edilir.

Taç yüksekliği kuralları:

Adım 7: Gecikme Türünü Belirleyin

Gecikme, kasnak ile kayış arasındaki sürtünme katsayısını artırmak, kasnak kabuğunu aşınmaya karşı korumak ve bant takibini iyileştirmek için kasnak yüzeyine uygulanan kaplamadır. Gecikmeli seçim, kasnak spesifikasyonunda en önemli kararlardan biridir.

(Gecikmeli seçim kılavuzunun tamamı için Bölüm 3'e bakın.)

Adım 8: Mil Malzemesini ve Çapını Belirleyin

Şaft tasarımı, kasnak spesifikasyonunda en kritik mühendislik hesaplamasıdır. Şaft, bükülme (kayış gerilimlerinden) ve burulma (tahrik kasnağında tahrik torkundan) birleşik etkisine göre tasarlanmalıdır.

(Tam şaft tasarım metodolojisi için Bölüm 4'e bakın.)

9. Adım: Performans Gereksinimlerini Doğrulayın

Son doğrulama kontrolleri şunları içerir:

• Kayış gerginliği ve kasnak ağırlığının birleşiminden kaynaklanan kabuk gerilimi

• Çalışma hızı ve yükte rulman seçimi ve L10 ömrü

• Dinamik denge gereksinimleri (standart konveyörler için ISO 1940/1 Sınıf G6.3; yüksek hızlı konveyörler > 5 m/s bant hızı için G2.5)

• Çalışma ortamı için korozyondan korunma gereklilikleri

Bölüm 3: Gecikme Seçimi - Yüzeyin Uygulamayla Eşleştirilmesi

3.1 Gecikme Neden Önemlidir

Tahrik kasnağının kayışa iletebileceği sürtünme kuvveti:

Bu kuvvet etkin gerilime eşit veya daha fazla olmalıdır

Konveyörü sürmek için gereklidir. Sürtünme katsayısı ise

çok alçaksa (örneğin, ıslak koşullarda çıplak çelik kasnak), kayış kasnak üzerinde kayar; bu da hem kayışın hem de kasnak yüzeyinin hızla aşınmasına, aşırı ısınmaya ve potansiyel bant hasarına neden olur.

3.2 Gecikme Türleri ve Performansı

Düz kauçuk gecikmesi:

• Malzeme: Doğal kauçuk veya SBR (stiren-butadien kauçuk), 60–70 Shore A sertliği

• Kalınlık: Uygulamaya bağlı olarak 6–25 mm

• Sürtünme katsayısı: μ = 0,40–0,45 (kuru); μ = 0,30–0,35 (ıslak)

• Uygulamalar: Kuru ila orta derecede ıslak koşullarda standart tahrik kasnakları; kuyruk ve viraj kasnakları

• Avantajları: Düşük maliyetli, değiştirilmesi kolay, iyi şok emilimi

• Sınırlamalar: Sürekli ıslak koşullarda yetersiz sürtünme; malzemenin geri taşınmasından dolayı aşınmaya maruz kalabilir

Yivli kauçuk gecikmesi:

• Yüzeye kesilmiş elmas veya balıksırtı oluklu düz kauçuk

• Oluklar, suyu kayış-kasnak temas bölgesinden uzaklaştırarak ıslak koşullarda daha yüksek etkili sürtünme katsayısını korur

• Sürtünme katsayısı: μ = 0,35–0,40 (ıslak) — ıslak koşullarda düz kauçuğa göre önemli ölçüde daha iyi

• Dış mekan konveyörlerindeki veya ıslak proses ortamlarındaki (kömür yıkama tesisleri, maden işleme tesisleri) tahrik kasnakları için standart spesifikasyon

• Oluk deseni: Elmas oluk en yaygın olanıdır; Balıksırtı oluğu daha iyi kendi kendini temizleme eylemi sağlar

Seramik gecikmesi:

• Kauçuk bir destek halinde kalıplanmış, genellikle %92-96 saflıkta alüminyum oksit (Al₂O₃) seramik karolar

• Seramik karo yüzeyi çok yüksek sürtünme katsayısı sağlar: μ = 0,45–0,50 (kuru); μ = 0,40–0,45 (ıslak)

• Seramik karolar son derece serttir (Mohs 9) ve aşınmaya dayanıklıdır; aşındırıcı koşullarda seramik kaplama, kauçuk kaplamaya göre 3-5 kat daha uzun ömürlüdür

• Uygulamalar: Yüksek gerilimli konveyörlerdeki tahrik kasnakları, ıslak ve çamurlu koşullar (demir cevheri, kömür, mineral kumları), yüksek malzeme geri taşınan konveyörler

• Sınırlamalar: Kauçuğa göre daha yüksek maliyet; kasnak şiddetli darbe yüküne maruz kalırsa seramik karolar çatlayabilir; sık geri dönüş yapan konveyörler için önerilmez

Poliüretan gecikmesi:

• Dökme veya kalıplanmış poliüretan, 80–95 Shore A sertliği

• Mükemmel aşınma direnci — doğal kauçuktan 3–4 kat daha iyi

• İyi sürtünme katsayısı: formülasyona bağlı olarak μ = 0,35–0,45

• Uygulamalar: Aşındırıcı ortamlardaki kuyruk ve bükme kasnakları; Aşınma direncinin birincil gereklilik olduğu tahrik kasnakları

• Avantajları: Aşındırıcı koşullarda çok uzun servis ömrü; kasnak kabuğu üzerine yerine dökülebilir

Kaynak gecikmesi (sert kaplama):

• Doğrudan kasnak kabuğuna kaynaklanmış krom karbür veya tungsten karbür sert kaplama

• Son derece yüksek aşınma direnci — en aşındırıcı ortamlarda (demir cevheri, sert kaya, aşındırıcı mineral kumları) kullanılır

• Kauçuk destek yoktur — şok emilimi sağlamaz

• Tahrik kasnakları için uygun değildir — sert yüzey kayışla yeterli sürtünmeyi sağlamaz

3.3 Gecikmeli Seçim Matrisi

Bölüm 4: Şaft Tasarımı - Kritik Mühendislik Hesaplaması

4.1 Kasnak Miline Etki Eden Kuvvetler

Kasnak mili aynı anda üç yüke maruz kalır:

1. Kayış gerilimlerinden kaynaklanan eğilme momenti:

İki kayış gerginliği (

Ve

) kayış temas noktalarında kasnağa etki eder. Bunların bileşke kuvveti kasnağın merkezindeki mile etki eder:

180° sarma açısına sahip bir tahrik kasnağı için (

):

Kritik bölümdeki bükülme momenti (tipik olarak göbekte veya yatak yuvasında):

Nerede

yatak merkezi mesafesi ve

kasnağın yüz uzunluğudur.

2. Tahrik torkundan kaynaklanan burulma momenti (yalnızca tahrik kasnağı):

Nerede

etkili gerilim ve

kasnak çapıdır.

3. Milin kendi ağırlığı (büyük kasnaklar için):

Büyük kasnaklar için (çap > 800 mm, yüzey uzunluğu > 1.500 mm), kasnağın kendi ağırlığı, şaft tasarımına dahil edilmesi gereken önemli bir bükme bileşeni ekler.

4.2 Şaft Malzemesi Seçimi

Konveyör kasnaklarında en yaygın olarak kullanılan üç şaft malzemesi şunlardır:

Yukarıda listelenen izin verilen gerilimler halihazırda bir yorulma güvenlik faktörünü içermektedir. Endüstri standardı, dinamik etkileri hesaba katmak için ek yük faktörleri uygular:

• Yük faktörü

  

  = 1,5 ila 1,75 (bükülme momentine uygulanır)

• Tork faktörü

  

  = 1,25 ila 1,40 (burulma momentine uygulanır)

4.3 Mil Çapı Hesabı

Şaft üç bağımsız kriteri karşılamalıdır ve ortaya çıkan en büyük çap geçerli olacaktır:

Kriter 1 – Burulma bazlı çap (Konuk formülü):

Nerede

izin verilen kayma gerilimi (MPa) ve

eşdeğer burulmadır (N·m).

Kriter 2 – Bükülmeye dayalı çap (Rankine formülü):

Nerede

izin verilen bükülme gerilimidir (MPa) ve

eşdeğer bükülme momentidir:

Kriter 3 – Sapmaya dayalı çap:

Yatak yuvasındaki mil sapması izin verilen sınırı aşmamalıdır. endüstri standardı izin verilen maksimum sapma 0,0015 ila 0,0017 radyandır (yaklaşık 5–6 ark dakikası): Rulman yuvasında

Nerede:

= net bileşke kayış gerilimi (kN)

= Yatak merkezinden göbek merkezine olan mesafe (mm)

= göbek aralığı (mm)

= Çelik için Young modülü = 206.000 MPa

= izin verilen sapma (radyan) = 0,0015–0,0017

Son şaft çapı en büyüğüdür

,

, Ve

, bir sonraki standart şaft boyutuna yuvarlanır.

4.4 Çözümlü Örnek: Tahrik Kasnağı Şaft Tasarımı

Verilen:

• Bant genişliği: 1.200 mm → Yüz uzunluğu: 1.400 mm

• Kayış gerginlikleri:

  

  = 180kN,

  

  = 60kN

• Etkili gerginlik:

  

  = 120kN

• Kasnak çapı: 630mm

• Sarma açısı: 200° (3,49 rad)

• Mil malzemesi: EN19 (σ = 83 MPa, τ = 83 MPa)

• Rulman merkezleri: 1.800 mm; göbek aralığı: 1.400 mm

= (1.800 − 1.400)/2 = 200 mm

• Yük faktörü

  

  = 1,5; Tork faktörü

  

  = 1,25

Adım 1: Ortaya çıkan kayış gerginliği

Adım 2: Bükülme momenti

Adım 3: Burulma momenti

Adım 4: Eşdeğer bükülme momenti

Adım 5: Bükülmeye dayalı çap

Adım 6: Sapmaya dayalı çap

Geçerli kriter: Bükülmeye dayalı çap = 226 mm → Standart mil çapını seçin: 240 mm (EN19)

Bu örnek, yüksek gerilimli tahrik kasnaklarında, şaft çapını tipik olarak sapmanın değil, bükülme momentinin yönettiğini göstermektedir.

Bölüm 5: Kabuk ve Uç Disk Tasarımı

5.1 Kabuk (Jant) Gerilimi

Kasnak kabuğu aşağıdakilere maruz kalır:

• kasnak gerilimi Kasnak etrafına sarılan kayış gerginliğinin yarattığı iç basınçtan kaynaklanan

• bükülme gerilimi Kabuk uzunluğu boyunca dağıtılan kayış gerginliği yükünden kaynaklanan

• Disk-kabuk kaynağının uç kısmındaki kaynak gerilimi — tambur kasnaklarında en yaygın arıza yeri

Kabuktaki maksimum çember gerilimi:

Nerede

kabuk duvar kalınlığıdır (mm).

EN8 çeliğinden yapılmış bir gövde için (akma mukavemeti 430 MPa), güvenlik faktörü 3 olan izin verilen çember gerilimi yaklaşık 143 MPa'dır. Bu, belirli bir kayış gerginliği ve kasnak çapı için minimum kabuk duvar kalınlığını ayarlar.

5.2 Uç Disk Tasarımı

Uç diski kayış yükünü kabuktan göbek ve mile aktarır. Uç disk arızaları (tipik olarak göbek kaynağında veya kabuk kaynağında çatlama) tambur kasnaklarındaki en yaygın yapısal arıza türüdür.

Profilli uç diskler (göbek diske entegre edilmiş olarak sağlam bir çelik plakadan işlenmiştir), kaynaklı göbek kasnaklarında birincil arıza noktası olan göbekten diske kaynağı ortadan kaldırır. Profilli uç diskler, yüksek gerilim makaralarında (> 300 kN etkin gerilim) ve güvenilirliğin kritik olduğu maden hizmet makaralarında standarttır.

Bölüm 6: Konveyör Kasnağı Arıza Modu Analizi

6.1 Tahrik Kasnağında Kayış Kayması

Görünüm: Kayış, çalıştırma sırasında veya azami yük altında tahrik kasnağı üzerinde kayıyor; kauçuk gecikmesi hızlı aşınmayı gösterir; kayış yüzeyinde yanık izleri görülüyor.

Kök nedenler:

• Yetersiz sarma açısı — 180°'nin altındaki bant sargısı yetersiz sürtünme kuvveti sağlar

• Yanlış gecikme — ıslak koşullarda çıplak çelik veya aşınmış kauçuk gecikmesi

• Yetersiz germe gerilimi —

  

  Euler-Eytelwein denklemi altında kaymayı önlemek için çok düşük

• Aşırı yüklü konveyör — etkili gerginlik

  

  iletilebilir maksimum sürtünme kuvvetini aşıyor

Düzeltici eylem:

• Sarma açısını 200–220°'ye çıkarmak için bir keskinleştirme kasnağı ekleyin

• Islak koşullar için yivli kauçuk veya seramik gecikmeyle değiştirin

• Gerdirme gerilimini artırın (sarma sisteminin doğru şekilde çalıştığını doğrulayın)

• Konveyörün aşırı yüklü olmadığını doğrulayın — gerçek tonajı tasarım kapasitesiyle karşılaştırın

6.2 Şaft Kırığı

Görünüm: Kasnak milinin, genellikle göbekte veya yatak yuvasında tamamen kırılması. Felaket yaratan arıza — kasnak düşer ve kayış tahrip olur.

Kök nedenler:

• Küçük boyutlu şaft: Şaft çapı, gerçek bant gerilimleri için yetersiz — gerçek şaft gerilimleri hesaplanmadan yalnızca bant genişliğine göre belirlenen kasnakların değiştirilmesindeki en yaygın neden

• Kama yuvası gerilim konsantrasyonu: Kama yuvası, şaftın etkin yorulma mukavemetini %30-50 oranında azaltan bir gerilim konsantrasyonu oluşturur; kama yuvasına sahip miller, düz millere göre daha düşük izin verilen gerilim kullanmalıdır.

• Korozyon yorgunluğu: Şaft yüzeyindeki korozyon çukurları, daha düşük gerilim seviyelerinde yorulma çatlaklarını başlatır

Düzeltici eylem:

• Üç kriter yöntemini (burulma, bükülme, sapma) kullanarak şaft çapını yeniden hesaplayın

• Yüksek gerilim uygulamaları için EN19 veya 42CrMo şaft malzemesini belirtin

• Kama yuvasında stres yoğunlaşmasını ortadan kaldırmak için kamalı delik yerine sıkı geçme veya anahtarsız kilitleme düzeneği kullanın

• Islak ortamlarda şaft yüzeylerine korozyon koruması (çinko kaplama, epoksi kaplama) uygulayın

6.3 Uç Disk Kaynağında Çatlama

Görünüm: Uç disk ile kabuk arasındaki veya göbek ile uç disk arasındaki kaynak yerindeki çatlaklar. Rulman yatağından yağ veya gres sızıntısı, mil sapmasının yatak contasına zarar verdiğini gösterir.

Kök nedenler:

• Yüksek yük altında kaynaklı göbek tasarımı: Göbekten diske kaynak, yorulmaya eğilimli bir gerilim konsantrasyonudur; yüksek gerilim uygulamaları için yetersizdir

• Rezonans: Makara doğal frekansında veya ona yakın bir frekansta çalışarak kaynaklarda dinamik yüklerin artmasına neden olur.

• Yanlış kaynak prosedürü: Yetersiz kaynak nüfuziyeti veya yanlış ön ısıtma, döngüsel yükleme altında çatlayan zayıf bir kaynak oluşturur.

Düzeltici eylem:

• Etkin gerilimi > 200 kN olan kasnaklar için profilli uç disk yapısını (göbek diske işlenmiştir, göbek kaynağı yoktur) belirtin

• Kasnak çalışma hızının kasnağın doğal frekansına yakın olmadığını doğrulayın

• Tüm yapısal kaynaklar için ön ısıtma ve kaynak sonrası ısıl işlemle tam nüfuzlu kaynakları belirtin

6.4 Gecikmeli Delaminasyon

Görünüm: Kauçuk veya seramik gecikme, kasnak kabuğundan bölümler halinde ayrılır; çıplak çelik kabuk açığa çıktı; kayış kayması başlıyor.

Kök nedenler:

• Yetersiz yüzey hazırlığı: Makara kabuğu, gecikmeli uygulamadan önce düzgün şekilde kumlanmış ve astarlanmamış - bant çekişinin kesme gerilimi altında yapışkan bağ başarısız oluyor

• Malzemenin geri taşınması: Bant ile gecikme arasında sıkışan malzeme, gecikmeyi kademeli olarak kaldıran bir sıkıştırma kuvveti oluşturur

• Termal döngü: Dış mekan konveyörlerinde termal genleşme ve büzülme döngüleri, gecikme ile kabuk arasındaki yapışkan bağı yorar

Düzeltici eylem:

• Yüksek gerilimli tahrik kasnakları için soğuk bağlı gecikme yerine sıcak vulkanize edilmiş gecikmeyi (ısı ve basınç altında bağlanmış) belirtin — vulkanize edilmiş gecikme 3–5 kat daha iyi yapışma gücüne sahiptir

• Geciktirme uygulamasından hemen önce kabuk yüzeyinin Sa 2,5'e (beyaza yakın metal) kumlanmış olduğundan emin olun

• Tahrik kasnağı üzerine malzeme taşınmasını azaltmak için bant temizleyicileri takın

6.5 Rulman Arızası

Görünüm: Kasnak yatağı yatağından gelen gürültü ve titreşim; yatak sıcaklığı artışı; nihai nöbet.

Kök nedenler:

• Aşırı şaft sapması: İzin verilen sınırın (0,0015–0,0017 rad) ötesinde şaft sapması, rulman üzerinde yanlış hizalama yüklemesine neden olarak rulman ömrünü önemli ölçüde azaltır.

• Kirlilik girişi: Toz ve nem yatak contasını atlayarak gresi kirletir

• Yetersiz rulman boyutu: Rulman dinamik yük değeri, gerçek mil yükü ve gerekli L10 ömrü için yetersiz

Düzeltici eylem:

• Rulman yuvasındaki mil sapmasının 0,0015-0,0017 radyanı aşmadığını doğrulayın — gerçek kayış gerilimleriyle yeniden hesaplayın

• Tozlu veya ıslak ortamlar için rulman yatağı contalarını yükseltin

• Rulmanın L10 ömrü hesaplamasının tüm yükleri içerdiğini doğrulayın (kayış gerginliklerinden kaynaklanan radyal + yanlış hizalamadan kaynaklanan eksenel)

Sıkça Sorulan Sorular

S1: Tahrik kasnağı için kauçuk ve seramik gecikme arasında nasıl seçim yapabilirim?

Kuru ila orta derecede ıslak koşullardaki standart uygulamalar için kauçuk kaplama (yivli) kullanın; daha düşük maliyetlidir ve değiştirilmesi daha kolaydır. Aşağıdaki durumlarda seramik gecikmesini belirtin: (1) konveyör ıslak veya çamurlu koşullarda (kömür yıkama, maden işleme) sürekli olarak çalıştığında; (2) kayış gerginliği yüksek ve kayma riski önemli; (3) malzemenin geri taşınması şiddetlidir ve kauçuğun hızla gecikmesi nedeniyle aşınır. Seramik gecikmesi ıslak koşullarda μ = 0,40–0,45 sağlarken yivli kauçuk için μ = 0,30–0,35 — bu fark, güvenilir çalışma ile kronik bant kayması arasındaki marj olabilir.

Soru 2: Ağır hizmet tipi maden konveyörü tahrik kasnağı için doğru şaft malzemesi nedir?

Etkin gerilimi 150 kN'nin üzerinde olan maden hizmet tahrik kasnakları için EN19 (709M40) veya 42CrMo alaşımlı çelik şaft malzemesini belirtin. EN19'un izin verilen bükülme gerilimi 83 MPa'dır (EN3 yumuşak çeliğin 43 MPa'sının neredeyse iki katı), aynı yük için daha küçük bir şaft çapına izin verir veya aynı çap için çok daha yüksek bir güvenlik marjı sağlar. Yüksek gerilimli maden kasnaklarında kamalı delikler yerine her zaman anahtarsız kilitleme düzenekleri (büzülme diskleri) kullanın; kama yuvası gerilim konsantrasyonu etkin yorulma mukavemetini %30-50 oranında azaltır.

S3: Konveyör kasnağı için minimum şaft çapını nasıl hesaplarım?

Üç çapı hesaplayın ve en büyüğünü seçin: (1) etkin gerilim ve makara çapını içeren Guest formülünü kullanarak burulma bazlı çap; (2) Rankine formülü kullanılarak eşdeğer bükülme momenti (yük faktörü dahil) kullanılarak bükülmeye dayalı çap

= 1,5–1,75 ve tork faktörü

= 1,25–1,40); (3) yatak yuvasındaki mil sapmasının 0,0015-0,0017 radyanı aşmamasını sağlayan sapmaya dayalı çap. Yüksek gerilimli tahrik kasnakları için genellikle bükülmeye dayalı çap geçerli olur.

S4: Tahrik kasnağında kayışın kaymasına ne sebep olur ve nasıl düzeltilir?

Kayış kayması, etkin gerilim (gerekli tahrik kuvveti) kasnağın iletebileceği maksimum sürtünme kuvvetini aştığında meydana gelir:

. Tercih sırasına göre düzeltme seçenekleri: (1) bir döner kasnak ekleyerek sarma açısını artırın (en etkili); (2) gecikmeyi düz kauçuktan yivli kauçuğa veya seramiğe yükseltin (μ değerini artırır); (3) sarma gerilimini artırın (artırır)

). Temel nedene değinmeden sadece alma gerilimini artırmayın; aşırı germe gerilimi şaftın bükülme yüklerini artırır ve rulman ömrünü kısaltır.

S5: Konveyör kasnağı gecikmesi ne sıklıkla değiştirilmelidir?

Aşınma, gecikme kalınlığını orijinalin %50'sine düşürdüğünde kauçuk gecikmesi değiştirilmelidir (tipik olarak standart görev için 3-5 yıl; aşındırıcı uygulamalar için 1-2 yıl). Seramik karoların %10-15'inden fazlası çatladığında veya eksik olduğunda seramik gecikmesi değiştirilmelidir; eksik fayanslı bir kasnak, eşit olmayan bant yüklemesine ve bantta yanlış yola neden olur. Gecikmeyi üç ayda bir katmanlara ayrılma, çatlama ve aşınma açısından inceleyin; erken tespit edilen katmanlara ayrılma genellikle yeniden birleştirmeyle onarılabilir; kabuğa doğru ilerleyen delaminasyon tamamen yeniden gecikmeyi gerektirir.

S6: Germe kasnağı ile bükme kasnağı arasındaki fark nedir?

Germe kasnağı, bir sarma çerçevesinde (yerçekimi veya vidalı sarma) eksenel olarak hareket ederek bant gerginliğini korumak için özel olarak tasarlanmıştır. Her iki taraftaki sarma kuvveti artı kayış gerginliğine göre tasarlanmalıdır. Bükme kasnağı bant yolunu sabit bir konuma yönlendirir; hareket etmez ve gerginlik sağlamaz. Bükme kasnakları, yalnızca bükme açısındaki iki kayış geriliminin sonucunu taşır ve genellikle gecikmez. Makara yüzeyinde malzeme birikmesini önlemek için germe makaraları gecikmeli (düz kauçuk) olabilir.

Yile Machinery: Özel Tasarımlı Konveyör Kasnakları

Yile Machinery, madencilik, çimento, çelik ve enerji üretimindeki dökme malzeme taşıma uygulamaları için özel konveyör kasnakları tasarlıyor ve üretiyor. Kasnaklarımız, yalnızca bant genişliğine göre standart bir katalogdan seçilmeyen, her uygulamanın gerçek bant gerginliklerine ve çalışma koşullarına göre tasarlanmıştır.

Konveyör kasnağı üretim yeteneklerimiz:

• Kasnak tipleri: Tahrik/baş kasnaklar, kuyruk kasnaklar, gergi kasnaklar, saplama kasnaklar, bükme kasnaklar, kanat kasnaklar, spiral tambur kasnaklar

• Bant genişlikleri: 500 mm ila 2.400 mm; istek üzerine özel genişlikler

• Kasnak çapları: 300 mm ila 1.500 mm; 2.000 mm'ye kadar mühendislik sınıfı kasnaklar

• Gövde malzemeleri: Yapısal çelik (Q345B / A572 Gr.50); mayın tipi ağır duvar inşaatı

• Şaft malzemeleri: EN8 (080M40) standart hizmet; EN19 (709M40) / 42CrMo ağır hizmet ve maden hizmeti

• Hub bağlantıları: Kamalı delik; konik kilit / QD burç; anahtarsız kilitleme tertibatı (büzülme diski)

• Gecikme: Sıcak vulkanize kauçuk (düz ve yivli); seramik karo; poliüretan; Saha değişimi için soğuk bağlanmış

• Uç disk yapısı: Standart kaynaklı göbek; yüksek gerilim uygulamaları için profilli uç disk (diske işlenmiş göbek)

• Mühendislik belgeleri: Şaft gerilimi hesaplama raporu; L10 ömrünün hesaplanması; sapma doğrulaması; dinamik denge sertifikası (ISO 1940/1)

İlgili ürünler ve teknik kaynaklar:

• Özelleştirilmiş Konveyör Tahrikli Tambur Kayış Kasnağı — tüm özellikleri içeren ürün sayfası

• Konveyör Avara Makarası Seçim Kılavuzu — Avara makaraları için CEMA serisi, yük değeri ve yatak ömrü

• Endüstriyel Helisel ve Konik-Helisel Dişli Kutusu Seçim Kılavuzu - konveyör tahrikli dişli kutusu seçimi ve servis faktörü metodolojisi

• Vinç ve Vinç Tahrikleri için Tambur Kaplini — konveyör başlığı kasnak milleri için tahrik kaplinleri

• Kırıcılar için Dövme ve Dökme Çelik Şaftlar - şaft malzemesi ve dövme işlemi referansı

• Özel Dövmeler - Şaftlar, Dişli Boşlukları ve Halka Dövmeleri - dövme kasnak milleri ve göbekleri

• Madencilik ve Çimento Endüstrisi Çözümleri — madencilik ve çimento fabrikası konveyörleri için komple bileşen tedariği

• Çelik ve Metal İşleme Çözümleri — çelik fabrikasında malzeme elleçlemeye yönelik konveyör bileşenleri

Teklif almak için şunları sağlayın:

• ✅ Kasnak tipi (tahrik / kuyruk / alma / eğme / bükme)

• ✅ Bant genişliği (mm) ve bant hızı (m/s)

• ✅ Kayış gerginlikleri:

  

  Ve

  

  (kN) veya hesaplama için konveyör kapasitesi ve uzunluğu

• ✅ Gerekli kasnak çapı ve yüz uzunluğu (veya kayış gerginlik derecesi PIW)

• ✅ Gecikme türü gereklidir (kauçuk / yivli kauçuk / seramik / poliüretan)

• ✅ Mil malzemesi ve göbek bağlantı stili

• ✅ Çevresel koşullar (ıslak/tozlu/aşındırıcı/sıcaklık aralığı)

• ✅ Adet ve istenilen teslim tarihi

• ✅ Değiştirme için mevcut kasnak çizimi veya isim plakası verileri

E-posta: sales@yilemachinery.com

Teklif Talebini Gönder: www.yilemachinery.com/contactus.html

Tüm teknik sorularınıza 24 saat içinde yanıt verilir. Her tasarlanmış kasnak siparişi ile birlikte şaft gerilimi hesaplama raporları sağlanır.

İlgili Teknik Kaynaklar

• Konveyör Avara Rulo Seçimi: CEMA Serisi, Yük Değeri ve Rulman Ömrü Kılavuzu

• Endüstriyel Helisel ve Konik-Helisel Redüktör Seçim Kılavuzu

• Vinç ve Vinç için Tambur Kaplini: Tork Değeri ve Seçim Kılavuzu

• Tel Halat Makarası: Yiv Tasarımı ve D/d Oranı Kılavuzu

• Haddehane Merdaneleri: İş Rulosu ve Yedek Rulo Malzeme Seçim Kılavuzu

• Kırıcılar için Dövme ve Dökme Çelik Şaftlar

• Özel Dövmeler — Dişli Boşlukları, Dövme Halkalar ve Şaftlar

• Madencilik ve Çimento Sektörü Çözümleri