Вибір конвеєрного шківа: конструкція валу, натяг ременя, затримка та режим відмови

Шків конвеєра не є товарною складовою. У системі транспортування сипучих матеріалів, що переміщує 3000 тонн залізної руди або вугілля на годину, ведучий шків передає сотні кіловат потужності через вал, який може піддаватися сумарному згинальному моменту, що перевищує 500 кН·м, і натягу ременя 200–500 кН з кожного боку. Вал, розмір якого менший на один стандартний діаметр — або вибір із затримкою, який допускає прослизання стрічки під час вологих умов — безпосередньо призводить до зупинки конвеєра, що коштує тисячі доларів за годину через втрату продукції. Тим не менш, конвеєрні шківи зазвичай визначаються тільки шириною стрічки, без розрахунку фактичних напружень на валу, без перевірки прогину в посадочних місцях підшипників і без узгодження типу затримки з фактичними умовами експлуатації.

Цей посібник містить повну інженерну структуру для вибору та специфікації шківів конвеєра — охоплює типи шківів та їх функції, дев’ятиетапний процес вибору від довжини поверхні до типу відставання, методологію проектування вала для комбінованого згинання та кручення, вибір профілю корони та види поломок, які є результатом недотримання специфікацій або неправильного відставання. Він написаний для інженерів конвеєрів, інженерів з технічного обслуговування та менеджерів із закупівель, яким потрібно вказати нові або замінні шківи для систем транспортування важких сипучих матеріалів.

Частина 1: Типи та функції конвеєрних шківів

Система стрічкового конвеєра використовує кілька типів шківів, кожен з яких призначений для певної функції та піддається різним умовам навантаження. Визначення правильного типу шківа для кожної позиції є першим кроком у виборі шківа.

1.1 Ведучий (головний) шків

Ведучий шків є основним компонентом передачі енергії конвеєра. Він розташований на розвантажувальному кінці (головці) конвеєра і приводиться в рух коробкою передач і двигуном конвеєра через муфту валу. Ведучий шків:

• Передає крутний момент на ремінь через тертя між поверхнею шківа (або відставання) і ременем

• Підтримує найвищий натяг ременя в системі — натяг на стороні натягу (

  

  ) і натяг слабини (

  

  ) обидва діють на вал ведучого шківа одночасно

• Чи швидше за все шків зазнає прослизання ременя, якщо коефіцієнт тертя між ременем і ременем недостатній

Ведучі шківи завжди відстають — шківи з голої сталі мають недостатній коефіцієнт тертя (μ ≈ 0,35 сухий, ≈ 0,05 мокрий), щоб передати необхідну рушійну силу без ковзання. Гумова затримка підвищує μ до 0,40–0,45 (суха) і 0,35 (мокра); керамічне відставання підвищує μ до 0,45–0,50 (сухе) і 0,40–0,45 (мокре).

1.2 Хвостовий шків

Хвостовий шків розташований на завантажувальному кінці конвеєра. Він перенаправляє ремінь із зворотного ходу назад на транспортний хід. Хвостовий шків:

• Забезпечує нижчий натяг ременя, ніж ведучий шків (зазвичай лише натяг на стороні провисання).

  

  плюс натяг натягу)

• Ремінь контактує з першим шківом після зворотного ходу — накопичення матеріалу на поверхні хвостового шківа спричиняє неправильне затягування ременя та нерівномірний знос ременя

• Може мати затримку (звичайна гума) для запобігання накопиченню матеріалу; крилоподібні хвостові шківи використовуються для самоочищення в роботах з липкими матеріалами

1.3 Приймальний шків

Приймальний шків підтримує правильне натягнення стрічки по всій конвеєрній системі, забезпечуючи контрольовану силу натягу. Зазвичай він розташований біля хвостової частини конвеєра та встановлений у ковзній або гравітаційній приймальній рамі, яка дозволяє шківу рухатися в аксіальному напрямку під час розтягування стрічки.

Сила натягу повинна бути достатньою, щоб:

• Запобігайте прослизанню ременя на ведучому шківі за найгірших умов запуску та навантаження

• Обмежте провисання ременя між несучими роликами до допустимого значення (зазвичай 1,5–2,0% від відстані між роликами)

• Забезпечте достатній натяг, щоб ремінь проходив вертикальні вигини, не піднімаючи ролики

1.4 Корпусний шків

Поворотний шків розташований близько до ведучого шківа, щоб збільшити кут намотування пасу навколо ведучого шківа. Збільшення кута охоплення безпосередньо збільшує максимальну передавану силу тертя (і, отже, максимальну рушійну силу) без збільшення натягу ременя.

Зв’язок між кутом обгортання та максимальним коефіцієнтом натягу визначається рівнянням Ейлера-Ейтельвейна:

Де:

= натяг туго боку (Н)

= натяг слабини (Н)

= коефіцієнт тертя між кріпленням і стрічкою

= кут намотування ременя навколо приводного шківа (в радіанах)

= число Ейлера (2,718)

Приклад: з гумовою затримкою (μ = 0,40) і обертанням 180° (π радіан):

Додавання поворотного шківа для збільшення обгортання до 220° (3,84 радіана):

Збільшення коефіцієнта натягу на 32% означає, що конвеєр може передавати на 32% більше рушійної сили за того самого натягу на стороні провисання — або підтримувати ту саму рушійну силу з меншим на 24% натягом.

1.5 Згинальний шків

Згинальні шківи перенаправляють шлях стрічки в проміжних точках — зазвичай у нижній частині вертикальної кривої або в точці передачі конвеєра. Вони несуть лише навантаження на натяг ременя (без обертового моменту) і зазвичай не мають затримки. Згинальні шківи визначаються натягом ременя в місці згину та кутом згину — вал має бути розрахований на результуючу силу від двох натягів паса, що діють під кутом згину.

Частина 2: Дев'ятиетапний процес вибору шківа

Крок 1: Визначте довжину обличчя

Довжина поверхні шківа має бути ширшою за ремінь, щоб ремінь не торкався кінцевих дисків шківа під час нормальної роботи (включаючи неправильне затягування). Стандартне правило:

Для ременів ширше ніж 1200 мм додайте 75 мм на кожну сторону (загалом 150 мм). Для конвеєрів із поганим відстеженням стрічки або високими бічними силами (вигнуті конвеєри, високошвидкісні конвеєри) додайте 100 мм на кожну сторону.

Стандартна довжина обличчя:

Крок 2: Визначте натяг ременя

Натяг ременя є найважливішим параметром для конструкції валу шківа. Натяг ременя, що діє на вал шківа, становить:

Напруга з боку (

): Натяг ременя на стороні високого натягу приводного шківа. Це сума ефективного натягу (рушійної сили) і натягу з боку провисання.

Натяг слабкої сторони (

): натяг ременя на стороні низького натягу ведучого шківа. Це визначається системою натягування і має бути достатнім для запобігання ковзанню.

Ефективна напруга (

): Чиста рушійна сила, що передається шківом:

Ефективний натяг розраховується за силами опору конвеєра:

Де:

= коефіцієнт штучного тертя (0,017–0,025 для добре обслуговуваних конвеєрів; 0,020 типово)

= довжина конвеєра (м)

= 9,81 м/с⊃2;

= маса стрічки на одиницю довжини (кг/м)

= маса матеріалу на одиницю довжини (кг/м) =

= маса, що обертається, на одиницю довжини (кг/м)

= висота підйому конвеєра (м) — позитивна для похилих конвеєрів

Крок 3: Визначте діаметр шківа

Мінімальний діаметр шківа регулюється двома вимогами:

Втома від згинання ременя: коли ремінь обертається навколо шківа, каркас ременя згинається. Багаторазове згинання шківа малого діаметра втомлює каркас ременя. Мінімальний діаметр шківа, щоб уникнути втоми ременя, визначається виробником ременя на основі конструкції ременя та номінального натягу (зазвичай виражається як PIW — фунти на дюйм ширини ременя).

Прогин вала: більший діаметр шківа збільшує відстань між точками контакту ременя та центрами підшипників, що збільшує згинальний момент на валу. Однак більший діаметр шківа також забезпечує більший отвір вала, що дозволяє отримати більший діаметр вала, що більш ніж компенсує збільшений момент.

Рекомендації щодо мінімального діаметра шківа CEMA:

Для сталевих пасів (пасів ST) із дуже високим рівнем натягу (> 1000 PIW) зазвичай використовуються шківи діаметром 48'–60' (1200–1500 мм).

Крок 4: Визначте стиль підключення концентратора

Маточина з'єднує кінцевий диск шківа з валом і передає крутний момент. Стилі підключення концентратора включають:

• Шпонковий отвір (прямий або конічний): найпростіший і найпоширеніший; шпонка передає крутний момент між валом і маточиною. Підходить для помірних обертальних моментів. Концентрація напруги в пазу знижує втомну міцність вала.

• Посадка з натягом (пресова посадка): Маточина напресовується на вал за допомогою посадки з натягом; тертя передає крутний момент. Відсутність концентрації напруги в пазах — бажано для застосувань з високою втомою.

• Втулка з конусним замком / QD: розділена конічна втулка затягується на валу болтами, створюючи посадку з натягом із високим тертям. Дозволяє легко встановлювати та демонтувати без пресового обладнання — бажано для заміни на місці.

• Вузол блокування без ключа (усадочна шайба): гідравлічний або механічний пристрій блокування створює дуже високу посадку з натягом між втулкою та валом. Використовується для найвищих крутних моментів (великі приводні шківи на конвеєрах високої напруги).

Крок 5: Визначте конфігурацію шківа

Конфігурації оболонки шківа включають:

• Барабанний шків (стандарт): циліндрична сталева оболонка, приварена до кінцевих дисків і втулки. Найпоширеніша конфігурація для всіх типів шківів.

• Крилоподібний шків: відкрита конструкція крила без суцільної оболонки — ремінь контактує з рядом сталевих крил. Самоочищення — матеріал провалюється через щілини між стулки. Використовується для хвостових шківів і зворотних шківів у роботах з липкими або вологими матеріалами.

• Спіральний барабанний шків: Пара сталевих прутків, спірально намотаних навколо барабанного шківа. Спіральна дія розвантажує матеріал в сторони конвеєра під час обертання — забезпечує очисну дію без вібрації ременя крильчатого шківа.

Крок 6: Визначте профіль корони

Корона (або вигин) поверхні шківа - це невелике збільшення діаметра в центрі поверхні відносно країв. Коронка допомагає відцентрувати ремінь на шківі та запобігає його неправильному затягуванню. Стилі корон включають:

• Плоска поверхня (без корони): використовується для широких ременів (> 1200 мм) і пасів зі сталевим тросом — ремінь надто жорсткий, щоб відповідати коронованій грані, а корона призведе до нерівномірного натягу ременя по ширині.

• Трапецієподібна корона: плоска центральна частина зі звуженими краями. Найпоширеніший тип корони для конвеєрів середньої потужності.

• Радіус корони (повна корона): безперервна крива від краю до центру. Забезпечує найбільш плавне відстеження стрічки та є кращою для високошвидкісних конвеєрів і застосувань, які вимагають точного центрування стрічки.

Рекомендації по висоті крони:

Крок 7: Визначте тип відставання

Відставання - це покриття, нанесене на поверхню шківа для збільшення коефіцієнта тертя між шківом і ременем, захисту оболонки шківа від зносу та покращення відстеження ременя. Вибір відставання є одним із найбільш послідовних рішень у специфікації шківа.

(Див. Частину 3, щоб отримати повні вказівки щодо відставання.)

Крок 8: Визначте матеріал і діаметр валу

Конструкція вала є найважливішим інженерним розрахунком у специфікації шківа. Вал має бути сконструйований для комбінованого ефекту згинання (від натягу ременя) і кручення (від приводного крутного моменту на ведучому шківі).

(Див. Частину 4 для повної методології проектування валу.)

Крок 9. Перевірте вимоги до продуктивності

Остаточні верифікаційні перевірки включають:

• Напруга оболонки під комбінованим натягом ременя та вагою шківа

• Вибір підшипника та ресурс L10 при робочій швидкості та навантаженні

• Вимоги до динамічного балансу (ISO 1940/1 клас G6.3 для стандартних конвеєрів; G2.5 для високошвидкісних конвеєрів > 5 м/с швидкість стрічки)

• Вимоги до антикорозійного захисту робочого середовища

Частина 3: Вибір відставання — зіставлення поверхні з програмою

3.1 Чому відставання має значення

Сила тертя, яку приводний шків може передати на ремінь, становить:

Ця сила повинна дорівнювати або перевищувати діючий натяг

необхідні для приводу конвеєра. Якщо коефіцієнт тертя

занадто низький (наприклад, оголений сталевий шків у вологих умовах), ремінь ковзає по шківу, спричиняючи швидкий знос як ременя, так і поверхні шківа, перегрів та можливе пошкодження ременя.

3.2 Типи відставання та продуктивність

Простий гумовий лаг:

• Матеріал: Натуральний каучук або SBR (бутадієновий каучук), твердість 60–70 за Шором A

• Товщина: 6–25 мм залежно від застосування

• Коефіцієнт тертя: μ = 0,40–0,45 (сухий); μ = 0,30–0,35 (вологий)

• Застосування: стандартні приводні шківи в сухих та помірно вологих умовах; хвостовий і згинальний шківи

• Переваги: ​​низька вартість, легка заміна, хороша амортизація

• Обмеження: недостатнє тертя в постійно вологих умовах; схильний до абразивного зносу від зворотного переносу матеріалу

Рифлена гумова накладка:

• Звичайна гума з вирізаними на поверхні канавками у вигляді ромба або ялинки

• Канавки відводять воду від зони контакту ременя та шківа, зберігаючи вищий ефективний коефіцієнт тертя у вологих умовах

• Коефіцієнт тертя: μ = 0,35–0,40 (вологий) — значно краще, ніж звичайна гума у ​​вологих умовах

• Стандартні специфікації для приводних шківів на зовнішніх конвеєрах або у вологих технологічних середовищах (вугільні заводи, мінерально-збагачувальні заводи)

• Візерунок канавок: найпоширенішим є ромбовидна канавка; ялинкова борозенка забезпечує кращу дію самоочищення

Керамічне відставання:

• Керамічні плитки з оксиду алюмінію (Al₂O₃), як правило, чистотою 92–96%, формовані на гумову основу

• Поверхня керамічної плитки забезпечує дуже високий коефіцієнт тертя: μ = 0,45–0,50 (суха); μ = 0,40–0,45 (вологий)

• Керамічна плитка надзвичайно міцна (Mohs 9) і зносостійка — керамічна накладка служить у 3–5 разів довше, ніж гумова накладка в абразивних умовах

• Застосування: приводні шківи на конвеєрах високої напруги, у вологих і брудних умовах (залізна руда, вугілля, мінеральні піски), конвеєрах із високим віднесенням матеріалу

• Обмеження: Вища вартість, ніж гума; керамічна плитка може тріснути, якщо шків зазнає сильного ударного навантаження; не рекомендується для конвеєрів з частими реверсами

Поліуретанова прокладка:

• Литий або формований поліуретан, твердість 80–95 за Шором А

• Чудова стійкість до стирання — у 3–4 рази краще, ніж у натурального каучуку

• Хороший коефіцієнт тертя: μ = 0,35–0,45 залежно від складу

• Застосування: хвостові та згинальні шківи в абразивних середовищах; приводні шківи, ​​де стійкість до стирання є основною вимогою

• Переваги: ​​Дуже довгий термін служби в абразивних умовах; можна відлити на місці на корпусі шківа

Наплавлення (наплавлення):

• Наплавлення карбідом хрому або карбідом вольфраму, приварене безпосередньо до оболонки шківа

• Надзвичайно висока зносостійкість — використовується в найбільш абразивних середовищах (залізна руда, тверді породи, абразивні мінеральні піски)

• Без гумової підкладки — не забезпечує амортизації

• Не підходить для приводних шківів — тверда поверхня не забезпечує достатнього тертя з ременем

3.3 Матриця вибору відставання

Частина 4: Конструкція валу — критичний інженерний розрахунок

4.1 Сили, що діють на вал шківа

На вал шківа одночасно діють три навантаження:

1. Згинальний момент від натягу ременя:

Два натягу ременя (

і

) діють на шків у точках контакту ременя. Їх результуюча сила діє на вал у центрі шківа:

Для ведучого шківа з кутом охоплення 180° (

):

Згинальний момент у критичній ділянці (зазвичай у втулці або в гнізді підшипника) становить:

Де

є міжцентровою відстанню підшипника і

це довжина поверхні шківа.

2. Крутильний момент від крутного моменту (лише ведучий шків):

Де

є ефективним натягом і

це діаметр шківа.

3. Власна вага валу (для великих шківів):

Для великих шківів (діаметр > 800 мм, довжина поверхні > 1500 мм) власна вага шківа додає значний компонент вигину, який повинен бути включений у конструкцію вала.

4.2 Вибір матеріалу валу

Три найбільш часто використовувані матеріали для валів для конвеєрних шківів:

Допустимі напруги, перелічені вище, вже включають коефіцієнт міцності на втому. Галузеві стандарти застосовують додаткові коефіцієнти навантаження для врахування динамічних ефектів:

• Коефіцієнт навантаження

  

  = від 1,5 до 1,75 (застосовно до згинального моменту)

• Коефіцієнт крутного моменту

  

  = 1,25 до 1,40 (застосовно до крутного моменту)

4.3 Розрахунок діаметра валу

Вал повинен задовольняти трьом незалежним критеріям, і найбільший кінцевий діаметр регулює:

Критерій 1 — Діаметр на основі кручення (формула Геста):

Де

– допустима напруга зсуву (МПа) і

еквівалентне кручення (Н·м).

Критерій 2 — Діаметр на основі вигину (формула Ранкіна):

Де

– допустима напруга вигину (МПа) і

еквівалентний згинальний момент:

Критерій 3 — Діаметр на основі прогину:

Прогин вала в посадочному місці підшипника не повинен перевищувати допустимої межі. Максимально допустиме відхилення промислового стандарту становить від 0,0015 до 0,0017 радіан (приблизно 5–6 кутових хвилин) у посадочному місці підшипника:

Де:

= чистий результуючий натяг ременя (кН)

= відстань від центру підшипника до центру втулки (мм)

= відстань між втулками (мм)

= Модуль Юнга для сталі = 206 000 МПа

= допустимий прогин (радіани) = 0,0015–0,0017

Остаточний діаметр валу є найбільшим з

,

, і

, округлений до наступного стандартного розміру валу.

4.4 Приклад роботи: конструкція валу приводного шківа

Дано:

• Ширина стрічки: 1200 мм → Довжина обличчя: 1400 мм

• Натяг ременя:

  

  = 180 кН,

  

  = 60 кН

• Ефективна напруга:

  

  = 120 кН

• Діаметр шківа: 630 мм

• Кут нахилу: 200° (3,49 рад)

• Матеріал валу: EN19 (σ = 83 МПа, τ = 83 МПа)

• Центри підшипників: 1800 мм; відстань між втулками: 1400 мм

= (1800 − 1400)/2 = 200 мм

• Коефіцієнт навантаження

  

  = 1,5; Коефіцієнт крутного моменту

  

  = 1,25

Крок 1: Результуюче натягнення ременя

Крок 2: згинальний момент

Крок 3: Крутильний момент

Крок 4: Еквівалентний згинальний момент

Крок 5: Діаметр на основі вигину

Крок 6: діаметр на основі прогину

Керівний критерій: Діаметр на основі вигину = 226 мм → Виберіть стандартний діаметр валу: 240 мм (EN19)

Цей приклад показує, що для приводних шківів високої напруги діаметр валу зазвичай залежить від згинального моменту, а не прогину.

Частина 5: Конструкція оболонки та кінцевого диска

5.1 Напруга оболонки (обода).

Оболонка шківа піддається:

• Напруга кільця від внутрішнього тиску, створюваного натягом ременя, що обмотує шків

• Напруга вигину від навантаження на натяг ременя, розподілена по довжині корпусу

• Зварювальне напруження в кінцевому зварному шві між диском і корпусом — найпоширеніше місце поломки барабанних шківів

Максимальне кільцеве напруження в оболонці становить:

Де

– товщина стінки оболонки (мм).

Для оболонки зі сталі EN8 (межа текучості 430 МПа) допустиме кільцеве напруження з коефіцієнтом безпеки 3 становить приблизно 143 МПа. Це встановлює мінімальну товщину стінки корпусу для заданого натягу ременя та діаметра шківа.

5.2 Конструкція кінцевого диска

Кінцевий диск передає навантаження паса від корпусу до втулки та валу. Відмови торцевих дисків — як правило, розтріскування в місці зварного шва втулки або в місці зварювання оболонки — є найпоширенішим типом пошкодження конструкції барабанних шківів.

Профільовані торцеві диски (виготовлені з суцільної сталевої пластини з інтегрованою в диск втулкою) усувають зварювання втулки до диска, яке є основною точкою поломки в шківах зі звареними втулками. Профільовані торцеві диски є стандартними для шківів високої напруги (> 300 кН ефективного натягу) і для шахтних шківів, де надійність є критичною.

Частина 6: Аналіз режиму відмови шківа конвеєра

6.1 Ковзання ременя на приводному шківі

Зовнішній вигляд: ковзання ременя на ведучому шківі під час пуску або під час пікового навантаження; гумовий лаг показує швидкий знос; на поверхні ременя видно сліди опіків.

Основні причини:

• Недостатній кут обмотки — обмотка ременя нижче 180° створює недостатню силу тертя

• Неправильний лаг — оголена сталь або зношений гумовий лаг у вологих умовах

• Недостатній натяг —

  

  занадто низька, щоб запобігти ковзанню за рівнянням Ейлера-Ейтельвейна

• Перевантажений конвеєр — ефективний натяг

  

  перевищує максимальну передавану силу тертя

Коригувальні дії:

• Додайте поворотний шків, щоб збільшити кут охоплення до 200–220°

• Замініть на гумову або керамічну прокладку для вологих умов

• Збільште натяг натягу (переконайтеся, що система натягу функціонує правильно)

• Переконайтеся, що конвеєр не перевантажений — перевірте фактичний тоннаж порівняно з проектною потужністю

6.2 Перелом валу

Зовнішній вигляд: повний злам вала шківа, як правило, у втулці або на гнізді підшипника. Катастрофічний вихід з ладу — падає шків і руйнується ремінь.

Основні причини:

• Занижений розмір вала: діаметр вала недостатній для фактичного натягу ременя — найпоширеніша причина заміни шківів, визначених лише шириною ременя без розрахунку фактичних напруг на валу

• Концентрація напруги шпонкової канавки: шпонкова канавка створює концентрацію напруги, яка знижує ефективну втомну міцність вала на 30–50% — вали зі шпонковими пазами мають використовувати нижчу допустиму напругу, ніж гладкі вали

• Корозійна втома: корозійні ямки на поверхні валу ініціюють втомні тріщини при менших рівнях напруги

Коригувальні дії:

• Перерахунок діаметра валу методом трьох критеріїв (кручення, вигин, прогин)

• Укажіть матеріал вала EN19 або 42CrMo для застосування з високою напругою

• Використовуйте посадку з натягом або вузол замка без ключа замість шпонкового отвору, щоб усунути концентрацію напруги в пазу

• Нанесіть захист від корозії (оцинкування, епоксидне покриття) на поверхні валів у вологому середовищі

6.3 Розтріскування зварного шва торцевого диска

Зовнішній вигляд: тріщини на швах між кінцевим диском і корпусом або між втулкою і кінцевим диском. Витік масла або мастила з корпусу підшипника вказує на те, що прогин вала пошкодив ущільнення підшипника.

Основні причини:

• Конструкція зварної втулки під високим навантаженням: зварний шов між втулкою та диском є ​​схильною до втоми концентрацією напруги — недостатньо для застосувань високої напруги

• Резонанс: шків працює на власній частоті або близько до неї, викликаючи посилені динамічні навантаження на зварні шви

• Неправильна процедура зварювання: недостатнє проплавлення зварного шва або неправильний попередній нагрів створює слабке зварювання, яке тріскається під час циклічного навантаження

Коригувальні дії:

• Вкажіть конструкцію профільованого торцевого диска (маточина, оброблена на диск, без зварювання втулки) для шківів із ефективним натягом > 200 кН

• Переконайтеся, що робоча швидкість шківа не наближається до власної частоти шківа

• Вкажіть зварні шви з повним проваром із попереднім нагріванням і термічною обробкою після зварювання для всіх конструкційних зварних швів

6.4 Відстаюче розшарування

Зовнішній вигляд: гумова або керамічна накладка відділяється від оболонки шківа на секції; оголена сталева оболонка; починається прослизання ременя.

Основні причини:

• Невідповідна підготовка поверхні: оболонка шківа не була належним чином оброблена піскоструминною обробкою та не була заґрунтована перед нанесенням затримки — клейове з’єднання руйнується під напругою зсуву від тяги паса

• Зворотний перенесення матеріалу: матеріал, що потрапив між стрічкою та затримкою, створює силу клину, яка поступово піднімає затримку

• Термічні цикли: у відкритих конвеєрах цикли теплового розширення та звуження втомлюють клейове з’єднання між заставкою та оболонкою

Коригувальні дії:

• Для приводних шківів високої напруги вкажіть гарячу вулканізовану прокладку (скріплену під дією тепла та тиску) замість холодної прокладки — вулканізована прокладка має в 3–5 разів кращу міцність з’єднання

• Переконайтеся, що поверхня корпусу оброблена пескоструминною обробкою до Sa 2,5 (майже білий метал) безпосередньо перед нанесенням затримки

• Встановіть очищувачі ременів, щоб зменшити зворотний рух матеріалу на ведучий шків

6.5 Несправність підшипника

Зовнішній вигляд: Шум і вібрація від корпусу підшипника шківа; підвищення температури підшипника; можливий напад.

Основні причини:

• Надмірне відхилення валу: відхилення валу понад допустиму межу (0,0015–0,0017 рад) спричиняє навантаження на підшипник через невідповідність, різко скорочуючи термін служби підшипника

• Потрапляння забруднень: Пил і волога обходять ущільнення підшипника, забруднюючи мастило

• Недостатній розмір підшипника: динамічне навантаження підшипника недостатнє для фактичного навантаження на вал і необхідного терміну служби L10

Коригувальні дії:

• Переконайтеся, що відхилення валу в посадочному місці підшипника не перевищує 0,0015–0,0017 радіан — перерахуйте за фактичним натягом ременя

• Оновіть ущільнення корпусу підшипника для запилених або вологих середовищ

• Переконайтеся, що розрахунок терміну служби підшипника L10 включає всі навантаження (радіальне від натягу ременя + осьове від зсуву)

Часті запитання

Q1: Як вибрати між гумовою та керамічною затримкою для ведучого шківа?

Використовуйте гумову прокладку (з канавками) для стандартних застосувань у сухих та помірно вологих умовах — це дешевше та легше замінити. Вкажіть керамічне відставання, коли: (1) конвеєр працює безперервно у вологих або брудних умовах (промивка вугілля, переробка корисних копалин); (2) натяг ременя високий і ризик прослизання значний; (3) зворотне перенесення матеріалу є сильним і швидко зношується через гуму. Керамічне відставання забезпечує μ = 0,40–0,45 у вологих умовах проти μ = 0,30–0,35 для рифленої гуми — ця різниця може бути запасом між надійною роботою та хронічним прослизанням ременя.

Питання 2: Який правильний матеріал вала для приводного шківа важкого шахтного конвеєра?

Для шахтних приводних шківів із ефективним натягом понад 150 кН вкажіть матеріал валу з легованої сталі EN19 (709M40) або 42CrMo. EN19 має допустиму напругу на вигин 83 МПа — майже вдвічі більше ніж 43 МПа у м’якої сталі EN3 — що дозволяє використовувати менший діаметр вала для того самого навантаження або забезпечує набагато більший запас міцності для того самого діаметру. Завжди використовуйте безшпонкові блоки (усадочні диски), а не шпонкові отвори на шахтних шківах високої напруги — концентрація напруги шпонкової канавки знижує ефективну втомну міцність на 30–50%.

Q3: Як розрахувати мінімальний діаметр валу для шківа конвеєра?

Обчисліть три діаметри та виберіть найбільший: (1) діаметр на основі кручення за допомогою формули Геста з ефективним натягом і діаметром шківа; (2) діаметр на основі вигину з використанням формули Ренкіна з еквівалентним згинальним моментом (включаючи коефіцієнт навантаження

= 1,5–1,75 і коефіцієнт крутного моменту

= 1,25–1,40); (3) діаметр на основі прогину, що забезпечує прогин вала в посадочному місці підшипника, не перевищує 0,0015–0,0017 радіан. Для приводних шківів високої напруги зазвичай керує діаметр на основі вигину.

Q4: Що спричиняє прослизання ременя на ведучому шківі та як це виправити?

Ковзання ременя відбувається, коли ефективний натяг (необхідна рушійна сила) перевищує максимальну силу тертя, яку може передати шків:

. Варіанти виправлення в порядку переваги: ​​(1) збільшити кут охоплення шляхом додавання поворотного шківа (найефективніше); (2) оновити лаги з простої гуми на рифлену гуму або кераміку (збільшує μ); (3) збільшити напругу захоплення (збільшується

). Не просто збільшуйте натяг натягу, не усунувши першопричину — надмірне натяг натягу збільшує навантаження на вигин валу та зменшує термін служби підшипника.

Q5: Як часто слід замінювати затримку шківа конвеєра?

Гумовий прокладку слід замінити, коли знос зменшив її товщину до 50% від початкової (зазвичай 3–5 років для стандартного режиму роботи; 1–2 роки для абразивного застосування). Керамічну затримку слід замінити, якщо більше 10–15% керамічних плиток мають тріщини або відсутні — шків із відсутніми плитками створює нерівномірне навантаження стрічки та неправильне затягування стрічки. Щоквартально перевіряйте відставання на розшарування, тріщини та знос — розшарування, виявлені на ранній стадії, часто можна відремонтувати повторним склеюванням; відшарування, яке прогресувало до оболонки, вимагає повного повторного відставання.

Q6: Яка різниця між натяжним та згинальним шківом?

Приймальний шків спеціально розроблений для підтримки натягу ременя шляхом аксіального переміщення в приймальній рамі (гравітаційний або гвинтовий). Він повинен бути розрахований на силу натягу плюс натяг ременя з обох сторін. Згинальний шків просто перенаправляє шлях ременя на фіксоване місце — він не рухається і не забезпечує натягу. Згинальні шківи несуть лише результуючу двох натягів пасів під кутом згину і зазвичай не затримуються. Приймальні шківи можуть мати затримку (звичайна гума), щоб запобігти накопиченню матеріалу на поверхні шківа.

Yile Machinery: спеціально розроблені конвеєрні шківи

Yile Machinery розробляє та виробляє спеціальні конвеєрні шківи для транспортування сипучих матеріалів у гірничодобувній промисловості, виробництві цементу, сталі та електроенергії. Наші шківи розроблені відповідно до фактичного натягу ременя та робочих умов кожного застосування — не вибираються зі стандартного каталогу лише за шириною ременя.

Наші можливості виробництва конвеєрних шківів:

• Типи шківів: ведучі/головні шківи, ​​хвостові шківи, ​​приймальні шківи, ​​поворотні шківи, ​​згинаючі шківи, ​​крильчасті шківи, ​​спіральні барабанні шківи

• Ширина стрічки: від 500 мм до 2400 мм; нестандартна ширина за запитом

• Діаметр шківа: від 300 мм до 1500 мм; шківи спеціального класу до 2000 мм

• Матеріали корпусу: Конструкційна сталь (Q345B / A572 Gr.50); шахтна важка стінова конструкція

• Матеріали валу: EN8 (080M40) стандартна навантаження; EN19 (709M40) / 42CrMo для важких і шахтних умов експлуатації

• З'єднання втулки: отвір зі шпонкою; конусний замок / втулка QD; вузол замка без ключа (усадковий диск)

• Прокладка: гума гарячої вулканізації (гладка і рифлена); керамічна плитка; поліуретан; холодне склеювання для заміни на місці

• Конструкція кінцевого диска: стандартна зварена втулка; профільований торцевий диск (маточина, оброблена на диск) для застосування з високим натягом

• Технічна документація: Акт розрахунку напруги на валу; розрахунок ресурсу підшипника L10; перевірка прогину; сертифікат динамічного балансу (ISO 1940/1)

Супутні продукти та технічні ресурси:

• Індивідуальний барабанний шків приводу конвеєра — сторінка продукту з повними характеристиками

• Посібник з вибору направляючих роликів конвеєра — серія CEMA, номінальне навантаження та термін служби підшипників для направляючих роликів

• Посібник з вибору промислових гвинтових і конічно-гвинтових редукторів — методологія вибору редуктора приводу конвеєра та коефіцієнта обслуговування

• Drum Coupling for Crane & Hoist Drives — приводні муфти для валів шківів конвеєрної головки

• Ковані та литі сталеві вали для дробарок — довідковий матеріал для вала та процес кування

• Спеціальні поковки — вали, заготовки шестерень і ковані кільця — ковані вали шківа та втулки

• Mining & Cement Industry Solutions — повне постачання компонентів для конвеєрів гірничодобувних і цементних заводів

• Steel & Metal Processing Solutions — конвеєрні компоненти для обробки металургійного заводу

Щоб отримати цінову пропозицію, надайте:

• ✅ Тип шківа (ведучий / хвіст / приймальний / поворотний / вигин)

• ✅ Ширина стрічки (мм) і швидкість стрічки (м/с)

• ✅ Натяг ременя:

  

  і

  

  (кН), або потужність і довжина конвеєра для розрахунку

• ✅ Необхідний діаметр шківа та довжина поверхні (або рейтинг натягу ременя PIW)

• ✅ Потрібен тип лаги (гума / рифлена гума / кераміка / поліуретан)

• ✅ Матеріал валу та тип з’єднання втулки

• ✅ Умови навколишнього середовища (вологі / пилові / корозійні / діапазон температур)

• ✅Кількість та необхідний термін доставки

• ✅ Існуюче креслення шківа або дані таблички для заміни

Електронна пошта: sales@yilemachinery.com

Надіслати запит пропозицій: www.yilemachinery.com/contactus.html

На всі технічні запити відповідь надходить протягом 24 годин. Звіти про розрахунки напруги на валу надаються разом із кожним замовленням на шків.

Пов’язані технічні ресурси

• Вибір направляючого ролика конвеєра: серія CEMA, навантаження та довідник щодо терміну служби підшипників

• Посібник з вибору промислових гвинтових і конічно-гвинтових передач

• Барабанна муфта для кранів і підйомників: Номінальний крутний момент і посібник з вибору

• Шків дротяного канату: конструкція канавок і посібник із співвідношення D/d

• Валки прокатного стану: Посібник з вибору матеріалу робочого та резервного валків

• Ковані та литі сталеві вали для дробарок

• Кування на замовлення — заготовки шестерень, кування кілець і вали

• Рішення для гірничодобувної та цементної промисловості