Przypadek studii na temat podkładki amortyzującej: Ochrona przenośnika wapienia z dużym spadkiem

Punkt ładowania jest jednym z naj cięższej pracy sekcji taśmy przenośnika. Duże kawałki materiału spadają na małe pole taśmy. W rezultacie, taśma, role, łożyska i ramę wspierającą muszą absorbować powtarzane uderzenia.

Ten case study wyjaśnia, jak operacja przetwarzania wapień w Południowej Afryce uaktualniła punkt transferu z dużym spadkiem za pomocą ciężkiego rozwiązania impact idler.

Istniejący przenośnik miał częste uszkodzenia taśmy, awarie rolek, wycieki materiału i deformację ramy. Standardowe stalowe rolek mogły wspierać taśmę podczas normalnego transportu. Jednak nie mogły absorbować silnych uderzeń stworzonych przez duże kawałki wapień spadające z wysokości 3,2 metrów.

Aby rozwiązać problem, strefa ładowania została wyposażona w rolek impact idler z pierścieniami gumowymi, wzmocnionymi osiami, chronionymi łożyskami i silniejszymi ramami wspierającymi. Odstęp między zestawami rolek również został zmniejszony.

Po 14 miesiącach operacji, uaktualniony system wykazał wyraźne poprawy w ochronie taśmy, niezawodności rolek i stabilności strefy ładowania.

Przegląd Projektu Impact Idler

Projekt dotyczył zakładu kruszenia wapień i obsługi materiałów sypkich w regionie Free State w Południowej Afryce. Przenośnik przenosił kruszony wapień z rurociągu transferowego do następnego etapu przetwarzania.

Główne warunki projektu obejmowały:

• Branża: górnictwo twardych skał i przetwarzanie kamieniołomów
• Materiał: kruszony wapień
• Gęstość materiału: około 1,6 t/m³
• Maksymalny rozmiar kucia: 250 mm
• Szerokość taśmy przenośnika: 1600 mm
• Prędkość taśmy: 3,2 m/s
• Wysokość spadku materiału: 3,2 metry
• Środowisko: duży pył i ciągła wibracja
• Główne komponenty: rolek impact z pierścieniami gumowymi i wzmocnione zestawy impact idler
• Odwołanie projektowe: wymagania ładowania CEMA E i ISO 5048

Nazwa firmy klienta pozostaje poufna. Jednak warunki pracy i dane projektu są zachowane, aby pokazać, jak rozwiązanie zostało opracowane.

Wyzwanie Impact Idler Roller w Punkcie Transferu

Rurociąg transferowy tworzył skoncentrowaną siłę ładowania. Kruszony wapień spadł bezpośrednio na środek taśmy przenośnika.

Ponieważ niektóre kawałki osiągały rozmiar 250 mm, każdy spadek tworzył silne lokalne uderzenie. Siła przechodziła przez taśmę i do rolek poniżej.

Oryginalna sekcja przenośnika używała standardowych stalowych rolek grotowych. Te rolek zapewniały podstawowe wsparcie taśmy, ale miały małą pojemność amortyzacyjną.

Z czasem strefa ładowania rozwinęła kilka powiązanych problemów.

Przebicia taśmy i uszkodzenia okładziny

Ostrowe krawędzie wapień wielokrotnie uderzały w tę samą sekcję taśmy. Górna okładzina rozwinęła głębokie rysy i przebicia. W bardziej poważnych obszarach, uderzenie również wpłynęło na wewnętrzne warstwy taśmy.

Zginane osie i zablokowane rolek

Stałe obudowy rolek przenosiły większość uderzenia bezpośrednio na osie i łożyska. Powtarzane uderzenia spowodowały ruch osi, uszkodzenie łożysk i zablokowanie rolek.

Zawisanie taśmy między zestawami rolek

Oryginalny odstęp między rolek pozostawał niezabezpieczone obszary poniżej rurociągu. Kiedy ciężki materiał lądował na taśmie, taśma poruszała się w dół między rolek.

Wyciek materiału wokół spódnicy

Zawisanie taśmy tworzyło szczeliny między taśmą a gumą spódnicy. Drobny wapień uciekał przez te szczeliny i gromadził się wokół konstrukcji przenośnika.

Zmęczenie ramy

Ramie wspierające otrzymywało powtarzane obciążenia uderzeniowe. Z czasem to zwiększyło ryzyko zginanych wsporników, uszkodzonych spoin i złej wyrównania rolek.

Klient potrzebował więcej niż silniejszej rolek. Pełny system wsparcia strefy ładowania musiał zostać przeanalizowany.

Analiza Awarii Przenośnika Taśmowego z Impact Idler

Przed wybraniem nowego układu przenośnika taśmowego z impact idler, warunki ładowania zostały przeanalizowane jako jeden pełny system.

Główne czynniki obejmowały masę materiału, rozmiar kucia, wysokość spadku, szerokość taśmy, prędkość taśmy, odstęp między rolek i siłę istniejącej ramy.

Przegląd identyfikował trzy główne przyczyny awarii.

Po pierwsze, standardowe rolek nie mogły absorbować wystarczającej energii uderzeniowej. Ich stalowe powierzchnie zapewniały siłę, ale bardzo małe elastyczne ruchy.

Po drugie, przestrzeń między zestawami rolek pozwalała taśmie zawisać. Dlatego nawet jeśli jedna rolek pozostała w dobrym stanie, pełna strefa ładowania nie zapewniała ciągłego wsparcia.

Po trzecie, łożyska i osie otrzymywały zbyt wiele bezpośrednich uderzeń. Gdy łożysko zostało uszkodzone, rolek przestał się obracać. Poruszająca się taśma następnie przechodziła przez stałą stalową powierzchnię, co tworzyło ciepło i dodatkowe zużycie.

Rozwiązanie musiało:

• Absorbować powtarzane uderzenia materiału
• Wspierać taśmę w całej strefie ładowania
• Chroić łożyska przed uderzeniami i pyłem
• Zmniejszyć ruch taśmy poniżej spódnicy
• Pasować do istniejącej konstrukcji przenośnika
• Przetrwawać ciągłą operację przemysłową
• Uprościć przyszłą wymianę rolek

Projekt Rozwiązania Impact Idler dla Przenośnika

Końcowe rozwiązanie impact idler dla przenośnika łączy amortyzację gumową, wzmocnienie konstrukcyjne i bliższy odstęp wsparcia.

Zamiast polegać na jednej cechie projektowej, system używał kilku części, które współpracowały:

• Pierścienie impact z wysoką elastycznością gumową
• Grube stalowe rurki rolek
• Wzmocnione stałe osie
• Ciężkie łożyska
• Silne obudowy łożysk
• Wielopoziomowe uszczelnienia labiryntowe
• Twarda smola odporna na wodę
• Wzmocnione ramy impact idler
• Zmniejszony odstęp poniżej rurociągu transferowego

Ten połączony projekt pozwalał pierścieniom impact absorbować pierwsze uderzenie. Tymczasem obudowa rolek, osia i rama wspierały pozostałe obciążenie.

Bliższy odstęp również utworzył bardziej ciągłą powierzchnię wsparcia poniżej taśmy przenośnika.

Konstrukcja Pierścienia Gumowego Impact Idler

Uaktualnione rolek używały oddzielnych pierścieni gumowych zamontowanych wokół grubego stalowego rury.

Kiedy wapień uderzał w taśmę, pierścienie gumowe skompresowały się. Ten ruch pomógł absorbować i rozprzestrzeniać uderzenie przed dotarciem do wewnętrznych części rolek.

Oddzielne pierścienie zostały wybrane zamiast jednej stałej stalowej powierzchni kontaktowej, ponieważ oferowały kilka korzyści:

• Lepszą absorpcję uderzeń
• Niższy szczytowy siłę na taśmie
• Mniej wibracji
• Zmniejszone bezpośrednie uderzenie na łożyska
• Lokalne kompresje pod dużymi kawałkami materiału
• Dodatkową ochronę dla stalowej obudowy
• Cichszy kontakt w punkcie ładowania

Jakość gumy była ważna. Materiał potrzebował wystarczającej elastyczności, aby amortyzować uderzenie. Jednak również potrzebował wystarczającej twardości, aby utrzymać swoją formę pod obciążoną taśmą.

Jeśli pierścienie były zbyt miękkie, mogły deformować się pod ciągłym ciśnieniem. Jeśli były zbyt twarde, przenosiliby więcej siły na rolek i ramę.

Dlatego materiał pierścienia został wybrany zgodnie z rozmiarem materiału, wysokością spadku i obciążeniem roboczym.

Projekt Osi i Łożysk Rolek Impact Idler

Zestaw osi i łożyska musiał wspierać zarówno normalne obciążenie taśmy, jak i powtarzane dynamiczne uderzenia.

Dla tego projektu, rolek impact idler używał 40 mm stałej stalowej osi. Większa osia pomogła kontrolować zginanie pod wysokimi siłami ładowania.

Ciężkie łożyska kuliowe głębokiego rowka z wewnętrznym szczeliną C3 również zostały wybrane. Ten projekt łożyska zapewniał przestrzeń dla normalnego ruchu termicznego podczas ciągłej operacji.

Obudowy łożysk były wzmocnione i bezpiecznie połączone z rurką rolek. To pomogło utrzymać wyrównanie łożyska, gdy rolek otrzymywał nagłe obciążenia.

Pełna konstrukcja została zaprojektowana, aby zmniejszyć:

• Obrócenie osi
• Uszkodzenie toru łożyska
• Ruch obudowy
• Nierównomierne obracanie rolek
• Wczesne zablokowanie łożyska
• Ciepło spowodowane złym wyrównaniem

Same silne zewnętrzne obudowe nie rozwiązałoby oryginalnego problemu. Wewnętrzne części również musiały pasować do obciążenia uderzeniowego.

Uszczelnienie Impact Idler dla Zakładu Wapiennego z Pyłem

Drobny pył wapień był obecny w całym obszarze transferu. Dlatego ochrona łożysk była kolejną ważną częścią projektu.

Pył może wejść do słabo uszczelnionej rolek i mieszać się z smolą łożyska. Mieszanina staje się następnie abrazją. W rezultacie, tarcie łożyska wzrasta i rolek może ostatecznie przestać się obracać.

Rolek projektu używały wielopoziomowej struktury uszczelnienia labiryntowego. Uszczelnienie utworzyło dłuższą i trudniejszą ścieżkę między zewnętrznym środowiskiem a komorą łożyska.

Ponadto, wodoodporna syntetyczna smola była używana wewnątrz obszaru łożyska.

System uszczelnienia i smarowania pomógł:

• Ograniczyć wjazd pyłu
• Zmniejszyć ekspozycję na wilgoć
• Utrzymać smolę
• Chroić powierzchnie łożyska
• Utrzymać gładszą rotację
• Zmniejszyć ryzyko przedwczesnego zablokowania

Uszczelnienie musi chronić łożysko bez tworzenia zbyt dużego oporu. Dlatego kontrola wymiarów podczas produkcji i montażu pozostała ważna.

Wzmocnienie Ramy Impact Idler

Rama impact idler nosiła rolek i przenosiła obciążenie robocze do konstrukcji przenośnika.

W oryginalnym systemie, powtarzane uderzenia przyczyniały się do zmęczenia i deformacji ramy. Dlatego tylko wymiana rolek nie zapewniła бы pełnego rozwiązania.

Uaktualnione ramy zostały zaprojektowane, aby:

• Trzymać rolek pod wymaganym kątem grotu
• Utrzymać stabilne