Bęben walcowo-stożkowy – jaki wariant wybrać?

Bęben walcowo-stożkowy – jaki wariant wybrać?

Zbieżność wału jest kluczowym elementem konstrukcji mającym zapewnić odpowiednie prowadzenie płaskich taśm transportujących i pasów napędowych. Ogumowanie wału pomaga zoptymalizować prowadzenie taśmy i wpływa korzystnie na jej pracę. Zastąpienie wału ogumowanym bębnem walcowo-stożkowym (o beczkowatym kształcie) może jednak doprowadzić do pojawienia się niepożądanych skutków, szczególnie w miejscu łączenia taśmy, przyspieszając jej zużycie. Jak łatwo wywnioskować, nie zalecamy takiego rozwiązania.

Aby lepiej zrozumieć jego możliwe konsekwencje, musimy przyjrzeć się zależności pomiędzy taśmą transportującą a ogumowanym bębnem walcowo-stożkowym. W tym celu najlepiej zacząć od podstaw, a więc od sposobu, w jaki zbieżność wpływa na centrowanie taśmy na bębnie.

Budowa bębna walcowo-stożkowego

Aby samoczynnie prostować bieg taśmy, końce bębna walcowo-stożkowego cechują się mniejszą średnicą niż jego środek. Tworzy to kształt przypominający beczkę, dzięki któremu taśma jest centrowana, bez konieczności przestawiania osi. Różne średnice części walcowej i stożkowej oznaczają, że obwody bębna w poszczególnych jego obszarach są również inne.

 

Bęben walcowo-stożkowy - jaki wariant wybrać?

 

Napięta taśma dostosowuje się do profilu bębna, a siła napinania jest największa w środkowej części taśmy. Obszar ten odpowiada największej średnicy/największemu obwodowi bębna. Podczas pracy taśma porusza się razem z bębnem dzięki przyleganiu w tym właśnie miejscu. Ze względu na to, że średnica/obwód bębna zmniejszają się w kierunku jego końców, siła z jaką taśma przylega do bębna proporcjonalnie maleje bliżej jej bocznych krawędzi. Zmniejszająca się siła docisku w tych obszarach wspomaga poślizg. To właśnie poślizg pomiędzy taśmą a stożkowymi końcami bębna wywołuje reakcję w postaci tarcia oraz wynikającej z niego siły, która kieruje boczne krawędzie taśmy w kierunku środka.

Spójrzmy teraz, co stanie się, gdy bębnowi walcowo-stożkowemu będzie towarzyszyć ogumowanie.

Pofałdowanie

Gdy bęben walcowo-stożkowy jest dodatkowo wyposażony w ogumowanie, wzrasta tarcie, a wraz z nim ryzyko wystąpienia problemów. Jeśli siła tarcia wynikająca z zastosowania ogumowania będzie wystarczająco duża, wystąpi zjawisko przesadnej zbieżności, które może spowodować pofałdowanie się taśmy w środkowej części, a co za tym idzie – uniesienie się jej ponad powierzchnię bębna. W ekstremalnych przypadkach może dochodzić do zrzucania taśmy.

Bęben walcowo-stożkowy - jaki wariant wybrać?

Deformacja taśmy na skutek zwiększonego tarcia

Przy zwiększonym tarciu pomiędzy taśmą a ogumowanym bębnem walcowo-stożkowym proporcjonalnie zwiększa się opór bocznych krawędzi taśmy wobec poślizgu. Na przykład, jeśli tarcie taśmy zwiększy się z 0,15 na powierzchni stalowego wału do 0,35 na ogumowaniu, opór wobec poślizgu zwiększy się o około 133%. Oznacza to, że wraz ze wzrostem oporu wobec poślizgu na bocznych krawędziach taśmy, wzrośnie tendencja tych obszarów do pozostawania w tyle za obszarem środkowym, skutkując deformacją taśmy.

 

Bęben walcowo-stożkowy - jaki wariant wybrać?

Uszkodzenia na skutek drgań

Z powodu drgań wywołanych oporem wobec poślizgu ucierpieć może również ogumowanie. Dzieje się tak, gdy opór bocznych krawędzi taśmy spowodowany tarciem statycznym zostaje przełamany i zostają one z dużą siłą pociągnięte przez środkową część taśmy. W momencie poślizgu taśma z dużą siłą trze o ogumowanie, powodując wypłaszczenia na jego powierzchni. W najgorszym wypadku, gdy taśma poddawana jest dużym obciążeniom, jej łączenie może ulec znacznej deformacji skutkującej awarią. Ogumowanie wulkanizowane może stać się miękkie i kleiste, co spowoduje, że resztki gumy będą pozostawać na taśmie transportującej, stole ślizgowym i/lub rolkach.

Bęben walcowo-stożkowy - jaki wariant wybrać?

Konstrukcja taśmy oraz jej napięcie odgrywają kluczową rolę w powstawaniu tego zjawiska, ponieważ to od nich zależy rozmiar, głębokość i liczba uszkodzeń. Na przykład, taśma o sztywnych krawędziach bocznych nie ulegnie tak znaczącym deformacjom jak taśma o elastycznych krawędziach, a jej boki szybciej „dogonią” środek, mając przy tym do pokonania mniejszą odległość. W przypadku takiej taśmy ślady po drganiach będą mniejsze, ale liczniejsze. Z drugiej strony, mocno napięta taśma stworzy względem ogumienia większe tarcie, które będzie skutkować wydłużeniem czasu trwania bezruchu, a następnie poślizgiem o dużej sile ścierającej, pozostawiając mniej liczne, lecz za to głębsze ślady po powstałych w ten sposób drganiach.

W poszukiwaniu rozwiązania

Jak najskuteczniej poradzić sobie z tymi problemami, jeśli instalacja wymaga zastosowania bębna walcowo-stożkowego z ogumowaniem? Jednym z rozwiązań jest dokładne przemyślenie konstrukcji taśmy i wykorzystanie wysoce wytrzymałej gumy, takiej jak karboksylowany kauczuk akrylonitrylo-butadienowy (XNBR) lub usieciowany poliuretan o szczotkowanej lub szlifowanej powierzchni, o twardości 80–90 A w skali Shore’a. W takim przypadku tarcie będzie mniejsze niż po zastosowaniu powszechnie używanych materiałów o twardości 70 A w skali Shore’a.

Zrozumienie zjawisk zachodzących pomiędzy taśmą a bębnem oraz roli, jaką odgrywa część stożkowa bębna pomoże zoptymalizować osiągi zarówno samej taśmy, jak i przenośnika. Możemy w ten sposób przyczynić się do zmniejszenia częstotliwości prac konserwacyjnych oraz wydłużenia okresu eksploatacji taśmy.

Chcesz zadać pytanie lub dodać komentarz? Zachęcam do kontaktu!

Zobacz także:

9 lipca 2018  |  Dodane przez

Bart Natoli

Bart Natoli zajmuje stanowisko Chief Application Engineer w Habasit America, pracując w firmie już od 1986 roku. Jest inżynierem stale poszerzającym swoją wiedzę o kolejne specjalizacje. Bart Natoli to ekspert w dziedzinie taśm transportujących i pasów napędowych dla przemysłu lekkiego.

Szukasz najlepszych rozwiązań dla swojej firmy?

Uzyskaj poradę