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:

2018 9 lipca  |  Posted by

Bart Natoli

Bart Natoli is a Chief Application Engineer at Habasit America and has been with the company since 1986. He has a Bachelor of Science, a degree in Mechanical Engineering, Associates in Engineering Degree and Architectural Engineering Technology. Bart Natoli is an expert in fabric conveyor belts and power transmission belts.

Contact us for personal support

Get advice

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

*Twój adres e-mail nie będzie widocznny