Come scegliere il giusto trasportatore a catena a rulli

I. Tipo di trasportatore

I progettisti devono scegliere uno dei due tipi di modalità di trasporto:

(1) Il materiale è completamente sostenuto e trasportato dalla catena e dagli attacchi. Appartengono a questa categoria i trasportatori di tipo a supporto, a gonna, a scivolo, a doghe, a barre trasversali e a pavimento.

(2) Il materiale scorre lungo la superficie del trasportatore sotto la spinta di deflettori o altri dispositivi, senza che la catena sostenga il materiale trasportato. I trasportatori a spinta e a raschiamento appartengono a questa categoria.

La scelta finale del tipo di trasportatore dipende anche dalle seguenti condizioni:

Vantaggi e svantaggi di ciascun tipo di applicazione.
Installazione iniziale e costi giornalieri.

Vita operativa richiesta e costi di manutenzione.
Velocità del trasportatore.
Lunghezza del trasportatore.

Metodo di caricamento.

Per trasportatori poco comuni o complessi, è essenziale consultare i produttori di catene a rulli, poiché in questi casi è necessaria una maggiore esperienza per effettuare una scelta migliore.

II. Spazio in larghezza e altezza del trasportatore

Il trasportatore deve avere una larghezza sufficiente per posizionare gli articoli o trasportare i materiali e deve avere anche uno spazio in altezza sufficiente per consentire il passaggio di attrezzature, dispositivi e articoli trasportati. Allo stesso tempo, lo spazio in altezza deve essere sufficiente per il ritorno degli accessori e dei dispositivi scaricati. I progettisti devono considerare attentamente tutte le limitazioni delle condizioni fisiche prima di determinare le dimensioni del trasportatore a catena.

III. Lunghezza del convogliatore e interasse dell'albero

La lunghezza del convogliatore è influenzata dalla resistenza di attrito della catena di trascinamento e dal peso del materiale trasportato, nonché dal limite di potenza nominale della catena. Maggiore è la lunghezza del convogliatore, maggiore è la forza di trascinamento richiesta e minore è la relativa capacità di trasporto del materiale trasportato.

L'interasse dell'albero di trasmissione è solitamente pari alla lunghezza del convogliatore, ma a volte è più lungo perché i dispositivi ausiliari di carico e scarico posti alle due estremità del convogliatore richiedono un interasse maggiore.

IV. Caricamento del convogliatore

Qualsiasi processo di carico del trasportatore deve essere il più fluido possibile per evitare gli urti. Se possibile, il carico del convogliatore deve essere effettuato con metodi di posizionamento e scorrimento per ridurre le fluttuazioni di scuotimento e il carico approssimativo. Gli scivoli o le tramogge utilizzati per caricare il trasportatore devono essere posizionati il più possibile al centro delle due catene di trasporto, altrimenti un lato della catena di trasporto potrebbe usurarsi più rapidamente dell'altro.

V. Capacità di trasporto

La capacità di trasporto è la quantità di materiale (in peso o in numero) che un trasportatore trasporta nell'unità di tempo e si calcola con la seguente formula:

W_c=60WS

Dove

W è la capacità di trasporto (lbf/h o pezzi/h);
W è la quantità di materiale trasportato (lbf/ft o pezzi/ft);
S è la velocità di trasporto (ft/min).

VI. Velocità di trasporto

La capacità di trasporto richiesta determina la velocità di trasporto, che è limitata dal tipo di materiale trasportato, dal metodo di trasporto e dai metodi di carico e scarico.

VII. Accumulazione

A volte gli utenti hanno bisogno di interrompere temporaneamente il trasporto di articoli senza fermare il trasportatore, il che richiede uno spazio di accumulo. Gli spazi di accumulo sono spesso utilizzati nei trasportatori a spinta e a raschiamento.

Utilizzando un determinato dispositivo per sollevare la merce o abbassare la catena, la merce viene posizionata sulla piattaforma o sul nastro fisso, mentre la catena di trasporto sottostante la merce continua a funzionare come di consueto. La sospensione della merce in questo modo non aumenta la tensione della catena, ma la riduce.

A volte, nei trasportatori a lamelle sono presenti sezioni arretrate, in cui il dispositivo trattiene la merce mentre il nastro trasportatore scorre sotto la merce. L'arresto della merce in questo modo aumenta notevolmente la tensione della catena, quindi il tratto di arretramento deve essere il più breve possibile. I trasportatori a funzionamento continuo generano molto calore durante l'arretramento delle merci, quindi il tempo di arretramento deve essere il più breve possibile.

VIII. Tipi di catene

1. Catene a rulli di precisione

Le catene a rulli di precisione con attacchi sono spesso utilizzate nei trasportatori. Queste catene e gli attacchi standard utilizzati sono illustrati nella norma ASME B29.1. Alcuni produttori offrono catene a rulli di precisione per trasportatori con piastre laterali diritte. Le catene a rulli di precisione sono solitamente utilizzate quando le dimensioni dei pignoni sono limitate o quando è richiesta un'elevata scorrevolezza della trasmissione.

2. Catene a rulli a doppio passo per trasportatori

Le catene a rulli a doppio passo per trasportatori sono utilizzate anche nei trasportatori. Queste catene e gli accessori standard utilizzati sono illustrati nella norma ASME B29.4. Le catene a rulli a doppio passo per trasportatori hanno piastre laterali diritte, con rulli disponibili in diametri grandi e piccoli.

Le catene a rulli di piccolo diametro sono solitamente utilizzate nei trasportatori verticali o a breve distanza, dove la catena scorre lungo il bordo della piastra della catena. Le catene a rulli di grande diametro sono solitamente utilizzate per il trasporto su lunghe distanze per ridurre la forza di attrito.

3. Catene a rulli a perno cavo

Le catene a perni cavi sono utilizzate quasi esclusivamente nei trasportatori a traversa. Le catene a perni cavi sono disponibili anche nei tipi a passo singolo e doppio, con rulli disponibili in diametri grandi e piccoli.

IX. Passo della catena

La scelta della catena di trasporto si basa solitamente sul carico di lavoro, con il carico di lavoro della catena che corrisponde al passo. Inoltre, il passo limita anche le dimensioni degli oggetti trasportati e lo spazio necessario per gli accessori. Le catene a passo corto (35-80) sono generalmente utilizzate per trasportatori a breve distanza o quando è richiesto un funzionamento regolare. Le catene a passo grande (100-200, o c2040-c2160) sono solitamente utilizzate per trasportatori a lunga distanza con velocità relativamente basse.

X. Accessori per catene

La Figura 1 mostra alcuni accessori specializzati, mentre le Figure 2 e 3 mostrano l'uso degli accessori.

Figura 1 Accessori speciali per catene a rulli

La Figura 2 mostra l'installazione degli attacchi per le catene ad una fila. Sul lato sinistro della figura, i blocchi a V sono fissati con gli attacchi A-1 e M-1, spesso utilizzati per trasportare oggetti cilindrici. Le immagini in alto e al centro della figura mostrano catene con rulli fissati con attacchi M-1 e D-1. I rulli installati con gli attacchi M-1 consentono agli oggetti trasportati di "premere" sulla catena per il contatto per attrito volvente, mentre i rulli installati con gli attacchi D-1 servono solitamente a sostenere la catena per attrito volvente.

Figura 2 Applicazioni degli attacchi per catene a rulli

L'immagine in basso al centro mostra i blocchi di gomma installati con gli attacchi D-3, che conferiscono una superficie di trasporto ad alto attrito. L'immagine in alto a destra mostra i ferri angolari collegati agli attacchi K-2 per formare le piastre di spinta. L'immagine in basso a destra mostra una catena con attacchi M-2 installati con blocchi di supporto filettati.

La Figura 3 mostra tre tipi di combinazioni di catene doppie. L'immagine a sinistra mostra le lamelle installate con gli attacchi A-1. L'immagine centrale utilizza gli attacchi M-35 come distanziatori e localizzatori per il trasporto di oggetti lunghi. L'immagine di destra mostra tubi lunghi installati con attacchi D-3 come superficie di trasporto, che può essere ottenuta anche con catene a perno cavo e traverse estese.

Figura 3 Accessori utilizzati su due catene parallele

XI. Supporto della catena del trasportatore

In genere, le catene di trasporto multiple sono sostenute da binari o guide. Se la catena di trasporto ha rulli di grande diametro, la catena a rulli è di solito sostenuta dai rulli che scorrono nei binari; se la catena di trasporto ha rulli di piccolo diametro, la catena di trasporto a rulli di solito si basa sullo scorrimento lungo il bordo inferiore della piastra della catena. Quando la catena di trasporto ha rulli di piccolo diametro, il bordo portante della catena non deve essere supportato da rulli, poiché ciò potrebbe causare la mancata rotazione dei rulli e l'appiattimento.

Quando l'interasse dell'azionamento supera le 80 maglie della catena, il lato di ritorno della catena del convogliatore deve essere sostenuto, perché un lato di ritorno non sostenuto e troppo lungo si affloscia e può aumentare notevolmente la tensione della catena. In genere, la tensione della catena si riduce notevolmente dopo il sostegno del lato di ritorno.

Inoltre, il cedimento del lato di ritorno può talvolta causare ostruzioni "a incastro" dovute all'usura e all'allungamento, che non si verificherebbero nei trasportatori nuovi. Il sostegno del lato di ritorno può anche ridurre le fluttuazioni e le oscillazioni.

Nella maggior parte dei trasportatori, il ritorno avviene facendo scorrere il bordo della piastra della catena sul binario di guida o facendo scorrere le parti di montaggio sulla piattaforma. Anche per le catene a rulli di grande diametro, il ritorno avviene facendo scorrere il bordo della piastra della catena sulla rotaia o sulla piattaforma, perché gli attacchi della catena o le loro parti di montaggio di solito impediscono ai rulli di funzionare sul lato di ritorno.

XII. Azionamento del convogliatore

La potenza del convogliatore deve essere collocata sull'albero di testa da azionare, che di solito si trova all'estremità di scarico del convogliatore, in modo che la catena abbia la massima tensione solo sul lato di trasporto quando la catena del convogliatore è in funzione.

Poiché la durata di usura della catena del convogliatore è funzione del carico e della durata del carico, se il convogliatore è azionato dall'albero di coda, entrambi i lati dell'intera catena sono sottoposti a carico, il che riduce la durata relativa. L'azionamento dell'albero di coda provoca inoltre l'accumulo dell'allentamento della catena sulla ruota dentata dell'albero di coda (vedere Figura 4), che può causare problemi di carico al trasportatore o far saltare i denti della catena sulla ruota dentata.

Figura 4 Allentamento della catena sull'albero di coda

XIII. Pignoni

1. Dimensione della ruota dentata

La maggior parte dei trasportatori ha la stessa dimensione di pignone sull'albero anteriore e posteriore. Se non si cerca la scorrevolezza, per le catene a doppio passo è possibile utilizzare un pignone con 6 denti effettivi nei trasportatori a bassa velocità. Tuttavia, sono necessari più di 15 denti effettivi per ottenere un effetto di trasmissione relativamente ideale.

Per le catene a passo singolo, il pignone deve avere almeno 15 denti. Quando è richiesta un'elevata scorrevolezza, la ruota dentata dovrebbe avere 21 o più denti per ridurre l'effetto poligono. Tuttavia, se lo spazio è limitato, il numero di denti deve essere scelto il più possibile in base allo spazio disponibile.

2. Tempra del dente del pignone

L'indurimento del dente della ruota dentata viene preso in considerazione soprattutto nelle seguenti situazioni:

Ambienti abrasivi.
Utilizzo di pignoni con meno di 15 denti.

Alta velocità: velocità superiore a 150 piedi/min
Carico elevato: carichi superiori a 50% della potenza nominale.

3. Corrispondenza dei pignoni

Sui trasportatori con catene di trasmissione multiple e parallele, l'allineamento preciso delle ruote dentate dell'albero di testa è estremamente importante (vedere Figura 5). Le ruote dentate devono essere ordinate come set, collegate con chiavi per formare una linea retta, accoppiate simmetricamente e contrassegnate.

Figura 5 Le chiavette di fissaggio delle ruote dentate devono formare una linea

Quando si installano le ruote dentate dell'albero di coda, una delle ruote dentate è fissata all'albero con una chiave e ruota con l'albero, mentre l'altra ruota dentata è allentata sull'albero, fissata su entrambi i lati con anelli di sicurezza, e può ruotare liberamente sull'albero per bilanciare automaticamente l'usura irregolare tra le due catene.

XIV. Dispositivi di tensionamento

La maggior parte dei trasportatori necessita di dispositivi di tensionamento per regolare la tensione della catena. I dispositivi di tensionamento sono dispositivi che regolano l'interasse dell'albero e i trasportatori generalmente installano dispositivi di tensionamento all'estremità di carico per regolare l'allungamento della catena dovuto all'usura.

I dispositivi di tensionamento servono anche per allentare la catena durante l'installazione e la manutenzione della catena. Il dispositivo di tensionamento deve essere regolato in base allo stato di funzionamento ottimale del trasportatore. Esistono quattro tipi fondamentali di dispositivi di tensionamento: a vite, a molla, a trazione gravitazionale e a catena sospesa. Questi quattro tipi sono illustrati nella Figura 6.

Figura 6 Dispositivi di tensionamento della catena

XV. Tensione sospesa e lato di allentamento della catena

Nella maggior parte dei trasportatori a lunga distanza, la maggior parte della lunghezza della catena di ritorno deve essere supportata. Il peso della catena sospesa o parzialmente sospesa non supportata è un fattore che non può essere ignorato per l'intera tensione della catena, poiché il carico totale della catena influisce anche sui calcoli del carico dei cuscinetti e dell'albero, e l'aumento della tensione di questa parte della catena sospesa non è incluso nel calcolo della potenza del trasportatore.

Quando si utilizzano dispositivi di tensionamento, è possibile riservare 30-50 maglie di catena come lunghezza non supportata per tenere conto dell'allungamento della catena per usura. Questa parte della sospensione assicura anche che il lato allentato abbia una tensione sufficiente per evitare fenomeni come il salto della catena sotto carichi pesanti.

È necessario prevedere un adeguato spazio di cedimento per il lato allentato della catena. Se il cedimento di una catena a lunga campata è troppo ridotto, aumenterà notevolmente la forza sui cuscinetti e sulla catena. L'abbassamento della catena non deve essere inferiore a 3% della lunghezza di abbassamento.

XVI. Allungamento elastico

Le catene a rulli subiscono variazioni elastiche quando sono sottoposte a una forza. Se la forza è inferiore al limite di snervamento della catena, quest'ultima può quasi tornare alla sua lunghezza originale dopo la rimozione della forza esterna. L'entità dell'allungamento elastico si calcola con le due formule seguenti:

Per catene a passo singolo d=0,15PC/12500p²

Per catene a passo doppio d=0,15PC/3125p²