Саморегулируемые ролики - ловителий конфейерных лент

Очень часто при эксплуатации ленточных конвейеров приходится встречаться с такими проблемами, как регулирование поперечного схода ленты, по разного рода причинам.  Как следствие, просыпи материала вдоль конвейера, преждевременный выход ленты из строя по расслоению и износу кромок ленты из-за постоянного соприкосновения с металлоконструкциями става конвейера. Для регулирования хода ленты существует множество конструкций регулируемых устройств с применением ряда поворотных роликоопор для рабочей и холостой ветви. И каждая из них требует  затрат  по исправному содержанию, ремонту, регулировке и, несмотря на это, не обеспечивает устойчивого хода ленты. Каким же образом заставить ленту постоянно, в автоматическом режиме, независимо от причин схода всегда стремиться к оси конвейера? 

Следующая весьма существенная проблема, с которой сталкивается эксплуатация конвейеров – это ловители лент на наклонных конвейерах при их порыве. Практически не существует устойчиво работающих систем, выполняющих эту задачу. Как обеспечить надежную фиксацию ленты с транспортируемым грузом на наклонном конвейере при порыве ленты? 

Решение оказалось очень простым. Необходимо было создать ролик, в конструкции которого были бы заложены перечисленные выше функции. Такие ролики могут быть применены в горнодобывающей, строительной, металлургической, иных отраслях промышленности. Они должны соответствовать по размерам типовым роликам, широко применяемым по ГОСТам.

Существующие сегодня конструкции роликов стальных или из полимеров

Содержат, например, полый корпус в виде цилиндра с предварительными расточками под посадку корпусов подшипников, установленных по обеим сторонам с упором в тело цилиндра. Смотри Рис. 1. Подшипники установлены с упором в буртик на оси и проточку в полом корпусе. Корпуса подшипников снаружи выполнены воедино с наружным лабиринтом уплотнения и снабжены кольцевым буртиком для соединения защелкиванием с кольцевой проточкой на цилиндре ролика. Конструкция обеспечивает высокую технологичность сборки. Функционально такие ролики при наличие своих «плюсов и минусов» служат только для поддержания ленты.

Существуют и конструкции роликов-ловителей наклонного конвейера, которые, например, состоят из обечайки, закрепленной на торцевых стаканах, установленных на оси и храпового механизма с упорными телами в виде шариков в отверстиях с наклоном по ходу вращения. Смотри Рис. 2. При вращении обечайки шарики находятся на максимальном удалении от оси и удерживаются в этом положении центробежными силами. При этом шарики не взаимодействуют с храповым колесом. При обрыве ленты происходит реверсирование направления вращения ролика на малых скоростях, шарики опускаются в отверстия и взаимодействуют с храповым колесом, останавливая вращение. Такая конструкция с храповым механизмом и шариками не нашла массового применения и уменьшает ресурс ролика за счет износа деталей.

Задачей, на решение которой направлена предложенная к рассмотрению разработка, является автоматическое регулирование поперечного схода лент конвейеров рабочей и холостой ветви конвейерными роликами с функцией ролика-ловителя лент при их порыве.  Поставленная задача решается путем применения вместо обычных роликов, роликов с подвижной во всех плоскостях относительно своей оси обечайкой и наличием в конструкции роликов стопора от обратного проворота.

Техническим результатом предлагаемого решения является автоматическое, постоянное центрирование хода ленты конвейерными роликами с подвижной относительно своей оси обечайкой, при этом величина изменения угла наклона обечайки к оси ролика зависит от усилий поперечного схода ленты. Прогнозируется и повышение срока службы лент. Принцип работы таких роликов основан на выравнивании хода ленты в направлении поперечном оси конвейера при смещении обечайки ролика в ту или иную сторону по отношению к оси конвейера. Причем принцип действует для роликов рабочей и нерабочей ветви ленты. Центральный ролик роликоопоры на рабочей ветви ленты тоже участвует в процессе – ось его обечайки всегда смещена вперед относительно оси ролика. Конечно, такие ролики на одной опоре существенно не повлияют на ход ленты. Они должны быть установлены взамен выбывающих из строя существующих роликов на всем конвейере, либо на каком-то проблемном участке. 

Итак, когда обечайка ролика находится под углом 90 градусов к оси конвейера – лента движется ровно. Сместим правую сторону ролика по ходу ленты на любой угол в горизонтальной плоскости – лента начнет уходить влево. Если сместить левую сторону ролика по ходу движения ленты – лента начнет уходить вправо. Такой же принцип «набегания» ленты наблюдается и в вертикальной плоскости ролика. То есть, если обечайка каждого ролика на конвейере или его участке будет изготовлена подвижной по отношению к ее оси, то при приложении разных нагрузок на длине обечайки изменится угол между обечайкой и осью ролика в системе координат «3D» – вниз и вперед по ходу движения ленты. Максимальная величина изменения угла будет зависеть от толщины упругого наполнителя (смотри Рис.3) между корпусами подшипников в сборе и внутренним диаметром обечайки. При этом лента будет сгоняться к оси конвейера автоматически при любом смещении независимо от причин схода. То есть регулировка хода ленты при работе конвейера будет происходить постоянно. 

Указанный выше результат достигается за счет того, что ролик конвейерный состоит из корпуса ролика, целиком выполненного из полимеров, и, конечно,  подшипниковых узлов в сборе с осью из стали. Корпус ролика состоит из: корпуса подшипника, упругого пористого наполнителя, «Х-образной»  опоры и наружной обечайки и выполнен как единая сборочная деталь, при этом наружная обечайка становится подвижной относительно оси ролика во всех плоскостях, а упругий пористый наполнитель расположен между обечайкой и корпусом подшипника и обладает свойствами демпфера и одновременно защищает от попадания грязи и влаги.

Рассмотри конструкцию. На Рис. 3 изображен общий вид ролика, который содержит следующие основные сборочные элементы: ось 1 ролика; корпус ролика, состоящий из корпуса 2 подшипников, обечайки 3, Х-образной в продольном сечении опоры 4 и упругого пористого наполнителя 17; подшипник 11 вполимерном футляре 7 с крышкой 8 и кольцами 14 (необходим для длинных роликов для распределения нагрузок);  стопор от обратного  проворота  ролика, состоящий из дисков 9, 10 из полимера и пружины 16;  опорный подшипник 12 в сборе с лабиринтовым полимерным уплотнением из дисков 5 и 6. Обечайка 3 ролика изготовлена из износостойких полимеров, но может быть при необходимости, изготовлена из стальных труб. Объем между корпусом 2 подшипников и обечайкой 3 заполнен упругими эластомерами. При этом корпус подшипников 2, выполненный из полимера, упругий пористый наполнитель 17, опора 4 из эластомера и износостойкая обечайка 3 ролика, изготавливаются как единая сборочная деталь - корпус ролика, например, в пресс-форме.  Подвижность обечайки 3 к оси 1 ролика обеспечивает «Х» - образная в продольном сечении опора 4 в виде плотного эластомера, выполняющая роль шаровой «3D»-опоры, а пористый упругий эластомер 17 работает как демпфер и предохраняет от попадания инородных материалов. 

У данного ролика отсутствует биение и он может применяться как весовой ролик. У него в сравнении со стальным роликом отсутствует налипание транспортируемого материала, выше износостойкость обечайки и он не травмирует ленту даже в момент разрушения после длительной эксплуатации. Кроме того, существенно снижаются осевые нагрузки на тела качения в подшипниках, которые компенсируются упругим наполнителем, что способствует увеличению срока службы роликов в 3-5 раз. При этом ролики из износостойких полимеров такой конструкции легче по весу и соизмеримы по стоимости со стальными роликами.  

На Рис. 4 показан разрез подшипникового узла в сборе, состоящий из: дисков 9 и 10 стопора от обратного проворота ролика (полимеры), слабонавитой пружины 16, закрытого подшипника 12, дисков 5 и 6 лабиринтового уплотнения (полимеры), стопорных пружинных колец 13 и 15. Рассмотрим конструкцию механизма одностороннего вращения ролика. Стопор от обратного проворота ролика состоит из: храповых дисков 9 и 10, изготовленных из полимеров с низким коэффициентом трения, закрепленных на корпусе 2 подшипников и оси 1 соответственно. Система подпружинена слабонавитой пружиной 16. Заклинивание ролика при обратном вращении происходит при входе боковых выступов храповых дисков в зацепление. В результате чего, лента при порыве вместе с грузом не сползет вниз по наклонной, а проседает между рабочими роликоопорами. Ролики срабатывают как ролики-ловители ленты. 

Вывод: данные ролики применимы как на горизонтальных, так и на наклонных конвейерах на рабочей и холостой ветви. Они соответствуют всем габаритным размерам обычных конвейерных роликов как по диаметрам, так и по длинам. У данного ролика отсутствует биение и он может применяться как весовой ролик. У него в сравнении со стальным роликом отсутствует налипание транспортируемого материала, выше износостойкость обечайки и он не травмирует ленту даже в момент разрушения после длительной эксплуатации. Кроме того, существенно снижаются осевые нагрузки на тела качения в подшипниках, которые компенсируются упругим наполнителем, что способствует увеличению срока службы роликов в 3-5 раз. При этом ролики из износостойких полимеров такой конструкции легче по весу и соизмеримы по стоимости со стальными роликами.  

На данный момент компанией ООО «ХК ИНТРА ТУЛ» проработан рынок потенциальных потребителей, определен производитель в России. Прорабатывается технология выпуска опытной партии для проведения опытно-промышленных испытаний на производстве.

 

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта. Благодаря им мы улучшаем сайт, обслуживание и товары.