Cameron Portelli, kỹ sư cơ khí cao cấp của Kinder Australia, giải thích cách căn chỉnh dây đai tốt nhất.
Ngay cả cách tiếp cận toàn diện nhất đối với thiết kế và xây dựng hệ thống băng chuyền cũng hiếm khi dẫn đến sự liên kết tốt của băng tải. Là cấu trúc cứng nhắc và mức độ cài đặt? Kiểm tra! Các ròng rọc và con lăn có đồng tâm và lắp đặt vuông góc không? Kiểm tra! Không có lo lắng sau đó, phải không? Sai!
Băng chuyền được nhiều người coi là thành phần tốn nhiều chi phí nhất trên hệ thống băng tải trong suốt thời gian sử dụng của thiết bị và do hỏng hóc do theo dõi sai có thể gây tử vong cho băng tải, nên việc duy trì đủ sự liên kết phải là ưu tiên hàng đầu.
Các điều kiện của địa điểm thay đổi, do đó, ngay cả những kế hoạch được bố trí tốt nhất cũng làm hỏng ý định tốt nhất trong việc tìm kiếm sự liên kết vành đai đầy đủ. Tất cả các điều kiện nằm ngoài tầm kiểm soát của nhân viên công trường, chẳng hạn như điều kiện thời tiết (ví dụ: nhiệt độ và mưa), chuyển động của mặt đất và những thay đổi đối với vật liệu được vận chuyển, đều góp phần tạo ra sự thay đổi trong đường đi của băng tải và cách gánh nặng tương tác với băng tải. Những thay đổi này thường góp phần vào việc căn chỉnh dây đai kém trên một hệ thống đã hoạt động tốt vào ngày hôm trước.
Hiện có nhiều cách để đạt được sự căn chỉnh dây đai, tuy nhiên, chỉ nên tìm kiếm một thiết bị căn chỉnh để chống lại các điều kiện thay đổi hoặc khi không có cách khắc phục nguyên nhân gốc rễ đơn giản hơn. Ví dụ, lực gió thường khiến băng chuyền chạy sai hướng, điều này có thể được khắc phục bằng cách che băng tải đơn giản bằng cách sử dụng các tấm che đai hoặc sử dụng các tấm chắn gió. Một ví dụ khác là sự tích tụ trên các con lăn gây ra một vành đai theo dõi sai, bằng cách thay đổi đường kính và các yếu tố ma sát. Điều này nên được khắc phục bằng cách sử dụng giải pháp làm sạch băng tải hoặc giảm đổ tràn chẳng hạn như ốp chân tường tốt hơn.
Các nhà thiết kế máy móc từ lâu đã triển khai các thiết bị hỗ trợ theo dõi vành đai tốt một cách tự nhiên. Những thiết bị như vậy bao gồm đỉnh của ròng rọc và bộ làm biếng bù. Những giải pháp đơn giản này có thể là tất cả những gì cần thiết để theo dõi các hệ thống đơn giản. Ngay cả việc tạo rãnh của băng tải cũng sẽ cho phép căn chỉnh băng tải tốt hơn, khi so sánh với hệ thống băng chuyền tải phẳng.
Trống có vương miện hoạt động bằng cách tạo thêm lực căng ở phía đang theo dõi tâm. Điều này tạo ra một đường cong trong dây đai cho phép dây đai “leo lên” côn trống ròng rọc, tự định tâm. Nguyên tắc này đã được sử dụng trong nhiều năm trong hệ thống truyền lực cũng như băng tải.
Các bộ làm lệch hướng thường có đầu dẫn trong các con lăn cánh (tối đa khoảng 2°) và cũng có thể được tạo ra bằng cách sử dụng các con lăn nội tuyến bằng cách nghiêng chúng về phía trước trên các miếng chêm côn. Nếu dây đai di chuyển qua một bên, nhiều dây đai tiếp xúc với một con lăn cánh hơn con lăn cánh kia. Sự mất cân bằng lực này cho phép dây đai tự định tâm. Vì đây không phải là thiết kế đối xứng nên điều này không thể thực hiện được trên dây đai có thể đảo ngược. Làm như vậy sẽ làm trầm trọng thêm tình trạng theo dõi sai của dây đai bị theo dõi sai.
Trình theo dõi chủ động và thụ động
Khi tất cả các cách khắc phục đơn giản không hoàn thành công việc, nên sử dụng các thiết bị theo dõi dây đai. Giải pháp lâu đời nhất là khung theo dõi xoay vòng trung tâm và có một số tùy chọn khi kích hoạt xoay vòng. Thông thường nhất, một con lăn dẫn hướng phía sau được sử dụng, sao cho khi dây đai trôi qua, áp suất bù lên khung sẽ tạo ra một mô-men xoắn quanh trục trung tâm, cho phép các con lăn điều khiển dây đai trở lại tâm. Đây là một mặt hàng đáng tin cậy được hiểu rõ, tuy nhiên, nhược điểm là chúng không dành cho dây đai đảo ngược và chúng yêu cầu tiếp xúc với cạnh dây đai để kích hoạt. Một số băng chuyền tại hiện trường có cạnh đai kém hoàn hảo, thường là do sự cố theo dõi sai trước đó và do đó có thể không được giải quyết phù hợp bằng cách sử dụng bộ theo dõi trục trung tâm được kích hoạt dẫn hướng bên.
Bộ theo dõi kích hoạt dẫn hướng bên cũng được coi là bộ theo dõi thụ động; nó đợi một số mức độ theo dõi sai xảy ra trước khi hành động. Điều này có thể phù hợp với một số ứng dụng trôi dạt trong giới hạn một cách tự nhiên và hiếm khi sử dụng trình theo dõi khi điều kiện thay đổi. Trên một số ứng dụng nặng hơn hoặc khi các điều kiện thay đổi liên tục, việc sử dụng trình theo dõi này có thể không phù hợp.
Vì cả ba con lăn (đối với thiết kế bên máng) trên loại thiết bị theo dõi này thực hiện việc sắp xếp lại dây đai, nên chúng phát triển mạnh nhờ ma sát và áp suất. Các bộ theo dõi này phải được cung cấp cao hơn ít nhất 6 mm so với các khung làm biếng trước và sau để đảm bảo duy trì áp suất phù hợp. Có thể tạo thêm ma sát cho dây đai bằng cách làm mờ khung cao hơn tới 18 mm hoặc sử dụng các con lăn có độ trễ bằng cao su, giúp tăng đáng kể lực ma sát của dây đai lên con lăn. Các con lăn nhất định trong các khung theo dõi có xu hướng mòn nhanh hơn so với các bộ con lăn trơn do mặt con lăn bị “xước” liên tục, các con lăn có độ trễ cao su cũng có tuổi thọ sử dụng cao hơn. Do áp suất tăng thêm và muốn có thêm ma sát, không nên sử dụng các con lăn HDPE có ma sát thấp trong các loại khung này. Nói chung, cũng không nên sử dụng con lăn RDRT trong khung tập quay trở lại vì ít tiếp xúc với dây đai hơn, ngay cả khi ma sát tăng nhẹ do sử dụng cao su.
Giải pháp thay thế cho bộ theo dõi kích hoạt dẫn hướng bên là con lăn côn. Chúng sử dụng sự thay đổi về tốc độ tiếp tuyến trên mặt con lăn để kích hoạt hiệu ứng “hãm”, kéo thiết bị theo dõi về phía trước ở phía mà dây đai đang theo dõi sai hướng. Ưu điểm là thiết kế này vốn đã phù hợp với dây đai có thể đảo ngược, không có tiếp xúc với cạnh dây đai và nó là bộ theo dõi chủ động, tức là nó luôn theo dõi trái ngược với bộ theo dõi kích hoạt dẫn hướng bên phụ thuộc vào tiếp xúc với con lăn dẫn hướng bên trước khi phản ứng .
Việc tracker con lăn côn là một tracker chủ động, là con dao hai lưỡi. Có, bạn sẽ có phản ứng nhanh hơn trước khi tình huống chạy sai đường trở thành vấn đề lớn, tuy nhiên, độ trễ liên tục ở trạng thái mòn, ngay cả khi căn chỉnh dây đai hoàn hảo. Điều này có thể dẫn đến hình dạng côn tụt hậu đến mức không hiệu quả. Nhóm dịch vụ tại hiện trường của Kinder đã nhiều lần chứng kiến khách hàng thay thế độ trễ mà không có tính năng côn và thắc mắc tại sao trình theo dõi không còn hoạt động sau điều này nữa, vì vậy việc hiểu nhầm trình theo dõi này là phổ biến.
Trong các ứng dụng phía máng của con lăn côn, con lăn trung tâm ít quan trọng hơn, do đó chúng là thép trơn chứ không phải cao su ma sát cao hoặc polyurethane có rãnh. Mục đích của các con lăn trung tâm kép là để dịch chuyển chúng khỏi tâm, tạo khoảng trống để đặt đầu lớn của con lăn cánh côn, nếu cần cho các hệ thống góc máng dốc. Việc thiết lập góc con lăn cánh phụ thuộc vào góc máng của băng tải và một phần là lý do khiến nó có thể điều chỉnh được, tuy nhiên lý do lớn nhất của việc điều chỉnh là để có thể tăng phản ứng luyện tập. Thông thường, các con lăn cánh phải được đặt cao hơn 2-3° so với khung mang tiêu chuẩn trên hệ thống, tuy nhiên, điều này có thể được tăng thêm trong các tình huống mà người huấn luyện phản ứng chậm. Việc đặt các miếng chêm bên dưới các bộ huấn luyện này để tăng áp suất thực sự khiến bộ huấn luyện kém phản ứng hơn, vì điều này tạo nhiều áp lực hơn lên các con lăn trung tâm, lấy đi áp lực quan trọng từ các con lăn cánh.
Các đơn vị theo dõi khác tồn tại chủ yếu dành cho mặt sau của dây đai. Chúng sử dụng sự khác biệt về khối lượng của dây đai trên mặt của một con lăn được hỗ trợ ổ trục trung tâm để xoay bộ huấn luyện và điều chỉnh dây đai. Hầu hết sử dụng một trục quay chạy ở 45° về phía hướng đai qua trục đỡ cố định đến trống ổ trục bên trong. Khi dây đai chạy qua, sự mất cân bằng khối lượng ở tâm của con lăn làm cho trống bên ngoài di chuyển xuống và về phía trước. Điều này chỉ đạo vành đai trở lại trung tâm. Thiết kế này không phù hợp với đai đảo ngược, mặc dù việc bổ sung các ổ trục bên ngoài có thể làm lật trục khi đai di chuyển theo hướng ngược lại. Ổ trục bên ngoài nhỏ hơn và có ít ma sát hơn ổ trục bên trong cho phép trục lật và dừng lại bằng cần định vị trước khi trống bên ngoài bắt đầu quay.
Các công nghệ mới được phát triển đã cho phép tạo ra một ví dụ đơn giản hơn nhiều về thiết bị theo dõi kích hoạt mất cân bằng khối lượng. Thiết kế này sử dụng khớp nối linh hoạt ở trục trung tâm, thay vì trục trục cố định ở 45°. Điều này cho phép chuyển động hoàn toàn tự do 360° về trung tâm của thiết bị theo dõi, điều này đã tạo ra một thiết kế có thể đảo ngược vốn có. Hệ thống lái của con lăn được kích hoạt bằng khối lượng bổ sung và ma sát với một bên của con lăn, kéo trống con lăn về phía trước và điều khiển dây đai trở lại tâm. Kết quả tại hiện trường cho thấy thiết kế này không có nhược điểm so với thiết kế trục cố định và người ta thấy rằng khớp nối cao su là bộ phận đáng tin cậy hơn, do tính đơn giản của nó và do nó không bị ảnh hưởng bởi nhiễm bẩn như loại thông thường bôi trơn ổ trục.
Tất cả các thiết bị theo dõi xoay đã đề cập trước đó đều giới hạn góc xoay để tránh mất ma sát tĩnh với dây đai. Điều này có thể được ví như tình trạng thiếu lái trong một chiếc xe, trong đó góc lái vượt quá giới hạn bám dính nhiều hơn dẫn đến khả năng lái không tăng thêm và có khả năng, lốp xe sẽ bị mòn thêm. Góc giới hạn thực tế là khi lực lý thuyết đẩy đai vượt quá ma sát tĩnh có sẵn giữa hai bề mặt. Lực đẩy đai này phụ thuộc vào lực căng của đai và ma sát khả dụng phụ thuộc vào khối lượng của đai, sản phẩm và bất kỳ lực căng bổ sung nào được tạo ra thông qua áp suất bổ sung của quá trình lắp đặt. Điều này rõ ràng phụ thuộc rất nhiều vào thông số kỹ thuật của hệ thống và điều kiện vận hành tại bất kỳ thời điểm nào, tuy nhiên, người ta đã chỉ ra rằng không được phép xoay quá 6° theo bất kỳ hướng nào. Các hệ thống có lực căng cao hơn nên bị hạn chế hơn nữa vì lực đẩy được tạo ra bởi một góc nhất định lớn hơn rất nhiều, do đó đạt đến giới hạn ma sát sớm hơn.
vị trí theo dõi
Việc đặt thiết bị theo dõi là để giải quyết vấn đề trong khu vực xảy ra theo dõi sai. Ngoài ra còn có các vị trí được khuyến nghị để đặt thiết bị theo dõi như một biện pháp phòng ngừa rủi ro, chẳng hạn như trước ròng rọc, nơi xảy ra việc theo dõi sai sẽ dẫn đến hậu quả nghiêm trọng cho dây đai. Hệ thống không có rủi ro là hệ thống có cài đặt các trình theo dõi sau:
- Trước mỗi ròng rọc
- Sau ròng rọc đầu (và ròng rọc truyền động khi chúng riêng biệt)
- Sau khi lấy trọng lực (hoặc bất kỳ loạt ròng rọc không truyền động nào khác, chẳng hạn như bộ ba)
- Sau điểm tải để chống lại khả năng tải lệch tâm
- Cứ 30-50 mét đai liên tục
Rõ ràng, thực tế về vốn và chi phí bảo trì liên tục có thể không cho phép cài đặt nhiều thiết bị theo dõi như vậy, đặc biệt là đối với các hệ thống ngắn hơn. Tuy nhiên, đặc biệt là trên các hệ thống đường bộ dài và các hệ thống đường đơn quan trọng không có dự phòng, đó có thể là một số bảo hiểm rất rẻ và điều gì đó chỉ được thực hiện sau khi hàng km vành đai bị phá hủy.
Khoảng cách tối thiểu bằng 3,5 lần chiều rộng của đai so với khoảng cách giữa puli và bộ theo dõi là để cho phép bộ theo dõi tác động lên dây đai, giảm bớt nhu cầu “chiến đấu” với puli bằng lớp bọc lớn hơn và do đó giữ dây đai nhiều hơn. Thiết bị theo dõi bị giới hạn bởi lượng ma sát mà nó có thể áp dụng và do đó, lượng lực ngang mà nó có thể truyền để điều chỉnh dây đai. Đặt thiết bị theo dõi đủ xa so với ròng rọc cho phép tác dụng mô-men xoắn lớn hơn về tâm của đai tại ròng rọc đối với lực tác dụng của thiết bị theo dõi nhất định, điều này tạo ra sự chênh lệch góc lớn hơn, cho phép đai leo lên trống sau một số vòng quay của ròng rọc, nhiều giống như cách thức hoạt động của một chiếc trống đăng quang.
Phải tìm kiếm sự cân bằng giữa tính thực tế của cài đặt và vị trí hoàn hảo để theo dõi hiệu suất. Một thiết bị theo dõi có chiều rộng bằng 2 lần chiều rộng dây đai từ ròng rọc sẽ tốt hơn là không có thiết bị theo dõi nào cả. Các băng tải cấp liệu ngắn có các bộ theo dõi được đặt ở trung tâm của sợi hồi với chiều rộng khoảng 1 đai từ mỗi ròng rọc và để chúng có đủ tác dụng, áp lực lên bộ theo dõi phải lớn hơn nhiều đến mức nó đảm bảo một thiết kế kiểm tra khả năng của trình theo dõi. Các tùy chọn khác cho đai trung tâm ngắn là con lăn dẫn hướng vee ngược hoặc con lăn dẫn hướng bên cố định. Đây là một phương sách thô cuối cùng. Các con lăn vee đảo ngược huấn luyện dây đai thông qua áp suất không đổi và đi ngược lại mối quan tâm của nhà sản xuất dây đai về việc chuyển cấu hình dây đai từ dạng máng sang dạng phẳng trên một khoảng cách nhất định. Con lăn dẫn hướng bên là điểm dừng cứng trên mép đai có thể không nhất quán và đôi khi tình huống theo dõi sai khiến dây đai gập lại so với con lăn dẫn hướng bên.
Máy theo dõi quay trở lại mang lại nhiều tự do hơn cho việc lắp đặt vì chúng có thể được đặt bên trên hoặc bên dưới băng tải. Phía trên đai là mặt sạch của đai nên có thể thấy nhiều ma sát hơn dẫn đến phản ứng của bộ theo dõi lớn hơn, tuy nhiên, có thể dễ dàng thay thế con lăn quay trở lại bằng bộ theo dõi quay trở lại theo cách thông thường hơn do hạn chế về không gian. Máy theo dõi quay trở lại có lợi hơn so với máy theo dõi máng vì nó chỉ cần hiệu chỉnh dây đai chứ không phải dây đai và gánh nặng. Máy theo dõi quay trở lại thường duy trì diện tích tiếp xúc lớn hơn với dây đai khi cấu hình máng nâng lên tại các điểm nối của người chạy không tải.
Các tùy chọn theo dõi khác
Các con lăn xoắn ốc đã sớm được phát hiện để tạo ra lực theo dõi khi khách hàng bắt đầu lắp chúng theo hướng làm sạch ra bên ngoài băng tải với các sợi chỉ hoạt động cách xa tâm. Điều này có thể hợp lý từ góc độ làm sạch nhưng có phản ứng theo dõi vành đai bất lợi. Do đó, bây giờ chúng được sử dụng cho khả năng theo dõi cũng như làm sạch. Chúng cũng dễ dàng lắp vào, thay thế bất kỳ con lăn thép thông thường nào mà không cần phải thay giá đỡ.
Bộ theo dõi đĩa cũng có sẵn và được khuyên dùng cho băng tải tải trọng nhẹ đến trung bình. Chúng được làm bằng polyurethane để giảm mức độ nghiêm trọng của việc tiếp xúc với cạnh đai. Chúng cũng là một giải pháp lắp đặt đơn giản có thể lắp đặt trên cả máng và mặt sau của băng tải.
Bài viết này hoàn toàn không phải là một danh sách đầy đủ các tùy chọn thiết kế trình theo dõi. Các tính năng như xoay và nghiêng, thậm chí cả các bộ điều khiển bằng thủy lực đều có sẵn. Bất kể sự bổ sung nào được cung cấp, đó thường là giải pháp đơn giản nhất để chăm sóc vành đai mang lại kết quả lâu dài tốt nhất.
Bài viết lịch sự ABHR.