Spannung des Förderbandreinigers: der Schlüssel zu optimaler Leistung

Nov 13, 2023

Es ist zwar klar, dass es keine einzige oder ideale Lösung für die Reinigung von Förderbändern und die Auswahl von Spannern gibt, Todd Swinderman* von Martin Engineering ist jedoch der Meinung, dass Unternehmen die nötige Sorgfalt aufwenden müssen, um die optimale Wahl zu treffen.

Förderbandreiniger haben sich im Laufe der letzten 50 Jahre von größtenteils hausgemachten Konstruktionen zu einer Vielzahl technischer Lösungen entwickelt, die für praktisch jede Anwendung geeignet sind. Die Erwartungen haben sich im Laufe der Zeit geändert, da der Zusammenhang zwischen Gesundheit, Sicherheit und Produktivität sowie sauberen Bändern zunehmend akzeptiert wird. Im weiteren Verlauf der Entwicklung ist es unwahrscheinlich, dass eine einzige Lösung für das Problem der Bandreinigung und des Spannerdesigns gefunden wird, da zahlreiche Variablen und Bedingungen die Wirksamkeit der Bandreinigung beeinflussen.

Eine Diskussion über Riemenreiniger-Spanner muss die grundlegenden Ansätze zur Riemenreinigung umfassen, da der effektivste Ansatz durch eine Kombination von Reiniger- und Spannerkonstruktionen erreicht wird. Die Industrie hat sich zu mechanischen Reinigern und Spannern hingezogen, weil sie einfach und wirtschaftlich sind. Die gebräuchlichsten mechanischen Bandreinigungskonstruktionen weisen eine Klinge oder Bürste in verschiedenen Winkeln zum Band auf. Je nach Reinigertyp und Konstruktionsmaterial können sie sich dem Band entweder mit positiver, negativer oder Nullneigung nähern (Abbildung 1).

Unabhängig vom grundlegenden Reinigungsansatz führt die Aufrechterhaltung des optimalen Anpressdruckbereichs zu einem optimalen Gleichgewicht zwischen Reinigungsleistung, Verschleiß der Reinigungselemente, Riemenverschleiß und Leistungsbedarf. Der CEMA-Standard 576, „Klassifizierung der Anwendungen für die Reinigung von Schüttgutförderbändern“, bietet ein leistungsbasiertes Klassifizierungssystem zur Verwendung bei der Spezifikation von Bandreinigern.

Es gibt zwei grundlegende Ansätze, um Spannung auf den Bandreiniger auszuüben: linear und rotierend (Abbildung 2). Der Anstellwinkel der Klinge zum Riemen bestimmt häufig, ob ein linearer oder rotierender Spanner eingesetzt wird. Die gespeicherte Energie, die die Spannkraft erzeugt, stammt meist aus der Schwerkraft, Federn oder Aktuatoren. CEMA definiert die Reinigungspositionen als primär, sekundär und tertiär (Abbildung 3). Die meisten in der Primärposition montierten Bandreiniger verwenden einen rotierenden Spanner, während die meisten in der Sekundär- oder Tertiärposition montierten Bandreiniger lineare Spanner verwenden.

Linearspanner werden am häufigsten dort eingesetzt, wo ein Verschleißausgleich in kleinen Schritten erforderlich ist, beispielsweise bei Reinigern mit Hartmetallspitze, die sich in der sekundären Reinigungsposition befinden, oder bei Bürstenreinigern. Bei der grundlegenden Konstruktion des Spanners handelt es sich in der Regel um einen Schlitten, der den Stützrahmen einschränkt, aber eine lineare Bewegung entlang einer oder mehreren Führungen ungefähr senkrecht zur Bandoberfläche ermöglicht, wobei der Stützrahmen und die Klingenkonstruktion den Reinigungswinkel vorgeben. Einige Konstruktionen verfügen über eine Möglichkeit zur Entlastung bei Stößen durch Spleiße oder Banddefekte.

Zu den Vorteilen linearer Spanner gehören: 1) einfaches Design; 2) kann auf eine Einstellung für vollständigen Klingenverschleiß ausgelegt werden; 3) Zugangsfenster lassen sich problemlos in die Montagefläche integrieren; 4) kann Auslenkungsskalen des Stellantriebs zur genauen Einstellung des Reinigungsdrucks aufnehmen und; 5) bietet die Möglichkeit, sich an ungleichmäßige Montagepositionen oder asymmetrischen Klingenverschleiß anzupassen.

Zu den Nachteilen von linearen Spannern gehören: 1) Die Stellfläche des Spanners kann groß sein, was die Möglichkeiten für eine ideale Installation des Riemenreinigers einschränkt. 2) Für die Einstellung muss Zugang zur anderen Seite vorhanden sein. 3) die Führungsmechanismen sind anfällig für Verschmutzung durch Staub und Korrosion; und 4) der Wechsel von der unteren Einstellung zur oberen Einstellung oder die Bereitstellung einer Einstellung von einer Seite verkompliziert die Spannvorrichtungskonstruktion.

Rotationsspanner, die einen Aktuator verwenden, werden grundsätzlich unter Verwendung eines Hebelarms oder eines Elastomerelements konstruiert, das konzentrisch zur Trägerwelle des Riemenreinigers ist. Sie erzeugen eine Kontaktfläche zwischen Messer und Riemen, die durch die Betätigungskraft und die Verbindungsgeometrie bestimmt wird. Die Energiequelle überträgt eine Kraft auf den Hebelarm, die die Welle dreht und das/die Bandreinigungsmesser gegen die Bandoberfläche drückt. Rotationskonstruktionen sind in der Regel kompakt und in den meisten Fällen können die Aktuatoren in jeder beliebigen Ausrichtung montiert werden, was die Möglichkeit bietet, den Bandreiniger in der optimalen Position zu installieren.

Gegengewichtsspanner

Früher war der gebräuchlichste Rotationsspanner ein Hebelarm mit Gegengewicht, dessen Position so eingestellt wurde, dass die vorgesehene Reinigungskraft auf eine oder mehrere Klingen ausgeübt wurde, die das Band berühren. Ein Gegengewicht kann an einem oder beiden Enden der Welle montiert werden. Normalerweise wird bei der Erstinstallation der Armwinkel so eingestellt, dass der Arm in der Mitte des Klingenverschleißes horizontal ist, wodurch die geplante Reinigungskraft über die Lebensdauer der Klinge ungefähr gemittelt wird (Abbildung 4).

Der Hauptvorteil des Gegengewichtsdesigns besteht darin, dass es sich durch die Schwerkraft selbst einstellt. Die Nachteile der Gegengewichtskonstruktion sind: 1) die fehlende Dämpfung, die es dem Blatt und damit dem Gewicht ermöglicht, abzuprallen, wenn es von einer Verbindung, stark anhaftendem Material wie Eis oder einem Defekt im Riemen getroffen wird. Die unerwartete Bewegung des Gegengewichts kann ein Sicherheitsrisiko darstellen und ein unkontrolliertes Aufprallen kann zur Beschädigung der oberen Bandabdeckung führen. 2) der Gegengewichtsspanner nimmt viel Platz ein; und 3) wenn der Gegengewichtsarm nicht horizontal montiert werden kann, verringert sich die auf das Schild ausgeübte Kraft, da der wirksame Hebelarm verkürzt wird.

Drehhebelarm- und Aktuatorspanner

Die Drehverstellung des Bandreinigungsmessers kann auf verschiedene Arten erfolgen. Der Stützrahmen befindet sich fast immer an einer festen Stelle, ist aber frei drehbar. Die erforderlichen Spannkräfte können durch viele Arten von Aktoren aufgebracht werden, wie zum Beispiel: Federn, Fluidzylinder, elektrische Aktoren oder aus einem in einem Elastomerelement gespeicherten Drehmoment. Rotationsspanner werden häufig mit Elastomerblättern verwendet, bei denen die Änderung der Blatthöhe und -dicke bei Abnutzung erheblich ist (Abbildung 5).

Die Vorteile von Rotationsspannern sind: 1) eine kompakte Bauweise; 2) Ein einzelner Spanner, der auf einer Seite des Förderers montiert ist, kann oft für eine Reihe von Klingentypen und Riemenbreiten verwendet werden; 3) Sie können so gestaltet werden, dass die Spannvorrichtung während der Lebensdauer des Blatts nur selten nachgestellt werden muss. und 4) viele Arten von Aktoren können verwendet werden.

Die Nachteile von Rotationsspannern sind: 1) Es kann ein Sicherheitsrisiko bestehen, wenn der Stützrahmen zu weit von der Riemenscheibe entfernt montiert ist und der Reiniger durchzieht; 2) Der Montageort der Drehachse ist entscheidend für den richtigen Klingenreinigungswinkel. 3) Die konstante Kraftabgabe einiger Aktuatoren kann im Laufe der Zeit zu großen Schwankungen beim Reinigungsdruck und der Klingenlebensdauer führen. und 4) wenn an beiden Enden des Tragrahmens ein Spanner erforderlich ist, ist es oft schwierig, zur Montage und Einstellung auf die Antriebsseite des Förderers zuzugreifen.

Andere Faktoren

Die Bedeutung einer ordnungsgemäßen Installation sollte für die ordnungsgemäße Leistung des Bandreinigers nicht außer Acht gelassen werden. Geringe Abweichungen in der Position des Stützrahmens relativ zum Band können zu erheblichen Problemen mit der Wirksamkeit der Klingen führen und zu einer Biegung des Stützrahmens führen. Die meisten Hersteller geben detaillierte Anweisungen zur Platzierung der Stützrahmen und Spanner, die für eine optimale Funktion befolgt werden müssen.

Um effektiv zu sein, sollten Bandreiniger regelmäßig überprüft und gewartet werden. In der Praxis erschweren die Gestaltung der Förderstruktur und die Lage des Antriebs und anderer Geräte die Wartung. Die Berücksichtigung eines einfachen Zugangs und einer ergonomischen Anordnung der Reinigungsgeräte für Inspektion und Wartung in der Entwurfsphase wird sich auszahlen, indem sie den Rücktransport, die Wartungszeit und die potenzielle Verletzungsgefahr reduzieren.

Um die Wirksamkeit der Klinge zu maximieren und den schnellen Verschleiß zu minimieren, sollten die empfohlenen Einstellprotokolle befolgt werden. Studien haben gezeigt, dass es für verschiedene Reinigertypen und Klingentypen einen kritischen Reinigungsdruckbereich gibt. Diese Studien belegen, dass eine Überspannung des Bandreinigers nicht unbedingt die Reinigungswirkung verbessert, sondern häufig zu einem erhöhten Band- und Messerverschleiß sowie einem höheren Stromverbrauch führt.

Da die Technologie immer weiter voranschreitet, beginnen die Zulieferer, immer mehr Funktionen in die Designs von Bandreinigern zu integrieren. Eine dieser Innovationen ist eine Positionsanzeige für den Bandreiniger, die das Messer überwachen und die verbleibende Lebensdauer anhand der aktuellen stündlichen Verschleißrate abschätzen kann. Das Gerät kann direkt an vorhandenen Großrechnern nachgerüstet werden und ist in der Lage, eine Benachrichtigung an Wartungspersonal oder Servicepartner zu senden, wenn ein Reiniger nachgespannt oder ausgetauscht werden muss.

Diese Fähigkeit bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich. Die Inspektions- und Wartungszeit wird verkürzt, da das Wartungspersonal den Reiniger nicht mehr physisch betrachten muss, um die Spannung oder den Verschleißstatus festzustellen. Es reduziert außerdem die Zeit, die Arbeiter in der Nähe des laufenden Förderbands verbringen müssen, und trägt so dazu bei, das Risiko von Unfällen zu minimieren. Indem der Indikator sich auf Daten – und nicht auf menschliches Urteilsvermögen – verlässt, um die richtige Spannung für eine optimale Reinigungsleistung aufrechtzuerhalten und den Klingenverschleiß zu überwachen, maximiert er die Lebensdauer und meldet mit Sicherheit, wenn sich eine Klinge dem Ende ihrer Nutzungsdauer nähert, was zu einer höheren Reinigungsrendite führt Investition. Ersatzbestellungen können für eine Just-in-Time-Lieferung geplant werden, wodurch die Lagerhaltung von Teilen reduziert wird, und die Installation kann für geplante Ausfallzeiten statt im Notfall geplant werden.

Die Technologie geht noch einen Schritt weiter und ist ein weiteres zum Patent angemeldetes Gerät, das die Positionsanzeige mit einem automatischen Spanner kombiniert. Diese neuartige angetriebene Baugruppe verfügt über Sensoren, die den Klingendruck ständig überwachen und ihre Position anpassen, um eine optimale Reinigungsspannung aufrechtzuerhalten. Das Wartungspersonal muss nicht mehr jeden Reiniger aufsuchen und manuell nachspannen. Stattdessen werden die Aufgaben automatisch ausgeführt, wodurch die Wartungszeit verkürzt und gleichzeitig die nutzbare Fläche jedes Reinigers maximiert wird. Analysen bieten eine beispiellose Sicht und ein beispielloses Verständnis der Leistung des Bandreinigers, wobei Echtzeitdaten über eine speziell entwickelte App aus der Ferne verfügbar sind.

Während die Hersteller die Wirksamkeit der Riemenreiniger weiter verbessern, ist klar geworden, dass es keine einheitliche oder ideale Lösung für die Riemenreinigung und die Auswahl des Spanners gibt. Die Sicherheit des Personals und des Riemens selbst ist ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Auswahl eines Spanners. Eine einfache Inspektion und Wartung ist für die Wirksamkeit des Riemenreinigers von entscheidender Bedeutung, daher muss der Spanner eine schnelle und sichere Wartung ermöglichen.

Die Auswahl eines Bandreinigers sollte auf der Leistungsbewertung des Reinigers gemäß CEMA-Standard 576 basieren und anschließend das geeignete Reinigungssystem auswählen. Das System sollte auf der Grundlage der Lebenszykluskosten und nicht nur des Anschaffungspreises ausgewählt werden. Die Investition in eine effektive Bandreinigung ist aufgrund der direkten Kostenreduzierung (Reinigungskosten), der verlängerten Lebensdauer der Komponenten (oft 25–40 %) und der geringeren Verletzungsgefahr gerechtfertigt, was in direktem Zusammenhang mit der geringeren Reinigungshäufigkeit steht.

*R Todd Swinderman ist emeritierter CEO von Martin Engineering