Кейс-студія: Як ударні ролики-ідлери вирішили проблему пошкодження ременя на конвеєрі з кальцієм з великим падінням

Кейс-студія GRROLLER OEM · Горна промисловість та транспортування сировин у великих обсягах · Південна Африка

Малі деталі визначають великі результати. На конвеєрі з ременем ролик-ідлер виглядає як простий компонент, але він контролює стабільність ременя, споживання енергії, розкидання матеріалу та вартість технічного обслуговування. Коли один точка завантаження не працює, вся лінія страждає. Ця кейс-студія показує, як GRROLLER розробив та доставив ролики-ідлери для конвеєрів з ременем, які вирішили стійку проблему для виробника кальцію у Південній Африці — і що можуть навчитися корпоративні покупці (B2B).

Про GRROLLER та клієнта

GRROLLER — це виробник OEM, корінням якого є галузь гірничого обладнання. Ми зосереджені на дослідженні, розробці та виробництві ідлерів конвеєрів та пов'язаних компонентів. Наш асортимент включає універсальні, сталеві, полімерні, ударні, тертяні, нейлонові, паралельні, канавчасті, конічні, самонапрямляючі та зворотні ролики, а також відповідні рами та кронштейни. Іншими словами, покупці можуть замовити повні ролики таідлери конвеєрів у одного постачальника, а не збирати деталі з кількох постачальників.

Клієнт у цьому проекті — це операція з дроблення кальцію та транспортування сировин у великих обсягах у регіоні Фрі Стейт у Південній Африці. Назва компанії залишається конфіденційною, але умови роботи поділяються тут, оскільки вони є типовими для конвеєрів кам'яних кар'єрів скрізь. Лінія передавала дроблений кальцій з перевантажувального жолобу до наступного етапу обробки, з шириною ременя 1600 мм, швидкістю ременя 3,2 м/с та висотою падіння матеріалу 3,2 метра. Розмір кусків досягав 250 мм, пил був густим, а вібрація ніколи не зупинялася.

Виклик: Точка завантаження, яка постійно не працювала

Точка перевантаження була найнавантаженішою секцією конвеєра. Великі шматки кальцію падали на невелику область ременя, тому ремень, ролики, підшипники та опорна конструкція мали поглинати повторювані удари. Оригінальна установка використовувала стандартні сталеві ролики-ідлери для конвеєрів з ременем. Вони добре переносили ремень під час звичайного транспортування, але майже не мали здатності амортизувати удари. В результаті на об'єкті виникли п'ять пов'язаних проблем:

• Пунктири ременя та пошкодження покриття. Гострі краї кальцію глибоко різили верхнє покриття, а в деяких місцях удар досяг пластів ременя.
• Згинені вали та зупинені ролики. Жорсткі сталеві оболонки передавали удар безпосередньо на вали та підшипники, тому ролики-ідлери конвеєрів несправно працювали рано та часто.
• Підсідання ременя між наборами ідлерів. Оригінальний розстав 1000 мм залишав ремень без підтримки під жолобом.
• Розкидання матеріалу. Підсідання ременя створювало щілини у резиночному обгортці жолобу, і дрібний кальцій випливав через конструкцію.
• Втома рами. Повторювані ударні навантаження згинали кронштейни, пошкодили зварні шви та зруйнували вирівнювання роликів.

Для команди технічного обслуговування картина була зрозумілою. Почините один ролик, а наступний несправно працює через кілька тижнів. Клієнту потрібно було більше, ніж міцніший ролик; вся зона завантаження потребувала перепроектування.

Чому стандартні ідлери були недостатні

Перш ніж запропонувати рішення, інженери GRROLLER вивчали зону завантаження як єдину систему. Вони перевірили масу матеріалу, розмір кусків, висоту падіння, ширину ременя, швидкість ременя, розстав роликів та міцність рами відповідно до вимог навантаження CEMA E та ISO 5048. Перегляд виявив три кореневі причини.

По-перше, стандартні ролики не могли поглинати енергію удару. Сталь міцна, але майже не має пружного руху. По-друге, широкий розстав дозволяв ременю підсідати, тому навіть здорові ролики-ідлери конвеєрів не могли захистити ременя самі по собі. По-третє, удар передавався безпосередньо на підшипники та вали. Як тільки підшипник несправно працював, ремень ковзав по нерухомій сталевій поверхні, створював тепло та зношував оболонку до площини.

Отже, рішення повинно було поглинати удари, безперервно підтримувати ременя, захищати підшипники від пилу та ударів, відповідати існуючій конструкції та спростити майбутнє заміщення. Кожен ролик-ідлер конвеєра та його кріплення повинні були бути розроблені разом, а не окремо.

Рішення: Повна система ударних ідлерів

GRROLLER розробив набір важкозавантажуваних ударних роликів-ідлерів, побудований на основі резинового амортизування, конструктивного посилення та ближчого розставу. Кожен ударний ідлер поєднував наступні елементи:

• Високопружні реzinovi ударні кільця, встановлені на товстій сталевій трубі
• Твердий сталеві вал діаметром 40 мм для контролю згинання
• Тяжкі глибоководні кулькові підшипники з зазором C3 для термічного руху
• Посилені корпусі підшипників, закріплені на трубі ролика
• Багатоступінчасті лабиринтні упаковки, заповнені водостійким мастилом
• Посилені рами ударних ідлерів з зменшеним розставом наборів

Резинові кільця стискаються, коли кальцій ударяє по ременю. Це розподіляє удар перед тим, як він досягне оболонки, валу та підшипника. Твердість кільця була обрана ретельно: занадто м'яке — кільця деформуються під постійним навантаженням; занадто тверде — вони передають силу на тіло ролика. GRROLLER підібрала матеріал під розмір кусків, висоту падіння та робоче навантаження цього конкретного об'єкту.

Найбільша одинична зміна була в розставі. Прорід між наборами ідлерів під жолобом зменшився з 1000 мм до приблизно 300 мм. Це створило майже безперервну амортизовану поверхню, тому ременю не було місця підсідати. Жолоб герметичною краще, розкидання зменшилося, а навантаження розподілилося на кілька наборів ідлерів замість того, щоб бити один.

Упаковки та підшипники, розроблені для пилу

Дрібний пил кальцію є абразивним. Коли він потрапляє в підшипник, він змішується з мастилом і утворює шліфувальну пасту, яка зупиняє обертання ролика. З цієї причини якість упаковки важлива так само, як і якість сталі. Ролики проекту використовували багатоступінчасту лабиринтну упаковку, яка змушує пил та воду проходити довгий, складний шлях, перш ніж вони можуть досягти камери підшипника.

Ці цифри взяті з стандартних тестів GRROLLER для навантажуваних роликів: радіальне вихилення нижче 0,35 мм, коефіцієнт обертального опору нижче 0,010, відсутність проникнення води після 72-годинного водонепроникного тесту та постійне мастилування, оцінене не менше 30 000 годин роботи. Кожен ролик-ідлер також обертався вручну при остаточному контролі, щоб підтвердити вільне, тихе руху перед упаковкою.

Рами, плечі та кронштейни ідлерів, які з'єднують лінію

Ролик є надійним лише тоді, коли його кріплення надійне. Оскільки оригінальні рами були втомленими, заміна лише роликів не вирішила б проблему. Тому GRROLLER поставив повну опорну конструкцію разом з роликами.

Рама ідлера для зони завантаження була посилена, щоб протистояти повторюваному вертикальному удару, зберігаючи ролики під правильним кутом канавки. Кожен кронштейн ідлера був розміщений відповідно до існуючих точок кріплення конвеєра, тому бригада встановлювала нові набори без модифікації на місці. Конструкція кронштейна плеча ідлера зберігає стабільність кінців валу під раптовими навантаженнями, що захищає вирівнювання підшипника. Крім того, блоки плеча ідлера та кронштейна використовують конструкцію з піном та опорою, яка дозволяє швидко замінити зношений ролик за допомогою базових інструментів — важлива деталь для бригад технічного обслуговування, які працюють в пилу.

Правильна геометрія перевірялася перед виробництвом, а не на місці. Ширина рами, положення кріплюючих отворів, довжина ролика, дизайн кінця валу, кут канавки та висота установки були скоординовані, щоб рама несучих ідлерів відповідала сусіднім секціям конвеєра. Кожна збірка кронштейна ідлера була попередньо перевірена відповідно до цих розмірів, що усунула ризик збирання, який часто уповільнює модернізацію конвеєрів. Результат — повний набір конвеєра з роликами-ідлерами: ролики, рами, плечі та кронштейни, розроблені для роботи як єдина система.

Підтримка зворотної сторони: Друга половина історії

Несучі ролики привертають увагу, але зворотна сторона також важлива. Зношений або зупинений зворотний ролик дозволяє порожньому ременю махати, зсуватися та скребатися про конструкцію. Щоб зберегти стабільність всієї лінії, GRROLLER переглянув секцію зворотного ідлера конвеєра з ременем як частину того самого проекту. Команда поставила відповідні зворотні ролики для конвеєрів — гладкі сталеві, реzinovi дискові та спіральні очищувальні стилі — вибрані для обробки зворотного матеріалу та пилу на зворотному шляху. Оскільки зворотні ролики та несучі набори були отримані з тих же виробничих ліній з тими ж упаковками та мастилуванням, клієнт тепер зберігає один узгоджений стандарт запасних частин для всього конвеєра.

Установка та пускова наладка

Модернізацію завершили під час запланованого зупинки. Бригада спочатку перевірила конструкцію зони завантаження, видалила зупинені ролики та пошкоджені рами, та перевірила вирівнювання стрингерів. Потім вони встановлювали посилені рами, монтували ударні ролики з реzinовими кільцями та встановлювали зменшений розстав. Після затягування всіх з'єднань вони обертали кожен ролик вручну, запускали ременя порожнім, а потім тестували систему під повним навантаженням. Пускова наладка пройшла гладко, оскільки розміри рами та ролика були узгоджені перед доставкою — не було розрізання, свердління або переробки на місці.

Результати після 14 місяців роботи

• Захист ременя покращився. Немає нових пунктирів або глибоких розрізів покриття в модернізованій зоні завантаження.
• Надійність роликів зросла. Несправності роликів у ударній секції різко зменшилися порівняно з попереднім роком.
• Стабільність зони завантаження повернулася. Рами та кронштейни зберегли своє вирівнювання під безперервним ударом.
• Розкидання зменшилося. Ближчий розстав тримав ременя біля резиночної обгортки жолобу, тому область навколо конвеєра залишалася чистішою та безпечнішою.
• Час технічного обслуговування зменшився. Конструкція плеча та кронштейна для швидкої заміни зменшила труд, необхід