Przenośniki kołowe, przenośniki rolkowe i taśmy rolkowe – budowa, funkcja i zalety

Inżynierowie zajmujący się transportem materiałów polegają na przenośnikach rolkowych, aby skutecznie transportować produkty, towary i materiały. Są one nieocenione, szczególnie w logistyce, ale także w wielu innych branżach i różnych procesach produkcyjnych. W tym artykule omówiono, w jaki sposób konstruowane są przenośniki rolkowe, jak działają i jakie są warianty.

Warunki — przenośniki kołowe, przenośniki rolkowe i belki rolkowe

przenośniki kołowe lub przenośniki rolkowe to systemy transportu, które transportują towary na kilku listwach rolkowych lub połączonych systemach rolkowych. Listwy rolkowe lub rolki składają się z wielu rolek zamontowanych wzdłuż szyny. Rolki mogą się swobodnie obracać lub są napędzane przez silnik. Poszczególne szyny rolkowe nadają się przede wszystkim do małych obciążeń.

Różnica między przenośnikami kołowymi a przenośnikami rolkowymi odnosi się do rozmiaru i zakresu systemu transportowego oraz ładunku, który ma być transportowany: Przenośniki kołowe transportują mniejsze i lżejsze przedmioty, podczas gdy przenośniki rolkowe nadają się do dużych obciążeń i są szersze i większe. Termin „przenośnik rolkowy” może być również używany jako synonim.

Budowa przenośników rolkowych

Przenośniki rolkowe składają się z kilku elementów:

• Rolki: Rolki są elementem centralnym. Są one zazwyczaj cylindryczne i mogą na przykład składać się z gumy, metalu lub plastiku. Rolki mogą być instalowane w rolce lub przenośniku rolkowym.
• Struktura ramy: Tak zwane szyny boczne lub ramy przenośnikowe tworzą ramę podstawy przenośników rolkowych. Są one na przykład wyposażone w otwory i otwory, w których można przymocować rolki, rurki dystansowe i inne elementy.
• Struktura nośna: składa się ze stojaków przenośnika rolkowego, które podtrzymują całą konstrukcję.
• Układ napędowy (opcjonalny): przenośniki rolkowe mogą pracować na biegu jałowym lub napędzanym.
• Urządzenia sterujące i zabezpieczające: Układ sterowania reguluje pracę (np. prędkości) i zapewnia idealny przepływ materiału. Urządzenia zabezpieczające mogą zatrzymać działanie automatycznie, gdy tylko wykryją zagrożenia.

Inny przykład projektu można również znaleźć bezpośrednio w MISUMI. Pokazano tutaj przenośnik kołowy do produkcji nadwozia w kolorze białym (część produkcji karoserii samochodowych, w których poszczególne części są łączone, np. przez spawanie). Składa się z profili aluminiowych, przenośników rolkowych, komponentów NAAMS i czujników.

Jak to działa

Rolki umożliwiają łatwe przemieszczanie obiektów wzdłuż ścieżki. Oznacza to, że nawet ciężkie towary mogą być transportowane wzdłuż łańcucha produkcyjnego bez większego wysiłku.

Istnieją różne rodzaje przenośników. Na przykład przenośniki rolkowe grawitacyjne są napędzane przez grawitację, a nie przez napędy silnikowe. Fizyczna zasada jest prosta: przedmioty są umieszczane na pochyłej powierzchni, a następnie są automatycznie przyciągane w dół przez grawitację. Rolki podtrzymują ten ruch.

Inne warianty to na przykład zmotoryzowane przenośniki kołowe lub napędzane rolki.

Samojezdne przenośniki rolkowe

Przenośniki rolkowe mogą działać całkowicie bez zasilania, jeśli zostaną utworzone odpowiednie warunki ramowe. Aby system działał, kluczowe znaczenie ma kąt nachylenia. Należy to wybrać, aby utrzymać gradient między 2,5% a 5%. Wymagane nachylenie zależy od masy i wykończenia powierzchni transportowanych towarów. Im mniejszy ładunek, tym większy kąt nachylenia. Podobnie, jeśli stan powierzchni transportowanych części jest nierównomierny, może być konieczne zwiększenie nachylenia. Niższy kąt nachylenia jest wystarczający dla ciężkich towarów, zwłaszcza o gładkiej powierzchni. Jeśli kąt nachylenia jest zbyt wysoki, ładunek może zostać zbyt mocno przyspieszony, co może prowadzić do uszkodzenia lub upadku. Konstrukcja musi również uwzględniać maksymalną nośność poszczególnych osi rolkowych: Na przykład podczas transportu towarów o wadze do 40 kg, ale maksymalna nośność pojedynczej osi wynosi tylko 10 kg, w dowolnym momencie należy rozłożyć co najmniej 4 osie na całkowitą długość transportowanych towarów. W podanym przykładzie rozstaw osi można również obliczyć w następujący sposób:

Jednakże zawsze obowiązuje następująca podstawowa zasada: pod transportowanymi towarami muszą znajdować się co najmniej 3 osie, ponieważ w przeciwnym razie transportowane towary mogą przewrócić się i zakleszczyć przenośnik, powodując całkowite zatrzymanie.

Przenośniki rolkowe napędzane

Zwłaszcza podczas przenoszenia poziomego, zasilany grawitacyjnie napęd samojezdny już nie działa. Napędzane przenośniki rolkowe służą do pokonywania zboczy w górę i w dół. Napędzane przenośniki rolkowe są również odpowiednie do następujących scenariuszy:

• Wymagana jest dokładna kontrola prędkości i kierunku transportu.
• Należy pokonać duże odległości transportu. Grawitacja jest często niewystarczająca do ciągłego przemieszczania materiału za pomocą samojezdnych przenośników rolkowych.
• Należy przewozić bardzo ciężkie ładunki. Również w tym przypadku grawitacja może nie być wystarczająca dla samojezdnych przenośników rolkowych.
• Istnieją dodatkowe wymagania bezpieczeństwa, które wymagają kontrolowanego ruchu.

Nośność jest obliczana na podstawie wartości na samobieżnych przenośnikach rolkowych.

Przenośniki taśmowe

Przenośniki taśmowe stanowią alternatywę dla przenośników rolkowych napędzanych. Przenośniki taśmowe nadają się między innymi do pokonywania różnic wysokościowych. Różne materiały dla przenośnika taśmowego mogą być stosowane w różnych zastosowaniach:

• Pasy PVC: dobra odporność chemiczna, wszechstronny, opłacalny.
• Pasy poliuretanowe: wysoka odporność na ścieranie, odporność na oleje i smary.
• Pasy gumowe: wysoka odporność na rozdarcia i ścieranie, dobre właściwości tłumiące.
• Paski silikonowe: odporne na wysoką temperaturę, dobre właściwości poślizgowe.
• Pasy teflonowe: bardzo odporna na ciepło, chemicznie obojętna, nieprzywierająca powłoka.
• Pasy metalowe: wyjątkowo trwałe i wytrzymałe, odporne na ciepło.
• Pasy specjalnego przeznaczenia: opracowane z myślą o specyficznych wymaganiach, np. do zastosowań wrażliwych na wyładowania elektrostatyczne (pasy przenośnikowe rozładowują elektryczność statyczną).

Wybór materiału zależy od rodzaju transportu i powierzchni transportowanego towaru. Na przykład na przenośnikach taśmowych z taśmami płytowymi tarcie między przenoszonym materiałem a taśmą jest szczególnie wysokie, co również zmniejsza zdolność do rozciągania, tj. taśma może wytrzymać mniejsze naprężenie. Dlatego też należy zawsze brać pod uwagę, którego paska używać.

Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, przeczytaj nasz artykuł na temat systemów transportu materiałów - przenośników taśmowych.

Uwaga dodatkowa: Zsuwnie materiałowe

W zależności od zastosowania, może również sensowne jest użycie zsuwni materiałowej jako alternatywy, np. dla materiałów, które nie są wrażliwe na uderzenia. Zalety zsuwni materiałowych to: System jest bardzo prosty i nie wymaga własnego zasilania, ponieważ wykorzystuje grawitację podobną do samobieżnych przenośników rolkowych.

Istnieją jednak również pewne problemy praktyczne: Prędkość i kierunek transportu materiału nie mogą być łatwo kontrolowane, a materiał może powodować zacięcie. Zmniejsza to bezpieczeństwo procesu. Siły grawitacji i tarcia są również trudne do obliczenia. Jednak szyny prowadzące mogą być instalowane w celu lepszej kontroli kierunku transportu i lepszego przepływu materiału.

Ogólnie rzecz biorąc, zaleca się stosowanie zsypów materiałowych, szczególnie w przypadku krótkich i prostych ścieżek transportowych.

Kryteria wyboru przenośników rolkowych

Szerokość rolki jest ważną właściwością przy wyborze przenośników rolkowych. Ogólne wymiary transportowanych towarów są kluczowe dla prawidłowego określenia. Zasadą jest: Rolki powinny być co najmniej o 50 mm szersze niż transportowane towary. Rolki mogą być również węższe, jeśli towary są paletyzowane. Wszystkie przypadki wymagają, aby transportowany materiał nie zetknął się z ramą przenośnika rolkowego.

Przy wyborze przenośników rolkowych należy również wziąć pod uwagę indukowany nachyleniem ruch samobieżny różnych materiałów:

• Oś X: Masa transportowanego materiału
• Oś Y: cm nachylenia na metr długości
• 1 – Materiał: Pudełko kartonowe
• 2 – Materiał: Pudełko plastikowe
• 3 – Materiał: Skrzynka stalowa

W przypadku towarów z twardym dnem (stal, plastik itp.) zaleca się stosowanie 3 stopni (4 rolki). Do transportowanych towarów z miękkim dnem (karton, guma itp.) zaleca się 5 stopni (6 rolek).

Średnica i surowiec są obliczane z następującej tabeli o różnych mocach rolek:

W zależności od dna transportowanego materiału, odpowiedni materiał i średnicę zewnętrzną rolek przenośnika można określić z poniższej tabeli, gdzie 1 N odpowiada sile ciężaru około 100 g.

Zalety i wady przenośników rolkowych

Przenośniki rolkowe zwiększają wydajność transportu materiałów lub towarów i odgrywają ważną rolę w automatyzacji procesów produkcyjnych i logistycznych. Ich modułowa konstrukcja umożliwia łatwe dostosowanie przenośników rolkowych do różnych wymagań. Wysiłek związany z konserwacją jest na ogół niski; w rezultacie przenośniki rolkowe mają zazwyczaj długą żywotność bez awarii.

Wady mogą obejmować: Początkowe koszty nabycia są wyższe ze względu na specjalistyczne zastosowania, a ryzyko związane z bezpieczeństwem może wynikać z niewłaściwego obchodzenia się (spadanie przewożonych towarów itp.)

Czyszczenie i konserwacja przenośników rolkowych

Jeśli rolki są mocno zabrudzone, tarcie powierzchni również wzrasta i należy zastosować większą siłę, aby przesunąć rolki do przodu. Dlatego ważne jest, aby regularnie czyścić rolki, szczególnie w mocno zanieczyszczonych środowiskach. Ważne jest, aby unikać narzędzi o ostrych krawędziach do czyszczenia. Zamiast tego należy użyć prostego pędzla lub wilgotnej ściereczki do lekkiego zabrudzenia.

Wadliwe rolki należy niezwłocznie wymienić.