Przenośnik taśmowy – budowa
Przenośnik taśmowy jest urządzeniem transportu ciągłego, w którym materiał przemieszcza się na powierzchni ruchomej taśmy. W klasycznym układzie taśma tworzy zamknięty obieg między bębnami, a na odcinkach między nimi jest podparta krążnikami. Ruch nadaje jej układ napędowy współpracujący z bębnem napędowym, natomiast odpowiednie napięcie utrzymuje układ napinający. Całość jest osadzona na konstrukcji nośnej i podporach.
Taśma przenośnikowa – element transportujący materiał
Taśma jest elementem, na którym znajduje się transportowany materiał, a jednocześnie przenosi siły występujące podczas ruchu przenośnika. W obiegu można wyróżnić jej bieg górny, na którym odbywa się transport, oraz bieg dolny, którym taśma wraca po przejściu przez bęben końcowy. Konstrukcja taśmy ma charakter warstwowy. Jej podstawowymi częściami są rdzeń oraz okładki ochronne. Rdzeń odpowiada za przenoszenie obciążeń i musi mieć wytrzymałość wystarczającą do przenoszenia napięć roboczych oraz podparcia ładunku. Okładki chronią rdzeń i powinny mieć właściwości fizyczne oraz odporność chemiczną odpowiednie do warunków pracy. Rdzeń może mieć konstrukcję tekstylną albo być wykonany z linek stalowych. W taśmach tkaninowych wieloprzekładkowych sam rdzeń składa się z kilku warstw przekładek i gumy międzyprzekładkowej. W taśmach z linkami stalowymi rdzeń tworzą równolegle rozmieszczone linki osadzone w gumie rdzeniowej. Podczas pracy podlega rozciąganiu, zginaniu na bębnach, naciskom na podporach krążnikowych oraz zmiennym obciążeniom. Taśma może być prowadzona płasko albo nieckowato. O jej ułożeniu decyduje układ krążników. W rozwiązaniu nieckowym boczne części taśmy są uniesione względem części środkowej, natomiast w układzie płaskim powierzchnia transportowa pozostaje zasadniczo płaska.
Krążniki i zestawy krążnikowe
Pomiędzy bębnami taśma opiera się na krążnikach rozmieszczonych wzdłuż trasy przenośnika. W podstawowym podziale wyróżnia się krążniki górne, podpierające obciążony bieg taśmy, oraz krążniki dolne, podpierające bieg powrotny. W opisywanym układzie krążniki górne rozmieszczone są gęściej niż dolne, ponieważ podpierają taśmę obciążoną materiałem. Krążniki mogą tworzyć zestawy. Ich wzajemne położenie wpływa na przekrój poprzeczny taśmy: może ona być prowadzona płasko albo w formie niecki. Kontakt taśmy z krążnikami ma również znaczenie dla oporów ruchu. Wśród głównych oporów występują opór obracania krążników, opór toczenia taśmy po krążnikach, opór przeginania taśmy oraz opór tarcia taśmy o krążniki. Opór toczenia jest związany z odkształcaniem taśmy w strefie kontaktu z krążnikiem. Każdy fragment taśmy jest cyklicznie obciążany podczas przechodzenia przez kolejne podpory, a następnie odciążany między nimi. Dlatego układ i rozstaw krążników są częścią konstrukcji bezpośrednio związaną z pracą taśmy. Krążniki nie są jedynie dodatkowymi rolkami podtrzymującymi, lecz elementami trasy współpracującymi z taśmą na całej długości przenośnika.
Bębny – prowadzenie taśmy i przekazywanie napędu
Drugą grupą elementów bezpośrednio współpracujących z taśmą są bębny. W prostym układzie występują przede wszystkim bęben napędowy i bęben zwrotny, a w bardziej rozbudowanej konstrukcji również bębny napinające i odchylające. Bęben napędowy jest związany z układem napędowym przenośnika. To na jego obwodzie realizowana jest siła potrzebna do utrzymania taśmy w ruchu. Przekazywanie napędu odbywa się dzięki współpracy powierzchni bębna i taśmy. Znaczenie ma przy tym sprzężenie cierne oraz kąt, pod jakim taśma opasuje bęben. Zwiększenie kąta opasania może poprawiać warunki przekazywania siły napędowej. Bęben zwrotny zmienia kierunek biegu taśmy i umożliwia jej powrót wzdłuż dolnej części przenośnika. Bęben napinający współpracuje z układem utrzymującym napięcie taśmy, a bębny odchylające służą do zmiany jej przebiegu. Istotnym parametrem jest średnica bębna. Jej dobór jest powiązany między innymi z grubością i rodzajem rdzenia taśmy, poziomem napięcia roboczego oraz właściwościami związanymi z jej wydłużeniem. Podczas zginania taśmy na bębnie w jej warstwach powstają naprężenia rozciągające i ściskające. Z tego powodu bębna nie można rozpatrywać całkowicie niezależnie od konstrukcji taśmy.
Napęd przenośnika taśmowego
Zadaniem napędu jest wytworzenie siły obwodowej na bębnie napędowym, która umożliwia utrzymanie taśmy w ruchu i pokonanie oporów występujących w przenośniku. Wymagana moc napędu jest związana z oporami ruchu oraz prędkością taśmy. Układ mechaniczny może obejmować ciąg: silnik, sprzęgło, przekładnia i bęben napędowy. Silnik dostarcza energię mechaniczną, która przez kolejne elementy jest przekazywana do bębna. W innych konstrukcjach mechanizm napędowy może być wykonany z wykorzystaniem elektrobębna albo przekładni. Dla zrozumienia zasady działania najważniejsze jest to, że napęd nie przemieszcza materiału bezpośrednio. Wprawia w ruch bęben napędowy, bęben oddziałuje na taśmę, a taśma transportuje materiał. Napęd musi pokonać opory powstające w różnych miejscach urządzenia. Są one związane między innymi z obracaniem krążników, toczeniem i przeginaniem taśmy, tarciem na styku taśmy z krążnikami, ruchem na bębnach oraz podnoszeniem taśmy i materiału, jeżeli trasa zmienia wysokość. Układ napędowy jest zatem funkcjonalnie powiązany z pozostałymi częściami przenośnika.
Układ napinający – utrzymanie napięcia taśmy
Taśma musi pracować z odpowiednim napięciem. Funkcję tę realizuje układ napinający, który może współpracować z bębnem napinającym. Na schemacie podstawowego przenośnika stanowi on odrębny zespół obok bębna napędowego, bębna zwrotnego i krążników. Napinanie ma znaczenie dla pracy taśmy na bębnach oraz dla jej zachowania na trasie. Napięcie występuje zarówno podczas ruchu ustalonego, jak i w stanach przejściowych, takich jak rozruch czy hamowanie. Taśma nie zachowuje przy tym całkowicie niezmiennej długości. Pod wpływem obciążenia może się odkształcać, a przy określaniu drogi napinania uwzględnia się między innymi wydłużenie sprężyste, trwałe oraz zmiany długości związane z temperaturą. Układ napinający należy więc rozumieć jako część przenośnika odpowiedzialną za utrzymanie wymaganego stanu napięcia taśmy i zapewnienie możliwości kompensowania zmian jej długości w przewidzianym zakresie. Układ napinający może mieć postać sztywną lub ciężarową. Na poziomie podstawowego opisu najważniejsza pozostaje ich wspólna funkcja: utrzymanie napięcia potrzebnego do prawidłowej współpracy taśmy z bębnami i trasą przenośnika.
Konstrukcja nośna i podpory
Podstawę przestrzennego układu przenośnika stanowią rama nośna i podpory. Rama występuje jako jeden z głównych zespołów obok mechanizmu napędowego, napinającego i elementów związanych z podawaniem materiału. Sposób wykonania ramy może być różny. Rama może mieć postać kratownicy samonośnej, konstrukcji skrzynkowej z profili giętych, konstrukcji z giętej blachownicy lub profili, a także konstrukcji spawanej z rur i kształtowników stalowych. Nie ma więc jednej postaci ramy właściwej dla każdego przenośnika. Wspólną cechą tych rozwiązań jest tworzenie konstrukcji, na której można zabudować i wzajemnie ustawić elementy tworzące trasę transportu. Podpory są związane z posadowieniem i podparciem konstrukcji. W poszczególnych wykonaniach mogą być stałe lub regulowane. Rama wraz z podporami wyznacza fizyczny przebieg urządzenia i umożliwia utrzymanie położenia zespołów współpracujących z taśmą. Konstrukcja nośna nie transportuje materiału i nie przekazuje napędu, ale scala układ mechaniczny. To względem niej rozmieszczane są kolejne zespoły przenośnika, dlatego jej wykonanie wpływa na sposób zabudowy całego urządzenia.
Jak elementy przenośnika współpracują podczas pracy?
Działanie klasycznego przenośnika można prześledzić od miejsca załadunku. Materiał jest podawany na górny bieg taśmy, między innymi przez kosz zasypowy, którego zadaniem jest ukształtowanie strugi materiału. Obciążona taśma przesuwa się wzdłuż trasy, opierając się na górnych zestawach krążnikowych. Jeżeli krążniki są ustawione w układzie nieckowym, taśma przyjmuje odpowiadający mu kształt. Ruch taśmy jest wymuszany przez bęben napędowy połączony z mechanizmem napędowym. Po dotarciu do końca odcinka transportowego materiał może zostać zrzucony za bębnem albo w określonym miejscu za pomocą dodatkowego urządzenia rozładowczego. Taśma przechodzi następnie na bieg powrotny, gdzie jest podpierana przez krążniki dolne, i wraca w kierunku bębna zwrotnego. W całym obiegu układ napinający utrzymuje wymagane napięcie taśmy i umożliwia kompensowanie zmian jej długości. Bębny zmieniają kierunek przebiegu taśmy i uczestniczą w przekazywaniu napędu lub napinaniu, a krążniki podpierają ją na odcinkach między bębnami. Rama nośna i podpory utrzymują te elementy w układzie tworzącym trasę przenośnika. Budowa przenośnika taśmowego jest więc układem wzajemnie zależnych części. Taśma realizuje transport, ale potrzebuje podparcia krążników, prowadzenia na bębnach, siły dostarczanej przez napęd oraz odpowiedniego napięcia. Wszystkie te zespoły wymagają konstrukcji nośnej, która pozwala utworzyć z nich jedną maszynę transportową.
