Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Конвейерные цепи с полимерными роликами представляют собой специализированное транспортное оборудование, предназначенное для бережной транспортировки хрупких и чувствительных к механическим повреждениям изделий. В керамической промышленности такие цепи находят широкое применение при перемещении кирпича-сырца на этапах формования, сушки и подготовки к обжигу.
Основное отличие цепей с полимерными роликами от традиционных металлических конструкций заключается в использовании роликов из полиамидных и других полимерных материалов. Это обеспечивает снижение ударных нагрузок на транспортируемые изделия, минимизирует вибрацию и предотвращает появление царапин и сколов на поверхности сырой керамики.
Конструкция конвейерных цепей с полимерными роликами базируется на проверенной схеме роликовых цепей, регламентированных стандартами ГОСТ 13568-2017 и ISO 606:2015. Основными элементами являются внутренние и внешние звенья, соединенные посредством валиков и втулок, при этом ролики изготавливаются из полимерных материалов.
Внутренние звенья состоят из двух пластин, запрессованных на втулки. Внешние звенья включают две пластины, соединенные валиками, которые проходят через втулки внутренних звеньев. Полимерные ролики свободно вращаются на втулках, обеспечивая качение по направляющим конвейера и снижая коэффициент трения.
В керамической промышленности применяются роликовые цепи типа 2 по ГОСТ 588-81 с различными модификациями. Для транспортировки кирпича-сырца используются цепи с шагом от 38,1 до 101,6 миллиметров в зависимости от массы изделий и скорости конвейера. Цепи могут быть однорядными для легких грузов или многорядными для повышения грузоподъемности.
Для организации эффективной работы конвейерных систем требуется правильный подбор всех компонентов цепной передачи:
Полимерные ролики для конвейерных цепей изготавливаются преимущественно из полиамидных материалов группы PA6 и PA66. Эти технические термопласты обладают уникальным сочетанием механических свойств, износостойкости и химической стойкости, необходимых для работы в условиях керамического производства.
Полиамид PA6 получают полимеризацией капролактама. Материал характеризуется высокой прочностью на разрыв от 70 до 85 МПа, модулем упругости около 2800 МПа и хорошей ударной вязкостью. Температура плавления составляет 220 градусов Цельсия, что позволяет использовать ролики из PA6 в сушильных камерах при температурах до 90-100 градусов Цельсия.
PA66 синтезируется поликонденсацией гексаметилендиамина и адипиновой кислоты. По сравнению с PA6 этот материал обладает повышенной жесткостью, прочностью до 82 МПа и более высокой температурой плавления 260 градусов Цельсия. Модуль упругости PA66 достигает 3200 МПа, что обеспечивает лучшую размерную стабильность под нагрузкой.
Для специальных условий эксплуатации применяются ролики из полиацеталя POM, полиэтилена высокой плотности HDPE и сверхвысокомолекулярного полиэтилена UHMWPE. POM обеспечивает наименьший коэффициент трения около 0,19 и отличную размерную стабильность. UHMWPE характеризуется исключительной износостойкостью и способностью работать без смазки в широком диапазоне температур.
Компания Rexnord является одним из мировых лидеров в производстве промышленных цепей с более чем столетней историей. Продукция под марками Rexnord и Link-Belt широко применяется в различных отраслях промышленности. Для керамического производства компания предлагает конвейерные роликовые цепи с возможностью установки полимерных роликов.
Цепи Rexnord изготавливаются в соответствии со стандартами ANSI, ISO и ASME. Они проходят термообработку и предварительное натяжение для оптимизации эксплуатационных характеристик. Линейка включает однорядные и многорядные цепи с шагом от 12,7 до 50,8 миллиметров и специальные конвейерные модификации.
FlexLink специализируется на производстве модульных пластиковых цепных конвейеров для автоматизированных производственных линий. Система включает цепи с различными типами поверхностей, включая цепи с роликовой верхней частью для снижения давления при накоплении продукции. Ширина цепей варьируется от 43 до 295 миллиметров с грузоподъемностью до 30 килограммов.
Под брендом Flexon производятся пластиковые цепи с плоской верхней поверхностью серии 879, которые могут применяться в комбинации с полимерными роликами для создания специализированных транспортных систем в керамической промышленности.
На крупном заводе по производству керамического кирпича установлена конвейерная система с цепями Rexnord серии Conveyor Roller Chain с полиамидными роликами PA66. Скорость движения конвейера составляет 12 метров в минуту, масса одного кирпича-сырца 3,8 килограммов. Система обеспечивает бесперебойную работу в течение 18 месяцев без замены изношенных элементов.
Производство керамического кирпича включает несколько критических этапов, где требуется бережная транспортировка изделий. После формования методом пластического прессования кирпич-сырец содержит 18-22 процента влаги и обладает низкой механической прочностью, что требует особого подхода к транспортировке.
После выхода из ленточного пресса глиняный брус нарезается на отдельные кирпичи автоматическими резаками с проволочными ножами. Кирпич-сырец укладывается на конвейер с интервалом 20-30 миллиметров для обеспечения равномерной сушки. На этом этапе применение цепей с полимерными роликами критически важно для предотвращения деформации изделий.
Сформованные кирпичи перемещаются на паллеты или специальные рамки для дальнейшей транспортировки в сушильные камеры. Конвейерные системы с полимерными роликами обеспечивают плавное движение без рывков и толчков, которые могут привести к растрескиванию или потере формы сырца.
Туннельные сушилки оборудуются вагонетками, которые проталкиваются по направляющим с помощью цепных механизмов. Полимерные ролики цепей снижают сопротивление движению и уменьшают нагрузку на привод конвейера. Продолжительность сушки составляет 46-50 часов при температуре теплоносителя 74-80 градусов Цельсия.
Применение полимерных роликов в конвейерных цепях для транспортировки кирпича-сырца обеспечивает ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными металлическими роликами.
Полимерные материалы обладают меньшей твердостью по сравнению с металлом, что значительно снижает риск появления царапин, сколов и вмятин на поверхности кирпича-сырца. Это особенно важно для лицевого керамического кирпича, где качество поверхности непосредственно влияет на товарный вид готового изделия.
Полимерные ролики создают значительно меньший уровень шума при работе конвейера по сравнению с металлическими роликами. Измерения показывают снижение уровня шума на 10-15 дБ, что улучшает условия труда персонала и снижает утомляемость операторов.
Полиамидные материалы обладают свойством самосмазывания благодаря низкому коэффициенту трения. Это исключает необходимость регулярного нанесения смазочных материалов, что критически важно в керамическом производстве, где попадание смазки на изделия недопустимо.
Коэффициент трения качения для полимерного ролика на стальной направляющей составляет μрол = 0,07. Для металлического ролика μрол = 0,12-0,15. При массе загруженной вагонетки 500 килограммов сила сопротивления движению составит:
Fполимер = 500 × 9,81 × 0,07 = 343 Н
Fметалл = 500 × 9,81 × 0,13 = 638 Н
Снижение сопротивления на 46 процентов позволяет уменьшить мощность привода и энергопотребление конвейерной системы.
Полимерные материалы не подвержены коррозии и не требуют защитных покрытий. В условиях сушильных камер с повышенной влажностью это обеспечивает длительный срок службы роликов без деградации эксплуатационных характеристик.
Плотность полиамидов составляет 1,13-1,15 г/см³, что в 6-7 раз меньше плотности стали. Снижение массы вращающихся элементов уменьшает инерционные нагрузки при пуске и остановке конвейера, а также снижает износ подшипниковых узлов.
Конвейерные цепи с полимерными роликами для керамической промышленности проектируются с учетом специфических требований технологического процесса производства кирпича.
Шаг цепи выбирается в диапазоне 38,1-63,5 миллиметров в зависимости от требуемой грузоподъемности. Для транспортировки кирпича-сырца массой 3-4 килограммов достаточно однорядной цепи с шагом 50,8 миллиметров. При необходимости транспортировки более тяжелых изделий или увеличения запаса прочности применяются двухрядные цепи.
Диаметр полимерных роликов определяется шагом цепи и конструкцией звеньев. Для цепей с шагом 50,8 миллиметров диаметр ролика составляет 30-35 миллиметров, ширина 19,05 миллиметров. Точность изготовления роликов обеспечивается методом литья под давлением с допусками по диаметру не более 0,2 миллиметров.
Разрушающая нагрузка цепи определяется прочностью металлических элементов - пластин, валиков и втулок. Полимерные ролики воспринимают в основном радиальные нагрузки при перекатывании по направляющим. Расчетная нагрузка на один ролик не должна превышать 500-700 Н для обеспечения длительного срока службы.
Сушильные камеры для кирпича-сырца представляют собой специфическую среду эксплуатации конвейерных систем с повышенной температурой и влажностью. Конвейерные цепи с полимерными роликами должны сохранять работоспособность в этих условиях на протяжении всего цикла сушки.
Туннельные сушилки непрерывного действия поддерживают температуру теплоносителя 74-80 градусов Цельсия в начале процесса с постепенным повышением до 120-150 градусов Цельсия. Относительная влажность воздуха варьируется от 80 процентов в начале до 20 процентов в конце туннеля. Продолжительность сушки составляет 46-72 часа в зависимости от размеров изделий и начальной влажности.
Полиамид PA66 сохраняет механические свойства при температурах до 90-100 градусов Цельсия, что соответствует условиям в большинстве туннельных сушилок. При более высоких температурах рекомендуется применение роликов из полифениленсульфида PPS или полиэфирэфиркетона PEEK с рабочими температурами до 200 градусов Цельсия.
Полиамиды склонны к поглощению влаги из окружающей среды. Водопоглощение PA6 составляет до 3,5 процентов, PA66 - до 1,2 процента при насыщении. Поглощение влаги приводит к увеличению размеров роликов на 0,5-0,8 процента и снижению прочности на 10-15 процентов. Однако в условиях сушильных камер с пониженной влажностью в конце процесса этот эффект минимален.
При правильном подборе материала и конструкции цепи срок службы полимерных роликов в сушильных камерах составляет 12-18 месяцев непрерывной работы. Основным фактором износа является абразивное воздействие керамической пыли, которая накапливается на направляющих и роликах. Регулярная очистка направляющих продлевает срок службы роликов в 1,5-2 раза.
При выборе конвейерных цепей с полимерными роликами для транспортировки кирпича-сырца необходимо учитывать комплекс технологических и эксплуатационных факторов.
Выбор шага и количества рядов цепи основывается на расчете действующих нагрузок. Полная нагрузка на цепь складывается из массы транспортируемых изделий, массы паллет или вагонеток, сопротивления движению и динамических нагрузок при пуске.
Исходные данные: масса одного кирпича-сырца 3,8 килограммов, на паллете 40 кирпичей, масса паллеты 15 килограммов, коэффициент запаса прочности 5.
Общая масса: Mобщ = 3,8 × 40 + 15 = 167 кг
Расчетная нагрузка: F = 167 × 9,81 × 5 = 8190 Н = 8,2 кН
Для данной нагрузки подходит однорядная цепь с шагом 50,8 миллиметров с разрушающей нагрузкой не менее 45 кН.
Материал полимерных роликов определяется температурными условиями эксплуатации и требованиями к износостойкости. Для зоны формования и укладки при комнатной температуре оптимален PA6. Для транспортировки в сушильных камерах с температурой до 90 градусов предпочтителен PA66. При температурах выше 100 градусов необходимо применение специальных высокотемпературных полимеров.
Скорость движения конвейера для транспортировки кирпича-сырца обычно составляет 5-15 метров в минуту. Превышение скорости 20 метров в минуту может привести к повышенному износу роликов и появлению вибраций. Длина конвейерных участков ограничивается 30-50 метрами для обеспечения равномерности натяжения цепи.
Для типового производства керамического кирпича с выпуском 60 миллионов штук в год рекомендуется применение однорядных конвейерных цепей с шагом 50,8 миллиметров и полиамидными роликами PA66 диаметром 32 миллиметра. Скорость конвейера 12 метров в минуту, грузоподъемность 200 килограммов на метр длины. Замена цепи требуется каждые 15-18 месяцев эксплуатации.
Данная статья носит исключительно ознакомительный характер и предназначена для общего информирования технических специалистов о конвейерных цепях с полимерными роликами. Информация представлена на основе общедоступных технических данных и не является руководством к действию.
Автор не несет ответственности за любые прямые или косвенные убытки, возникшие в результате применения информации из данной статьи. Перед внедрением оборудования необходимо провести собственные расчеты, испытания и получить консультации квалифицированных инженеров с учетом конкретных условий эксплуатации.
Все технические характеристики, размеры и параметры, приведенные в статье, могут отличаться в зависимости от производителя, модели оборудования и условий эксплуатации. Перед закупкой оборудования рекомендуется ознакомиться с актуальной технической документацией производителя.
При подготовке статьи использовались следующие авторитетные источники:
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.