Eksploatacja przenośników taśmowych
Czyszczenie taśmy przenośnikowej – skrobaki, zgarniacze i systemy czyszczenia
Czyszczenie taśmy przenośnikowej nie sprowadza się do zamontowania możliwie twardego ostrza i zwiększania jego docisku. Skuteczność systemu zależy od właściwego połączenia materiału elementu czyszczącego, miejsca zabudowy, sposobu napinania oraz warunków pracy całego przenośnika.
Co właściwie usuwamy z taśmy?
Po przejściu przez bęben zrzutowy część transportowanego materiału może pozostać na okładce nośnej. Materiał ten wraca razem z taśmą po stronie powrotnej. W praktyce używa się dla niego angielskiego określenia carryback.
Carryback osypuje się pod trasą przenośnika, oblepia krążniki i bębny, utrudnia prowadzenie taśmy, zwiększa zakres prac porządkowych, a niekiedy przyspiesza zużycie elementów instalacji. Dlatego dobry system czyszczenia powinien być traktowany jako część całego przenośnika, a nie jako osobny dodatek montowany dopiero po pojawieniu się problemów.
Czyszczenie okładki nośnej trzeba odróżnić od ochrony strony bieżnej taśmy. Po stronie wewnętrznej stosuje się pługi, których podstawowym zadaniem jest niedopuszczenie materiału pomiędzy taśmę i bęben zwrotny, napinający albo odchylający.
Więcej o tym, gdzie powstaje carryback i jak wpływa on na wybór miejsca montażu, opisuję na stronie Carryback i dobór miejsca zabudowy .
Materiał elementu czyszczącego
Nie istnieje jeden materiał ostrza odpowiedni do każdej taśmy i każdego urobku. Przy wyborze biorę pod uwagę między innymi wilgotność i lepkość materiału, prędkość taśmy, stan okładki, rodzaj połączenia oraz położenie skrobaka względem bębna zrzutowego. Bardzo ważny jest także kształt samego bębna: cylindryczny lub baryłkowy.
Węglik wolframu – potocznie „spiek, węglik”
Elementy określane potocznie jako spiekowe są najczęściej wykonywane z węglika spiekanego, w którym bardzo twarde ziarna węglika wolframu są połączone metalicznym spoiwem. Zapewniają wysoką odporność na zużycie i skutecznie zdejmują cienką warstwę materiału pozostałą na okładce.
Są często stosowane w skrobakach wtórnych i podtaśmowych. Wymagają jednak prawidłowej geometrii, stabilnego podparcia oraz kontrolowanego docisku. Ustawione pod nieprawidłowym kątem lub nadmiernie dociśnięte ostrze nie czyści lepiej – może natomiast przyspieszać zużycie okładki i źle współpracować z nierównością złącza. Może wystąpić także efekt podskakiwania, tzw. „schodkowania”, tworząc wzdłuż taśmy ślady po uderzeniach wibrującego ostrza.
Ostrza ze spieku są podatne na uszkodzenia w przypadku pracy na taśmie połączonej złączem mechanicznym, szczególnie jeżeli nie jest zlicowane z powierzchnią taśmy. Niektórzy producenci, jak np. Flexco, oferują ostrza z węglika w osłonie, które mogą współpracować ze złączami mechanicznymi.
Największą niedogodnością skrobaków z ostrzami ze spieku jest ograniczona możliwość dopasowania ich do baryłkowych bębnów w przypadku konieczności montażu „do czoła”.
Elementy z węglika wolframu →Poliuretan – PU
Poliuretan nie jest jednym materiałem o niezmiennych właściwościach. Zależnie od receptury może różnić się twardością, sprężystością, odpornością na ścieranie, temperaturę oraz rozdzieranie.
Elementy PU dobrze dopasowują się do powierzchni taśmy i są często stosowane w skrobakach czołowych oraz konstrukcjach segmentowych. Zwykle łagodniej przechodzą przez nierówności i poprawnie dobrane połączenia mechaniczne, ale nie oznacza to, że każdy poliuretan można zastosować w dowolnych warunkach. Zazwyczaj skuteczność czyszczenia skrobaków z poliuretanu jest niższa niż skrobaków z węglika.
Specjalnym typem skrobaka PU jest tzw. „grzebień”, który zaprojektowany jest do czyszczenia taśm z profilami, np. chevron. Jego elementy czyszczące, wyglądające jak palce, odginają się i poddają profilom czyszcząc przestrzenie pomiędzy nimi.
Elementy poliuretanowe (PU) →Guma
Guma jest elastyczna i stosunkowo odporna na uderzenia. Sprawdza się między innymi w pługach oraz prostszych elementach zabezpieczających stronę bieżną taśmy. Dedykowana listwa gumowa może być dobrym rozwiązaniem, jeżeli jej mieszanka, geometria i docisk zostały przewidziane do konkretnego zadania.
Miękki element gumowy jest jednak mniej skuteczny przy usuwaniu cienkiej, silnie przyklejonej warstwy materiału. Jego zaletą nie jest agresywne skrobanie, lecz elastyczność i tolerancja na nierówności.
Elementy gumowe →Szczotki gumowe i tworzywowe
Szczotki stosuje się między innymi przy drobnych materiałach oraz tam, gdzie ostrze nie powinno mocno dociskać do powierzchni taśmy. Szczotka może być pasywna (z gumowymi wypustkami), napędzana ruchem taśmy. Może też być napędzana własnym silnikiem, przeważnie obracając się w przeciwną stronę do biegu taśmy, mówimy wtedy o szczotce aktywnej lub szczotce z napędem.
Przy doborze znaczenie mają materiał i średnica włókna, prędkość obrotowa, zużycie szczotki oraz możliwość usuwania oczyszczonego materiału ze strefy pracy.
Szczotki gumowe i tworzywowe →Dlaczego skrobak ze starego kawałka taśmy jest złym pomysłem?
W zakładach spotykam czasem „patent” polegający na dociśnięciu do pracującej taśmy kawałka zużytej taśmy przenośnikowej. Na pierwszy rzut oka rozwiązanie jest tanie, elastyczne i łatwe do wykonania. Nie jest jednak odpowiednikiem prawidłowo dobranego ostrza gumowego.
Kawałek starej taśmy ma przypadkową geometrię i niekontrolowaną powierzchnię styku. W jego gumie mogą znajdować się wbite ziarna ścierne, a na przeciętej krawędzi może być odsłonięta tkanina albo inne elementy osnowy. Tarcie guma–guma, szczególnie przy nadmiernym docisku i zanieczyszczonej krawędzi, może podgrzewać miejsce styku oraz systematycznie zużywać okładkę taśmy.
Taki element zwykle nie ma również mechanizmu odciążającego, powtarzalnego kąta pracy ani kontrolowanego napinania. Zużycie „skrobaka” jest trudne do przewidzenia, a jego docisk bywa zwiększany właśnie wtedy, gdy skuteczność spada. Dlatego nie zalecam traktować odpadu taśmy jako normalnego elementu czyszczącego.
Podział według miejsca zabudowy
Nazwa skrobaka często wynika z miejsca, w którym pracuje. Każda pozycja ma inne zadanie, warunki podparcia taśmy i ograniczenia konstrukcyjne. W rozbudowanych instalacjach kilka stopni czyszczenia współpracuje ze sobą.
Skrobaki czołowe
Spotykane są również określenia: doczołowe, nabębnowe, wstępne i pierwszego stopnia. Ostrze pracuje na taśmie podpartej przez bęben zrzutowy, zwykle poniżej głównego strumienia materiału.
Zadaniem skrobaka czołowego jest zdjęcie zasadniczej części carrybacku. W tej pozycji często stosuje się segmenty poliuretanowe, które mogą odchylać się przy nierównościach taśmy, biciu promieniowym bębna lub w przypadku gdy jakaś część urobku dostanie się pomiędzy płaszcz bębna a taśmę.
Skrobaki podtaśmowe
Nazywane są również skrobakami wtórnymi, doczyszczającymi, drugiego stopnia albo precyzyjnymi. Pracują na odcinku powrotnym za punktem zejścia taśmy z bębna.
Ich zadaniem jest usunięcie cienkiej warstwy, której nie zdjął skrobak czołowy. Często wykorzystują segmenty z węglika wolframu albo odpowiednio dobranego PU. Istotne są stabilizacja taśmy, miejsce na odprowadzenie materiału i współpraca ze złączem. Zazwyczaj największym ograniczeniem jakie spotykam na instalacjach jest bardzo ciasna zabudowa zrzutni przesypu mocno ograniczająca możliwość prawidłowego montażu tam skrobaka podtaśmowego.
Skrobaki wewnętrzne i pługi
Pług pracuje po stronie bieżnej, czyli wewnętrznej stronie taśmy stykającej się z bębnami. Montuje się go przed bębnem zwrotnym, napinającym albo innym bębnem, pod który nie powinien dostać się rozsypany materiał.
Pług typu V odprowadza materiał na obie strony. Pług ukośny kieruje go na jedną stronę. Jego podstawowym zadaniem jest ochrona taśmy i bębna przed wciągnięciem materiału, a nie usuwanie carrybacku z okładki nośnej.
Z mojego doświadczenia wiem, że sytuacje, kiedy materiał dostanie się pomiędzy taśmę a bęben i spowoduje uszkodzenie taśmy a często także skrobaka nie są rzadkością. Koszt nieplanowanego przestoju i naprawy taśmy zazwyczaj wielokrotnie przewyższa prewencyjne zamontowanie pługa, który będzie chronił przenośnik przed tego typu zdarzeniem.
Na przenośnikach rewersyjnych trzeba stosować rozwiązania przewidziane do pracy w obu kierunkach. Typowy pług lub skrobak ustawiony dla jednego kierunku może po zmianie ruchu pracować pod niewłaściwym kątem. Producenci wyraźnie podają w dokumentacji informację, czy dany skrobak może pracować w obu kierunkach.
Od prostego skrobaka do rozbudowanego systemu monitorowanego
Poziom wyposażenia nie jest tym samym co zasada działania. Skrobak wyposażony w samoczynny napinacz i czujniki nadal jest systemem pasywnym, jeżeli czyści taśmę nieruchomym ostrzem. Automatyzacja najczęściej odpowiada za utrzymanie kontaktu z taśmą i siły docisku. Czujniki monitorują głównie położenie ostrza, temperaturę i anomalie związane z uderzeniami sygnalizując już we wczesnej fazie na przykład początki rozklejania się złącza lub rozdarcie na taśmie.
Proste konstrukcje własne
Najczęściej składają się z belki i jednego sztywno zamocowanego elementu, ewentualnie także dodatkowej dźwigni z przeciwwagą dociskającą skrobak do taśmy. Są tanie, ale zwykle nie zapewniają kontrolowanego kąta, docisku, odciążenia ani kompensacji zużycia. Ich działanie mocno zależy od osoby, która je wykonała i ustawiła.
Napinacz regulowany ręcznie
Sprężyna, śruba, dźwignia albo mechanizm skrętny pozwalają ustawić docisk według zaleceń producenta. Wraz ze zużyciem ostrza układ wymaga kontroli i ponownej regulacji. Większy docisk nie powinien zastępować usunięcia przyczyny nieskutecznego czyszczenia.
Napinanie automatyczne lub samoczynne
Mechanizm kompensuje stopniowe zużycie elementu i pomaga utrzymywać kontakt z taśmą. Nie zwalnia jednak z kontroli segmentów, mocowań, nagromadzonego materiału oraz prawidłowej pozycji całego skrobaka.
Czujniki i monitoring stanu
Kolejny poziom stanowią systemy zbierające informacje o pracy skrobaka. Przykładem jest Flexco Elevate i3, który według producenta monitoruje kontakt skrobaka z taśmą, czas pracy ostrza, anomalie i zdarzenia uderzeniowe oraz może prognozować pozostały czas jego użytkowania.
Monitoring pomaga wskazać potrzebę kontroli, ale nie zastępuje oględzin ani obsługi technicznej. Informacje producenta o Flexco Elevate .
Szczegółowe rozróżnienie opisuję na stronie Systemy aktywne i pasywne .
Jak dobieram system czyszczenia taśmy przenośnikowej?
Zaczynam od materiału i warunków pracy, a nie od nazwy producenta skrobaka. Najtwardsze ostrze albo najbardziej rozbudowany napinacz nie naprawią niewłaściwie wybranego miejsca zabudowy.
- Transportowany materiał: uziarnienie, wilgotność, lepkość, temperatura, ścieralność oraz skłonność do zaklejania.
- Taśma: szerokość, prędkość, kierunek pracy, rodzaj i stan okładki oraz uszkodzenia powierzchni.
- Połączenie: złącze wulkanizowane lub mechaniczne, jego wystawanie ponad powierzchnię i zgodność z wybranym ostrzem.
- Miejsce montażu: średnica i położenie bębna, punkt zejścia taśmy, podparcie oraz miejsce na odprowadzenie oczyszczonego materiału.
- Układ czyszczenia: jeden stopień, układ wstępny i wtórny albo kilka kolejnych stopni.
- Obsługa: dostęp do kontroli, możliwość bezpiecznej wymiany segmentów oraz oczyszczenia przestrzeni wokół skrobaka.
Najczęstszy błąd: zwiększanie docisku
Gdy skrobak przestaje czyścić, pierwszą reakcją bywa mocniejsze dociśnięcie ostrza. Tymczasem przyczyną może być niewłaściwy kąt, zużyty segment, brak stabilizacji taśmy, nagromadzony materiał, przesunięcie konstrukcji albo zły dobór materiału ostrza. Nadmierny docisk zwiększa opory, temperaturę i zużycie okładki, nie gwarantując poprawy skuteczności.
Bezpieczeństwo i normy
Dobór rodzaju ostrza nie jest narzucony jedną normą. Wymagania normatywne dotyczą natomiast bezpieczeństwa całego przenośnika, dostępu serwisowego, osłon, oceny ryzyka oraz czynności związanych z konserwacją i czyszczeniem.
- PN-EN 620:2022-03 – wymagania bezpieczeństwa dotyczące stałych przenośników taśmowych do materiałów masowych; zakres obejmuje także konserwację i czyszczenie.
- PN-EN ISO 12100:2012 – ogólne zasady projektowania, oceny ryzyka i jego zmniejszania.
Regulację, czyszczenie ręczne i wymianę elementów należy wykonywać zgodnie z instrukcją przenośnika oraz zastosowanego systemu czyszczenia, po zabezpieczeniu instalacji przed nieoczekiwanym uruchomieniem. Przed wykorzystaniem normy w projekcie należy również sprawdzić jej aktualny status i wydanie.
Jak uporządkowana jest ta część bazy wiedzy?
Ta strona pozostaje wprowadzeniem. Szczegółowe zagadnienia są rozwijane na istniejących podstronach drugiego poziomu:
├─ Systemy aktywne i pasywne
├─ Elementy z węglika wolframu
├─ Elementy poliuretanowe (PU)
├─ Elementy gumowe
├─ Szczotki gumowe i tworzywowe
└─ Carryback i dobór miejsca zabudowy