Behebung von Ineffizienzen und Lebensdauer der Schleppförderkette

18. Februar 2020

Bei Schleppkettenförderern macht die Kette in der Regel den Großteil der Wartungskosten in Form von Arbeitsaufwand und Ersatzteilen aus. Dies gilt für die besten Förderer und insbesondere für schlecht konzipierte und schlecht gewartete Systeme. Es gibt jedoch Möglichkeiten, die Effizienz und Lebensdauer der Kette zu erhöhen, um die Betriebskosten zu senken und eine bessere Kapitalrendite zu erzielen. Diese reichen vom Offensichtlichen (Durchführen von Wartungsarbeiten) bis zum Extremen (kompletter Systemaustausch). Es lohnt sich, sie zu untersuchen – ungeplante Ausfallzeiten aufgrund eines Kettenausfalls kosten oft mehr als die Arbeit und die Teile zusammen, und es ist ein Problem, das Sie weder wollen noch brauchen.

Es versteht sich von selbst, dass die einfachste Möglichkeit, die Lebensdauer einer Förderkette zu maximieren, darin besteht, eine regelmäßige, vorbeugende Wartung gemäß dem Zeitplan des Herstellers durchzuführen. Auch wenn Sie wahrscheinlich wissen, wie wichtig vorbeugende Wartung ist, müssen Sie bedenken, dass das Wartungspersonal in der Realität oft Förderbänder ignoriert, bis es wie ein vernachlässigtes Kind Wutanfälle bekommt. Das Ignorieren von Förderbändern erhöht die Arbeits- und Wartungskosten und verringert deren Effizienz. Ihr Wartungsteam muss Wartungsarbeiten durchführen, wenn Sie die Betriebskosten Ihrer Förderer senken möchten. Selbst die Aufrüstung Ihres Förderbandes auf eine besser konzipierte Einheit wird nicht viel nützen, wenn es vernachlässigt wird.

Ersatz Unabhängig davon, wie viel vorbeugende Wartung durchgeführt wird, muss die Förderkette natürlich irgendwann ausgetauscht werden. Das Wartungspersonal sollte erkennen können, wann dies geschehen muss, damit es bei Ihrem Betrieb nicht zu ungeplanten Ausfallzeiten kommt. Techniker können erkennen, wann eine Kette ausgetauscht werden muss, indem sie die Dehnung (Verschleiß) in der Kette messen. Dies erreichen sie, indem sie die durchschnittliche Teilung über mehrere Kettenlängen hinweg ermitteln. Im Allgemeinen sollte die Kette ausgetauscht werden, wenn die durchschnittliche Teilung drei Prozent oder mehr der Nennteilung beträgt.

Klicken Sie hier, um Informationen zur bevorstehenden internationalen Konferenz/Ausstellung für Pulver und Schüttgüter zu erhalten Sie könnten versucht sein, eine Kette weiterlaufen zu lassen, wenn sie sich um drei Prozent über ihre Nennteilung hinaus gedehnt hat, um ihre Lebensdauer zu „verlängern“, aber Sie werden keine „zusätzliche“ Laufleistung daraus ziehen. Stellen Sie sich das so vor, als würden Sie ein Fahrzeug fahren, wenn der Kraftstoff fast leer ist: Wenn Sie es länger fahren, ändert sich nichts an der Distanz, die es zurücklegt, bevor es zur Neige geht. Es erhöht lediglich die Wahrscheinlichkeit, dass Sie auf der Autobahn liegen bleiben. Der Unterschied zwischen Ihrer Förderkette und einem Auto besteht jedoch darin, dass Ihre Kette nicht kaputt geht. Es wird reißen und es kommt zu ungeplanten Ausfallzeiten. Schlimmer noch: Wenn Sie warten, bis die Kette reißt, um sie auszuwechseln, riskieren Sie eine Beschädigung der Paddel, Paddelrahmen, Kettenräder, Wellen, des Motors und anderer Komponenten. Es ist besser, eine Kette während einer geplanten Ausfallzeit auszutauschen als im Notfall.

Kettenverschleiß Ein Schlüssel zur Verlängerung der Kettenlebensdauer zwischen Austauschvorgängen ist die Bekämpfung des Kettenverschleißes. Unter normalen Betriebsbedingungen versagen Ketten am Bolzen. Dies geschieht trotz der Tatsache, dass der schwächste Punkt in einer neuen Kette die Seitenleiste ist. Der Grund dafür, dass die Stifte und nicht die Seitenschiene versagen, liegt darin, dass der Stift durch Abnutzung mit der Zeit geschwächt wird, sodass er schließlich zum schwächsten Punkt der Kette wird. Da seine Festigkeit kontinuierlich abnimmt, übersteigt die normale Betriebslast schließlich die Festigkeit des Stifts und dieser bricht. Da die Stifte einsatzgehärtet sind, um Schlagfestigkeit zu gewährleisten, soll die Drei-Prozent-Anzeige verhindern, dass Sie die Härtung durchstehen. Wenn Sie versuchen, mehr als drei Prozent zu erreichen, kann es passieren, dass Sie in den weichen Stahl in der Härtung gelangen und der Verschleiß dann exponentiell wird. Es ist eine Zeitbombe, die nur darauf wartet, an diesem Punkt zu explodieren. Es gibt keine Möglichkeit, mehr als drei Prozent zu erreichen und auf Nummer sicher zu gehen. Normalerweise bricht die Seitenleiste nur dann, wenn ein Förderband auf ein Hindernis stößt oder überlastet ist. Wenn Sie unter normalen Bedingungen auf einen Bruch dieser Art stoßen, kann das darauf hindeuten, dass Sie eine zu leichte Kette verwenden.

Generell gilt: Je höher die Endfestigkeit der Kette im Vergleich zur tatsächlichen Belastung, desto besser ist die Lebensdauer der Kette. Um die Lebensdauer der Kette weiter zu erhöhen, helfen aufgrund des oben beschriebenen Verschleißprozesses auch größere Bolzen. Je größer der Stift, desto länger dauert es, bis dieser so weit schwächer wird, dass er versagt.

Die Stiftgröße ist besonders wichtig beim Transport von korrosiven und abrasiven Materialien. Feine Schleifmittel entfernen oxidiertes Metall um den Stift herum, um nicht oxidiertes Material den korrosiven Elementen auszusetzen und so den Korrosionsprozess zu beschleunigen. Der Prozess beschleunigt sich weiter, da der abgeblätterte Rost zu Körnern wird, die den Stiftverschleiß verstärken.

Der Nachteil beim Kauf von Ketten mit großen Bolzen besteht darin, dass sie im Voraus mehr kosten als Standardketten. Der ROI einer solchen Kette ist jedoch eine Überlegung wert: Sie können sich eine Kette leisten, die doppelt so viel kostet, wenn sie zwei statt einem Jahr hält.

Klicken Sie hier für weitere Artikel zu mechanischen Fördergeräten Eine Ausgabe, die sich im Allgemeinen nicht positiv auf Ihren ROI auswirkt, sind Edelstahlketten. Unserer Erfahrung nach gleicht die längere Lebensdauer einer Edelstahlkette die zusätzlichen Kosten nicht aus. Wir haben festgestellt, dass Edelstahlketten nicht viel länger halten als Ketten aus Weichstahl, da sie wiederum am Bolzen versagen, der nicht aus rostfreiem Material besteht. Das heißt nicht, dass es keine Anwendungen gibt, für die Edelstahlketten geeignet sind, aber dass sie wahrscheinlich nicht zu einer Kostensenkung führen werden. Die Pingröße ist der größere Faktor.

Andere Änderungen zur Reduzierung der Auswirkungen von Korrosion auf Ketten erfordern die Investition in ein anderes Fördersystem. Ein System, das seine Ketten beispielsweise in Trögen außerhalb des Materialwegs laufen lässt, hat einen Vorteil gegenüber einem System, das sie auf dem Boden des Förderers laufen lässt, wodurch sie mit Material überschwemmt werden und sie Material über die Kettenräder ziehen und mahlen können (nicht). ganz zu schweigen davon, dass man es auf die Unterseite des Förderers fallen lässt).

Reibung Ein weiterer Feind der Kettenlebensdauer ist Reibung. Reibung verringert nicht nur die Effizienz der Kette, sondern auch die Effizienz des gesamten Fördersystems. Bei Schleppkettenförderern sind die Reibungsbelastungen oft recht hoch, da bei vielen Einzel- und Doppelkettenförderern die Ketten und Paddel über den Boden und die Seitenwände des Förderers laufen (daher der alternative Name „Kratzförderer“). Diese hohe Belastung bedeutet, dass das System mehr Energie zur Überwindung seiner eigenen inneren Reibung und weniger zur Materialbewegung aufwendet – es ist also weniger effizient. Auch die Kette arbeitet in dieser Situation weniger effizient, da ein größerer Teil ihrer Arbeitslast darauf aufgebracht wird, sich selbst und die Paddel durch die Mulde zu ziehen. Infolgedessen erfordert der Förderer möglicherweise eine stärkere und teurere Kette.

Um interne Reibungsprobleme zu lösen, müssen Sie Ihr vorhandenes Förderband gegen ein besseres austauschen, da die Reduzierung der Reibung größtenteils eine Änderung des Designs erfordert. Wenn Sie beispielsweise die Kette aus dem Materialweg entfernen, verlängert sich die Lebensdauer der Kette, da dadurch die Materialmenge reduziert wird, der die Kette ausgesetzt ist.

Wir argumentieren, dass Designänderungen notwendig sind, um die Reibung zu verringern, da improvisierte Lösungen normalerweise nicht gut funktionieren. Wir wissen beispielsweise von einem Betrieb, der versuchte, die Reibung und den Verschleiß in seinem Kettenförderer zu verringern, indem er UHMW-Platten unter die Kette legte. Zunächst schien es gut zu funktionieren. Dann änderte sich die Temperatur. Da UHMW einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, verzogen sich die Platten. Es war unmöglich zu verhindern, dass Material unter die Auskleidung gelangte und weitere Probleme verursachte. Am Ende entfernte die Operation die Laken.

Der Punkt hier ist nicht, dass UHMW in Förderbändern nicht funktioniert. Das ist der Fall – wir verwenden beabstandete UHMW-Verschleißstreifen in den Kanälen, durch die die Ketten in unseren Förderern laufen. Vielmehr geht es darum, dass Änderungen am Design eines Förderers durchdacht sein müssen. Es gibt keine „einfachen Lösungen“, um die Reibung in einem Förderband zu verringern, sobald es hergestellt und installiert ist.

Ladungen Auch die Art und Weise, wie ein Förderer beladen wird und wie er die Last trägt, wirkt sich auf die Lebensdauer der Kette aus, insbesondere bei Förderern mit einer einzigen Schleppkette und flachem Trog. Beim Beladen eines Förderbandes ist es wichtig, die Last gleichmäßig über den Trog zu verteilen. Ein Förderer mit einer einzelnen Kette, der ungleichmäßig belastet ist, zieht zur Seite und zwickt die Kette, was zu zusätzlichem Verschleiß führt. Dies geschieht bei Einketten-Paddelförderern unabhängig von der Beladung des Trogs, da die Last nie perfekt auf die Paddel verteilt wird. Wenn die Lastverteilung jedoch extrem ungleichmäßig ist, wird dieses Problem noch verstärkt. Ungleichmäßige Belastung ist bei Doppelketten-Paddelförderern kein so großes Problem, da die Ketten die Paddel auf beiden Seiten halten und so einem Verdrehen besser widerstehen. Je nach Material kann sich die Last beim Durchlauf gleichmäßiger auf die Paddel verteilen die Förderer. Dennoch kann eine ungleichmäßige Belastung dazu führen, dass sich eine Kette in Doppelkettensystemen schneller dehnt als die andere, was zu schiefen Paddeln und ungleichmäßigem Verschleiß führt.

Bezüglich Lastdichte und Volumen holen Sie mehr aus Ihren Ketten heraus, wenn Sie die Nutzlast im Verhältnis zur Endfestigkeit der Kette möglichst gering halten. Leichte Lasten bei geringem Volumen verschleißen die Kette langsamer als schwere Lasten bei hohem Volumen. Es ist das Gleiche wie beim Sport: So wie man beim Joggen weiter zurücklegen kann als beim Sprinten, hält eine Kette länger, wenn sie mit 40 Prozent ihrer Kapazität läuft, als mit 90 Prozent. Wenn Sie eine Kette bis zu ihrer Belastungsgrenze laufen lassen, erhöht sich auch das Risiko, dass die Kette reißt, wenn eine Überlastsituation auftritt.

Neben der Auslegung der Förderketten auf eine geringe Traglast sollten Sie Ihre Förderer auch so langsam wie möglich laufen lassen. Kettenräder sind eine ständige Quelle mechanischer Abnutzung von Ketten. Je seltener die Kette also darüber laufen muss, desto besser. Und ein langsameres Laufen der Kette hat noch weitere Vorteile. Platten, Paddel und Lager unterliegen einem geringeren Verschleiß.

Wenn die Ketten langsam laufen, erhöht sich jedoch die Belastung der Ketten, da sich zu einem bestimmten Zeitpunkt mehr Material auf dem Förderband befindet, als wenn die Ketten schnell laufen würden. Es besteht sicherlich ein Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und der Beibehaltung einer geringen Arbeitsbelastung. Wir schlagen vor, dass es wichtiger ist, die Arbeitslast niedrig zu halten, als das Förderband langsam laufen zu lassen, aber mit einem gut konzipierten Förderband ist es normalerweise möglich, beides zu erreichen.

Design Was das Design betrifft, sollten Sie sich vor der Unterzeichnung des Kaufvertrags zunächst vergewissern, dass Ihr Förderband den Spezifikationen entspricht. Das scheint offensichtlich, aber wir sind auf Systeme gestoßen, die im leeren Zustand zu 90 Prozent ausgelastet sind. Sie können sich vorstellen, was passierte, als die Förderbänder beladen wurden. Die Ketten rissen und das Werk mit diesen Förderbändern wurde bald geschlossen, da es nie gelang, die Produktion auf ein profitables Niveau zu bringen.

Bedenken Sie dies auch beim Kettenkauf. Sie könnten versucht sein, eine günstigere Kette (oder ein günstigeres Fördersystem insgesamt) zu kaufen, aber wenn dies zu schlechter Leistung und Produktionsausfällen führt, lohnen sich die kurzfristigen Einsparungen nicht.

Während der Entwurfsphase sollten Sie außerdem bedenken, dass es am besten ist, die Anzahl der Kurven im Förderband zu minimieren oder ganz zu eliminieren. Ganz gleich, ob es sich um ein röhrenförmiges Schleppsystem oder einen herkömmlichen Paddelförderer handelt, Kurven sind ein Punkt der Abnutzung und Belastung. Wenn Sie ein Förderband in einem Winkel von 45° oder weniger laufen lassen, können Sie die Notwendigkeit einer Kurve am Auslauf überflüssig machen.

Abschluss Stellen Sie sich für einen Moment einen Kettenförderer vor, der eine geschweißte Stahlschleppkette verwendet – ein System, das wir „Chain-in-a-Box“-Förderer nennen. Es sieht kaum anders aus als seine Vorgänger aus dem 19. Jahrhundert. Es sieht nicht anders aus als seine Vorgänger vor einem Jahrhundert. Dieses Förderband beleuchtet jedes in diesem Artikel behandelte Problem. Die Kette läuft durch das Material und zieht es über die Kettenräder. Die Stahl-auf-Stahl-Reibung zwischen Kette und Trog verringert die Effizienz. Die Wartung trägt dazu bei, die Lebensdauer der Kette zu verlängern, macht den Förderer jedoch nicht effizienter als bei der Installation.

Für große Leistungsverbesserungen benötigen Sie ein intelligenteres Design, das die Reibung und den Verschleiß reduziert und die Arbeitslast der Ketten maximiert. Es ist möglich, die Betriebskosten Ihrer Förderanlagen zu senken. Es erfordert lediglich einige Investitionen und Zeit im Vorfeld.

Joel Dulin ist Marketingmanager, Biomass Engineering & Equipment (Indianapolis, IN). Für weitere Informationen rufen Sie 317-522-0864 an oder besuchen Sie www.biomassengineeringequipment.com.

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