Il calcolo della tensione della cinghia di un ascensore a tazze è terminato quando si hanno quattro numeri: la forza periferica Fu sulla puleggia di testa, la tensione sul lato allentato T2, la tensione sul lato teso T1 = T2 Fu e la tensione nominale della cinghia per millimetro di larghezza.

Fu è la forza totale che l'azionamento deve superare per sollevare il materiale e trascinare il nastro, le benne e gli alberi. T2 è la tensione che il tenditore esercita sulla cinghia nel bagagliaio; senza di essa la cinghia scorre semplicemente sopra la puleggia di testa. I due sono legati tra loro dall'attrito della puleggia, perché il rapporto T1 ÷ T2 non può mai superare e ^(μθ) , dove μ è il coefficiente di attrito tra cinghia e puleggia e θ è l'angolo di avvolgimento in radianti.

L'esempio pratico utilizzato in questo articolo è un elevatore per fertilizzanti da 60 t/h che solleva 30 m a 1,4 m/s, una dimensione che appare sulla maggior parte delle linee di fertilizzanti composti.

Input da raccogliere prima di toccare una formula

La mancanza di uno di questi nove valori è solitamente ciò che trasforma un calcolo accurato in un errore del 20-30%.

Utilizzare il servizio nominale, non il massimo che i secchi potrebbero contenere fisicamente. Gli elevatori a nastro sono normalmente dimensionati del 10-20% al di sopra del loro punto di lavoro, in modo che le benne scarichino in modo pulito invece di riportare il materiale lungo il tratto di ritorno.

Passaggio 1: convertire la capacità in massa per metro di nastro

Il carico di sollevamento dipende dai chilogrammi al metro, non dalle tonnellate all'ora, quindi converti prima: qm = Q ÷ (3,6 × v). Per 60 t/h a 1,4 m/s cioè 60 ÷ (3,6 × 1,4) = 11,9 kg/m.

La forza di sollevamento pura è quindi 9,81 × 11,9 × 30 = 3 500 N, o 3,5 kN. Questa è la parte utile del carico e da sola non è mai sufficiente a dimensionare un'unità.

Il comportamento del materiale decide quanto margine porti sopra di esso. Il fertilizzante composto secco si scarica quasi completamente, mentre il mangime appiccicoso e ad alta umidità si attacca ai secchi e ritorna lungo il percorso di ritorno come peso morto. Linee di produzione di fertilizzanti organici gestisci questo problema con giochi della benna più ampi e velocità inferiori, ed entrambi i fattori modificano il coefficiente di perdita che dovresti applicare.

Passaggio 2: costruire la forza periferica

Prima risposta: per la maggior parte degli elevatori a nastro, Fu = 9,81 × qm × H × k, con k compreso tra 1,15 e 1,35.

Il fattore k assorbe tutto ciò che non si adatta perfettamente all'altezza: resistenza all'estrazione quando i secchi affondano nello stivale, cinghia e secchio che si flettono attorno alle pulegge, sopportano l'attrito sulla testa e sugli alberi dello stivale e residui trasportati sul cavo di ritorno.

Con k = 1,25, l'esempio dà Fu = 9,81 × 11,9 × 30 × 1,25 = 4 380 N, ovvero 4,4 kN.

Una scorciatoia utile quando si controllano le quotazioni: Fu ≈ 3,4 × Q × H ÷ v, che qui restituisce 4 371 N.

Passaggio 3: l'attrito della puleggia imposta la tensione del lato lento

Prima risposta: T2 deve essere almeno Fu ÷ (e ^(μθ) - 1), e T1 è quindi T2 Fu.

Una puleggia ritardata pulita con avvolgimento di 180° dà μθ ≈ 1,10 ed e ^1.10 ≈ 3,0, quindi T2 ≥ 4,4 ÷ 2,0 = 2,2 kN e T1 = 6,6 kN.

Tratta quel valore di Eulero come un livello minimo piuttosto che come un obiettivo. Uno strato di polvere, nebbia d'olio o rivestimento smaltato scende a 0,20-0,25 μ e aumenta nuovamente della metà il T2 richiesto. Aggiungendo il 20-30% di margine si ottiene un T2 di progetto di circa 2,8 kN e un T1 di progetto di circa 7,2 kN.

Passaggio 4: i quattro controlli che rilevano una risposta errata

Eseguiteli prima che il calcolo lasci l'ufficio, perché ognuno di essi ad un certo punto ha annullato un progetto.

• Forza della cintura. Dividere T1 per la larghezza della cinghia in millimetri e confrontare con la tensione nominale della cinghia. Mantenere un fattore di sicurezza pari ad almeno 10 per un nastro in tessuto con giunzioni meccaniche e 8 per un giunto vulcanizzato. Sugli elevatori per fertilizzanti, il nastro viene solitamente selezionato in base alla larghezza della benna, quindi questo controllo conferma il margine anziché le dimensioni del nastro.
• Potenza motrice. La potenza all'albero è Fu × v ÷ 1000 = 4,4 × 1,4 = 6,1 kW. Dividere per il rendimento del convertitore (6,1 ÷ 0,92 = 6,7 kW) e applicare un fattore di servizio pari a 1,15-1,25. Se l'ascensore riparte a pieno carico, aumentare la dimensione del motore standard successivo.
• Coppia di spunto e carico sull'albero. La coppia dell'albero della testa è Fu × diametro della puleggia ÷ 2. Con una puleggia da 630 mm è di 1,4 kN·m e questo valore, non la potenza della cinghia, spesso decide il cambio.
• Viaggio di assunzione. Consentire almeno l'1% dell'alzata più 150 mm. Una nuova cintura occupa lo 0,5-1,5% dei centri nel suo primo mese, e una vite che tocca il fondo pone fine alla discussione.

Cintura o catena: dove cambia il calcolo

Gli ascensori a catena non hanno limite di Eulero. Una catena necessita solo di una tensione sufficiente per rimanere posizionata sul pignone, quindi T2 può essere una piccola frazione di Fu e il peso proprio della catena diventa il carico singolo più grande e il motivo principale dell'usura di catene e pignoni.

Le macchine a nastro funzionano più velocemente, in genere 1,0-1,6 m/s contro 0,4-0,8 m/s per la catena, e gestiscono fragili granuli di fertilizzante con minori rotture. Le unità catena tollerano temperature più elevate e materiali più appiccicosi, ma richiedono una maggiore manutenzione. Per il lavoro a nastro sui fertilizzanti, la serie TH è la scelta abituale con scarico centrifugo.

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Verifica sul campo e tolleranze che vale la pena scrivere nelle specifiche

Il modo più pulito per controllare i tuoi calcoli è misurare direttamente T2: su un riavvolgimento per gravità, T2 è uguale alla massa di riavvolgimento × 9,81, ignorando l'attrito nelle guide.

Se la cinghia scivola mentre il riavvolgimento sembra corretto, ispezionare il rivestimento prima di aggiungere tensione. La gomma usurata o lucida può dimezzare μ e nessun aumento ragionevole della forza di avvolgimento ripristinerà l'aderenza che la superficie della puleggia non fornisce più.

Errori che aggiungono silenziosamente un 20-30% alla tensione reale

• Utilizzo della capacità massima della benna anziché del servizio nominale, che sovradimensiona ogni componente a valle.
• Supponendo μ = 0,35 su una puleggia che non è mai stata pulita e si trova sotto una cappa antipolvere.
• Ignorando le partenze a freddo, dove l'olio denso degli ingranaggi e una cuffia piena di materiale spingono la coppia di spunto a 1,3-1,5 volte il valore di funzionamento.
• Dimensionamento della corsa di recupero di un nastro già rodato e teso.
• Trattare il tratto di ritorno come vuoto quando il materiale non riesce a scaricarsi e ritorna giù come un peso morto.

Domande frequenti

Posso stimare la tensione della cinghia solo in base alla capacità e all'altezza?

Sì, entro circa il 20%. Utilizzare Fu ≈ 3,4 × Q × H ÷ v, quindi T2 ≈ Fu ÷ 2 per una puleggia ritardata pulita con avvolgimento di 180° e T1 = T2 Fu. Questo è sufficiente per contestare una citazione, non per comprare una cintura.

Perché la cinghia scivola quando la tensione è corretta?

Perché è cambiata μ piuttosto che la tensione. Grasso, polvere, rivestimenti vetrificati o usurati o una corona della puleggia che non si adatta più al profilo della cinghia riducono il coefficiente di attrito, quindi il T2 richiesto aumenta del 50% o più. Ispezionare prima la superficie della puleggia.

Avvolgimento a gravità o a vite?

L'assorbimento della gravità mantiene T2 costante mentre la cintura si allunga, il che è importante su torri superiori a 20 m. Il riavvolgimento della vite è più economico e perfettamente adeguato sugli ascensori corti, a condizione che qualcuno lo ritensioni dopo il primo mese e successivamente periodicamente.

Ho bisogno di una puleggia di rinvio?

Solo quando un semplice avvolgimento a 180° non è in grado di fornire il T2 richiesto senza tensionare eccessivamente il nastro. Una puleggia rinfusa a 210° riduce il T2 richiesto di circa un quarto, al costo di una piega in più e di un punto di usura in più da ispezionare.

Un calcolo della tensione è un esercizio di venti minuti una volta che gli input sono sul tavolo e il valore è negli assegni piuttosto che nell'aritmetica. Verificare T1 rispetto alla larghezza della cinghia, verificare il motore e il riduttore rispetto alla coppia di avviamento e verificare T2 rispetto a un avvolgimento effettivamente misurabile.

In una linea di fertilizzazione completa, l'elevatore si trova tra il refrigeratore e lo schermo, quindi il suo punto di lavoro è fissato da tutto ciò che lo circonda, motivo per cui vale la pena calcolare il numero giusto invece di aggiungere un altro 20% a ciascun componente. Per confrontare il risultato con le macchine già in esecuzione, il file Catalogo apparecchiature Alisen elenca capacità, altezze di sollevamento e valori di trasmissione per elevatori a nastro e a catena.

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