Résoudre les inefficacités de la chaîne de convoyeur à traînée, durée de vie

18 février 2020

Dans les convoyeurs à chaîne, la chaîne constitue généralement la majorité des dépenses de maintenance en main-d'œuvre et en pièces. Cela est vrai pour les meilleurs convoyeurs et surtout pour les systèmes mal conçus et mal entretenus. Mais il existe des moyens d'augmenter l'efficacité et la durée de vie de la chaîne pour réduire les coûts d'exploitation et offrir un meilleur retour sur investissement. Celles-ci vont de l'évident (exécution de la maintenance) à l'extrême (remplacement complet du système). Ils valent la peine d'être étudiés - les temps d'arrêt imprévus dus à une défaillance de la chaîne coûtent souvent plus que la main-d'œuvre et les pièces combinées, et c'est un casse-tête dont vous ne voulez ni n'avez besoin.

Il va sans dire que le moyen le plus simple de maximiser la durée de vie d'une chaîne de convoyeur est d'effectuer un entretien préventif régulier selon le calendrier du fabricant. Bien que vous compreniez probablement l'importance de l'entretien préventif, vous devez garder à l'esprit qu'en réalité, le personnel d'entretien ignore souvent les convoyeurs jusqu'à ce qu'il fasse des crises de colère comme un enfant négligé. Ignorer les convoyeurs augmentera le coût de la main-d'œuvre et de la maintenance, et réduira leur efficacité. Votre équipe de maintenance doit effectuer l'entretien si vous souhaitez améliorer les coûts d'exploitation liés à vos convoyeurs. Même la mise à niveau de votre convoyeur vers une unité mieux conçue ne servira à rien si elle est négligée.

Remplacement Bien entendu, quelle que soit l'importance de l'entretien préventif, vous devrez éventuellement remplacer la chaîne du convoyeur. Le personnel de maintenance doit être en mesure de dire quand cela doit se produire afin que votre exploitation ne subisse pas de temps d'arrêt imprévus. Les techniciens peuvent savoir quand une chaîne doit être remplacée en mesurant la quantité d'étirement (usure) de la chaîne, ce qu'ils accomplissent en prenant le pas moyen sur un certain nombre de longueurs de chaîne. Généralement, si le pas moyen est de trois pour cent ou plus du pas nominal, ils doivent remplacer la chaîne.

Cliquez ici pour plus d'informations sur la prochaine conférence/exposition internationale sur les poudres et les solides en vrac Vous pourriez être tenté de continuer à faire fonctionner une chaîne lorsqu'elle s'est étirée de trois pour cent au-delà de son pas nominal pour "prolonger" sa durée de vie, mais vous n'obtiendrez pas de kilométrage "supplémentaire". Considérez cela comme la conduite d'un véhicule lorsque le carburant est presque vide : le faire fonctionner plus longtemps ne change pas la distance qu'il parcourra avant qu'il ne s'épuise. Cela augmente simplement la probabilité que vous vous retrouviez bloqué sur l'autoroute. La différence entre votre chaîne de convoyeur et une voiture, cependant, est que votre chaîne ne s'éteindra pas. Il se cassera et vous subirez des temps d'arrêt imprévus. Pire, en attendant que la chaîne casse pour la remplacer, vous risquez d'endommager les palettes, les cadres de palettes, les pignons, les arbres, le moteur et d'autres composants. Il est préférable de remplacer une chaîne pendant les temps d'arrêt programmés qu'en cas d'urgence.

Usure de la chaîne Une clé pour prolonger la durée de vie de la chaîne entre les remplacements est de traiter l'usure de la chaîne. Dans des conditions de fonctionnement normales, les chaînes échouent au niveau de la goupille. Cela se produit malgré le fait que le point le plus faible d'une nouvelle chaîne est la barre latérale. La raison pour laquelle les goupilles échouent au lieu de la barre latérale est que l'usure affaiblit la goupille au fil du temps, de sorte qu'elle finit par devenir le point le plus faible de la chaîne. Parce que sa résistance diminue continuellement, la charge de fonctionnement normale finit par dépasser la résistance de la goupille et elle se casse. Étant donné que les broches sont cémentées pour permettre une résistance aux chocs, l'indicateur de trois pour cent est conçu pour vous empêcher de traverser le durcissement. Essayer de dépasser les trois pour cent peut vous faire entrer dans l'acier doux à l'intérieur du durcissement, puis l'usure devient exponentielle. C'est une bombe à retardement prête à exploser à ce moment-là. Il n'y a aucun moyen de courir au-delà de trois pour cent et d'être en sécurité. Ce n'est généralement que lorsqu'un convoyeur rencontre un obstacle ou est surchargé que la barre latérale se brise. Si vous rencontrez ce type de rupture dans des conditions normales, cela peut indiquer que vous utilisez une chaîne trop légère.

En général, plus la résistance ultime de la chaîne est élevée par rapport à la charge réelle, meilleure est la durée de vie de la chaîne. Pour augmenter encore la durée de vie de la chaîne, il est également utile d'avoir des broches plus grandes en raison du processus d'usure décrit ci-dessus. Plus la goupille est grande, plus il faudra de temps avant que la goupille ne s'affaiblit jusqu'au point de rupture.

La taille des broches est particulièrement importante lors du transport de matériaux corrosifs et abrasifs. Les abrasifs fins éliminent le métal oxydé autour de la goupille pour exposer le matériau non oxydé aux éléments corrosifs, accélérant le processus corrosif. Le processus s'accélère davantage à mesure que la rouille écaillée devient un grain qui ajoute à l'usure de la goupille.

Le compromis lors de l'achat de chaînes avec de grandes broches est qu'elles coûteront plus cher à l'avance que les chaînes standard. Cependant, le retour sur investissement d'une telle chaîne vaut la peine d'être considéré : vous pouvez vous permettre une chaîne qui coûte deux fois plus cher si elle dure deux ans au lieu d'un.

Cliquez ici pour plus d'articles sur l'équipement de transport mécanique Une dépense qui n'aidera généralement pas votre retour sur investissement est la chaîne en acier inoxydable. D'après notre expérience, toute durée de vie prolongée d'une chaîne en acier inoxydable ne compense pas son coût supplémentaire. Nous avons constaté que les chaînes en acier inoxydable ne durent pas beaucoup plus longtemps que les chaînes en acier doux, car, encore une fois, elles se cassent au niveau de la goupille, qui n'est pas en matériau inoxydable. Cela ne veut pas dire qu'il n'y a pas d'applications pour lesquelles la chaîne en acier inoxydable est appropriée, mais qu'elles ne réduiront probablement pas les coûts. La taille de la broche est la plus grande considération.

D'autres modifications visant à réduire les effets de la corrosion sur les chaînes vous obligeront à investir dans un système de convoyeur différent. Un système qui fait passer ses chaînes dans des auges en dehors du chemin du matériau, par exemple, a un avantage sur un système qui les fait passer sur le sol du convoyeur, qui les inonde dans le matériau et leur permet de tirer et de broyer le matériau sur les pignons (non sans oublier de le déposer sur le dessous du convoyeur).

Friction Un autre ennemi de la durée de vie de la chaîne est le frottement. La friction réduit non seulement l'efficacité de la chaîne, mais également l'efficacité de l'ensemble du système de convoyage. Dans les convoyeurs à chaîne traînante, les charges de frottement sont souvent assez élevées, car de nombreux convoyeurs à chaîne simple et double font passer les chaînes et les palettes le long du plancher et des parois latérales du convoyeur (d'où l'autre nom de "convoyeurs à raclettes"). Cette charge élevée signifie que le système utilise plus de puissance pour surmonter sa propre friction interne et moins pour déplacer le matériau, il est donc moins efficace. La chaîne, elle aussi, fonctionne moins efficacement dans cette situation, car une plus grande partie de sa charge de travail est appliquée pour se traîner elle-même et les palettes à travers l'auge. En conséquence, le convoyeur peut nécessiter une chaîne plus solide et plus coûteuse.

Pour résoudre les problèmes de friction interne, vous devrez échanger votre convoyeur existant contre un meilleur, car la réduction de la friction nécessite en grande partie un changement de conception. Par exemple, sortir la chaîne du chemin du matériau aidera à prolonger la durée de vie de la chaîne, car cela réduira la quantité de matériau à laquelle la chaîne est exposée.

Nous soutenons que des modifications de conception sont nécessaires pour réduire la friction car les solutions improvisées ne fonctionnent généralement pas bien. Par exemple, nous connaissons une entreprise qui tentait de réduire la friction et l'usure de son convoyeur à chaîne en plaçant des feuilles UHMW sous la chaîne. Au début, cela semblait bien fonctionner. Puis la température a changé. Parce que UHMW a un coefficient de dilatation thermique élevé, les feuilles se sont déformées. Il était impossible d'empêcher le matériel de pénétrer sous la doublure et de causer plus de problèmes. Au final, l'opération a enlevé les draps.

Le point ici n'est pas que UHMW ne fonctionne pas dans les convoyeurs. C'est le cas - nous utilisons des bandes d'usure UHMW espacées dans les canaux à travers lesquels les chaînes passent dans nos convoyeurs. Le fait est plutôt que les changements apportés à la conception d'un convoyeur doivent être réfléchis. Il n'y a pas de "solutions simples" pour réduire la friction dans un convoyeur une fois qu'il est fabriqué et installé.

Charges La façon dont un convoyeur est chargé et la façon dont il transporte la charge affectent également la durée de vie de la chaîne, en particulier dans les convoyeurs avec une seule chaîne d'entraînement et une auge plate. Lors du chargement d'un convoyeur, il est important de répartir la charge uniformément sur l'auge. Un convoyeur avec une seule chaîne qui est chargée de manière inégale tirera d'un côté et ajustera la chaîne, provoquant une usure supplémentaire. Cela se produit dans les convoyeurs à palettes à chaîne unique, quelle que soit la manière dont l'auge est chargée, car la charge n'est jamais parfaitement répartie sur les palettes. Mais lorsque la répartition de la charge est inégale à l'extrême, cela exagère ce problème. Le chargement inégal n'est pas autant un problème dans les convoyeurs à palettes à double chaîne, car les chaînes maintiennent les palettes de chaque côté et résistent ainsi mieux à la torsion, et selon le matériau, la charge peut être répartie plus uniformément sur les palettes lors de son déplacement. les convoyeurs. Néanmoins, des charges inégales peuvent faire en sorte qu'une chaîne dans les systèmes à double chaîne s'étire plus rapidement que l'autre, ce qui entraînera des palettes tordues et une usure inégale.

En termes de densité de charge et de volume, vous tirerez le meilleur parti de vos chaînes si vous maintenez la charge de travail aussi faible que possible par rapport à la résistance ultime de la chaîne. Les charges légères à faible volume useront une chaîne plus lentement que les charges lourdes à volume élevé. C'est la même chose qu'avec l'exercice : tout comme vous pouvez voyager plus loin en faisant du jogging qu'en sprintant, une chaîne durera plus longtemps si elle tourne à 40 % de sa capacité qu'à 90 %. Lorsque vous faites fonctionner une chaîne à une capacité de travail élevée, cela augmente également le risque que la chaîne se casse en cas de surcharge.

En plus de spécifier les chaînes de convoyeur pour une faible charge de travail, vous devez également faire fonctionner vos convoyeurs aussi lentement que possible. Les pignons sont une source constante d'usure mécanique sur les chaînes, donc moins une chaîne doit passer dessus, mieux c'est. Et faire tourner la chaîne plus lentement présente d'autres avantages. Les panneaux, les palettes et les roulements s'usent moins.

Le fonctionnement lent des chaînes augmentera la charge sur les chaînes, car il y aura plus de matériau dans le convoyeur à un moment donné que si les chaînes fonctionnaient rapidement. Il y a certainement un équilibre entre la vitesse et le maintien d'une faible charge de travail. Des deux, nous suggérons qu'il est plus important de maintenir la charge de travail faible que de faire fonctionner le convoyeur lentement, mais avec un convoyeur bien conçu, il est généralement possible d'atteindre les deux.

Conception En termes de conception, vous devez d'abord vous assurer que votre convoyeur est conforme aux spécifications avant de signer le contrat d'achat. Cela semble évident, mais nous avons rencontré des systèmes qui fonctionnent à 90 % de leur capacité lorsqu'ils sont vides. Vous pouvez imaginer ce qui s'est passé lorsque les convoyeurs ont été chargés. Les chaînes se sont brisées et l'usine avec ces convoyeurs a rapidement fermé car elle ne pouvait jamais atteindre un niveau de production rentable.

Gardez cela à l'esprit lors de l'achat de la chaîne également. Vous pourriez être tenté d'acheter une chaîne moins chère (ou un système de convoyeur moins cher dans son ensemble), mais si cela se traduit par de mauvaises performances et une perte de production, cela ne vaut pas les économies à court terme.

Une autre chose à garder à l'esprit pendant la phase de conception est qu'il est préférable de minimiser ou d'éliminer le nombre de courbes dans le convoyeur. Que vous recherchiez un système de traînée tubulaire ou un convoyeur à palettes traditionnel, les courbes sont un point d'usure et de tension. En faisant fonctionner un convoyeur à un angle de 45° ou moins, vous pouvez éliminer le besoin d'une courbe à la sortie.

Conclusion Imaginez un instant un convoyeur à chaîne qui utilise une chaîne d'entraînement en acier soudé, un système que nous appelons un convoyeur "chaîne dans une boîte". Il semble peu différent de ses prédécesseurs du 19ème siècle. Il ne ressemble pas à ses prédécesseurs il y a un siècle. Ce convoyeur met en évidence tous les problèmes abordés dans cet article. La chaîne traverse les matériaux et les entraîne sur les pignons. Le frottement acier sur acier entre la chaîne et l'auge réduit l'efficacité. L'entretien aidera à prolonger la durée de vie de sa chaîne, mais il ne rendra pas le convoyeur plus efficace qu'il ne l'était lors de l'installation.

Pour de grandes améliorations de performances, vous bénéficierez d'une conception plus intelligente qui réduit la friction, réduit l'usure et maximise la charge de travail des chaînes. Il est possible de réduire les coûts opérationnels de vos convoyeurs. Cela demande juste un peu d'investissement et de temps au départ.

Joel Dulin est directeur marketing, Biomass Engineering & Equipment (Indianapolis, IN). Pour plus d'informations, appelez le 317-522-0864 ou visitez www.biomassengineeringequipment.com.

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