Trasportatori meccanici fissi

Transcript

1 Trasporti interni Trasportatori meccanici fissi Trasportatori meccanici fissi Trasportatori a rulli e a catene trasportatori a rulli trasportatori a catene Trasportatori a nastro Trasportatori a piastre e a tapparelle 2 Politecnico di Torino Pagina 1 di 26

2 Obiettivi Conoscere i principali tipi di trasportatori meccanici fissi Individuare le caratteristiche costruttive essenziali Dimensionare alcuni organi meccanici Apprendere le diverse applicazioni e utilizzi 3 Introduzione I trasporti meccanici fissi sono dei sistemi di movimentazione per materiali tra punti fissi La loro posizione è determinata, in fase di installazione, in funzione delle esigenze di layout o della posizione di macchinari o di postazioni di lavoro Generalmente, sono disposti sul piano pavimento (per lo più all interno dei fabbricati), anche se non mancano applicazioni su piani sopraelevati 4 Politecnico di Torino Pagina 2 di 26

3 Trasportatori meccanici fissi Trasportatori a rulli e a catene Generalità I trasportatori meccanici a rulli e a catene sono dei sistemi di trasporto continui utilizzati per la movimentazione di unità di carico o colli distinti La loro denominazione discende, come per gli altri trasportatori meccanici, dagli elementi mobili che sono a diretto contatto - e quindi sostengono - il carico movimentato 6 Politecnico di Torino Pagina 3 di 26

4 Trasportatori a rulli e a catene TRASPORTATORI A RULLI Generalità I trasportatori a rulli consistono in una serie di rulli montati su apposite strutture portanti. Sono impiegati per il trasferimento e l accumulo di colli rigidi dotati di un piano di appoggio regolare Tale piano deve avere lunghezza tale da appoggiare consecutivamente su almeno due rulli ed evitare impuntamento tra due rulli Sui materiali movimentati con un trasportatore a rulli si possono eseguire operazioni di vario genere, quali : montaggi, lavorazioni, imballi e pesature 8 Politecnico di Torino Pagina 4 di 26

5 Generalità Fra gli impieghi più correnti dei trasportatori a rulli citiamo la movimentazione di: forme da fonderia lingotti e trafilati in acciaieria contenitori e palette, casse, colli in genere I rulli sono inoltre utilizzati come elementi di sostegno e di scorrimento nei trasportatori a nastro 9 Particolarità costruttive I rulli dei trasportatori sono costituiti da tubi in acciaio montati su cuscinetti a sfere I cuscinetti sono a loro volta calettati su un albero di sostegno, fisso, che attraversa il rullo ed appoggia sulla struttura portante in vari modi 10 Politecnico di Torino Pagina 5 di 26

6 Particolarità costruttive I rulli devono essere scelti tenendo conto dell impiego cui essi saranno destinati e delle condizioni ambientali e di funzionamento Diverse sono le esecuzioni dei rulli dal punto di vista della lubrificazione e del grado di protezione esterna Per quanto riguarda la lubrificazione si hanno: rulli lubrificati in fase di costruzione rulli muniti di ingrassatori rulli a lubrificazione permanente 11 Particolarità costruttive Le strutture portanti dei trasportatori sono in genere costituite da una incastellatura in profili metallici 12 Politecnico di Torino Pagina 6 di 26

7 Particolarità costruttive e classificazioni Esistono diverse standardizzazioni degli elementi costruttivi. Tra queste, la tabella UNI 4181 definisce la nomenclatura dei rulli e dei trasportatori a rulli: diametro del rullo diametro dell albero lunghezza del cilindro esterno al rullo interasse tra i rulli 13 Tipologie di trasportatori a rulli Per i trasportatori a struttura orizzontale l avanzamento del materiale avviene mediante spinta oppure con rulli comandati mediante: rulli intervallati accoppiati ad un motore elettrico catene motorizzate che comandano la rotazione dei rulli 14 Politecnico di Torino Pagina 7 di 26

8 Tipologie di trasportatori a rulli Quando le strutture portanti sono in pendenza ed i rulli sono folli, l avanzamento del materiale sovrastante può avvenire per gravità È sufficiente una pendenza del 1-6% per assicurare l avanzamento dei colli 15 Classificazione dei trasportatori a rulli I trasportatori possono essere così suddivisi: trasportatori a rulli orizzontali: le strutture portanti sono disposte in piano, per cui il movimento dei materiali sui piani a rulli avviene solo a seguito di intervento dell uomo o di un mezzo meccanico trasportatori a rulli a gravità: la pendenza delle strutture portanti provoca l avanzamento del materiale per gravità trasportatori a rulli motorizzati: la rotazione di tutti o di parte dei rulli è assicurata da motori, catene, nastri trasportatori a rotelle 16 Politecnico di Torino Pagina 8 di 26

9 Trasportatori a rotelle Per carichi leggeri ed a fondo piatto si impiegano a volte trasportatori a rotelle costituiti cioè da rulli stretti, stampati o in leghe leggere, montati su cuscinetti a sfere In tali trasportatori due o più rotelle sono calettate su un solo albero ed hanno i seguenti vantaggi: sono leggeri costano relativamente poco hanno resistenza minima, ma durata limitata 17 Trasportatori a rotelle Esempi 18 Politecnico di Torino Pagina 9 di 26

10 Curve e deviatori Per far compiere al materiale movimentato percorsi non rettilinei, oppure deviare i carichi, si ricorre a: curve a rulli conici o cilindrici curve a rotelle piattaforme girevoli piattaforme a sfere deviatori mobili dislivelli 19 Curve e deviatori Esempi Curve con rulli conici o cilindrici Piattaforma a rulli girevole Deviatore mobile a rulli 20 Politecnico di Torino Pagina 10 di 26

11 Trasportatori a rulli e a catene TRASPORTATORI A CATENE Trasportatori a catene I trasportatori a catene consistono in due o più catene mosse da ruote dentate collegate ad un gruppo motoriduttore Il carico viene movimentato è appoggiato sulle catene 22 Politecnico di Torino Pagina 11 di 26

12 Trasportatori a catene I trasportatori a catene si integrano con altri sistemi di trasporto meccanici, quali quelli a rulli 23 Calcolo potenza motore di trascinamento Per il calcolo della potenza elettrica del motore di trascinamento si può utilizzare la seguente espressione: F *V P = 1000*η dove P = potenza elettrica assorbita dal motore elettrico (kw) F = forza complessiva (N) η = rendimento 24 Politecnico di Torino Pagina 12 di 26

13 Calcolo potenza motore di trascinamento Per il calcolo della forza complessiva occorre sommare i seguenti fattori: F = f q L 1 g m m F F = f q L 2 g s s = ± q H 3 m F 4 = maggiorazione per attriti 25 Calcolo potenza motore di trascinamento Dove f g = coefficiente generale di attrito q m = materiale trasportato per unità di lunghezza (N/m) q s = peso delle parti mobili del trasportatore (N/m) L m = percorso in orizzontale compiuto dal materiale (m) L s = proiezione in orizzontale del trasportatore (m) H = dislivello da superare F 4 = la maggiorazione per attriti tra catena e rinvii e strisciamenti delle parti mobili, può essere tenuta in conto aumentando nel calcolo la lunghezza del trasportatore di una % determinata dall esperienza 26 Politecnico di Torino Pagina 13 di 26

14 Trasportatori meccanici fissi TRASPORTATORI A NASTRO I trasportatori a nastro sono impiegati per il trasporto continuo, in orizzontale od in pendenza, di materiali alla rinfusa e carichi leggeri Generalità Si può introdurre una prima distinzione fra nastri trasportatori: in tela e gomma fibre naturali e sintetiche in acciaio in rete metallica 28 Politecnico di Torino Pagina 14 di 26

15 Particolarità costruttive I principali elementi costituenti un trasportatore a nastro sono: un nastro di sostegno del carico una doppia serie di rulli una puleggia motrice una puleggia di rinvio una struttura metallica 29 Nastri trasportatori di tela e gomma La tabella UNI definisce questi nastri trasportatori come struttura di gomma e tela in forma di nastro chiuso ad anello, con giunzione vulcanizzata o metallica, utilizzata per il trasporto di materiali vari Struttura costituente di un nastro trasportatore in tela e gomma 30 Politecnico di Torino Pagina 15 di 26

16 Nastri trasportatori di tela e gomma La struttura dei nastri di tela e gomma consiste essenzialmente di: un nucleo di tele una copertura Il nucleo del nastro è costituito dalla sovrapposizione di due o più tele ed è rivestito sulla faccia superiore (portante il materiale trasportato), sulla faccia inferiore (aderente al tamburo di comando ed alla puleggia di rinvio) e lateralmente da uno strato di gomma 31 Nastri trasportatori di tela e gomma I nastri in tela e gomma - senz altro i più diffusi - sono adatti per il trasporto di materiali alla rinfusa, specie se si devono superare dislivelli Sono stati realizzati trasportatori a nastro lunghi anche centinaia di metri Rinforzando il nucleo tessile con cavi di acciaio si arriva fino ad alcuni km 32 Politecnico di Torino Pagina 16 di 26

17 Nastri in fibre naturali e sintetiche La grande varietà di fibre tessili, naturali e sintetiche, ha consentito la produzione di una vasta gamma di nastri diversi da quelli in tela e gomma Ad esempio: nastri di tessuto gommato senza copertura nastri di tessuto trattato con cloruro di polivinile 33 Nastri in acciaio e rete metallica Per il trasporto di quei materiali che non si prestano ad essere trasportati con nastri di tela e gomma, si ricorre a nastri di acciaio e di rete metallica I nastri di acciaio sono adatti a temperature superiori ai C ed al trasporto di materiali abrasivi 34 Politecnico di Torino Pagina 17 di 26

18 Nastri in acciaio ed in rete metallica Tipi e caratteristiche dei nastri in acciaio: acciaio inossidabile [ temperature > 1000 C ] acciaio al carbonio elevati carichi di rottura allungamento trascurabile spessore lamiera: 0,8-1,2 mm larghezza nastro: 0,2-1,2 m velocità max: 0,6-1 m/s µ = 0,1 35 Nastri in acciaio e rete metallica I nastri in rete metallica si prestano alla movimentazione di materiali dentro essiccatoi, raffreddatori, ecc. Tali nastri sono appoggiati su guide laterali ed eventualmente intermedie 36 Politecnico di Torino Pagina 18 di 26

19 Nastri trasportatori piani ed a conca I nastri piani sono in fibre naturali e sintetiche od in acciaio ed idonei per materiali alla rinfusa o colli singoli in piccole quantità I nastri concavi sono di tela e gomma ed idonei per portate elevate di materiali alla rinfusa (angolo dei rulli laterali β > 20 ) 37 Parametri costruttivi di un nastro Lunghezza del trasportatore misurata tra gli assi dei tamburi Larghezza del nastro e numero di tele o spessore o tipo di materiale costituente il nastro stesso Inclinazione del nastro (se presente un dislivello) 38 Politecnico di Torino Pagina 19 di 26

20 Parametri costruttivi di un nastro Velocità del nastro (fino ad 1 m/s per i nastri piani, fino a 2-3 m/s per i nastri a conca, in relazione alle caratteristiche chimico- fisiche del materiale trasportato, alla larghezza del nastro ed alle condizioni di lavoro) Diametro delle pulegge (dipende dalla rigidezza del nastro) Diametro dei rulli ( mm) Interasse tra i rulli Angolo di avvolgimento del nastro sulla puleggia motrice + materiali di contatto 39 Calcolo potenza motore di trascinamento Per il calcolo della potenza elettrica del motore di trascinamento si può utilizzare un espressione analoga a quella utilizzata per i trasportatori a catena 40 Politecnico di Torino Pagina 20 di 26

21 Elementi costitutivi dei nastri Altri elementi costitutivi di questi trasportatori sono: tenditori a vite tenditori a molla tenditori a contrappeso 41 Elementi costitutivi dei nastri Dispositivo di carico (scivolo) avente lo scopo di limitare gli urti tra materiale e nastro e convogliare il materiale nella parte centrale del nastro Sponde laterali (bavette) per impedire che il materiale cada lateralmente dal nastro (nastri piani) Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina 42 Politecnico di Torino Pagina 21 di 26

22 Elementi costitutivi dei nastri Rulli allineatori (nel caso di trasportatori a nastro molto lunghi) - montati lateralmente ai nastri superiore ed inferiore; distanziati di 30 m, a 15 m dalle pulegge terminali Le pulegge sono previste di lunghezza maggiore della larghezza del nastro per ridurne il logorio 43 Calcolo del punto di distacco Calcolo del punto di distacco della particella dal nastro 2 mv / r mg cosα h = r cosα 2 mg cos α = mv / r 2 2 mv v cos α = = ; rmg rg h = v g 2 44 Politecnico di Torino Pagina 22 di 26

23 Tensioni nel nastro Calcolo delle tensioni del nastro R = T t T t = e µα 45 Tensioni nel nastro Dove : R=sforzo periferico (N) T= tensione sul nastro superiore T= tensione sul nastro inferiore α = angolo di contatto µ= coefficiente di aderenza 46 Politecnico di Torino Pagina 23 di 26

24 Trasportatori meccanici fissi Trasportatori a piastre e tapparelle Trasportatori a piastre I trasportatori a piastre sono costituiti da piastre sopportate da ruote e trascinate da due catene disposte ai lati Il movimento è assicurato da ruote dentate installate in corrispondenza della testata motrice Sono noti anche come trasportatori Apron 48 Politecnico di Torino Pagina 24 di 26

25 Trasportatori a piastre Le piastre hanno di solito un profilo tale da consentire la loro rotazione in corrispondenza delle testate e da impedire la caduta di materiale fra una piastra e l altra Gli Apron sono particolarmente adatti per il trasporto dei materiali pesanti ed abrasivi o a temperature elevate 49 Trasportatori a piastre La velocità degli Apron si aggira intorno a 6-10 m/min Le piastre hanno larghezze normali fino a 1,20 m e si realizzano trasportatori lunghi fino a m 50 Politecnico di Torino Pagina 25 di 26

26 Trasportatori a tapparelle I trasportatori a tapparelle sono analoghi agli Apron, ma se ne differenziano per il fatto che le piastre, costituite da tavole di legno, plastica o lamiera (da cui il nome tapparelle) sono prive di risvolti e presentano interstizi fra l una e l altra 51 Trasportatori a tapparelle I trasportatori a tapparelle sono adatti per il trasporto di colli, sacchi, cassette, ecc. Le velocità adottate per i convogliatori a tapparelle posssono arrivare fino a m/min 52 Politecnico di Torino Pagina 26 di 26