Transportbandsysteem (Bandtransporteur)

Transportband toepassingen

Een transportband of bandtransporteur wordt gebruikt als transportmiddel voor het verplaatsen van producten. Grofweg kunnen transportbanden in twee categorieën worden onderscheiden. Enerzijds transportbanden voor het transporteren van stukgoederen zoals kratten. Anderzijds transportbanden voor het transporteren van bulk goederen zoals zand, grind, kolen, ijzererts, graan en andere korrel- of poederachtige materialen. Kenmerkend is de eenvoud van principe en uitvoering en inherent daaraan de hoge betrouwbaarheid en lange levensduur.

Basisvorm van een conventionele bandtransporteur

Onder een conventioneel transportbandsysteem verstaat men in zijn eenvoudigste vorm een installatie welke is opgebouwd uit:

  • Een cilindrische aandrijfrol (koprol)
  • Een cilindrische omkeerrol met bandspaninrichting
  • Een frame
  • Een cilindrisch gevormde transportband

De aandrijfrol wordt meestal aangedreven door een elektromotor. In sommige gevallen bevind zich de motor in de trommel zelf, men spreekt dan van een trommelmotor. In veel gevallen bevinden zich in een transportbandsysteem nog enkele andere rollen zoals ondersteuningsrollen en stuurrollen. De ondersteuningsrollen kunnen onderverdeeld worden in het onderpart rollenstel (ondersteuningsrollen) en het bovenpart rollenstel (draagrollen). Het onderpart rollenstel ondersteunt de onderliggende transportband en het bovenpart rollenstel ondersteunt de bovenliggende transportband. De band kan worden ondersteunt door een rij vlakke of getrogde rolstellen. De rollen worden bekleed met rubber, pvc of ceramiek afhankelijk van de toepassing. Bij stortpunten waar de rollen extra zwaar belast worden kunnen de rollen voorzien worden van stootringen. Als de transportband zwaar vervuild is kunnen rollen ook uitgevoerd worden met steunrollen om aankoeken van de rollen te voorkomen.

Andere mechanische componenten welke toegepast kunnen worden in een transportbandsysteem en welke in aanraking komen met de transportband zijn glijplaten, bandschrapers of borstels.

De werking van een conventionele bandtransporteur berust op het feit dat door middel van voldoende wrijvingskracht de transportband meegetrokken wordt door de aandrijfrol.

De benodigde wrijvingskracht wordt gerealiseerd door de aanwezige wrijvingscoëfficiënt tussen transportband en rol, en de radiale kracht die de transportband uitoefent op de rol.

Basisvergelijking: W = f*K

W = de wrijvingscoëfficiënt

f = de wrijvingscoëfficiënt tussen de band en de rol

K = de radiale kracht van de band op de rol

De wrijvingscoëfficiënt f is afhankelijk van de oppervlaktegesteldheid van de relevante glijvlakken van de band en de rol. De radiale kracht K wordt opgewekt door de beide transportbandparten te spannen door middel van de verplaatsbare omkeerrol.

Er moet steeds voor gezorgd worden dat de maximale wrijvingskracht niet bereikt wordt omdat in dat geval de transportband gaat slippen.

Getrogde transportbanden

Getrogde transportbanden worden meestal toegepast voor het transport van stortgoederen. Met een getrogde bandtransporteur kunnen grotere hoeveelheden stortgoed getransporteerd worden dan met een vlakke band. De band zelf moet flexibel genoeg zijn om de vorm van de getrogde rolstellen aan te nemen. Tegelijkertijd moet de band ook stijf genoeg zijn om de lading te dragen. Als de band onvoldoende stijf is zal de band in de kloof tussen de rollen van het trogstel knellen wat vroegtijdige slijtage aan de band veroorzaakt.

De band van een bandtransporteur

De band van een transportbandsysteem is opgebouwd uit een karkas (inlagen), een bovendeklaag, een onderdeklaag en de zijkant. Het karkas kan bestaan uit een aantal lagen textielweefsels met tussenlagen van rubber (meerlagen constructie), maar kan ook opgebouwd zijn uit een geweven dikke laag met aan beide zijden deklagen, de zogenaamde solid woven constructie. Voor zeer zware installaties gebruikt men banden waarbij het karkas vervangen is door een rij parallel gelegen staalkabels; bij uitstek geschikte elementen om een trekkende functie te realiseren. Het weefselkarkas is het belangrijkste deel, want het moet de trekkrachten opnemen, het gewicht van het materiaal vervoeren en de mechanische belastingen verwerken.
Rubber transportbanden kunnen worden geleverd met gesloten (volrubber) zijkanten als ook met gesneden (gesealde) zijkanten. Bij volsynthetische weefselinlagen is het niet nodig gesloten zijkanten toe te passen.

Weefselmaterialen van een transportband
De textielweefsels kunnen uit vele basismaterialen bestaan zoals katoen, cellenweefsel, polyamide (nylon), polyester, aramide of glasweefsel. De breeksterkte van weefsels wordt opgegeven in kracht per bandbreedte en per laag. De eenheid is gewoonlijk N/mm per laag. De breeksterkte van katoen is bijvoorbeeld beperkt tot 100N/mm per laag. Bij een maximum van 5 inlagen geeft dat een breeksterkte van 500N/mm. Een groter aantal weefselinlagen is technisch wel mogelijk, echter de trommeldiameter van de bandtransporteur wordt evenredig groter ivm de buiging van de band om de trommels.

Deklagen van een transportband
De deklagen zijn in de regel van rubber. De deklaag aan de draagzijde (bovendek) heeft als functie het kostbare karkas te beschermen tegen abrasieve slijtage en impactkrachten. De dikte van de deklaag hangt daarom af van de aard van het te transporteren materiaal (scherpe kanten, hardheid, ed) de bedrijfsomstandigheden (wijze van belading, valhoogte, opvoerhoek) van de bandsnelheid en van de lengte van de band. Zo zal bij korte banden waarbij de tijd voor één omloop kort is de dikte van de deklaag groot zijn. Hoge opstortpunten vereisen eveneens dikke deklagen.
De deklaag aan de onderzijde dient voor het overdragen van de omtrekskracht van de aandrijftrommel naar het karkas. De dikte van de deklaag aan de trommelzijde wordt gewoonlijk voorgeschreven door de fabrikant van de band.

Bandverbindingen
Banden voor bandtransporteurs worden in lengten gemaakt en in afgepaste delen geleverd. Voor zeer korte bandtransporteurs kunnen ze door de leverancier in de fabriek eindeloos worden gemaakt. Lange banden worden ter plaatse eindeloos gemaakt. Rubber transportbanden kunnen zowel koud als warm gevulkaniseerd worden. Ook mechanische verbindingen zijn mogelijk zoals bijvoorbeeld stalen kramverbindingen.

Het spannen van transportbanden

De rubber of kunststof band van een transportbandsysteem kan gespannen worden door de keerrol te verstellen met behulp van draadspindels of door een spanrol. De spanrol wordt voor langere bandtransporteurs toegepast. De spanrol is van een gewicht voorzien om de transportband op spanning te houden en wordt daarom ook wel gravity take-up genoemd.

Het sporen van transportbanden

Het is uitsluitend theoretisch mogelijk een transportband constant in het van te voren gekozen spoor te laten lopen zonder deze band te sturen door middel van welke hulpmiddelen dan ook. Alleen als voldaan wordt aan alle onderstaande eisen zal een transportband zonder spoor- of stuurmiddelen in het spoor blijven lopen:

  • Beide rollen zijn zuiver cilindrisch
  • Beide rollen staan zuiver parallel
  • De transportband is zuiver cilindrisch gevormd
  • De wrijvingscoëfficiënt tussen transportband en roloppervlak is overal precies gelijk
  • Er worden geen dwarskrachten uitgeoefend op de transportband
  • Er worden geen a-symmetrische krachten uitgeoefend loodrecht op de transportband.

In de praktijk zal niet aan deze eisen voldaan kunnen worden en zal een transportband zijdelings cumulatief gaan ontsporen, tot de zijkant van de transportband tegen delen van het frame aanloopt en daardoor beschadigd kan worden.

Spoor- en stuurmethodes:

1. Eindrollen van de bandtransporteur verstellen
In een conventioneel transportbandsysteem wordt de transportband gespannen door middel van de omkeerrol welke daarvoor verstelbaar gemonteerd is in het frame. Inherent hieraan is de mogelijkheid dus aanwezig om de omkeerrol scheef te plaatsen ten opzichte van de aandrijfrol.

2. Gebombeerde eindrollen op het transportbandsysteem
Een stabiel spooreffect kan bereikt worden door de beide eindrollen of alleen de aandrijfrol te bolleren of te bomberen. Bij lange transporteurlengtes (groter dan 10 meter), heeft de sturing door middel van gebombeerde rollen een kleiner effect.

3. De bandtransporteur voorzien van een stuurrol
In sommige gevallen zal in de praktijk, ondanks nauwkeurig afstellen van de (instelbare) omkeerrol en het bomberen van de eindrollen, de transportband nog niet goed sporen. Een extra stuurinrichting is dan nodig en daarvoor dient de stuurrol. Deze wordt geplaatst onder het zogenaamde slappe bandpart vlak voor de omkeerrol. Een stuurrol is een scheef gestelde rol die een dwarskracht op de band uitoefent waardoor de band in dwarsrichting zal verplaatsen. Er bestaan ook automatische spoorsystemen: ontspoort de transportband dan zal de rand daarvan tegen een kantrol aanlopen welke aan de unit is gemonteerd. Deze kantrol wordt naar buiten gedrukt door de band en doet de stuurrol verdraaien om zijn centraal gelegen draaipunt. De nu scheef staande stuurrol zal de band weer terugsturen naar het midden. Dit stuursysteem wordt veel toegepast bij relatief lange transportbanden. Als een transportband goed is uitgelijnd is een stuurrol in principe niet nodig, maar er zijn situaties die het gebruik van een stuurrol noodzakelijk maken zoals wanneer de band bijvoorbeeld zwaar asymmetrisch belast wordt.

4. Instelbare spoorrollen op de bandtransporteur
Een stuurrol zal, in principe, een transportband cumulatief in dwarsrichting doen verplaatsen, dit in tegenstelling tot twee symmetrisch ten opzichte van de hartlijn van de transportband geplaatste stuurrollen. De rollen worden, evenals de stuurrol , geplaatst in het slappe bandpart vlak voor de omkeerrol in de looprichting van dit bandpart gezien. Loopt de transportband asymmetrisch dan zullen de spoorrollen ongelijk worden belast omdat het aanrakingsoppervlak van de band op de rollen verschillend is. Er zal daardoor een resultante ontstaan van beide tegengestelde en ongelijke krachten welke naar binnen gericht is en dus de transportband terugstuurt naar de symmetrie-as.

5. Glijstrippen in V-vorm
Een glijplaatondersteuning oefent geen sporend effect op. Wordt de glijplaat uitgevoerd met strippen in V-vorm dan kan een gering sporend effect worden verwacht.

6. Spoorsnaren op de transportband
Indien incidenteel dwarskrachten op een transportband uitgeoefend worden waardoor de transportband in dwarsrichting gaat ontsporen kan dat voorkomen worden met een trapeziumvormige of rechthoekige spoorsnaar aan de binnenkant van de band. Deze snaren worden door middel van vulkaniseren aangebracht in het midden of aan de randen van de transportband.

7. Spoorstroken op de transportband
Een variant van de spoorsnaren is het systeem met spoorstroken. Korte, brede transportbanden, die voldoende breedtestabiliteit bezitten en een niet al te grote bandspanning hebben, kunnen in het spoor gehouden worden door middel van spoorstroken.

8. Zijgeleidingslijsten op de transportband
Korte brede transportbanden met grote breedtestabiliteit of transportbanden van een zwaar massief weefsel kunnen in sommige gevallen in het spoor gehouden worden door middel van zijgeleidingslijsten.

9. Kantrollen
Deze rollen oefenen een sterk slijtende werking uit op de zijkanten van de transportbanden en worden daarom ook wel “bandenmoordenaars” genoemd. De sturende werking laat veelal te wensen over.

10. Geleidingsrollen
Geleidingsrollen worden voornamelijk toegepast bij rondtransporteurs. Aan de buitenrand van rondtransporteurs zijn op regelmatige afstand van elkaar geleidingsrollen gemonteerd welke in een geleiding lopen. Op die manier wordt de bochtband, welke ten gevolge van de bandspanning naar het middelpunt wil ontsporen, op zijn plaats gehouden.

11. Toespoor van trogstellen
Door het gebruik van trogstellen kan een sporend effect optreden. Trogstellen hebben altijd een paar graden toespoor. Dit is een opzettelijk aangebrachte afwijking ten opzicht van de dwarsas. Dat wil zeggen de buitenste rollen worden naar binnen gestuurd en veroorzaken daardoor een sporend effect op de transportband.

Reinigen van bandtransporteurs

De buitenkant van een transportband kan schoon gehouden worden door middel van afschrapers (bandschraper) in verschillende vormen en materialen. De bandschraper bestaat uit afschraapbladen die middels een ophanging dicht tegen de band aan worden gemonteerd. Het vuil wordt door de afschraapbladen tegengehouden en van de band geschraapt. De binnenkant van de transportband kan schoon gehouden worden door middel van een ploegschraper. Dit is een V -vormige schraper die de vervuiling aan de binnenkant van de band over de zijkanten geleid zodat het naast de transportband valt.
De band van een transportbandsysteem kan ook gereinigd worden met borstels die vlak tegen de band aan worden gemonteerd. Borstels kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden bij geprofileerde banden waar afschrapers niet ingezet kunnen worden vanwege het profiel op de transportband.

Als de binnenkant van de transportband sterk vervuild is kan ook gebruik worden gemaakt van een kooi- of vaantrommel ipv de gebruikelijke keerrol. Vuil zal hiermee door de vaan- of kooiconstructie worden afgevoerd en blijft niet tussen de rol en de band steken. De kooi- of vaantrommel wordt niet vaak als aandrijftrommel gebruikt omdat een groot oppervlak van de trommel noodzakelijk is voor het verplaatsen van de transportband.

De volumestroom van de bandtransporteur

De volumestroom bij stortgoed wordt bepaald door het product van het oppervlak van de dwarsdoorsnede van de materiaalstroom en de snelheid van die stroom. Het oppervlak van de dwarsdoorsnede hangt af van de breedte van de band, de vorm van de trog, de troghoek, de helling van de band en de dynamische taludhoek van het stortgoed.

Stootbelasting bij stortpunten

Op het punt waar stortgoederen op de bandtransporteur vallen wordt de transportband extra zwaar belast. Afhankelijk van het stortgoed, de hoeveelheid en de storthoogte kan het noodzakelijk zijn om de band op deze plek extra te ondersteunen. De rollen kunnen worden voorzien van stootringen en tussen de rollen kunnen “impactbars” worden geplaatst om de band beter te ondersteunen en te beschermen tegen de stootbelasting. De band kan ook ondersteunt worden door een glijplaat onder de band te monteren.

Bronnen
Bandtransporteurs kollege i74, Fakulteit der Werktuigbouwkunde & Maritieme Techniek
Mechanical Conveyors, Selection and Operation, Muhammad E. Fayed, Thomas S. Skocir
Belt Conveyors for Bulk Materials, A guide to design and application engineering practices, Conveyor Equipment Manufacturers Assosiation
Spoorsystemen voor Transportbanden, Bestaande systemen en nieuwe ontwikkelingen, Harry P.M. Clerx
Reinigen van transportbanden, Technische Hogeschool Delft, Ing. K.F. Drenth