Come prevenire lo slittamento della cinghia nei sistemi di trasportatori a nastro inclinati

Ti sei mai accorto di un nastro trasportatore inclinato che tenta faticosamente di sollevare carichi lungo un piano inclinato, per poi vedere il nastro bloccarsi praticamente mentre la puleggia motrice continua a ruotare? Questo fenomeno è noto come slittamento del nastro ed è un vero e proprio incubo operativo. Quando il nastro non aderisce correttamente alla puleggia motrice, i materiali si accumulano nella zona della testa di coda, interrompono la produzione e richiedono generalmente un’operazione di pulizia laboriosa. Questa situazione risulta ancora più complessa nei sistemi di nastri trasportatori inclinati, poiché la forza di gravità agisce costantemente verso il basso sul carico. Fortunatamente, lo slittamento è prevenibile. Con le soluzioni adeguate è possibile eliminare questi fastidi operativi e mantenere il sistema in funzione senza intoppi. Vorrei analizzare le principali cause e le soluzioni efficaci per prevenire lo slittamento.

La tensione del nastro deve essere corretta fin dall’inizio

Una tensione insufficiente della cinghia è una delle cause più comuni di slittamento. Una cinghia troppo lasca non riesce a garantire una presa adeguata sulla puleggia motrice, specialmente in condizioni di carico elevato. Immaginate un elastico utilizzato con una ruota: quest’ultimo ruoterà semplicemente senza aderire. La maggior parte delle cinghie trasportatrici è dotata di un dispositivo di tensionamento per regolare la tensione, che può essere di tipo manuale a vite oppure autoregolante, basato sull’azione della forza di gravità. Questo dispositivo viene impiegato anche nei sistemi di trasportatori a nastro inclinati di lunghezza ridotta. Tuttavia, se si utilizza un tipo manuale, è necessario ricordare che deve essere controllato e serrato regolarmente. Una buona regola empirica consiste nel verificare il cedimento (sag) della cinghia tra i rulli di ritorno: se tale cedimento supera alcuni centimetri, potrebbe essere necessario aumentare la tensione. Anche una tensione eccessiva è altrettanto dannosa, poiché provoca uno sforzo aggiuntivo sui cuscinetti, incrementa l’usura della cinghia e può causare problemi di deviazione laterale (ducking). È quindi opportuno trovare una tensione ottimale, tale che la cinghia non sia né troppo lasca né eccessivamente sollecitata.

La giusta quantità di aderenza

A meno che il sistema di cinghie non sia specificamente progettato per pendenze elevate o per materiali pesanti, la tensione potrebbe non essere sufficiente. Questa considerazione risponde alla domanda: cos'è l'angolo di avvolgimento? L'angolo di avvolgimento è la misura della porzione della puleggia motrice occupata dalla cinghia. Tipicamente, la cinghia è progettata per avere un angolo di contatto standard di circa 180 gradi. Ad esempio, una puleggia deviatrice (snub pulley) può essere utilizzata per ottenere angoli di contatto variabili. Le pulegge deviatrici sono piccole pulegge montate sul lato di ritorno della cinghia e posizionate accanto alla puleggia motrice. La funzione di una puleggia deviatrice è quella di premere la cinghia più saldamente contro la puleggia motrice, aumentando così l'angolo di avvolgimento a 210 gradi o più. Dal punto di vista fisico, maggiore è la superficie di contatto tra la cinghia e la puleggia, maggiore sarà l'attrito e minore sarà la probabilità che la cinghia slitti. Tuttavia, le pulegge deviatrici presentano anche un effetto negativo: poiché sono montate sul lato di ritorno della cinghia, tendono a sporcarsi facilmente e richiedono manutenzione. Essendo generalmente la prima puleggia a partire dal lato della puleggia di tensionamento (take-up pulley), dovrebbe essere dotata di un raschiatore per cinghie (belt cleaner) per rimuovere i residui. Inoltre, l'applicazione di un rivestimento in gomma liscia (smooth rubber lagging) sul tamburo della puleggia deviatrice ne protegge la superficie dall'usura. All'interno di un sistema di trasporto a nastro, qualora non sia possibile installare una puleggia deviatrice, non vi è da temere: esistono comunque alternative.

Aumenta i tuoi materiali scadenti per massimizzare l'aderenza della puleggia

Un componente importante per i materiali di rivestimento delle pulegge è il rivestimento in gomma per pulegge. Questo rivestimento in gomma serve a contrastare lo slittamento della cinghia. La maggior parte dei tipi di rivestimento in gomma risulta adeguata in condizioni asciutte. Tuttavia, la presenza di acqua e fango riduce drasticamente l’aderenza del rivestimento in gomma. In tali condizioni, è opportuno ricorrere al rivestimento ceramico. Il rivestimento ceramico consiste in materiali di rivestimento nei quali sono inserite lastre di ceramica all’ossido di alluminio di alta qualità, incorporate nella gomma. Ciò consente di ottenere superfici in gomma con un livello di rugosità simile a quello dei rivestimenti goffrati e con un coefficiente di attrito estremamente elevato anche in presenza di acqua, ghiaccio e fango. Un esempio significativo è rappresentato da una cava operante in un ambiente montano umido, nuvoloso e freddo, dotata di un sistema di trasporto a nastro inclinato. L’azienda subiva perdite costanti di produzione a causa di un eccessivo slittamento. Furono effettuati numerosi tentativi per risolvere il problema, tra cui l’installazione di diversi tipi di rivestimento in gomma e l’aumento della tensione del sistema. Il problema fu infine risolto adottando il rivestimento ceramico. Il risultato ottenuto fu talmente soddisfacente che anche il rivestimento della puleggia posta a valle del nastro dovette essere sostituito per mantenere il passo. Si tratta del tipo di miglioramento drastico che si può ottenere utilizzando i giusti materiali di rivestimento.

Installazione della protezione per pendenze

I trasportatori a nastro spostano i materiali in una sola direzione, ma alcuni dei vostri materiali sono posizionati su piani inclinati e necessitano di protezione contro il ritorno indesiderato. Questa è appunto la protezione contro il ritorno. Nei trasportatori a nastro inclinati, in caso di guasto del motore, il nastro completamente caricato si muoverà all’indietro in modo incontrollato. Il nastro arretrerà e un numero enorme di materiali cadrà fuori. Si tratta di una situazione pericolosa e caotica. I materiali potrebbero causare un’eccessiva velocità del riduttore, ecc. Per questo motivo sono necessari i bloccaggi di inversione (backstop); si tratta di innesti meccanici. I bloccaggi di inversione si inseriscono in caso di rotazione inversa, ma consentono liberamente la rotazione in avanti. Solitamente sono installati sull’albero di testa del trasportatore. I bloccaggi di inversione proteggono contro la rotazione inversa e garantiscono una fissazione sicura. La maggior parte delle normative sulla sicurezza richiede l’installazione di bloccaggi di inversione in questi casi. Anche se talvolta considerati superflui, i bloccaggi di inversione risultano fondamentali nelle circostanze più avverse.

Ispezioni e manutenzione regolari

Con componenti adeguati e un'installazione accurata, lo slittamento della cinghia può comunque verificarsi se la manutenzione viene trascurata. Nel tempo, la cinghia si allunga, il rivestimento antiscivolo si usura e le pulegge diventano lisce. Inoltre, può verificarsi un accumulo di materiale su vari componenti. Ognuno di questi piccoli cambiamenti riduce l'attrito e, un bel giorno, la cinghia inizia semplicemente a slittare. Risolvere questi problemi è semplice: controllare regolarmente la tensione della cinghia; ispezionare il rivestimento antiscivolo e la cinghia per verificare la presenza di accumuli di materiale. Una cinghia non allineata rappresenta una causa significativa di slittamento e può provocare una tensione irregolare del sistema; assicurarsi quindi che la cinghia sia correttamente centrata. Alcuni minuti di ispezione possono risparmiare ore di fermo macchina. Prestare attenzione ai limiti di carico: sovraccaricare un nastro trasportatore inclinato è un modo infallibile per causare lo slittamento.

Conclusione

I quattro fattori chiave per eliminare lo slittamento delle cinghie nei sistemi di trasportatori a nastro inclinati sono: regolare la tensione, aumentare l'aderenza incrementando l'angolo di avvolgimento, passare a un rivestimento in ceramica quando le condizioni operative sono severe e installare freni di ritenuta sulle pendenze per garantire la sicurezza. Ispezioni periodiche consentiranno di identificare tempestivamente eventuali problemi prima che diventino costosi. Lo slittamento può essere evitato mantenendo un sistema adeguato. Il movimento continuo dei materiali in salita non comporterà interruzioni frustranti. La vostra linea di produzione sarà più efficiente.