Grundlegende Überlegungen bei der Konstruktion von Förderbändern

Aug 22, 2023

W it einer beispiellosen Nachfrage nach Rohmineralien sind Bandförderer für die Bergbauindustrie wichtiger denn je; Vom Materialtransport über unwegsames Gelände bis hin zur Lieferung des Produkts an die Verladung und alle Zwischenstopps sorgen Bandförderer dafür, dass Mineralien von der Mine zum Markt transportiert werden.

Muldengurtförderer dienen dank ihrer Flexibilität, Individualisierungsmöglichkeiten und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten als Basis aller Handlingsysteme. Allerdings führen die rauen Betriebsbedingungen, erhöhte Risiken, immer hochwertigere Produkte und die häufig abgelegenen Standorte der Bergbauindustrie dazu, dass Standardfördererkonstruktionen nicht ausreichen. Für ein sicheres, zuverlässiges und effizientes Fördersystem müssen Hersteller in der Entwurfsphase mehrere Faktoren berücksichtigen, um ein erfolgreiches Ergebnis zu erzielen.

Abhängig vom Standort des Standorts können unterschiedliche Stellen die Sicherheitsvorschriften überwachen, aber die Maximierung der Sicherheit hat immer oberste Priorität. Durch den Einsatz von Förderbändern verbessern Facility Manager bereits die Sicherheit, indem sie den Bedarf an manuellen Transporten reduzieren, aber die Einbeziehung oder Verstärkung einiger zusätzlicher Komponenten kann die Sicherheit am Standort weiter verbessern.

GUarding – Schutzvorrichtungen sind für jeden Betrieb, unabhängig von der Branche, unerlässlich, da sie die Arbeiter vor beweglichen Teilen und Quetschstellen schützen. Aufgrund der schweren Lasten und des hohen Drehmoments, die mit Förderbändern im Bergbau verbunden sind, ist der Schutz in diesen Umgebungen noch wichtiger. Aus diesen Gründen entscheiden sich viele Hersteller dafür, über die Mindestanforderungen an Schutzvorrichtungen hinauszugehen, indem sie gegebenenfalls zusätzliche Schutzvorrichtungen einbauen und sicherstellen, dass die Schutzvorrichtungen aus hochbelastbaren Materialien bestehen, die allen möglichen Stößen standhalten können.

Zusätzliche Schutzmaßnahmen wie der Einsatz geschlossener Gehäuselager oder Rollenschutzvorrichtungen, die als Auffangkorb fungieren (um Mitarbeiter im Fehlerfall vor einer herabfallenden Rolle zu schützen), können ebenfalls integriert werden.

ENotabschaltungen –Not-Zugschalter sollten in regelmäßigen Abständen entlang der Länge des Förderers angebracht werden und über eine Zugschnur verfügen, die über die gesamte Länge des Förderers verläuft.

Tregnet –Um Risiken zu minimieren und unnötige Interaktionen zwischen Mensch und Gerät zu vermeiden, ist eine umfassende Mitarbeiterschulung sowohl für den Betrieb als auch für die Wartung von entscheidender Bedeutung.

MWartung – Fördersysteme müssen gemäß den Empfehlungen des OEM regelmäßig überprüft und gewartet werden. Durch die frühzeitige Erkennung von Problemen können diese in der Regel behoben werden, bevor sie zu einem größeren Sicherheitsrisiko werden können. Regelmäßige Inspektionen und Wartungen sind ebenfalls unerlässlich, um die Lebensdauer und Effizienz der Geräte zu maximieren.

FUgitive Staubkontrolle– Maßnahmen zur Kontrolle von flüchtigem Staub (oder anderen Materialien) sind erforderlich, um die vielen mit Staub verbundenen Gefahren zu mindern. Eine Ansammlung von flüchtigem Material ist oft die Ursache für Stolpern, Ausrutschen und Stürze sowie für fehlerhafte Komponenten und sogar vorzeitigen Geräteausfall.

Aus diesen Gründen werden an Verladestellen häufig Schürzen angebracht, um das Austreten von flüchtigem Material zu verhindern. Es können auch Staubaufnahmepunkte eingebaut werden, die das Auffangen von flüchtigem Staub ermöglichen.

Ein ins Stocken geratener Betrieb kann schnell erhebliche Kosten in Form von Produktivitätsverlusten verursachen (ganz zu schweigen von den Wartungskosten). Darüber hinaus kann es bei abgelegenen Minenstandorten oft zu wochenlangen Wartezeiten auf eine Reparatur oder einen Austausch einer Komponente kommen, sodass Zuverlässigkeit oberste Priorität hat.

Die Zuverlässigkeit eines Förderers hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Vor allem Folgendes:

BBauqualität– Förderer für den Mineneinsatz erfordern hochbelastbare Komponenten und robuste Konstruktionsmaterialien. Dazu kann auch die Verwendung spezieller Abdeckmaterialien, Verzinkung oder anderer Behandlungen gehören, um Strukturkomponenten vor Witterungseinflüssen und flüchtigem Material zu schützen.

Oft werden auch Verschleißauskleidungen wie UHMW, Tivar oder abriebfester Stahl eingearbeitet.

Materialeigenschaften wie Schüttdichte, Feuchtigkeitsgehalt, Partikelgrößenverteilung, Korrosivität, Abrasivität und mehr müssen bei der Konstruktion und Auswahl der Komponenten berücksichtigt werden.

MWartung– Selbst der am besten konstruierte Förderer kann ohne ordnungsgemäße Wartung nicht zuverlässig bleiben. Der vorbeugende Austausch verschlissener Komponenten hilft nicht nur, unerwartete Ausfallzeiten zu verhindern, sondern trägt auch zu einer sicheren Arbeitsumgebung bei. Auch die Führung eines umfassenden Ersatzteilbestandes trägt dazu bei, unnötige Ausfallzeiten zu minimieren.

Auf dem obigen Foto eines Förderkopfabschnitts schützt die Schutzvorrichtung beispielsweise die Arbeiter vor Hochgeschwindigkeitsscheiben und Keilriemen. Diese sollten regelmäßig überprüft und bei Bedarf ausgetauscht werden, um einen Ausfall zu vermeiden. Die in Orange abgebildeten Kopfriemenscheibenreiniger müssen ebenfalls auf Verschleiß überprüft und regelmäßig nachgestellt werden, um die richtige Spannung zu gewährleisten. Eine Ersatzklinge sollte immer vor Ort bereitgehalten werden. Auch das Untersetzungsgetriebe, das unter dem Motor abgebildet ist, muss routinemäßig gewartet werden, einschließlich regelmäßiger Ölwechsel.

AAutomatisierung–Ein fortschrittliches Automatisierungs- und Steuerungssystem kann eine große Hilfe sein, nicht nur um das Anfahren und Herunterfahren reibungsloser zu gestalten und den Verschleiß der Motoren zu reduzieren, sondern auch um potenzielle Probleme wie ein verschlissenes Lager zu erkennen.

RÜberfluss–In Fällen, in denen unerwartete Ausfallzeiten einfach keine Option sind, kann der Einbau von Redundanz in das System mit Kapitalreserven eine passende Option sein.

Ebenso können redundante Steuerungssysteme verwendet werden, um sicherzustellen, dass der Förderer im Falle eines Ausfalls der Steuerungssysteme sicher gestoppt oder gesteuert werden kann.

Mit fortschreitender Technologie und unserem Bestreben, die verfügbaren Ressourcen zu maximieren, nimmt die Bedeutung der Effizienz weiter zu, wobei selbst geringfügige Ineffizienzen immer weniger tolerierbar sind. Ein effizienter Förderer maximiert den Durchsatz, minimiert Ausfallzeiten und steigert die Rentabilität.

Um die Effizienz eines Fördersystems zu optimieren, müssen Ingenieure bei der anfänglichen Konstruktion mehrere Faktoren sorgfältig abwägen.

Belt-Geschwindigkeit– Die Bandgeschwindigkeit muss entsprechend den betrieblichen Prioritäten konfiguriert werden. Es mag verlockend sein, die Bandgeschwindigkeit zu maximieren, aber dies kann den Verschleiß der Komponenten erhöhen und gleichzeitig mehr Energie für den Betrieb erfordern. Zu langsam und die Bandgeschwindigkeit können jedoch den Durchsatz einschränken.

Die optimale Bandgeschwindigkeit hängt von den spezifischen Anforderungen des Bergbaubetriebs ab, einschließlich der Art des transportierten Materials, der Entfernung und Höhe des Förderers sowie der Kapazität des Fördersystems.

Belt-Breite– Ebenso ist die Gürtelbreite ein Balanceakt. Ein breiteres Band kann den Durchsatz erhöhen, indem mehr Material auf einmal transportiert werden kann. Ein schmaleres Band kann jedoch effizienter für den Transport kleinerer Materialmengen sein. In beiden Fällen muss sichergestellt werden, dass die Breite des Bandes mit dem Rest des Fördersystems kompatibel ist, einschließlich der Größe der Rollen und anderer Komponenten.

ICHGröße und Abstand der Rollen– Die Umlenkrollen, typischerweise CEMA D oder CEMA E, sollten so beabstandet sein, dass das Durchhängen des Förderbands minimiert wird, ohne dass eine übermäßige Anzahl von Umlenkrollen eingebaut werden muss. Die Umlenkrollen sollten außerdem so dimensioniert sein, dass die Reibung zwischen Band und Rollen minimiert wird, um unnötigen Verschleiß zu reduzieren.

PUlleys–Riemenscheiben sollten als Schwerlast-Riemenscheiben bezeichnet werden, wobei die Minen- oder Maschinenklasse robustere Optionen bietet.

Lladen– Auch die Beladung spielt eine wichtige Rolle für die Effizienz einer Förderanlage. Die Ladefläche sollte so gestaltet sein, dass das Material gleichmäßig in der Mitte des Bandes verteilt wird. Der Einbau eines Bandzuführers, der Material aus einem Behälter oder Trichter auf das Band dosiert, ist in dieser Situation oft unerlässlich.

Bei der Gestaltung der Ladefläche müssen auch die Geschwindigkeit, mit der das Material auf das Band trifft, und die Größe des Materials berücksichtigt werden. Um den Riemenverschleiß zu minimieren, können zusätzliche Komponenten wie ein Prallbett erforderlich sein.

DAntriebsmontage– Die Antriebsbaugruppe ist ein weiterer wichtiger Faktor für die Gesamteffizienz eines Förderers. Je nachdem, ob das System mit Volllast gestartet wird, können Flüssigkeitskupplungen oder ein Sanftanlaufpaket erforderlich sein, um die Belastung des Motors zu reduzieren und unnötige Energiekosten zu vermeiden.

Frequenzumrichter (VPFs) sind auch in der Bergbauindustrie oft unerlässlich, da sie es den Betreibern ermöglichen, ein sanfteres An- und Abfahren des Systems zu ermöglichen und so den Energiebedarf und die Belastung des Motors zu minimieren.

Da der möglichst effiziente Transport von Mineralien von der Mine zum Markt immer wichtiger wird, verlassen sich Mineralienproduzenten weiterhin auf Bandförderer, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.

Die besonderen Herausforderungen beim Umgang mit Mineralien und Erzen erfordern jedoch eine maßgeschneiderte Lösung, die über den Standard hinausgeht. Bei Minenförderern müssen Sicherheit, Zuverlässigkeit und Effizienz oberste Priorität haben. In jeder Kategorie stehen mehrere Optionen zur Verfügung, um diese Anforderungen zu erfüllen. CMJ

Dan Baxter ist Vertriebsingenieur für Materialtransport bei FEECO International.

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