Właściwy dobór taśm przenośnikowych

W systemach transportu wewnętrznego powszechnie stosuje się rożnego typu przenośniki taśmowe. Powstają nowe konstrukcje wykorzystujące nowoczesne materiały, ale nadal nie udaje się wyeliminować słabych stron takiego rozwiązania. Unikanie przestojów przenośników taśmowych to duże wyzwanie dla służb utrzymania ruchu.

Jak podają źródła, pierwszy raz pojęcie taśmy przenośnikowej użył Oliver Evans w „Millers Guide” opublikowanym w Filadelfii w 1795 r. Została tam opisana jako elastyczny pas ze skóry lub płótna umieszczony na dwóch krążkach obrotowych. Już w połowie XIX wieku stosowano wielowarstwowe taśmy tekstylno-gumowe, opatentowane przez ST Parmalee w 1858 r., a w 1863 r., pojawił się patent O.C. Dodge na przenośnik taśmowy do przeładunku zboża. Już wtedy zaczęto coraz powszechniej doceniać zalety takiego sposobu transportu materiałów w zakładach przemysłowych. Dużym przełomem w technologii taśm transportowych było zastąpienie kauczuku naturalnego przez syntetyczny, tak samo jak włókien naturalnych syntetycznymi. Stosowaną na początku bawełnę zastąpił Rayon, a w kolejnych okresach poliester, poliamid oraz w znacznie mniejszej ilości – aramidy. Impregnacja adhezyjna umożliwiła połączenie gumy i włókien wykonanych z poliestru i poliamidu.

Dzisiaj rozwój technologiczny taśm transportowych to zmiany w strukturze tkaniny, co jest podstawą przyszłych własności przenośnika. Choć zasady projektowania taśm są znane od lat, jest to strzeżoną wiedzą (know-how) producentów. Dlatego rynek znaczących światowych producentów jest ograniczony i zmonopolizowany przez kilka firm. Mniejsi producenci takich wyspecjalizowanych tkanin nie są traktowani jako znaczący dostawcy.

Obecnie najczęściej produkowane tkaniny wykorzystywane do produkcji taśm przenośnikowych to materiały wieloprzekładkowe, rzadziej jednoprzekładkowe lub typu solid woven. By zapewnić odpowiednią konstrukcję taśmy, trzeba brać pod uwagę takie parametry, jak: wytrzymałość i elastyczność, odporność na wydłużenie w czasie pracy, wymiary odpowiadające ilości przenoszonego materiału. Materiał musi zapewniać właściwą adhezję między tkaniną i gumą, by uniknąć rozwarstwień. Trzeba też zapewnić wystarczającą elastyczność w obu kierunkach, by taśma poprawnie pracowała na wałkach przenośnika. Oczywiście ważne jest zachowanie stabilności wymiarów i odporności na rozdzieranie. Oczywiście musi się dać łączyć w pętlę zarówno mechanicznie, jak i chemicznie przy wykorzystaniu klejów czy wulkanizacji. Przekładając to na praktykę, należy zwrócić uwagę, że teoretycznie podobne produkty mogą znacznie różnić się parametrami użytkowymi w zależności od producenta.

Właściwe zaprojektowanie systemu transportu wewnętrznego ma oczywiście podstawowe znaczenie. Na rynku działa wiele wyspecjalizowanych firm o dużym doświadczeniu w wyposażaniu zakładów w urządzenia i systemy transportu technologicznego, w tym przenośniki taśmowe. Przy doborze urządzeń i taśm problemem jest raczej umiejętność właściwego skonkretyzowania potrzeb ze strony zamawiającego. Przy okazji można wspomnieć o programach komputerowych QNK i DynaBelt. QNK umożliwia przeprowadzenie obliczeń: oporów ruchu, mocy napędu, sił w taśmie i wytrzymałości taśmy dla przenośnika taśmowego. Obliczenia można prowadzić dla przenośników o zmiennym kącie nachylenia trasy z napędem czołowym, zwrotnym i napędami pośrednimi. DynaBelt to ułatwienie analizy wyników badań symulacyjnych wielomasowych modeli przenośników taśmowych. Jak się okazuje w praktyce, w stosunkowo niewielu zakładach korzysta się z przenośników taśmowych przestawnych, przejezdnych lub o zmiennej długości transportu. Przy okazji projektowania warto od razu przewidzieć możliwość zmiany konfiguracji przenośnika i wybierać takie rozwiązania, które będą to wspierać.

Podstawową zaletą przenośników taśmowych jest ich duża uniwersalność. Mogą służyć do transportu zarówno materiałów sypkich, jak i elementów o nieregularnych kształtach, nawet na stosunkowo duże odległości. Stąd też różnorodność materiałów, z jakich wykonane są zarówno same taśmy, jak i elementy konstrukcji nośnej. Rodzaje stosowanych taśm to między innymi: gumowe, PCV, PU, metalowe, modułowe. Konstrukcje nośne wykonuje się najczęściej ze stali węglowej malowanej natryskowo lub proszkowo, stali węglowej ocynkowanej, stali nierdzewnej i aluminium.

Jeden ze znaczących światowych producentów pasów transportowych, CHIORINO, oferuje pasy o wielu właściwościach, takich jak: antystatyczne i nieprzewodzące prądu elektrycznego, ognioodporne (odpowiadające normom DIN 22103 oraz ISO 340), z atestami FDA i HAACCP (przemysł spożywczy), odporne na ścieranie, działanie olejów i chemikaliów, z powierzchniami o niskim, średnim oraz wysokim współczynniku tarcia, odporne na działanie wysokiej temperatury, o wysokiej sztywności poprzecznej i stabilności wymiarów, o niskiej emisji hałasu i o powierzchniach gładkich lub teksturowanych.

Podstawowa budowa pasa przenośnikowego (taśmy transportującej) składa się z osnowy i powleczenia. Czasem sama osnowa służy do transportu (tkanina, poliamid orientowany) lub pas wykonany jest z materiału powleczenia bez osnowy, np. pasy termoplastyczne czy wykonane z czystej gumy. Jak mówi Grzegorz Domek z firmy Wilhelm Herm Müller Polska, typowe produkty w ofercie wielu dostawców to pasy o osnowie poliestrowej lub poliamidowej o typowych „europejskich” splotach i liczbie warstw 1, 2, 3, powlekane PCV, PU lub gumą.

W ofercie WHM są też pasy o podwyższonych właściwościach wytrzymałościowych. Poza typowymi taśmami transportującymi są pasy przenośnikowe o osnowie wykonanej z tkaniny o grubym splocie „amerykańskim” (sprawdzające się w przenośnikach kubełkowych i połączeniach mechanicznych), wykonane z kilku warstw tkanin o odporności temperaturowej do 180°C, specjalne o odporności temperaturowej do 400°C, metalowe i modularne, o profilach klinowych, okrągłych i specjalnych z kordem zgrzewalnym czy pasy powlekane, poliestrowe (HYTRYL) i polietylenowe, poliolefinowe, silikonowe, teflonowe. Są też pasy powlekane niebieską gumą o podwyższonej odporności na zużycie objętościowe oraz specjalistyczne pokrycia pasów napędowych wykorzystywanych w transporcie, jak PU, PCV, gąbki PU, mikrogumy, LYCRA i specjalistyczne elementy wykonywane przy użyciu obrabiarek sterowanych numerycznie.

Jak z tego wyliczenia widać, w zasadzie zawsze z ofert dostępnych na rynku można dobrać taki rodzaj taśmy, jaki będzie spełniał praktycznie każde wymagania. Oczywiście przy takiej różnorodności trudno doradzić, jaki rodzaj taśmy czy szerzej – przenośnika taśmowego, wybrać do konkretnej aplikacji. Jest kilka zasad, na które warto zwrócić uwagę, a nie zawsze są one oczywiste na pierwszy rzut oka.

Dobór taśmy

Podstawowe informacje potrzebne, by właściwie dobrać taśmę do przenośnika, to poza długością i szerokością informacje: co transportuje, ciężar towaru na transporterze, minimalna średnica rolki, czy występuje rolka przeciwzwrotna (tzw. trzecia). Bardzo ważnym elementem są warunki pracy, takie jak: temperatura, wilgotność, tłuszcz, olej itp. Dostawca potrzebuje też informacji, jaka jest podpora taśmy. Czy jest to stół, rolki lub niecka oraz czy taśma jest otwarta czy zamknięta, a jeśli zamknięta, to połączona na zgrzew, czy na spinki metalowe. Na taśmie mogą też być zabieraki, prowadniki, profile i tu ważna jest wielkość, rozstaw itp.

Jak mówi Michał Jangas z firmy Construktor, błędy, jakie przy wyborze taśm i innych elementów z nimi związanych popełniają najczęściej użytkownicy, to zły dobór taśmy, często nieświadomy, polegający na pominięciu szczegółów według użytkownika błahych. Niektóre z nich dla żywotności taśmy mogą okazać się kluczowe, jak w powiedzeniu „diabeł tkwi w szczegółach” i ma to szczególne przełożenie na taśmy. Michał Jangas zwraca uwagę, by zawsze optymalnie dobierać taśmy, czy to przy taśmach PU PCV, modułowych czy stalowych, w zależności od warunków ich pracy.

Przechowywanie

Taśmy przenośnikowe, zwłaszcza do dużych przenośników, są drogie. Już przy przechowywaniu należy postępować z nimi właściwie. Przenosić, a nie toczyć, przewozić na paletach, a nie bezpośrednio wózkiem widłowym. Ciężkie taśmy podnoszone tylko widłami wózka mają tendencję do wyginania się na krawędzi, co może powodować uszkodzenia. Jeśli taśma jest przechowywana przez dłuższy czas (rok lub dłużej), to powinna być przechowywana choćby na palecie. Więcej wytycznych można znaleźć w obowiązującej normie

PN-ISO 5285:2004 (Taśmy. Wytyczne dotyczące przechowywania i transportu). Również środki do naprawy i łączenia taśm wykonanych na bazie gumy mają ograniczony okres przydatności, ponieważ są niezwulkanizowane. Powinny być przechowywane i transportowane w temperaturze między 5–18°C. Nie powinny być wystawione na bezpośrednie działanie promieni słonecznych i przechowywane w suchych pomieszczeniach. Przed użyciem należy sprawdzić, czy nadal zachowują swoje właściwości. Miejsce łączenia jest zawsze najsłabsze w przenośniku taśmowym. Dbanie o taśmę pozwoli uniknąć niepotrzebnych przestojów. Wybierając przenośnik taśmowy, warto zwrócić też uwagę na wygodę i prostotę wymiany taśmy. Chodzi tu o możliwość wymiany taśmy bez potrzeby jej zgrzewania na przenośniku. Takie rozwiązanie można znaleźć choćby w modelach przenośników oferowanych przez firmę AMSORT.

Rynek

Na naszym rynku działa wiele firm wyspecjalizowanych w produkcji i serwisowaniu przenośników. Tylko kilka ma odpowiednie doświadczenie, własne działy konstrukcyjne, międzynarodowe certyfikaty, własne biura konstrukcyjne i zaplecze produkcyjno-serwisowe. Większość firm zestawia urządzenia z elementów produkowanych przez inne przedsiębiorstwa. Obecnie produkuje się raczej urządzenia pod wymagania konkretnego odbiorcy. Trzeba pamiętać, że w przypadku przenośników znaczącym elementem kosztów są okresowe przeglądy (zazwyczaj 2 razy w ciągu roku) i wymiana zużywających się elementów, takich jak: taśmy, paski napędowe itp. Dlatego warto wydać więcej na przenośnik, który jest bezobsługowy. Choć użytkownicy skarżą się na wysokie ceny komponentów, w tym taśm, opłaca się wybierać te bardziej zaawansowane technologicznie.

Jak mówi Michał Jangas, przy szukaniu oszczędności warto koncentrować się na prawidłowym i optymalnym doborze taśmy w zależności od warunków pracy. Nie ma potrzeby zwiększać parametrów (grubości, sztucznie zawyżać obciążeń) – przełoży się to jedynie na zwiększenie ceny zakupu bez przełożenia na żywotność taśmy. Jangas uważa też, że należy sprawdzić jakość taśm. Uwagę należy zwrócić na partnerów z doświadczeniem, którzy nie tylko dostarczają, ale służą doświadczeniem wynikającym zarówno z literatury, jak i z praktyki. Construktor współpracuje z dwiema uczelniami wyższymi, zlecając im badania nad materiałami używanymi przy produkcji taśm.

Zainteresowaniem cieszą się taśmy modularne, o ile tylko można je w danej aplikacji zastosować. Taka taśma składa się z modułów o różnych strukturach. Wykonane są metodą wtryskową z materiałów termoplastycznych, połączonych za pomocą litych sworzni wykonanych z tworzywa sztucznego. Dostępna w różnych kolorach, w zależności od rodzaju zastosowanego materiału oraz przeznaczenia. Wskazywane zalety taśm modułowych to: odporność na uszkodzenia mechaniczne, odporność na wysokie temperatury, łatwe łączenie modułów, możliwość buforowania elementów i duża trwałość. Szeroka gama dostępnych na rynku taśm modułowych umożliwia zastosowanie ich praktycznie we wszystkich gałęziach przemysłu. Cała ich konstrukcja wykonana z tworzywa sztucznego gwarantuje długą żywotność eksploatacyjną i dużą wydajność w wielu dziedzinach zastosowania. Wykonane z dobrych materiałów, mogą stanowić alternatywę dla taśm płaskich z PU, PCV oraz siatek i taśm stalowych, jak informuje firma Enitra. W ofercie firmy są też dostępne jako przenośnik łukowy, spiralny, przenośnik do transportu poziomego, wznoszącego i  pionowego. Charakterystyczne cechy tego typu taśm to: prostota budowy, duża wytrzymałość, odporność na temperatury od -70 do 105°C, łatwa konserwacja oraz czyszczenie, łatwość montażu (łączenia modułów) i usuwania uszkodzonych elementów, duża żywotność oraz przeznaczenie do pracy w różnych warunkach.

Oszczędzanie energii to prosta droga do zmniejszania kosztów – nie każdy użytkownik taśm transportujących lub przenośników bierze to pod uwagę. Jak mówi Maria Strzałba-Konewczyńska, z-ca dyrektora ds. obsługi klienta z firmy ENITRA, dostępne rozwiązania nie tylko zmniejszają zużycie energii, ale również pozwalają na osiągnięcie większej wydajności poprzez zmniejszenie przestojów związanych z naprawami (zmniejszone lub wyeliminowane na długi czas zużycie elementów układu transportu). Taśmy Amp Miser firmy Forbo Siegling, której dystrybutorem jest ENITRA, mają tkaninę po stronie bieżnej wyposażoną w opatentowany środek poślizgowy, który redukuje współczynnik tarcia. Wymierne efekty dla użytkowników to oszczędność energii w porównaniu ze standardowymi taśmami o 26,5, a nawet 39,8 %.

Znaczący producenci, jak na przykład ScanBelt, mają w ofercie szeroki wybór typów taśm (w przypadku tej firmy jest to ponad 40 różnych typów). W ScanBelt proces od projektowania poprzez tworzenie narzędzi do formowania tworzyw sztucznych oraz montaż całych pasów odbywa się w tej samej fabryce w Hjoerring w Danii.

Producenci taśm przenośnikowych konkurują, opracowując rodzaje taśm przeznaczone do specyficznych zastosowań, choćby odporne na światło UV czy opatentowane przez Beltech Ammeraal rozwiązania Amseal (zamknięte krawędzie taśmy), co ułatwia zachowanie higieny, i Bordoflex (faliste wykończenie ścian bocznych), by zapobiec rozlaniu płynów w kierunku poprzecznym. Takich innowacji, poprawiających cechy użytkowe taśm przenośnikowych, jest znacznie więcej. Warto zwrócić na nie uwagę i czasem odejść od standardowych wykonań, zwłaszcza gdy są oferowane przez uznanych na rynku producentów. Nieraz niewielka innowacja przekłada się na znacznie większą wygodę użytkowania taśm przenośnikowych.

Jako ciekawą innowację można wskazać wykorzystanie taśmy przenośnikowej w branży reklamowej. Niemiecka firma PRO BELTING opracowała opatentowany przenośnik taśmowy, na którym można nadrukować napis reklamowy. Taśmy są nie tylko odporne na zarysowania, higieniczne i estetyczne, ale przez specjalnie wykonany nadruk umożliwiają efektywne akcje reklamowe POS (punktach sprzedaży). Podczas czekania na obsłużenie klient może przeczytać treść reklamy. Z nowości, jak mówi Michał Jangas, można wymienić choćby coraz bardziej popularne ostatnio transportery taśmowe używane do produkcji podajników taśmowych o regulowanej długości roboczej (teleskopowe) – stosowane w firmach spedycyjnych do załadunku i rozładunku samochodów ciężarowych.

Autor: Bohdan Szafrański