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Conoscere i principali tipi di trasportatori meccanici fissiIndividuare le caratteristiche costruttive essenzialiDimensionare alcuni organi meccaniciApprendere le diverse applicazioni e utilizzi
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Introduzione
I trasporti meccanici fissi sono dei sistemi di movimentazione per materiali tra punti fissiLa loro posizione è determinata, in fase di installazione, in funzione delle esigenze di layout o della posizione di macchinari o di postazioni di lavoroGeneralmente, sono disposti sul piano pavimento (per lo più all’interno dei fabbricati), anche se non mancano applicazioni su piani sopraelevati
I trasportatori meccanici a rulli e a catene sono dei sistemi di trasporto continui utilizzati per la movimentazione di unità di carico o colli distintiLa loro denominazione discende, come per gli altri trasportatori meccanici, dagli elementi mobili che sono a diretto contatto - e quindi sostengono - il carico movimentato
I trasportatori a rulli consistono in una serie di rulli montati su apposite strutture portantiSono impiegati per il trasferimento e l’accumulo di colli rigidi dotati di un piano di appoggio regolareTale piano deve avere lunghezza tale da appoggiare consecutivamente su almeno due rulli ed evitare impuntamento tra due rulliSui materiali movimentati con un trasportatore a rulli si possono eseguire operazioni di vario genere, quali: montaggi, lavorazioni, imballi e pesature
Fra gli impieghi più correnti dei trasportatori a rulli citiamo la movimentazione di:
forme da fonderialingotti e trafilati in acciaieriacontenitori e palette, casse, colli in genere
I rulli sono inoltre utilizzati come elementi di sostegno e di scorrimento nei trasportatori a nastro
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Particolarità costruttive
I rulli dei trasportatori sono costituiti da tubi in acciaio montati su cuscinetti a sfereI cuscinetti sono a loro volta calettati su un albero di sostegno, fisso, che attraversa il rullo ed appoggia sulla struttura portante in vari modi
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
I rulli devono essere scelti tenendo conto dell’impiego cui essi saranno destinati e delle condizioni ambientali e di funzionamentoDiverse sono le esecuzioni dei rulli dal punto di vista della lubrificazione e del grado di protezione esternaPer quanto riguarda la lubrificazione si hanno:
rulli lubrificati in fase di costruzionerulli muniti di ingrassatorirulli a lubrificazione permanente
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Particolarità costruttive
Le strutture portanti dei trasportatori sono in genere costituite da una incastellatura in profili metallici
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
Esistono diverse standardizzazioni degli elementi costruttivi. Tra queste, la tabella UNI 4181 definisce la nomenclatura dei rulli e dei trasportatori a rulli:
diametro del rullodiametro dell’alberolunghezza del cilindro esterno al rullointerasse tra i rulli
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
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Tipologie di trasportatori a rulli
Per i trasportatori a struttura orizzontale l’avanzamento del materiale avviene mediante spinta oppure con rulli comandati mediante:
catene motorizzate che comandano la rotazione dei rullinastri mobili che scorrono lungo la parte inferiore
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
Quando le strutture portanti sono in pendenza ed i rulli sono “folli”, l’avanzamento del materiale sovrastante può avvenire per gravitàÈ sufficiente una pendenza del 1-6% per assicurare l’avanzamento dei colli
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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
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 sfereIn tali trasportatori due o più rotelle sono calettate su un solo albero ed hanno i seguenti vantaggi:
sono leggericostano relativamente pocohanno resistenza minima, ma durata limitata
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Trasportatori a rotelle
Esempi
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
I trasportatori a catene consistono in due o più catene mosse da ruote dentate collegate ad un gruppo motoriduttoreIl carico viene movimentato è appoggiato sulle catene
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
Per il calcolo della forza complessiva occorre sommare i seguenti fattori:
1 g m mF f q L=
2 g s sF f q L=
3 mF q H= ±
4F = maggiorazione per attriti
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Calcolo potenza motore di trascinamento
Dovefg = coefficiente generale di attritoqm = materiale trasportato per unità di lunghezza (N/m)qs = peso delle parti mobili del trasportatore (N/m)Lm = percorso in orizzontale compiuto dal materiale (m)Ls = proiezione in orizzontale del trasportatore (m) H = dislivello da superareF4 = 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
I principali elementi costituenti un trasportatore a nastro sono:
un nastro di sostegno del caricouna doppia serie di rulliuna puleggia motriceuna puleggia di rinviouna struttura metallica
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
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Nastri trasportatori di tela e gomma
La tabella UNI 8721-84 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
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
La struttura dei nastri di tela e gomma consiste essenzialmente di:
un nucleo di teleuna 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
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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 dislivelliSono stati realizzati trasportatori a nastro lunghi anche centinaia di metriRinforzando il nucleo tessile con cavi di acciaio si arriva fino ad alcuni km
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 coperturanastri di tessuto trattato con cloruro di polivinile
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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 sonoadatti a temperaturesuperiori ai 100 -120 °C ed al trasporto dimateriali abrasivi
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
I nastri piani sono in fibre naturali e sintetiche od in acciaio ed idonei per materiali alla rinfusa o colli singoli in piccole quantitàI nastri concavi sono di tela e gomma ed idonei per portate elevate di materiali alla rinfusa (angolo dei rulli laterali β> 20°) Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
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Parametri costruttivi di un nastro
Lunghezza del trasportatore misurata tra gli assi dei tamburiLarghezza del nastro e numero di tele o spessore o tipo di materiale costituente il nastro stessoInclinazione del nastro (se presente un disli-vello)
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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 (50 - 60 -100 - 125 - 150 mm)Interasse tra i rulliAngolo di avvolgimento del nastro sulla puleggia motrice + materiali di contatto
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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
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 terminaliLe pulegge sono previste di lunghezza maggiore della larghezza del nastro per ridurne il logorio
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Calcolo del punto di distacco
Calcolo del punto di distacco della particella dal nastro 2
2
2 2
2
/c o s
c o s
c o s /
c o s ;
m v rm gh r
m g m v r
m v vr m g r g
vh
g
αα
α
α
=
=
= =
=Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
I trasportatori a piastre sono costituiti da piastre sopportate da ruote e trascinate da due catene disposte ai latiIl movimento è assicurato da ruote dentate installate in corrispondenza della testata motriceSono noti anche come trasportatori Apron
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
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
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Trasportatori a piastre
La velocità degli Apron si aggira intorno a 6 - 10 m/minLe piastre hanno larghezze normali fino a 1,20 m e si realizzano trasportatori lunghi fino a 50 - 60 m
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
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
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina
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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 10 - 20 m/min
Tratto da A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina