Kolové dopravníky, válečkové dopravníky a válečkové pásy – konstrukce, funkce a výhody

Inženýři manipulace s materiálem se spoléhají na válečkové dopravníky v oblasti efektivní přepravy produktů, zboží a materiálů. Jsou neocenitelné, zejména v oblasti logistiky, ale také v mnoha dalších odvětvích a různých výrobních procesech. Tento článek pojednává o tom, jak jsou válečkové dopravníky konstruovány, jak fungují a jaké varianty existují.

Podmínky – kolové dopravníky, válečkové dopravníky a válečkové tyče

Kolové dopravníky nebo válečkové dopravníky jsou přepravní systémy, které přepravují zboží na několika válečkových tyčích nebo připojených válečkových systémech. Válečkové pásy nebo válečkové tyče se skládají z několika válečků namontovaných podél kolejnice. Válečky se mohou volně otáčet nebo jsou poháněny motorem. Jednotlivé válečkové kolejnice jsou primárně vhodné pro nízké zatížení.

Rozdíl mezi kolovými a válečkovými dopravníky spočívá ve velikosti a rozsahu dopravníkového systému a nákladu, který má být přepravován: Kolové dopravníky přepravují menší a lehčí předměty, zatímco válečkové dopravníky jsou vhodné pro těžká břemena a jsou širší a větší. Synonymně lze použít také termín válcový dopravník.

Konstrukce válečkových dopravníků

Válečkové dopravníky se skládají z několika součástí:

• Válečky: Válečky jsou hlavní součástí. Obvykle jsou válcového tvaru a mohou se skládat například z pryže, kovu nebo plastu. Válečky lze instalovat do válečkové lišty nebo válečkového dopravníku.
• Konstrukce rámu: Takzvané boční kolejnice nebo rámy dopravníků tvoří základní rám válečkových dopravníků. Jsou například vybaveny otvory, do kterých lze připevnit válce, distanční trubky a další prvky.
• Podpěrná konstrukce: se skládá ze stojanů válečkového dopravníku, které podepírají celkovou konstrukci.
• Hnací systém (volitelný): válečkové dopravníky mohou být buď v chodu naprázdno, nebo poháněné.
• Řídicí a bezpečnostní zařízení: Řídicí systém reguluje provoz (např. rychlosti) a zajišťuje ideální tok materiálu. Bezpečnostní zařízení se mohou automaticky zastavit, jakmile zjistí nebezpečí.

Další příklad konstrukce lze také najít přímo mezi produkty MISUMI. Zde je zobrazen kolový dopravník pro výrobu karoserie v bílém provedení (součást výroby karoserií automobilů, kde jsou jednotlivé díly spojeny, např. svařováním). Skládá se z hliníkových profilů, válečkových dopravníků, součástí NAAMS a senzorů.

Jak to funguje

Válečky umožňují snadný pohyb předmětů po dráze. To znamená, že i těžké zboží může být přepravováno podél výrobního řetězce bez velkého úsilí.

Existují různé typy dopravníků. Gravitační válečkové dopravníky jsou například poháněny gravitací a nikoli motorovými pohony. Fyzický princip je jednoduchý: předměty jsou umístěny na šikmém povrchu a poté jsou automaticky gravitačně taženy dolů. Válečky tento pohyb podporují.

Dalšími variantami jsou například motorizované kolové dopravníky nebo poháněné válečkové tyče.

Samohybné válečkové dopravníky

Válečkové dopravníky mohou fungovat zcela bez napájení, pokud jsou vytvořeny vhodné rámcové podmínky. Aby systém fungoval, úhel sklonu má zásadní význam. Ten by měl být vybrán tak, aby byl zachován gradient mezi 2,5 % a 5 %. Požadovaný sklon závisí na hmotnosti a povrchové úpravě přepravovaného zboží. Čím lehčí je náklad, tím vyšší je úhel sklonu. Podobně, pokud je povrchový stav dopravovaných dílů nerovnoměrný, může být nutné zvýšit sklon. Pro těžké zboží postačuje nižší úhel sklonu, zejména s hladkým povrchem. Pokud je úhel sklonu příliš vysoký, náklad může být příliš urychlen, což může vést k poškození nebo pádu. Konstrukce musí také brát v úvahu maximální nosnost jednotlivých náprav s válečkem: Například při přepravě zboží o hmotnosti do 40 kg, kdy je ale maximální nosnost jednotlivé nápravy pouze 10 kg, musí být vždy rozloženy nejméně 4 nápravy v celkové délce přepravovaného zboží. V uvedeném příkladu lze také vypočítat rozestupy náprav následovně:

Vždy však platí následující základní pravidlo: pod dopravovaným zbožím musí být alespoň 3 nápravy, protože jinak se může přepravované zboží převrhnout a dopravník zaseknout, čímž se zcela zastaví.

Poháněné válečkové dopravníky

Zvláště při vodorovné přepravě již gravitační samočinný pohon nefunguje. Poháněné válečkové dopravníky se používají k překonání vzestupných a sestupných sklonů. Poháněné válečkové dopravníky jsou také vhodné pro následující scénáře:

• Je vyžadováno přesné ovládání rychlosti a směru dopravování.
• Je třeba překonat dlouhé přepravní vzdálenosti. Gravitace je často nedostatečná pro nepřetržitý pohyb materiálu pomocí samohybných válečkových dopravníků.
• Je nutné přepravovat velmi těžké náklady. I zde nemusí být gravitace dostatečná pro samohybné válečkové dopravníky.
• Existují další bezpečnostní požadavky, které vyžadují řízený pohyb.

Nosnost se počítá jako u samohybných válečkových dopravníků.

Pásové dopravníky

Pásové dopravníky jsou alternativou k hnaným válečkovým dopravníkům. Pásové dopravníky jsou vhodné mimo jiné pro překonávání výškových rozdílů. Různé materiály pro dopravníkový pás mohou vyhovovat řadě aplikací:

• PVC pásy: dobrá chemická odolnost, univerzální, cenově výhodné.
• PU pásy: vysoká odolnost proti oděru, odolnost proti olejům a mazivům.
• Gumové pásy: vysoká odolnost proti protržení a oděru, dobré tlumicí vlastnosti.
• Silikonové pásy: tepelně odolné, dobře klouzající.
• Teflonové pásy: velmi žáruvzdorné, chemicky inertní, nepřilnavý nátěr.
• Kovové pásy: obzvláště odolné a robustní, žáruvzdorné.
• Speciální pásy: vyvinuté pro specifické požadavky, např. aplikace citlivé na ESD (dopravníkový pás vypouští statickou elektřinu).

Výběr materiálu závisí na typu přepravy a povrchu přepravovaného zboží. Například na pásových dopravnících s deskovými pásy je tření mezi dopravovaným materiálem a pásem obzvláště vysoké, což také snižuje pevnost v tahu, tj. pás vydrží menší napětí. Proto je nutné vždy zvážit, který pás použít.

Další informace o tomto tématu naleznete v našem článku o systémech pro manipulaci s materiálem – pásové dopravníky.

Poznámka: Skluzy na materiál

V závislosti na aplikaci může mít také smysl použít jako alternativu skluz materiálu, např. pro materiály, které nejsou citlivé na náraz. Výhody skluzů na materiál jsou následující: Systém je velmi jednoduchý a nevyžaduje vlastní napájení, protože využívá gravitaci podobnou samojízdným válečkovým dopravníkům.

Existují však také určité praktické problémy: Rychlost a směr dopravy materiálu nelze snadno ovládat a materiál může způsobit zaseknutí. Tím se snižuje bezpečnost procesů. Gravitační a třecí síly se také obtížně počítají. Pro lepší kontrolu směru dopravy a lepší průtok materiálu však mohou být nainstalovány vodící kolejnice.

Obecně se proto doporučuje použití skluzů na materiál, zejména u krátkých a jednoduchých přepravních cest.

Kritéria výběru pro válečkové dopravníky

Pro výběr válečkových dopravníků je důležitou vlastností šířka válce. Pro správné určení jsou klíčové celkové rozměry přepravovaného zboží. Základním pravidlem je: Válečky by měly být alespoň o 50 mm širší než přepravované zboží. Válečky mohou být také užší, pokud je zboží paletizováno. Všechny případy vyžadují, aby se dopravovaný materiál nedostal do kontaktu s rámem válečkového dopravníku.

Při výběru válečkových dopravníků je třeba vzít v úvahu také samojízdný pohyb různých materiálů vyvolaný sklonem:

• Osa X: Hmotnost přepravovaného materiálu
• Osa Y: cm sklonu na metr délky
• 1 - Materiál: Kartonová krabice
• 2 - Materiál: Plastová krabice
• 3 - Materiál: Ocelová skříňka

U přepravovaného zboží s tvrdým dnem (ocel, plast atd.) se doporučuje použití 3 kroků (4 válečky). U přepravovaného zboží s měkkým dnem (karton, guma atd.) se doporučuje použití 5 kroků (6 válečků).

Průměr a surovina se počítají na základě následující tabulky s různými silami válečků:

V závislosti na spodní části přepravovaného materiálu lze z následující tabulky určit vhodný materiál a vnější průměr válečků dopravníku, kde 1N odpovídá hmotnostní síle asi 100 g.

Výhody a nevýhody válečkových dopravníků

Válečkové dopravníky zvyšují efektivitu manipulace s materiálem nebo pohybu zboží a hrají hlavní roli při automatizaci výrobních a logistických procesů. Jejich modulární konstrukce umožňuje snadné přizpůsobení válečkových dopravníků různým požadavkům. Úsilí při údržbě je obecně nízké; v důsledku toho mají válečkové dopravníky obecně dlouhou životnost bez poruch.

Nevýhody mohou zahrnovat: Počáteční náklady na nákup jsou vyšší kvůli specializovaným aplikacím a mohou vzniknout bezpečnostní rizika v důsledku nesprávné manipulace (pád dopravovaného zboží atd.)

Čištění a údržba válečkových dopravníků

Pokud jsou válečky silně znečištěné, zvyšuje se také povrchové tření a je třeba vyvinout větší sílu, aby se válečky posunuly dopředu. Proto je důležité pravidelně čistit válečky, zejména v silně kontaminovaných prostředích. Při čištění je důležité vyhnout se nástrojům s ostrými hranami. Na lehké znečištění je nutné použít jednoduchý kartáč nebo vlhký hadřík.

Vadné válečky je třeba neprodleně vyměnit.