Transportna traka

Duga transportna traka u Tarantu.

Transportna traka za utovar u avion.

Pokretna traka se u osnovi sastoji od beskrajne gumene ili plastične trake i dva bubnja,od kojih je jedan pogonski a drugi služi za zatezanje trake.

Pokretne trake za prenos sumpora od željezničkih vagona do nasipa, a zatim od nasipa do broda.

Fordova montažna traka (1913).

Pokretna traka u suši restoranu.

Procesna pokretna traka.

Transportna traka, trakasto prenosilo, trakasti konvejer ili trakasti transporter je najvažniji deo transportnog sistema. Sastoji se od jezgra (karkasa) i gumenog omotača. Gumeni omotač trake štiti jezgro od mehaničkih oštećenja, dejstva atmosferijala i biološkog razaranja. Sastoji se od gornje i donje gumene obloge i gumenih zaštitnih ivica-rubova. Trakasto prenosilo se u osnovi sastoji od beskrajne gumene ili plastične trake i dva bubnja, od kojih je jedan pogonski, a drugi služi za zatezanje trake. Može prenositi robu vodoravno i koso (ponekad i uspravno), a ugao nagiba zavisi od izbora pokretne trake i sipkosti materijala. Pokretne trake su bitan činilac u savremenoj industriji. Koriste se za prevoz materijala iz jednog procesa u drugi, u saradnji s različitom prevoznom i mašinskom opremom. Važnost pokretnih traka često je zanemarena, jer se one uobičajeno promatraju kao deo opreme koji ne stvara probleme i koji radi dugo vremena bez kvara. Konstrukcija pokretnih traka stalno se poboljšava, te su postale neizbežan deo savremene industrije i svakodnevnoga života. Otkriće elektriciteta i električnih motora omogućilo je izradu pokretnih traka za prevoz materijala i ljudi u proizvodnim postrojenjima, fabrikama, rudnicima, lukama, skladištima, vazdušniom lukama, trgovinama, i drugo. Industrije koje ih koriste su automobilska, računarna i elektronska industrija, poljoprivreda, proizvodnji hrane i pića, avionska, farmaceutska, hemijska industrija, za štampanje novina i pakovanje, rudarstvo, metalurgiju i druge.

Danas se u proizvodnji pokretnih traka uobičajeno koriste: pamuk, tkanina, koža, neopren, najlon, poliester, poliuretan, uretan, PVC, guma, silikon i čelik. Izbor materijala uzrokovan je stvarnom primenom pokretne trake. Pokretna traka ima isto veliku primenu u unutrašnjem prevozu. Odlikuje se povoljnim svojstvima, kao što su jednostavna konstrukcija, vrlo mala potrošnja energije u odnosu na masu prevezene robe, miran rad, i drugo.

Istorija

Ljudi se koriste načelima pokretnih traka hiljadama godina. Drevni narodi su, koristeći balvane kao valjke, prevozili teške terete, poput velikih kamenih blokova za gradnju palata i hramova. Prve pokretne trake bile su podosta jednostavne. Imale su drvene valjke i traku koja je putovala preko njih. Najranije pokretne trake bile su izrađene od kože, kanvasa ili gume. U početku pokretne trake su se koristile samo za prevoz vreća žita na kratke udaljenosti, ali njihova se konstrukcija polako poboljšavala, tako da su se počele koristiti i za prenošenje težih tereta.

Zahvaljujući razvoju tehnologije, umesto drva počeo se koristiti metal, posebno čelik, za upotrebu na višim temperaturama i u svrhu povećanja trajnosti. U preduzeću Sandvik (Švedska) 1901. izumljena je i počela se proizvoditi čelična pokretna traka. Otada se istražuju novi, lakši i jeftiniji materijali, te su stoga mnogi delovi danas izrađeni od plastike. Međutim upotreba plastike nije uvek moguća, na primer kod visokih temperature i kod traka s teškim uslovima rada, te se i dalje koristi čelik.

H. Ford je 1913. u svojem pogonu Rož u Dirbornu (Mičigen) uveo montažnu liniju (tekuća vrpca) na osnovi pokretne trake, za sastavljanje svog vrlo popularnog automobila Model-T, što je omogućilo veliko povećanje proizvodnje. Vreme potrebno za sklapanje limene oplate (sašije ili podvozja) smanjeno je s 12 sati i 30 minuta na 2 sata i 40 minuta, a od 1914. na 1 sat i 30 minuta. U idućih deset godina svi proizvođači automobila počeli su da koriste pokretne trake za sklapanje. Tako su one postale uobičajen način prevoza teške i velike robe unutar fabrika.

Jedna od prekretnica u istoriji razvoja pokretnih traka bila je uvođenje sintetičkih materijala za trake. To je počelo tokom Drugoga svetskog rata, ponajviše zbog nestašice prirodnih materijala poput pamuka, gume i platna.

Objašnjenje

Pokretne trake ili trakasta prenosila prenose sipki materijal ili komadnu robu na vodoravnim ili malo nagnutim trakama koje su ujedno nosivi i vučni delovi prenosila. Traka se kreće na nosivim valjcima ili ređe na kliznoj ploči, vazdušno jastuku i magnetnom jastuku. Prema obliku nosivih valjaka traka prenosila može biti ravna ili koritasta. Trakasta prenosila izvode se kao nepomična (stacionarna), prenosiva ili prevozna.

Pokretne trake imaju široku i raznovrsnu primenu u rudnicima, metalurškoj i hemijskoj industriji, na građevnim i zemljanim gradilištima, u prehrambenoj industriji, poljoprivredi, skladištima i prometu, gde dolazi u obzir i prenošenje komadne robe kao što su vreće, sanduci, paketi i slično. U industriji se upotrebljavaju istodobno i kao radna podloga (proizvodnja na traci). Pokretne trake služe za male masene protoke i kratke udaljenosti, te za velike protoke (40 000 t/h) i velike duljine prenosa (do 100 km). Trakasta prenosila veoma su isplatljiva prenosna sredstva za velike udaljenosti.

Takva trakasta cesta (terensko trakasto prenosilo) duljine 11 km izgrađena je u Novoj Kaledoniji gde služi za prenos niklove rude iz rudnika u unutrašnjosti zemlje do luke. Godišnji učinak (kapacitet) postrojenja iznosi 2 000 000 tona, pa zamenjuje vozni park od 60 teških teretnjaka. Nazivni učinak tog prenosila iznosi 560 t/h, širina trake 800 mm, a brzina se može podesiti stalno od 0 do 3,6 m/s. Za pogon trake služi elektromotor snage 800 kW, koji okreće bubanj prečnika 1 250 mm.

Godine 1972. fabrika Krup izgradila je u Zapadnoj Sahari trakastu cestu dužine oko 100 km, koja je tada bila najduža na svetu. Sastojala se od 11 trakastih prenosila dužine od 9 do 12 km. Svako prenosilo ima 3 pogonska bubnja. Traka je široka 1 m, brzina trake 4,5 m/s, a maseni protok 2 000 t/h. Ukupna pogonska snaga iznosi 19 300 kW.

Podela trakaste ceste na pojedinačna prenosila potrebna je zbog ograničene čvrstoće trake i radi prilagođavanja terenskim uslovima. Što je manje predajnih stanica, prenos je trakastom cestom isplatljiviji, jer su manja ulaganja i manji troškovi održavanja. Takav prenos u prednosti je pred kamionskim prenosom (veća sigurnost i manje radnika), a i pred prenosom pomoću žičara.

Osnovna skica trakastog prenosila prikazana je na slici. Brzina trake za komadni materijal iznosi od 0,5 do 1,5 m/s, a za sipki materijal od 1 do 6 m/s. Normalno su prenosila duga do 500 m, ređe do 5 000 m i više. Uspon prenosila može doseći odnos 1:3. Trake su široke od 0,2 do 2 m (najviše do 3,2 m), prečnici bubnja od 200 do 2 000 mm, a prečnici nosivih valjaka od 65 do 220 mm. Da bi se postigli maseni protoci od 30 000 t/h, što je potrebno na primer za prenošenje jalovine u rudnicima uglja, potrebne su trake široke 3 m s brzinama većim od 5 m/s.

Materijali za izradu omotača transportne trake

Osnovni materijali za izradu omotača transportne trake su guma ili njoj slični proizvodi-elastomeri. Elastomeri su visokopolimeri materijali na bazi prirodnog ili sintetičkog kaučuka, koji i nakon izlaganja povišenoj temperaturi ostaju meki i plastični. Osnovna podela elastomera je na:

• elastomere dobijene iz prirodnog kaičuka
• elastomere dobijene iz sintetičkog kaučuka

Zavisno od oblasti primene i uslova eksploatacije, guma (elastomer) za oblogu transportnih traka izrađuje se u četiri osnovna hvaliteta.

Materijali trake

Traka je najvažniji i najčešće najskuplji deo trakastog prenosila. Traka može biti od tekstila, gume ili polimernih materijala s ulošcima kao vučnim delovima (prenosilo s mekom trakom), od žičanog pletiva (prenosilo sa žičanom trakom) ili od čeličnog lima (prenosilo s čeličnom trakom).

Tekstilne trake od svile ili pamuka bez gumene prevlake upotrebljavaju se retko, i to za vrlo lake materijale, na primer u fabrikama cigareta.

Najrasprostranjenije su gumene trake. Vučni je deo gumene trake uložak od pamuka ili od polimernih materijala. Uložak je prekriven gumenim pločama debljine od 1 do 6 mm. Gumene trake za vrlo velike vučne sile imaju uložak od čelične užadi. Trake otporne na visoke temperature, kakve se upotrebljavaju u rudnicima i metalurškoj industriji, imaju uloške omotane sintetičkom gumom, poli(vinil-hloridom) i slično. Računska zatezna čvrstoća trake prenosila navodi se u N/mm širine trake. Ona za gumene trake s ulošcima od pamuka iznosi od 50 do 100 N/mm, od poliamidne svile 160 do 630 N/mm, a s uloškom od čelične užadi od 1 000 do 6 000 N/mm.

Za prenosila s većim uglom nagiba izrađuju se posebne vrste traka s nosivom površinom različitih profila, s poprečnim rebrima ili s naboranim rubovima i pregradama. Ugao nagiba prenosila s takvim trakama može iznositi do 70°, dok je s glatkim trakama zavisan od vrste prenosivog materijala, a iznosi do 28°. Za još strmiji prenos pa sve do vertikalnog izrađuju se prenosila s dve trake. Dve mekane trake oblikuju neku vrstu zatvorenog žleba kojim se prenosi materijal. Osim sipkog materijala, trakama se može prenositi i komadna roba. Jedna je od mogućnosti prenosila s mekanim trakama trakasto prenosilo s vučnim užetom. Traku prenosila nose dva vučna čelična užeta pokretana nezavisnim pogonskim užetnicima. Takva prenosila mogu biti duga od 10 do 15 km (s jednom trakom). Ipak se takva prenosila retko upotrebljavaju zbog glomaznog pogona, kratkog veka trajanja vučnih užeta (od 3 do 6 meseci) i ograničene širine trake (do 1 200 mm).

Nosivi valjci, pogonski i natezni bubnjevi te, ako postoje, utovarni i istovarni uređaji montiraju se na nosivu konstrukciju prenosila. Nosiva konstrukcija nepokretnih (stacionarnih) prenosila pričvršćena je na pod ili na most za prenosila. Nosiva konstrukcija može se izraditi tako da se prenosilo može prenositi ili prevoziti. Nosivi valjci su uravnoteženi (izbalansirani) i imaju valjne ležajeve s trajnim podmazivanjem. Veći se prijenosni učin materijala postiže ako se umesto jednog nosivog valjka u slog nosivih valjaka smeste 2 do 5 kraćih nosivih valjaka tako da traka dobije koritast oblik s uglovima nagiba bokova od 15 do 36°. Donji, jalovi deo trake podupire se dugačkim nosivim valjkom. Na mestima utovara, gde se nalaze uređaji za punjenje traka, najčešće se nosivi valjci postavljaju vrlo gusto i oblažu s mekanom gumom da bi se ublažili udarci.

Proračun

Površina poprečnog preseka materijala na traci menja se sa širinom trake B, s oblikom trake koji odgovara razmeštaju nosivih valjaka u slogu i s nasipnim uglom na traci u pokretu. Pretpostavlja se da je presek materijala na ravnoj traci trougao s bazom b = 0,9∙B - 0,05 m, te je površina preseka:

$A={\frac {b}{2}}\cdot {\frac {b}{2}}\cdot \tan \beta _{1}={\frac {b^{2}}{4}}\cdot \tan \beta _{1}$

Nasipni ugao na traci u pokretu β₁ iznosi približno 1/3 od nasipnog ugla na mirnoj podlozi. Koritasta traka omogućava veću površinu preseka materijala, te tako i veću dobavu prenosila uz zadatu brzinu i širinu trake. Budući da je površina preseka materijala saglasna (proporcionalna) kvadratu širine b, zapreminski protok materijala je:

$I_{v}=C\cdot (0,9\cdot B-0,05)^{2}\cdot v$

a maseni protok je:

$I_{m}=C\cdot (0,9\cdot B-0,05)^{2}\cdot v\cdot \rho$

gde je: ρ - nasipna gustina materijala, v - brzina kretanja materijala, a C - činilac (faktor) zavistan od oblika preseka materijala na traci.

Tablica: vrednosti faktora C za različite oblike poprečnog preseka materijala na traci u pokretu:

Svojstva nosivih valjaka tereta	Oblik trake
		Ravna	Koritasta - broj nosivih valjaka
			2	3			5
Ugao nagiba nosivih valjaka	α	-	15°	20°	30°	36°	18°
	α1	-	-	-	-	-	54°
Nasipni ugao materijala na traci u pokretu β1		15 - 20°	15 - 20°	15 - 20°	15 - 20°	15 - 20°	15 - 20°
C		240 - 325	450 - 535	470 - 550	550 - 625	585 - 655	600 - 675

Ako je prenos na usponu (ugao uspona δ), potrebno je zapreminski protok, odnosno maseni protok još pomnožiti s faktorom smanjivanja k, koji zavisi od ugla uspona δ. Za δ = 5 - 30°, k ima vrednost od 0,99 do 0,80. Dodatno smanjenje od 0 do 50% može nastati i zbog nejednolike raspodele materijala na traci.

Konstrukcijom i montažom potrebno je postići potpuno ravan hod na ravnim delovima (deonicama) i tačno vođenje trake zavojima prenosila. To se može postići ugradnjom okretnog sloja nosivih valjaka s malim valjcima sa strane, ugrađenim svakih 20 do 25 m.

Jezgro transportne trake

Jezgro transportne trake je element koji traci daje: čvrstoću na zatezanje, odupire se kidanju trake, pruža otpor na udarce, daje oslonac teretu koji se transportuje, apsorbuje kinetičku energiju materijala pri utovaru, pruža potrebnu stabilnost prilikom poslovanja, centriranja i vođenja trake preko valjaka. S obzirom na vrstu materijala uložka razlikuju se:

• jezgra sa tekstilnim ulošcima
• jezgra sa čeličnim užadima
• jezgra sa aramidnim vlaknima

Proizvodnja transportnih traka

Proizvodnja transportnih traka se izvodi u nekolko tehnoloških procesa:

1. Prva faza je proizvodnja gumene smeše za oblogu transportne trake, koja se sastoji u mešanju elastomera sa aditivima.
2. Sledeća faza je proizvodnja obloge transportne trake valjanjem na kalenderima ili Roler-Hed uređajima.
3. Paralelno prethodnim fazama vrši se izrada jezgra trake, koja se sastoji od pletenja jezgra, potapanje istog u adhezionu gumu i njegove vulkanizacije.
4. Na kraju se vrši vulkanizacija trake, kojom se poluproizvodi iz prethodnih tehnoloških procesa objedinjuju u finalni proizvod- transportnu traku.

Literatura

• Pavlović, Andrija Lazić. Projektovanje površinskih kopova sa modeliranjem sistema eksploatacije. 
• Docent dr Rade Tokalić, Profesor dr Prvoslav Trifunović. Tehnologija materijala u rudarstvu. 

Spoljašnje veze

• What's Flame Resistant Conveyor Belt?