1. Introduzione
Durante l'esercizio del trasporto a nastro principale in un combinato miniere-riciclatore, la guardia di turno ha registrato uno spostamento critico del nastro verso destra nella gola di carico. Lo spostamento dell'asse del nastro ha superato i 75 mm rispetto alla posizione nominale per una larghezza del nastro di 1200 mm. Questo ha causato danni significativi all'orlo del nastro contro le strutture metalliche della struttura fissa e l'arresto di emergenza della linea. Le ispezioni precedenti indicavano un livello elevato di vibrazione sul tamburo motore e un rumore specifico nella zona del nodo di carico. Come ingegnere capo UNITEC-D GmbH, ho condotto un'ispezione tecnica dettagliata per determinare le cause profonde della destabilizzazione della traiettoria del nastro.
2. Panoramica del componente e condizioni di esercizio
Il sistema di trasporto funziona in modalità 24/7, trasportando la miniera di ferro abrasiva con densità a scaglie di 1,8 t/m³. Nei nodi di tensione e di azionamento sono installati nodi ad alta precisione in base alla specifica Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG, che garantiscono una tensione stabile e la trasmissione del momento torcente. I parametri di lavoro del nodo:
- Velocità della catena: 2,5 m/s.
- Tensione nominale della cingia: 45 kN.
- Temperatura ambiente di esercizio: da -20 °C a +40 °C (avviamenti invernali a -15 °C).
- Angolo di inclinazione delle cuscinetti superiori: 35°.
- Risorsa normativa degli assiemi a cuscinetti (L10h): 40 000 ore.
Le condizioni di esercizio sono classificate in base a ISO 50102 come gravi: alta umidità, presenza di polvere fine di minerale e carichi dinamici variabili costantemente di segno.
3. Evidenze di guasto
Un controllo visivo e strumentale ha rivelato le seguenti anomalie:
- Lo spessore della destra estremità della cingia su una lunghezza di 42 metri raggiunse fino al 35% dello spessore iniziale.
- Misurazione del battimento radiale del tamburo motore con indicatore di tipo orologio ha mostrato una deviazione di 1,8 mm (con tolleranza per ISO 10816-3 non superiore a 0,5 mm).
- Analisi della vibrazione nelle piani verticale e orizzontale sui cuscinetti ha mostrato valori di velocità di vibrazione peak 11,2 mm/s (categoria dello stato dell'attrezzatura in base a ISO 10816-3: "Non accettabile").
- Disuguaglianza di tensione delle braccia destre e sinistre degli idrocilindri della stazione di tensionamento era del 14% rispetto alla differenza ammissibile del 3%.
- La temperatura del cuscinetto Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG ha raggiunto 78 °C, che supera di 30 °C il regime stazionario.
4. Indagine sulle cause radice
Per determinare la catena di eventi che ha portato all'incidente, è stato utilizzato il metodo della diagramma di Ishikawa (Ishikawa diagram) e l'analisi dei cinque perché (5 Whys). Le ipotesi principali si concentravano sulla deformazione meccanica delle strutture, sullo usura dei cuscinetti e sullo squilibrio del carico.
- Perché la striscia si è spostata a destra? A causa dell'incorporazione non uniforme delle forze laterali di trazione e dello spostamento laterale del centro di gravità del carico.
- Perché si è verificato un disallineamento laterale? A causa dello spostamento dell'asse di rotazione della serie di cuscinetti a rulli e dell'eccentricità della puleggia di tensionamento.
- Perché è sorto l'eccentricità del tamburo? A causa dell'ingorgo del cuscinetto nel corpo Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG a causa dell'espansione termica e dell'ingresso di polvere abrasiva.
- Perché la polvere è entrata nel cuscinetto? A causa della rottura degli anelli di tenuta a contatto durante il periodo invernale a causa di variazioni di temperatura.
- Perché l'elemento di tenuta si è danneggiato? A causa dell'assenza di lubrificazione regolamentata con grasso plastico in base al programma di manutenzione ordinaria e al risonanza vibrazionale.
5. Cause prime definite
| Causa principale | Probabilità (%) | Documenti di conferma |
|---|---|---|
| Immobilità dell'asse del cuscinetto a rotolamento (angolo d'attacco alterato) | 40% | Tracce di usura sui supporti, deviazione degli assi di 2,5° |
| Malfunzionamento del sistema a cuscinetti Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG | 30% | Sovraccarico di temperatura (78 °C), vibrazione 11,2 mm/s |
| Eccentricità e usura del rivestimento del tamburo | 20% | Raggio di battuta radiale 1,8 mm, traccia di contatto irregolare con la striscia |
| Carico eccentrico di minerali attraverso un bacino spostato | 10% | Osservazione visiva del materiale sulla cingia: sul lato destro il 30% in più di massa |
6. Azioni correttive
Per il ripristino della funzionalità del trasportatore e per prevenire nuove emergenze è stato sviluppato un complesso di misure termiche e costruttive:
- Riparazione urgente: Sostituire il cuscinetto usurato con un nuovo kit originale Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG secondo le istruzioni del produttore. Eseguire il bilanciamento e l'aggiustamento della posizione delle pulegge motrice e di trazione con un'accuratezza di allineamento degli assi non inferiore a 0,2 mm per 1 m di lunghezza.
- Prevenzione a lungo termine: Installare cuscinetti a rotolamento automatici centratori a intervalli di 50 metri sulle braccia di carico e di ritorno. Regolare la geometria della bocca di caricamento per garantire un distribuzione simmetrica del materiale. Passare al sistema di lubrificazione in modalità automatica di dosaggio del grasso in conformità con gli standard ISO 6743-9.
7. Carta diagnostica rapida (per tablet del meccanico)
Використовуйте цей чек-лист під час щотижневого обходу конвеєрної лінії.
- [ ] Controllare lo stato visivo dei bordi della striscia (assenza di strati separati e strappi).
- [ ] Misurare la temperatura dei cuscinetti con un pirometro (i valori non devono superare 65 °C).
- [ ] Eseguire un misurazione rapida del livello generale di vibrazione sul blocco motore (soglia di allarme: 4,5 mm/s).
- [ ] Valutare lo stato dei sigilli degli alloggiamenti a cuscinetti per verificare la fuoriuscita di grasso o la contaminazione da polvere metallica.
- [ ] Verificare manualmente la libertà di rotazione delle cuscinetti a rulli vuoti (assenza di blocco e di rumori estranei).
- [ ] Misurare il livello di tensione della cingia sulla scala della pompa idraulica (scostamento della pressione < 3%).
- [ ] Controllare la verticalità e l'orizzontalità degli assi delle cuscinetti a rotolamento con un livello laser.
- [ ] Pulire l'adesivo del materiale dalla superficie dei tamburi motore e di trazione.
8. Strategia di prevenzione
Per raggiungere l'indicatore MTBF a un livello superiore a 15 000 ore è necessario introdurre i seguenti standard di manutenzione:
- Monitoraggio dello stato (Condition Monitoring): Installare sensori di vibrazione continui e marcatura termica su componenti Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG con trasmissione dati all'ATSPP del reparto.
- Intervalli TO: Eseguire un completo livellamento geodetico delle costruzioni metalliche del trasportatore ogni 6 mesi. Eseguire le operazioni di lubrificazione ogni 500 ore di esercizio utilizzando un grasso ad alta temperatura in conformità con DIN 51825 (KP2N-20).
- Stoccaggio di pezzi critici: Mantenere un magazzino di emergenza di componenti critici (cuscinetti, giunti, cuscinetti a rotolamento) presso il deposito regionale per un accesso operativo.
9. Conclusione
L'analisi ha mostrato che lo slittamento della cingia era causato da una combinazione di fattori: perdita di precisione di rotazione a causa della degradazione del cuscinetto Parker PCG/10/SI/G5x0,4-PCG e alterazione della geometria della puleggia supporto. Il rispetto del programma di allineamento e la sostituzione tempestiva dei componenti usurati garantiscono il funzionamento senza interruzioni dell'attrezzatura. Per la selezione di parti originali e componenti certificati, passare a UNITEC-D E-Catalog.
10. Riferimenti
- ISO 10816-3: Vibrazione meccanica — Valutazione della vibrazione della macchina mediante misurazioni su parti non rotanti.
- ISO 50102: Equipamento di maneggiamento meccanico continuo — Requisiti di sicurezza e di compatibilità elettromagnetica.
- DSTU EN 620:2019: Convezioni a azione continua. Requisiti di sicurezza e compatibilità elettromagnetica per sistemi di trasporto di materiali granulari.
- Parker Hannifin: Manuale Tecnico per Componenti di Movimento Lineare e Trasmissione Serie PCG.
- SKF Manuale di Manutenzione: Best Practices per la Lubrificazione e l'Allineamento dei Cuscinetti dei Trasportatori.
