Todellisten ketjuvoimien arviointi raakapuuta siirtävissä kuljettimissa

Abstract

Teollisuudessa käytetään runsaasti erilaisia ketjukuljettimia eri kuljetustarpeisiin. Keskeinen osa kuljettimien suunnittelua on tarvittavan ketjuvoiman arviointi. Ketjuvoiman määrä vaikuttaa olennaisesti koko laitteen suunnitteluun. Kirjallisuudesta löytyy runsaasti erilaisia laskentakaavoja ketjuvoimien laskentaan, mutta kaavojen muodostustapaa ei juurikaan aukaista. Tämä jättää epävarmuuden kaavojen soveltuvuudesta toisistaan rakenteellisesti poikkeaviin kuljetinratkaisuihin.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on löytää sellu- ja sahateollisuudessa yleisesti käytettyjen ketjukuljetinmallien tarvitsemalle ketjuvoimalle luotettava laskentamenetelmä vertaamalla eri laskentakaavojen antamia tuloksia sähkömoottorien kuormitustietojen perusteella laskettaviin ketjuvoimiin. Työ rajautuu koskemaan kuljettimia, joissa siirrettävä puutaakka makaa pääosin ketjujen päällä ja joissa käytettävät ketjut ovat tyypillisesti rullattomia.

Työssä verrataan neljää erilaista laskentatapaa ketjuvoimien arviointiin. Ensimmäinen malleista perustuu kitkavoimaan. Toinen malleista on muodostettu ketjujen päällä taakan kantavan ylämäkeen kuljettavan kuljettimen ketjuvoimien arviointiin. Kolmas malleista on muodostettu kolakuljettimien ketjuvoimien arviointiin. Viimeinen malleista on muodostettu ketjujen päällä taakan kantavan vaakasuuntaisen kuljettimen ketjuvoimien arviointiin.

Tutkimuksen tuloksena todetaan, että ketjujen päällä taakan kantavan ylämäkeen kuljettavan kuljettimen ketjuvoiman arviointiin muodostettu laskentamalli ennusti hyvin tarvittavan ketjuvoiman määrän kahdessa esimerkkikuljettimen tapauksessa. Tulos antaa luotettavan pohjan ketjuvoimien arviointiin kyseistä laskentakaava käyttämällä, mutta tulosten tarkkuuden kannalta tulevaisuudessa olisi hyvä saada tilastoitua lisää esimerkkejä sähkömoottorien kuormitusten kautta lasketuista ketjuvoimista ja verrata niitä tämän laskentamallin kautta saatuihin ketjuvoimiin.

There is a broad range of chain conveyors in use in different industries. A key part of designing a conveyor is to estimate the amount of chain force required from the conveyor. The amount of chain force required affects the whole design of the conveyor. There are many different formulas to be found from literature for assessing the amount of force required but the way these formulas are created are usually not revealed. This leaves a sense of uncertainty of applicability of these formulas as constructions of conveyors differ.

The purpose of this study is to find a reliable formula for assessing the amount of chain force required in conveyors typically used in pulp and saw industries by comparing the results of different formulas to those calculated from measured power loads of electric motors driving conveyors. This study is limited with the criteria that the wood load must mainly be on top of the chains and the chains must be type that does not have rollers on them.

Four different chain force calculation methods are compared in this study. First one is based on friction force. Second model is formed to evaluate chain forces of conveyors that carry the load on top of chains and the conveyor moves uphill. Third model is formed to evaluate chain forces of scraper conveyors. The last model is formed to evaluate chain forces of conveyors that carry the load on top of chains and the conveyor moves horizontally.

As a result of this study, it is concluded that the second model which is formed to evaluate chain forces of conveyors that carry the load on top of chains and the conveyor moves uphill predicted most reliably the chain forces on the two example conveyors used in this study. This result gives a solid foundation for assessing chain forces with this formula but to get more accurate results further studies are recommended so that more statistics can be made where chain forces calculated trough electric motor load parameters are compared to chain forces calculated with this formula.