Hoe versterking een belangrijke uitdaging van monolithische bandontwerpen oplost

Hoe versterking een belangrijke uitdaging van monolithische bandontwerpen oplost

Monolithische banden, ook wel ‘homogene’ of ‘voedselveilige’ banden genoemd, zijn gemaakt van één materiaalsoort, meestal thermoplastisch polyurethaan (TPU). Monolithische banden combineren het gesloten oppervlak van een traditionele weefselband met de reinigbaarheid van een kunststof modulaire band voor een uitzonderlijke reinigbaarheid en voedselveiligheid, waardoor ze een populaire keuze zijn voor hygiënische voedselverwerkingstoepassingen.

Er kleeft echter een nadeel aan een band dat is gemaakt van één enkel rubberachtig materiaal: rekbaarheid.

TPU is een elastomeer, een samenvoeging van elastisch polymeer. Elastomeren veranderen van vorm als ze onder spanning staan, maar keren terug naar hun oorspronkelijke vorm zodra de spanning wordt verwijderd. Dit wordt elastische vervorming genoemd.

Er is echter een punt waarna een materiaal niet naar zijn oorspronkelijke vorm hersteld. Dit wordt de vloeigrens genoemd en markeert het einde van elastische vervorming en het begin van plastische vervorming: een permanente vervorming van een materiaal als gevolg van spanning.

Plastische vervorming is echter niet alleen te wijten aan een overweldigende kracht die de vloeigrens van het materiaal overschrijdt. In toepassingen met aanhoudende mechanische spanningen, zoals bij de meeste transportbandtoepassingen het geval is, kan een materiaal op lange termijn permanent vervormen, zelfs als de spanning lager is dan de vloeigrens van het materiaal. Dit fenomeen staat bekend als kruip.

Bij monolithische banden kan er onder normale belasting kruip ontstaan, waardoor ze langer worden en prestatieproblemen veroorzaken, zoals ontsporing en uit het tandwiel lopen. Er is niet veel voor nodig om kostbare problemen te veroorzaken. Slechts 3% meer rek kan ervoor zorgen dat de band opnieuw moet worden gespannen, moet worden verkort of zelfs volledig moet worden vervangen.

Om de vloeigrens van een materiaal te verhogen, versterken fabrikanten een product vaak door een versterkend dragend onderdeel toe te voegen dat is ontworpen om de treksterkte te vergroten. Habasit was de eerste die monolithische versterking in de markt bracht met zijn Habasit Cleandrive assortiment van monolithische banden met wrijving en positieve aandrijving, waarbij op elke 15 millimeter afstand volledig ingebouwde, zeer sterke aramidekoorden zijn geplaatst.

Cleandrive_Aramid_cords_ are_hermetically sealed_within_the_TPU
NB: de aramidekoorden zijn in het TPU hermetisch afgesloten, waardoor er geen enkel hygiënisch risico ontstaat. Elke snee in of beschadiging van de band die diep genoeg is om een koord bloot te leggen, zou de verwijdering van het beschadigde gedeelte of een volledige vervanging van de band tot gevolg hebben, omdat er een ernstig hygiënisch risico in het materiaal zou ontstaan en niet omdat de koorden aanwezig waren.

Laboratoriumtests waarbij concurrerende monolithische banden werden vergeleken, hebben uitgewezen dat aramideversterking het gedrag verandert van monolithische banden die onder spanning staan.

Laten we ter illustratie de volgende grafiek bekijken die de resultaten weergeeft van een 15-daagse hangtest, waarbij een constante belasting van 6,25 N/mm (vergelijkbaar met die van praktische toepassingen) werd toegepast op de Habasit Cleandrive en twee onversterkte monolithische producten van concurrenten. Laten we met name een blik werpen op de punten A en B, die binnen de eerste 24 uur van de test voorkomen, en punt C, dat aan het einde van de test plaatsvindt.

A: de initiële belasting: hier ziet u dat elke band op een ander punt op de y-as begint en verschillende rekpercentages heeft op het moment dat het gewicht werd toegevoegd. De versterkte band rekte slechts 0,6% uit. Concurrent 1 rekte daarentegen 1,6% uit en concurrent 2 ondervond een rek van maar liefst 2,9%.

B: de 24-uursgrens: tijdens de inwerkperiode van een lading kan de transportband een drastischere vervorming vertonen terwijl hij op de nieuwe spanning reageert. Beide concurrenten laten in de eerste 24 uur steilere rekcurven zien, wat op meer rek wijst, terwijl de versterkte band stabiel blijft.

C: de laatste fase: op dag 9 vertonen alle drie de banden een consistente curve. Zowel concurrenten 1 als 2 vertonen een voortdurende rek, die wordt geïllustreerd door de gestage, opwaartse helling van hun curves. De gegevens suggereren dat beide banden zullen uitrekken totdat ze in een transporttoepassing niet langer functioneren, tenzij er correctief onderhoud wordt uitgevoerd. Concurrent 2 heeft op dag 15 een rek van 5% overschreden, waardoor de band waarschijnlijk moet worden vervangen omdat de steekcirkel tussen de tanden van de band te groot is geworden om goed in het tandwiel te grijpen. De curve van de versterkte band is daarentegen afgeplat, wat aangeeft dat het rekken van de band is opgehouden.

Habasit_Cleandrive_7_Day_Creep_Test_vs._unreinforced_monolithic_belts_Tension_test
Habasit_Cleandrive_7_Day_Creep_Test_vs._unreinforced_monolithic_belts_Tension_test

Deze rekpatronen worden bevestigd door meerdere tests, waaruit we enkele belangrijke conclusies over versterkte banden kunnen trekken:

  • Een verwaarloosbare initiële rek wanneer de lading voor het eerst wordt toegepast
  • Geen continue rek, terwijl onversterkte monolithische bandontwerpen net zo lang rekken totdat ze niet meer functioneren

De totale rek van de versterkte band bleef onder de 1%, ruim onder de startpunten van beide concurrenten bij de eerste belading. Het is onwaarschijnlijk dat dit kleine percentage aan rek prestatieproblemen veroorzaakt. Ondertussen veroorzaken onversterkte banden vaak onderhoudsproblemen omdat ze tijdens het gebruik continu uitrekken. Dit geldt voor gespannen vlakke monolithische banden en monolithische banden met positieve aandrijving (lage spanning), en zelfs voor zogenaamde ‘nulspanningssystemen’, wat eigenlijk een verkeerde benaming is omdat alle banden trekbelasting op de draagbaan ervaren.

Al met al bieden Habasit Cleandrive-banden met aramideversterking tal van onderhoudsbesparende voordelen.

  • Het is niet nodig om de band na te spannen of in te korten, omdat de totale rek minimaal is
  • Minder bandvervangingen en voedselveiligheidsrisico’s dankzij een consistente, optimale sporing, die slijtage tussen de band en systeemcomponenten vermindert
  • Geen proces- of lijnonderbrekingen door onjuiste ingrijpen met de tandwielen
  • U hoeft geen tijd te verspillen aan het onderhouden van ‘schoenen’ of ‘begrenzers’ die worden gebruikt om het ingrijpen van de band en het tandwiel te forceren dankzij het ontwerp met lage rekbaarheid
  • Verhoogde efficiëntie en een hogere uitvoer

Hoewel de gegevens voor zichzelf spreken, kunt u de aramidekoorden ook in actie zien tijdens een 7-daagse kruiptest die onlangs is opgenomen op het hoofdkantoor van Habasit America.

Wilt u meer weten over hoe u uw uitdagingen op het gebied van monolithische banden kunt aanpakken? Neem contact met ons op om uw toepassingsbehoeften te bespreken.

24 februari 2020  |  Geplaatst door

Bart Natoli

Bart Natoli is een Chief Application Engineer bij Habasit America en al sinds 1986 in dienst bij het bedrijf. Hij heeft een Bachelor of Science, is afgestudeerd in werktuigbouwkunde en heeft een HBO diploma in bouwkunde en architectuurtechnologie. Bart Natoli is een expert in weefseltransportbanden en aandrijfriemen.

Neem contact met ons op voor persoonlijke ondersteuning

Vraag advies