DE102007002641A1

DE102007002641A1 - Verfahren zur Ermittlung des Verschleißzustandes von Trommelbelägen und/oder Fördergurten an Gurtbandförderern

Info

Publication number: DE102007002641A1
Application number: DE200710002641
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Ziegler; Uwe BÖKER; Bruno van den Dr. Heuvel; Manfred Dipl.-Ing. Bäumler
Original assignee: RWE Power AG
Current assignee: RWE Power AG
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-07-24
Also published as: WO2008083951A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Verschleißzustandes von Trommelbelägen und/oder Fördergurten an Gurtbandförderern mit wenigstens zwei Gurttrommeln und wenigstens einem um diese umlaufenden, flexiblen Gurtband aus einem gummielastischen Material. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass bei einem in Betrieb befindlichen Gurtbandförderer an wenigstens einer Stelle die örtliche Geschwindigkeit des Gurtbandes gemessen wird und der wirksame Trommelradius wenigstens einer Trommel unter Verwendung der gemessenen örtlichen Geschwindigkeit errechnet wird, wobei der wirksame Trommelradius unmittelbar als Maß für den Verschleißzustand von Gurtband und Trommelbelag dient.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Verschleißzustandes von Trommelbelägen und/oder Fördergurten an Gurtbandförderern mit wenigstens zwei Gurttrommeln und mit wenigstens einem um diese umlaufenden, flexiblen Gurtband aus einem gummielastischen Material.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Ermittlung des Verschleißzustandes von Trommelbelägen und/oder Fördergurten an Gurtbandförderern als Massengutförderer für Schüttgut.
Derartige Gurtbandförderer umfassen üblicherweise ein Gurtband aus einem gummielastischen, flexiblen Material mit in dieses eingebetteten Stahlseilzugträgern oder Stahlgewebezugträgern/Gewebezugträgern. Der endlos um angetriebene und mitlaufende Trommeln umlaufende Gurt ist üblicherweise aus mehreren Gurtabschnitten zusammengesetzt. Der Gurt stützt sich über die Länge des Gurtbandförderers sowohl im Untertrum als auch im Obertrum auf Rollen ab, die in Gerüsten aufgehängt sind. Solche Gurtbandförderer finden beispielsweise in Bergbaubetrieben sowohl unter Tage als auch über Tage Anwendung.
Die für den Umlauf des Gurtbandes benötigte Energie wird, wie eingangs bereits erwähnt, über eine oder mehrere Trommeln in den Gurt eingeleitet. Der Betrieb des Gurtbandförderers führt zum Verschleiß der eingesetzten Gurte und der auf den Trommeln üblicherweise vorhandenen Trommelbeläge.
Bei einer Gurtbandförderanlage ist die Erfassung des aktuellen Verschleißzustandes sowohl der Trommelbeläge als auch des Gurtes für eine Instandhaltungsplanung unerlässlich. Zu frühes Wechseln der Gurte oder Instandsetzen der Trommelbeläge verschenkt Restgebrauchswert, wird hingegen der optimale Wechselzeitpunkt verpasst, so ergeben sich daraus Folgeschäden. So erleidet eine Trommel ohne Trommelbelag in relativ kurzer Zeit solche Schäden, dass die Trommel insgesamt unbrauchbar wird. Ein zu großer Verschleiß der Gurte führt unter Umständen zum Freilegen der Zugträger, wodurch die Zugträger selbst und damit auch der Gurt Festigkeitsverlust erleiden. Darüber hinaus kann beispielsweise das Austreten von Stahlseilen aus den Gurtbändern zu Beschädigungen der Trommeln führen.
Bislang wird beispielsweise die Restbelagstärke von Trommelbelägen bei Stillstand des Gurtbandförderers mittels Schlagschnur und Zollstock gemessen. Dieses Verfahren ist verhältnismäßig umständlich.
Der Verschleißzustand von Deckplatten der Stahlseil- und auch der Gewebegurte von Gurtbandförderanlagen wird ebenfalls manuell bei Stillstand des Gurtbandförderers gemessen. Hierzu muss der Gurt auf einer hinreichend ebenen Unterlage aufliegen. Die Restdicke zum Zugträger (Stahlseil oder Gewebe) kann punktuell auch durch Einstechen mittels Ahle geprüft werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung des Verschleißzustandes von Trommelbelägen und/oder Fördergurten an Gurtbandförderern bereitzustellen, welches wesentlich einfacher handhabbar ist als die zuvor beschriebenen Vorgehensweisen und welches insbesondere ohne Stillsetzung der Gurtbandförderanlage praktizierbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung des Verschleißzustandes von Trommelbelägen und/oder Fördergurten an Gurtbandförderern mit wenigstens zwei Gurttrommeln und wenigstens einem um diese umlaufenden flexiblen Gurtband aus einem gummielastischen Material, welches sich dadurch auszeichnet, das bei einem in Betrieb befindlichen Gurtbandförderer an einer Stelle die örtliche Geschwindigkeit des Gurtbandes gemessen wird und der wirksame Trommelradius wenigstens einer Trommel unter Verwendung der gemessenen örtlichen Geschwindigkeit errechnet wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sowohl der Verschleiß des Trommelbelags als auch derjenige des Gurtbandes den wirksamen Trommelradius beeinflussen, der unmittelbar die Gurtgeschwindigkeit beeinflusst. Der wirksame Trommelradius ist der Abstand zwischen der Trommel-Drehachse und der neutralen Faser im Gurt. Das Produkt aus wirksamem Trommelradius und Winkelgeschwindigkeit der Trommel entspricht der örtlichen Gurtgeschwindigkeit. Wird die Gurtgeschwindigkeit nicht an der zu betrachtenden Trommel abgenommen, sondern an anderer Stelle des Gurtbandes, so kann der wirksame Trommelradius r_w errechnet werden: rw = v/ωTr,wobei v die Gurtgeschwindigkeit und ω_Tr die Winkelgeschwindigkeit der Trommel bezeichnen.
Zweckmäßigerweise wird die Geschwindigkeit des Gurtbandes von einer Stelle gemessen, die von der Stelle entfernt ist, an der der wirksame Trommelradius ermittelt werden soll.
Bevorzugt wird die Geschwindigkeit des Gurtbandes in einem quasi stationären Zustand desselben ermittelt, d. h. bei gleichbleibender Geschwindigkeit des Gurtbandes ohne Beschleunigung oder Verzögerung.
Die Geschwindigkeit des Gurtbandes kann beispielsweise über die Drehzahl einer Referenztrommel ermittelt werden, wobei die Referenztrommel eine Trommel des Gurtbandes sein kann, die entweder keinem oder kaum Verschleiß unterliegt oder als Referenztrommel eine besonders für die Zwecke der Geschwindigkeitsermittlung vorgesehene Trommel ist.
Die Gurtgeschwindigkeit kann alternativ direkt am Gurt über Radar- oder laseroptische Verfahren ermittelt werden.
Die Intervalle der Geschwindigkeitsmessung können beispielsweise so gewählt werden, dass für jeden Gurtabschnitt eines aus n-Gurtabschnitten zusammengesetzten Gurtbandes jeweils ein wirksamer Trommelradius ermittelt wird. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Gurtband aus Gurtabschnitten mit unterschiedlichem Verschleißzustand zusammengesetzt ist.
Der wirksame Radius setzt sich zusammen aus einem Anteil, der abhängig vom Verschleißzustand der Trommel ist und einem Anteil, der abhängig vom Verschleißzustand des Gurtbandes ist. Verschleißt der Trommelbelag, so überlagert sich für alle Gurtstücke die belagbedingte Geschwindigkeitsänderung. Um diese beiden Verschleißarten auseinander halten zu können, ist es sinnvoll, die einzelnen Gurtabschnitte mittels einer automatischen Gurtabschnittserkennung in ihrer Lage bezüglich der zu betrachtenden Trommel zuzuordnen.
Die Gurtabschnittserkennung bzw. Gurtsegmenterkennung kann beispielsweise durch Markierung von Segmentanfang und/oder -ende mittels Transpondern erfolgen.
Alternativ ist es möglich, mittels Messspulen ein gurtspezifisches Induktionsmuster zu erfassen und dieses mit hinterlegten und gemessenen Induktionsmustern zu vergleichen. Aufgrund typischer Musterwiederholungen lassen sich die Gurtverbindungen identifizieren. Die Verbindungsabstände können beispielsweise mit einem Gurtlaufplan verglichen werden, über den dann eine Zuordnung einzelner Gurtabschnitte bzw. Gurtsegmente erfolgen kann.
Bei einer bevorzugten Variante gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass eine ein- oder mehrachsige Messung des von dem Zugträger und/oder den Verbindungsstellen des Gurtbandes gestörten magnetischen Feldes (Erdmagnetfeldes) mittels wenigstens eines Magnetfeldsensors durchgeführt wird, wobei anhand wiederkehrender Anomalien des Magnetfeldes einzelne Gurtabschnitte bzw. Gurtsegmente, vorzugsweise anhand eines Gurtlaufplans, identifiziert werden. Dieses Verfahren wird vorzugsweise ohne Fremdmagnetisierung der in das Gurtband einvulkanisierten Metallteile durchgeführt. Die Messung kann in einem Messbereich von bis zu 200 μT, vorzugsweise von bis zu 100 μT durchgeführt werden. Dieses Verfahren kommt ohne eine Spulenanordnung aus, es ist lediglich die Verwendung von Magnetfeldsensoren vorgesehen, was den Vorzug hat, dass eine Umschließung des Gurtbandes mit der Messanordnung nicht erforderlich ist, wie dies beispielsweise bei der Induktionsmustererkennung erforderlich ist. Das Messsignal wird nicht von dem Fördergut gestört, solange kein ferromagnetisches Material gefördert wird. Darüber hinaus ist das Messsignal laufrichtungs- und geschwindigkeitsunabhängig.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine dreiachsige Magnetfeldmessung mittels einer oder mehrerer Förstersonden erwiesen.
Mittels der Erkennung einzelner Abschnitte des Gurtbandes ist unter Zuhilfenahme des errechneten wirksamen Trommelradius eine Differenzierung zwischen Verschleiß des Trommelbelags und Verschleiß des Gurtbandes möglich.
Zur Ermittlung des Gurtverschleißes sollte beispielsweise bei Verwendung einer Referenztrommel zur Geschwindigkeitsmessung der zu beurteilende Gurtabschnitt nicht auf beiden Trommeln gleichzeitig aufliegen. Dies kann dadurch gewährleistet werden, dass die Referenztrommel beispielsweise mit der Tragseite des Gurtes, also der der Laufseite abgewandten Seite, in Berührung ist oder einem ausreichenden Abstand zu der Trommel hat, deren Trommelradius ermittelt werden soll. Alternativ ist es möglich, für die Geschwindigkeitsmessung nur Zeitabschnitte heranzuziehen, in denen zwischen den Trommeln ein Abschnittsübergang liegt.
Die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dadurch gesteigert werden, dass die Gurtlängenänderung aufgrund unterschiedlicher örtlicher Gurtspannungen zwischen dem Ort der Referenzgeschwindigkeitsmessung und der Trommel in der Umrechnung berücksichtigt wird.

Claims

Verfahren zur Ermittlung des Verschleißzustandes von Trommelbelägen und/oder Fördergurten an Gurtbandförderern mit wenigstens zwei Gurttrommeln und wenigstens einem um diese umlaufenden, flexiblen Gurtband aus einem gummielastischen Material, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem in Betrieb befindlichen Gurtbandförderer an wenigstens einer Stelle die örtliche Geschwindigkeit des Gurtbandes gemessen wird und der wirksame Trommelradius wenigstens einer Trommel unter Verwendung der gemessenen örtlichen Geschwindigkeit errechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Gurtbandes an einer Stelle gemessen wird, die von der Stelle entfernt ist, an der der wirksame Trommelradius ermittelt werden soll.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Gurtbandes in einem quasi stationären Zustand desselben ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Gurtbandes über die Drehzahl einer Referenztrommel ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Intervalle der Geschwindigkeitsmessung so gewählt werden, dass für jeden Gurtabschnitt eines aus n-Gurtabschnitten zusammengesetzten Gurtbandes jeweils ein wirksamer Trommelradius ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Gurtabschnitte mittels einer automatischen Gurtabschnitterkennung in ihrer Lage bezüglich der zu betrachtenden Trommel zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtabschnittserkennung mittels Erfassung eines gurtspezifischen Induktionsmusters und durch den Vergleich von hinterlegten und gemessenen Induktionsmustern erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine ein- oder mehrachsige Messung des von dem Zugträger und/oder den Verbindungsstellen des Gurtbandes gestörten magnetischen Feldes mittels wenigstens eines Magnetfeldsensors durchgeführt wird, wobei anhand wiederkehrender Anomalien des Magnetfeldes einzelne Gurtabschnitte, vorzugsweise anhand eines Gurtlaufplanes, identifiziert werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ohne Fremdmagnetisierung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Erkennung einzelner Abschnitte des Gurtbandes unter Zuhilfenahme des errechneten wirksamen Trommelradius eine Differenzierung zwischen Verschleiß des Trommelbelags und Verschleiß des Gurtbandes erfolgt.