- Was sind Tragrollen?
- Warum sind Tragrollenprüfungen notwendig?
- Bestimmung der Tragrollenmaße und -massen sowie der Schlüsselflächen der Achsen
- Laufwiderstandsmessung
- Messung des Rundlaufs
- Weitere Prüfleistungen
Was sind Tragrollen?
Tragrollen erfüllen vielseitige Aufgaben im Bereich der Intralogistik. Von der leichten Transportrolle im Stückgutbereich bis hin zur schweren Tragrolle in Erzförderanlagen stellen sie den rollenden Kontakt zwischen dem Traggerüst und dem Gurtförderband dar. Der grundlegende Aufbau ist im Bild unten dargestellt und besteht bei einer klassischen Tragrolle aus einer Tragachse, dem Tragrollenmantel und den Lagern mit Labyrinthdichtungen.
Aufbau einer Tragrolle (Quelle: IPH)
Es existieren zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten und Arten von Tragrollen. Für erhöhte Beanspruchungen werden zum Beispiel Tragrollen mit Pufferringen eingesetzt, die den Gurt schonen und die Fallenergie von grobkörnigem Schüttgut aufnehmen. Bei Rücklaufrollen werden hingegen Stützringe verwendet, die eine Anbackung des Fördergurts verhindern und die Gurttragseite schützen. Weitere Tragrollenarten werden unter anderem als Lenkrollen für die optimale Führung des Bandes oder als Kettenradrollen im Stückguttransport verwendet.
Warum sind Tragrollenprüfungen wie etwa Prüfung der Wuchtgüte und Rundlauftoleranz notwendig?
Die Laufeigenschaften einer Tragrolle hängen primär von den Fertigungstoleranzen der einzelnen Bauteilkomponenten, vom verwendeten Schmiermittel für die Lager sowie vom Verschleiß der Rolle ab. Damit die Tragrollen über einen ruhigen Lauf und einen geringen Laufwiderstand verfügen, wird eine Prüfung nach den geltenden DIN-Normen empfohlen.
Sowohl der Laufwiderstand der Tragrolle als auch die Rundlauftoleranz, axiale Verschiebbarkeit und Wuchtgüte sind dabei entscheidende Kriterien für die Effizienz der gesamten Förderanlage und lassen sich messtechnisch erfassen. Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) bietet deshalb in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Transport- und Automatisierungstechnik (ITA) der Leibniz Universität Hannover folgende Prüfungen an:
| Prüfleistung | Norm |
|---|---|
| Bestimmung der Tragrollenmaße und -massen | DIN 22122/DIN 15207 |
| Bestimmung der Schlüsselflächen der Achsenden | DIN 22112/DIN 15207 |
| Ermittlung des Laufwiderstandes | DIN 22112 |
| Ermittlung der Rundlauftoleranz | DIN 22112 |
| Ermittlung der axialen Verschiebbarkeit | DIN 22112 |
| Ermittlung des Losbrechmomentes | SAB 1313 |
| Ermittlung der Wuchtgüte | DIN ISO 1940 |
Bestimmung der Tragrollenmaße und -massen sowie der Schlüsselflächen der Achsen
Die Maße sowie die Achsenden der Tragrollen sind normiert nach der DIN 15207 für Tragrollen für Schüttgutförderer und nach der DIN 22112 für Tragrollen von Gurtförderern für den Kohlenbergbau unter Tage. Die Prüfung am IPH nach der DIN 22112 beinhaltet folgende Punkte, die messtechnisch erfasst und in einem Prüfprotokoll festgehalten werden:
| Kenngröße | Prüfalgorithmus nach der DIN 22112 |
|---|---|
| Tragrollendurchmesser | Aus drei Messungen, jeweils um 120° versetzt, wird der arithmetische Mittelwert gebildet. Der Durchmesser wird auf 0,1 mm genau ermittelt |
| Mantellänge | Messung der Mantellänge mit einer Genauigkeit von 1 mm |
| Achsdurchmesser | Der Achsdurchmesser wird in der Mitte der Achse gemessen mit einer Genauigkeit von 0,1 mm |
| Lagermittenabstand | Der Lagermittenabstand wird als Abstandmaß der beiden Kugellagerinnenflächen gemessen und das Breitenmaß eines Kugellagers hinzugerechnet. Der Lagermittenabstand wird auf 1 mm angegeben |
| Wanddicke des Tragrollenmantels | Die Messung erfolgt in der Mitte des Tragrollenmantels an sechs Stellen jeweils um 60° versetzt. Das kleinste Maß wird auf 0,1 mm angegeben |
| Masse der Tragrolle | Die Gesamtmasse und die Masse der sich drehenden Tragrollenteile werden getrennt ermittelt. Die Massen werden auf 0,1 kg genau angegeben |
| Lagergrößen | Es wird die Lagergröße sowie der Hersteller und das Fabrikationsland ermittelt. Erfasst werden die Lagerluftklasse und der Werkstoff des Käfigs |
| Schlüsselflächen der Achsenden | Die Parallelität und der Verdrehwinkel der Schlüsselflächen der beiden Achsenden werden geprüft. Das Maß wird mit einer Genauigkeit von 1° angegeben |
Die ermittelten Werte werden unter der Berücksichtigung der Verwendung im Ober- oder Untertrum mit den Empfehlungen der DIN 22112 und der DIN 15207 verglichen und schriftlich festgehalten.
Laufwiderstandsmessung
Der Laufwiderstand einer Tragrolle wird durch die interne Reibung der Lager und Dichtung sowie die Viskosität des Schmiermittels bestimmt. Im Laufe der Zeit wurden zahlreiche Gleichungen und Berechnungsgrundlagen für die Ermittlung des Laufwiderstandes aufgestellt. Der Vergleich zwischen den mathematisch ermittelten und am Prüfstand gemessenen Werten zeigte jedoch in vielen Fällen eine deutliche Abweichung. Die Ursachen liegen in den vielen Nebenfaktoren, die mathematisch schwer erfasst werden können und vom konkreten Anwendungsfall abhängen. Die Messung des Laufwiderstandes an einem unabhängigen Prüfstand stellt die zuverlässigste Methode dar und wird vom IPH und ITA empfohlen.
Die Ermittlung der Laufreibungskraft erfolgt nach der DIN 22112. Dazu wird die Tragrolle unter folgenden Bedingungen geprüft:
| Prüfbedingung | Wert nach der DIN 22112 |
|---|---|
| Umgebungstemperatur | 20°C |
| Drehzahl | 650 U/min |
| Auflast | 250 N |
Die Tragrolle wird unter den gegebenen Bedingungen eingelaufen, um den statischen Widerstand zu eliminieren. Nach maximal 4 Stunden muss sich ein Beharrungszustand eingestellt haben. Danach erfolgt ein Prüfzyklus für die Messungen in beiden Drehrichtungen.
Für die Durchführung der Tragrollenprüfungen steht am IPH ein moderner Prüfstand zur Ermittlung des Tragrollenlaufwiderstands zur Verfügung (siehe Bild).
Prüfstand zur Messung des Laufwiderstands (Quelle: IPH)
Nachfolgend sind die technischen Daten des Prüfstands zur Laufwiderstandsmessung aufgeführt:
- Tragrollen mit Hauptmaßen gemäß DIN 15207 und DIN 22112
- Maximaler Tragrollendurchmesser: 400 mm
- Maximale Achslänge: 1650 mm
- Maximale Auflast: 3 kN
- Maximale Prüfgeschwindigkeit: 10 m/s
Messung des Rundlaufs
Neben der Messung des Laufwiderstands ist die Messung des Rundlaufs ein wichtiger Aspekt in einem umfänglichen Prüfprogramm. Die Messung des Rundlaufs erfolgt, wie die Messung des Laufwiderstands, ebenfalls nach der DIN 22112. Dabei wird der Tragrollenmantel mit Hilfe einer Messuhr auf Rundlaufabweichungen geprüft – gemäß den Angaben in der DIN 22112 jeweils in der Mitte und in 30 mm Abstand von den Enden des Tragrollenmantels. Die Differenz zwischen dem größten und kleinsten Messwert wird mit den zulässigen Toleranzen verglichen und im Prüfprotokoll festgehalten.
Weitere Prüfleistungen
Weitere Faktoren, wie die axiale Verschiebbarkeit und das Losbrechmoment einer Tragrolle, können mit den am IPH zur Verfügung stehenden Prüfeinrichtungen ebenfalls gemessen und ausgewertet werden. Die Bestimmung der Wuchtgüte wird zusammen mit dem Partnerinstitut durchgeführt. Durch die enge Zusammenarbeit mit dem ITA ist auch die Prüfung von weiteren fördertechnischen Komponenten möglich. Es stehen Prüfstände für die Ermittlung der Gurtzugfähigkeit bis 3500 kN und des Eindrückrollwiderstands zur Verfügung. Auf Wunsch sind auch Sonderprüfungen möglich.
Weitere Informationen zu unseren Prüfdienstleistungen für Tragrollen finden Sie hier.
