Trasportatori a rotelle, trasportatori a rulli e strisce a rullo – Costruzione, funzione e vantaggi

I tecnici della movimentazione dei materiali si affidano ai trasportatori a rulli per trasportare in modo efficiente prodotti, merci e materiali. Sono preziosi, in particolare nella logistica, ma anche in molti altri settori e in vari processi di produzione. Questo articolo illustra come vengono costruiti i trasportatori a rulli, come funzionano e quali varianti esistono.

Termini - trasportatori a rotelle, trasportatori a rulli e barre a rulli

I trasportatori a rotelle o trasportatori a rulli sono sistemi di trasporto che trasportano merci su svariate barre a rulli o sistemi a rulli collegati. I nastri a rullo o le barre a rulli sono costituiti da più rulli montati lungo una rotaia. I rulli possono ruotare liberamente o essere azionati da un motore. I rulli di scorrimento singoli sono adatti soprattutto per bassi carichi.

La differenza tra trasportatori a rotelle e trasportatori a rulli si riferisce alle dimensioni e all’ambito del sistema di trasporto e al carico da trasportare: I trasportatori a rotelle trasportano oggetti più piccoli e leggeri, mentre i trasportatori a rulli sono adatti per carichi pesanti e sono più ampi e più grandi. Come sinonimo può essere usato anche il termine trasportatore a rulli.

Costruzione dei trasportatori a rulli

I trasportatori a rulli sono costituiti da diversi componenti:

• Rulli: I rulli sono il componente centrale. Tipicamente sono cilindrici e possono essere costituiti, per esempio, da gomma, metallo o plastica. I rulli possono essere installati in una barra a rulli o in un trasportatore a rulli.
• Struttura del telaio: Le cosiddette rotaie laterali o telai dei trasportatori formano il telaio di base dei trasportatori a rulli. Sono dotati, ad esempio, di fori e aperture in cui è possibile fissare rulli, tubi distanziatori e altri elementi.
• Struttura di supporto: è costituita da supporti per trasportatori a rulli che supportano la struttura complessiva.
• Sistema di trasmissione (opzionale): i trasportatori a rulli possono essere in folle o condotti.
• Dispositivi di controllo e sicurezza: Il sistema di controllo regola il funzionamento (ad es. velocità) e garantisce un flusso di materiale ideale. I dispositivi di sicurezza possono interrompere il funzionamento automaticamente non appena rilevano i pericoli.

Un altro esempio di design è disponibile anche direttamente su MISUMI. Qui è mostrato un trasportatore a rotelle per la produzione nell’ambito della lastratura scocca (parte della produzione di carrozzerie auto in cui le singole parti vengono unite, ad es., mediante saldatura). È composto da profili in alluminio, trasportatori a rulli, componenti NAAMS e sensori.

Come funziona

I rulli consentono di spostare facilmente gli oggetti lungo un percorso. Ciò significa che anche le merci pesanti possono essere trasportate lungo la catena di produzione senza molto sforzo.

Esistono vari tipi di nastri trasportatori. I trasportatori a rulli a gravità, ad esempio, sono azionati per gravità e non da azionamenti motorizzati. Il principio fisico alla base è semplice: gli oggetti vengono collocati su una superficie inclinata e poi automaticamente tirati verso il basso per gravità. I rulli supportano questo movimento.

Altre varianti sono, per esempio, trasportatori a rotelle motorizzati o barre a rulli condotte.

Trasportatore a rulli ad autopropulsione

I trasportatori a rulli possono funzionare completamente senza alimentazione elettrica se vengono create le condizioni appropriate della struttura. Affinché il sistema funzioni, l’angolo di inclinazione è di fondamentale importanza. Questa opzione deve essere selezionata in modo da mantenere un gradiente compreso tra il 2,5% e il 5%. La pendenza richiesta dipende dal peso e dal trattamento superficiale dei prodotti trasportati. Più leggero è il carico, maggiore è l’angolo di inclinazione. Analogamente, se la condizione superficiale delle parti trasportate è irregolare, può essere necessario aumentare la pendenza. Un angolo di pendenza inferiore è sufficiente per merci pesanti, specialmente con una superficie liscia. Se l’angolo di pendenza è troppo grande, il carico può essere accelerato eccessivamente, il che può causare danni o cadute. Inoltre la progettazione deve tenere conto della capacità di carico massima dei singoli assi del rullo: Ad esempio, quando si trasportano merci di fino a 40 kg, ma la capacità di carico massima del singolo asse è di soli 10 kg, è necessario distribuire almeno 4 assi in ogni momento lungo la lunghezza totale delle merci trasportate. Nell’esempio menzionato la spaziatura dell’asse può essere calcolata anche come segue:

Tuttavia vale sempre la regola di base seguente: sotto la merce trasportata devono esserci almeno 3 assi, altrimenti la merce trasportata potrebbe ribaltarsi e inceppare il trasportatore, fermandolo completamente.

Trasportatori a rulli motorizzati

Soprattutto quando il trasporto è orizzontale, la trasmissione semovente alimentata a gravità non funziona più. I trasportatori a rulli motorizzati vengono utilizzati per superare le pendenze verso l’alto e verso il basso. I trasportatori a rulli motorizzati sono adatti anche agli scenari seguenti:

• È necessario un controllo preciso della velocità e della direzione di trasporto.
• È necessario superare lunghe distanze di trasporto. La gravità è spesso insufficiente per spostare continuamente il materiale con trasportatori a rulli ad autopropulsione.
• Devono essere trasportati carichi molto pesanti. Anche in questo caso la gravità potrebbe non essere sufficiente per i trasportatori a rulli ad autopropulsione.
• Esistono ulteriori requisiti di sicurezza che richiedono un movimento controllato.

La capacità di carico viene calcolata come su trasportatori a rulli ad autopropulsione.

Nastri trasportatori

I nastri trasportatori sono un’alternativa ai trasportatori a rulli motorizzati. I nastri trasportatori sono adatti, tra le altre cose, per superare le differenze di altezza. Materiali diversi per il nastro trasportatore possono essere utilizzati in una vasta gamma di applicazioni:

• Nastri in PVC: buona resistenza chimica, versatile, conveniente.
• Nastri in PU: elevata resistenza all’abrasione, resistenti a oli e grassi.
• Nastri in gomma: elevata resistenza agli strappi e all’abrasione, buone proprietà di smorzamento.
• Nastri in silicone: resistenza al calore, buone proprietà di scorrimento.
• Nastri in Teflon: rivestimento antiaderente, chimicamente inerte e molto resistente al calore.
• Nastri in metallo: particolarmente resistenti e robusti, resistenti al calore.
• Nastri per scopi speciali: sviluppati per requisiti specifici, ad es. applicazioni sensibili alle scariche elettrostatiche (il nastro trasportatore scarica elettricità statica).

La scelta del materiale dipende dal tipo di trasporto e dalla superficie delle merci trasportate. Per esempio, sui nastri trasportatori con nastri a piastre, l’attrito tra il materiale trasportato e il nastro è particolarmente elevato, il che riduce anche la capacità di trazione, vale a dire che il nastro può sopportare meno tensione. Quale si deve sempre prendere in considerazione quale nastro utilizzare.

Per ulteriori informazioni su questo argomento leggi il nostro articolo sui sistemi di movimentazione dei materiali - nastri trasportatori.

Nota a margine: Scivoli per materiali

A seconda dell’applicazione può essere utile anche utilizzare uno scivolo per materiali come alternativa, ad esempio per materiali non sensibili agli impatti. I vantaggi degli scivoli per materiali sono: Il sistema è molto semplice e non necessita di un proprio alimentatore in quanto utilizza la gravità come i trasportatori a rulli ad autopropulsione.

Tuttavia ci sono anche alcuni problemi pratici: la velocità e la direzione di trasporto del materiale non possono essere controllate facilmente e il materiale può causare inceppamenti. Ciò riduce la sicurezza del processo. Anche le forze di gravità e di attrito sono difficili da calcolare. Tuttavia possono essere installati dei binari di guida per un controllo maggiore della direzione di trasporto e un flusso di materiale migliore.

In generale si consiglia pertanto l’uso di scivoli per materiale, specialmente per percorsi di trasporto brevi e semplici.

Criteri di selezione per i trasportatori a rulli

La larghezza del rullo è una proprietà importante per la selezione dei trasportatori a rulli. Le dimensioni complessive dei prodotti trasportati sono fondamentali per una determinazione corretta. La regola generale è: I rulli devono essere almeno 50 mm più larghi dei prodotti trasportati. I rulli possono anche essere più stretti se le merci sono pallettizzate. Tutti i casi richiedono che il materiale trasportato non entri in contatto con il telaio del trasportatore a rulli.

Nella selezione dei trasportatori a rulli deve essere tenuto conto anche del movimento autopropulso indotto da pendenza di vari materiali:

• Asse X: Peso del materiale trasportato
• Asse Y: cm di pendenza per metro di lunghezza
• 1 - Materiale: Scatola di cartone
• 2 - Materiale: Scatola in plastica
• 3 - Materiale: Scatola di acciaio

L’uso di 3 fasi (4 rulli) è raccomandato per merci con fondo duro (acciaio, plastica, ecc.). 5 fasi (6 rulli) sono raccomandate per merci trasportate con fondo morbido (cartone, gomma, ecc.).

Il diametro e la materia prima vengono calcolati a partire dalla tabella seguente con diverse forze dei rulli:

A seconda del fondo del materiale trasportato è possibile determinare il materiale appropriato e il diametro esterno dei rulli trasportatori a partire dalla tabella seguente, dove 1 N corrisponde alla forza peso di circa 100 g.

Vantaggi e svantaggi dei trasportatori a rulli

I trasportatori a rulli aumentano l’efficienza della movimentazione dei materiali o del movimento delle merci e svolgono un ruolo importante nell’automazione dei processi di produzione e di logistica. Il loro design modulare consente di adattare facilmente i trasportatori a rulli a diversi requisiti. Lo sforzo di manutenzione è generalmente basso; di conseguenza i trasportatori a rulli hanno generalmente una lunga vita utile senza guasti.

Gli svantaggi possono includere: I costi di acquisizione iniziali sono più elevati a causa delle applicazioni specializzate e possono sorgere rischi per la sicurezza dovuti a una manipolazione impropria (caduta di merci trasportate, ecc.)

Pulizia e manutenzione dei trasportatori a rulli

Se i rulli sono molto sporchi, aumenta anche l’attrito superficiale e deve essere applicata una forza maggiore per spostare i rulli in avanti. Quindi è importante pulire regolarmente i rulli, specialmente in ambienti fortemente contaminati. È importante evitare strumenti con bordi taglienti per la pulizia. Utilizzare invece una semplice spazzola o un panno umido per lo sporco leggero.

I rulli difettosi devono essere sostituiti tempestivamente.