Dans les composants de base d'un convoyeur à tambour, le tambour, en tant que composant cylindrique responsable du transport des matériaux, est divisé en deux types : les rouleaux d'entraînement et les rouleaux entraînés. Il est largement utilisé dans les machines de sérigraphie circulaire, les imprimantes numériques, les convoyeurs logistiques, les équipements de fabrication de papier et d'autres scénarios. Le choix du matériau et la conception structurelle ont une incidence directe sur la stabilité du fonctionnement de l'équipement. Le choix du diamètre et le calcul de l'épaisseur du tambour sont des facteurs clés pour s'adapter aux différents besoins de transport et assurer la durabilité de l'équipement.
1、 Diamètre du tambour : choisi en fonction des besoins pour équilibrer les contraintes de la bande transporteuse
a. Spécifications des diamètres courants
Le diamètre du tambour doit être adapté au scénario de transport. Les principales spécifications standard dans l'industrie sont 25 mm, 32 mm, 38 mm, 42 mm, 50 mm, 57 mm, 60 mm, 76 mm, 80 mm et 89 mm, ce qui permet de couvrir différents besoins, depuis les petites lignes d'assemblage automatisées (telles que le transport de composants électroniques) jusqu'au transfert de matériaux de moyenne et grande taille (tels que le transport de bagages et de pièces détachées).
b. Principe de base de la sélection : s'adapter aux contraintes de la bande transporteuse
La logique de base de la sélection du diamètre est d'équilibrer les contraintes de traction et de flexion de la bande transporteuse.
① Lorsque la contrainte de traction de la bande transporteuse circulaire est élevée (par exemple lors du transport de matériaux lourds ou du transport sur de longues distances entraînant une forte tension sur la bande), il est nécessaire de réduire la contrainte de flexion supplémentaire de la bande transporteuse en augmentant le diamètre du tambour afin d'éviter que la bande ne subisse des dommages dus à la fatigue en raison de flexions répétées ;
② Si la contrainte de traction de la bande transporteuse est faible (transport de charges légères, transport sur de courtes distances), elle peut supporter une contrainte de flexion légèrement plus importante, et des rouleaux de plus petit diamètre peuvent être utilisés pour économiser l'espace d'installation de l'équipement et réduire les coûts.
2、 Épaisseur du tambour : déterminée par de multiples facteurs, équilibrant résistance et praticité.
a. Principales variables influençant l'épaisseur
L'épaisseur de l'enveloppe du tambour n'est pas une valeur fixe et doit être calculée et déterminée en fonction des facteurs suivants :
① Paramètres de base : diamètre du tambour lui-même, longueur du corps du tambour (plus la longueur est grande, plus la coque doit être épaisse pour éviter les déformations) ;
② Conditions de charge : tension de la bande de transport (plus la tension est élevée, plus la force exercée sur la coquille du cylindre est concentrée), intensité de l'usure lors du freinage (un freinage fréquent aggrave l'usure de la coquille du cylindre et nécessite un épaississement pour prolonger sa durée de vie) ;
③ Caractéristiques des matériaux : Si des matériaux différents tels que l'acier au carbone et l'acier inoxydable sont utilisés, l'épaisseur requise dans les mêmes conditions de travail variera également en raison des différences de résistance à la traction et à l'usure des matériaux (par exemple, le matériau en acier inoxydable peut être convenablement aminci, tandis que l'acier au carbone doit être épaissi pour éviter la rouille et l'usure).
b. Application pratique logique du calcul de l'épaisseur
En raison de la complexité des contraintes exercées sur l'enveloppe de la bouteille (qui supporte simultanément des charges normales et tangentielles, et dont la charge varie dynamiquement le long de la direction circonférentielle), il n'existe actuellement aucune méthode de calcul universelle totalement précise. Dans la pratique, les principes suivants doivent être respectés :
① Pour éviter le problème des "valeurs de calcul théoriques trop faibles" : compte tenu des caractéristiques de résistance à l'usure et de facilité de traitement de la coque du cylindre, l'épaisseur réelle choisie est généralement supérieure à la valeur de calcul théorique, ce qui laisse une certaine marge de sécurité ;
② Vérification de la résistance et assistance par éléments finis : Après avoir déterminé l'épaisseur, il est nécessaire de vérifier la résistance de la coque du cylindre. Si une grande précision est requise (comme dans les scénarios de charge lourde et de transport à grande vitesse), les données de distribution des contraintes peuvent être obtenues par une analyse par éléments finis - il convient de noter qu'il y a actuellement un manque de programmes universels spécialisés dans le calcul des cylindres, qui ne peuvent être adaptés qu'à un seul cylindre spécifique pour l'analyse ;
③ Zone de concentration des contraintes : Lorsque la coque est associée à des plaques d'âme souples (utilisées pour amortir la charge dans les structures de plaques d'âme), la contrainte maximale est généralement concentrée au milieu de la longueur de la coque et à l'extérieur de l'épaisseur de la coque. La conception de l'épaisseur de cette zone doit être renforcée, et la contrainte peut généralement être estimée à l'aide de méthodes numériques approximatives pour s'assurer que les exigences de résistance sont respectées.
3、L'amélioration des performances par le matériau du rouleau et le processus de production
La conception du diamètre et de l'épaisseur doit être envisagée de manière globale en liaison avec le matériau du tambour et le processus de production.
a. Sélection des matériauxAcier : acier au carbone (galvanisé, chromé, recouvert d'adhésif pour améliorer la résistance à la rouille et à l'usure), alliage d'aluminium (léger, adapté aux charges légères), acier inoxydable (304 L/316, adapté à l'alimentation, à la médecine et à d'autres scénarios d'hygiène), ABS (matière plastique, adaptée aux exigences de protection contre les rayures des composants électroniques, etc ;)
b. Processus de production: Le processus conventionnel est le suivant : "laminage initial du corps du rouleau → étalonnage initial de l'équilibre statique → soudage de la tête de l'arbre → tournage de précision → étalonnage de l'équilibre dynamique de précision". Si la tolérance de forme et de position (circularité, cylindricité, etc.) doit être ≤ 0,2 mm, un processus de rectification par meule cylindrique externe doit être ajouté ; si la dureté de la surface est requise, un traitement thermique supplémentaire (tel que la trempe) est nécessaire pour garantir davantage la stabilité du tambour lors d'une utilisation à long terme.
