Separace je „mrtvá“ – nebo hodně živá?
Navzdory formám s horkými vtoky stále existuje nespočet aplikací, kde je následná separace mezi použitelnou částí a vtokem nevyhnutelná. Kromě ruční separace se používají buď tahače vtoků, separační klapky, separační nástavce na pásových dopravnících nebo separační bubny. Přestože se jedná o obecně zavedené technologie, v mnoha společnostech existuje obrovský potenciál produktivity, který v současné době často zůstává nevyužit.
Zde je příklad: Při výrobě technických dílů se vyrábějí dva díly a jeden vtok v jednom cyklu stroje. Doba cyklu je 7,5 sekundy. Z toho cca. 1,5 sekundy je přiděleno na odstranění vtoku pomocí tahače vtoku. To teoreticky představuje potenciál produktivity až 20 %, pokud lze instalovat následnou separaci vtoků.
To je však realistické pouze tehdy, pokud je správně použita správná separační technologie. Již mnoho společností je spokojeno s mírou separace 90 %, ačkoli v některých případech mohou jednoduché změny v nastavení stávajícího zařízení mnohem více zlepšit kvalitu separace.
Záleží na mnoha parametrech, která separační technologie je vhodná. Kromě doby cyklu a počtu kavit hraje rozhodující roli geometrie užitné části a vtoku. Pro následnou separaci je vždy nutný určitý rozdíl ve velikosti. V mnoha případech se jedná o rozdíl ve výšce, ale může to být také jiný povrchový rozměr
Následující seznam zahrnuje hlavní typy zařízení a zdůrazňuje základní rysy kvality.
Obr.1: Bubnový separátor MTF Technik s děrovanou klecí
Šnekové separátory
Pro většinu aplikací v plastikářském průmyslu lze s dobrými výsledky použít šnekové separátory. V tomto případě je rotační válec s aplikovaným šroubovým profilem namontován nad pevnou plechovou desku. Oddělovací mezera je dána vzdáleností mezi šroubovým válcem a plechem, přičemž malé části sklouzávají pod šroub a velké části jsou tlačeny do strany.
Aby bylo možné s těmito jednotkami dosáhnout optimální separační rychlosti, je důležitá řada konstrukčních vlastností. Je nutné, aby byl šroubový válec stabilní a podepřený na obou stranách, aby měl všude stejnou vzdálenost od vypouštěcí desky a aby se „neviklal“.
Dále je klíčové, aby rychlost otáčení šroubu mohla být přizpůsobena příslušnému separačnímu úkolu. Některé součásti vyžadují „klidný“ separační proces, jiné části lze lépe oddělit, pokud se šroubový válec otáčí tak rychle, jak je to možné. V této souvislosti je ideální samostatný pohon šroubu s integrovanou ochranou proti přetížení, aby se zabránilo zasekávání dílů a aby byly splněny požadavky na optimální bezpečnost práce. Rychlost otáčení šneku lze tedy ovládat nezávisle na rychlosti přiváděcího pásu. To je zvláště důležité, pokud se například díly nejprve musí ochladit na dopravním pásu. Proto je pro optimální separační rychlost nutná velmi pomalá nebo taktovaná rychlost dopravníku a současně rychle se otáčející šroubový válec. Toho lze dosáhnout pouze s nezávisle pracujícími pohony.
Dalším důležitým detailem jsou pružné hroty, které by měly být umístěny po obvodu šroubu a sloužit tak k uvolnění separovaného materiálu. Tím je zajištěno, že větší kusy, které se dostaly před šroub a zablokovaly průchod pro menší kusy, se vždy uvedou do pohybu, čímž se uvolní průchod pro menší kusy.
Flexibilní škrabka nad šnekovým válcem brání přeskakování dílů přes šroubovici během jejich posouvání – např. pomocí dopravního pásu. Srážejí se se škrabkou a jsou tak vráceny do separačního procesu.
Válcové separátory a diskové separátory
Kombinace dílů-vtoků, kde je potřeba od sebe oddělit ploché materiály a mnoho malých částí, lze obvykle dobře oddělit oddělovacími válci nebo diskovým separátory. Větší, plochý vtoky prochází přes válce, zatímco malé díly propadají mezi válci.
Tyto separační techniky lze proto použít k oddělení částí a materiálů s rozdílnými povrchovými oblastmi.
Stejně jako u šnekových separátorů je zde hlavní důraz kladen na stabilní, oboustrannou podporu jednotlivých válců a individuální regulaci rychlosti, aby se dosáhlo optimálního výsledku separace.
Dále by mělo být možné použít různé povrchy válců. V závislosti na aplikaci a chování dílů je nezbytné, aby byly povrchy válců např. velmi odolné nebo hladké.
Separační bubny
Separační bubny se často používají pro větší průchodná množství nebo kombinaci komponent–vtok, kde cirkulace může zlepšit výsledek separace. Pomocí recirkulačního procesu lze dosáhnout toho, že např. problémy s dutými částmi (tj. materiál vtekl do součásti) lze vyřešit a oddělit mnohem lépe než pomocí separačních nástavců.
V závislosti na rozdílu v geometrii součásti existují různé separační bubny.
Tyčové bubnové separátory
Tyčové separační bubny se používají k oddělení dílů a vtoků s různou výškou. Mohou být použity pro různé separační aplikace. Existují separační bubny s individuálním nastavením separační mezery nebo zařízení s centrálním planetovým nastavením.
U individuálního nastavení je každá tyč samostatně upevněna v kleci bubnu. Vzdálenost mezi dvěma tyčemi definuje separační mezeru. Protože nastavení separační mezery je v tomto případě poměrně časově náročné, je takový separační buben vhodný pouze pro aplikace, kde stroj dlouhodobě vyrábí jednu aplikaci nebo kde lze jedním nastavením separovat několik obdobných aplikací,
Tyčové separátory s centrálním nastavením separační mezery jsou naproti tomu vhodné, pokud má být pomocí bubnu separováno široké spektrum produktů. Centrální nastavení nabízí rychlé nastavení – lze jej nastavit na novou kombinaci produktů během několika sekund. V tomto případě vždy dvě tyče tvoří pevně spojený pár, takže pouze každá druhá mezera mezi válečky je zároveň separační mezerou. Tím se snižuje počet separačních mezer ve srovnání se separačním bubnem s individuálním nastavením. Maximální propustné množství je proto nižší.
U tyčových separačních bubnů má ve většině případů smysl, když jsou tyče poháněny řemenem, který je napnutý kolem klece. To má za následek protiběžné otáčení tyčí, které brání zasekávání dílů. Kromě toho rotace tyčí také zvětšuje separační oblast uvnitř klece bubnu. Výsledkem je větší objemová propustnost v porovnání s fixními tyčemi nepoháněné řetězem.
Děrované bubnové separátory
Děrované bubny se používají tam, kde se separované díly neliší výškou, ale průměrem (např. mince s různým průměrem, ale stejnou výškou materiálu). Výhodou děrovaných bubnů je na jedné straně nízká cena a na druhé straně vysoká průchodnost. Protože lze zvolit velmi malou rozteč otvorů, perforovaný buben se skládá téměř výhradně ze separačních mezer, tj. menší komponenty mají mnoho příležitostí vypadnout při otáčení z bubnu.
Stinnou stránkou děrovaných bubnů je to, že existuje pevná geometrie otvoru, což znamená, že se zařízení hodí pouze pro omezený rozsah dílů. Kompletní bubnové klece však lze snadno vyměnit, aby pokryly odpovídajícím způsobem větší spektrum dílů.
V závislosti na aplikaci lze pro klec bubnu použít mnoho různých materiálů. Kromě ocelových a nerezových klecí lze k zajištění nejlepší možné ochrany dílů použít gumové nebo silikonové materiály.
Ježkové bubnové separátory
Ježkové separátory jsou speciální formou děrovaných bubnů. Zde se na vnější obvod bubnové klece aplikují rukávové trubky v prodloužení do otvorů, které mají geometrii a velikost otvorů. Tím je zajištěno, že např. díly ve tvaru písmene S se nemohou v otvorech „kývat“. Tyto části se mohou špičkou dostat do trubice pouzdra, ale poté spadnou zpět do bubnové klece.
Stejně tak trubková pouzdra zabraňují uvíznutí vtokového materiálu v otvorech.
Pravoúhlé bubnové separátory
pravoúhlé bubnové separátory představují zcela nezávislý typ bubnového separátoru. Tyto separátory mají čtyři separační mezery, z nichž každá se skládá ze dvou 80 mm širokých rovnoběžných ploch. Separační klec je kompletně vyrobena z nerezové oceli, takže lze tyto separátory použít například také při výrobě předmětů lékařské techniky nebo výrobě v čistých prostorách. Čištění hladkých povrchů je velmi snadné.
Stejně jako u tyčových nebo šnekových separátorů se zde separace provádí na základě rozdílné výšky dílů. Konstrukce oddělovací mezery rovnoběžně s povrchem však také brání protáčení dílů.
Separační mezera se nastavuje pomocí závitových vřeten. Výšku oddělovací mezery lze přesně nastavit a přečíst pomocí přiložených stupnic. To poskytuje vysokou opakovanou přesnost.
Další důležitou vlastností tohoto separačního bubnu je proces patentovaný společností MTF Technik, při kterém se separační mezera otevírá při každé otáčce. Díky speciálnímu mechanismu se separační mezery v horní oblasti krátce otevřou. To umožňuje oddělení dílů v pravoúhlých bubnech, což by u jiných bubnů způsobilo problémy. To zahrnuje například i velmi malé nebo zúžené součásti, které se mohou zaseknout v tyčových separátorech. Ale také velmi měkké materiály (např. gumu nebo silikon) lze v tomto typu bubnu velmi dobře zpracovat.
Závěr
Separace není zdaleka „mrtvá“. Tlak na krátkou dobu cyklu činí následnou separaci zajímavější než kdy dříve. V závislosti na spektru dílů mohou vhodné a správně nastavené separační systémy přispět k masivnímu zvýšení produktivity. Investice do separačních systémů se často vrátí během několika týdnů.
