---如今,造粒在整個生產過程中的重要性前所未有。我們的專家解釋了在考慮造粒機和造粒工藝時需要避免的諸多常見陷阱中的幾個。
如今,造粒在整個生產過程中的重要性前所未有。對于許多加工商,特別是那些生產工業部件的加工商來說,回用料常常被視為一個難題或必要的
麻煩?,F在,由于材料成本上升,加上客戶對產品中使用回用料和/或回收材料的要求不斷提高,使用回用料應被視為一個重要的市場機遇以及一
種節約成本的方法。
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隨著切割技術和機器設計的進步、能耗的降低以及可用于物料粉碎系統的自動化程度的提高,現在有許多經濟有效的解決方案,可以為制造過程提
供優質的回用料,同時不會對生產率、部件質量或工廠環境產生不利影響。以下僅僅是專門考慮造粒和造粒機時需要避免的諸多常見“陷阱”中的幾
個。
陷阱一:選用不適合任務的造粒機
一個主要陷阱是認為造粒機就只是造粒機,只需要知道馬力和進料口尺寸就能確定一個有效的造粒工藝。事實遠非如此。問問任何從業超過10年
的吹塑成型商,你很可能會發現他們都經歷過產品在轉子上"漂浮"的情況。產品在切割腔內彈跳很長時間,最后才被轉子"吞入"。這導致機器的產
量低于預期,回用料質量也非常差。
為了高效切割物料,你需要一臺針對你的應用專門配置的造粒機。否則,就等著出現更高的能耗、過多的粉塵和噪音、更低的產能以及更快的刀具
磨損吧。如今,大多數先進的造粒機供應商提供模塊化產品,允許制造商配置核心機器部件以匹配特定的應用需求。
你需要至少七個關鍵信息來選擇合適的造粒機規格:
· 應用或工藝: 每種工藝——吹塑、注塑、擠出、回收——對造粒機都有不同的要求。
· 材料: 不同材料在造粒機中的反應可能非常不同。
· 喂料方式: 是手動、傳送帶、機器人還是輥式喂料、泄壓頭等?
· 部件描述: 對目標部件的物理描述,如瓶子、流道或片材,對于正確配置造粒機至關重要。
· 部件尺寸: 盡量獲取潛在部件尺寸的范圍,包括最大和最小、最厚和最薄。
· 產能: 預期的磅/小時或公斤/小時是多少?
· 篩網尺寸: 你希望將多大尺寸的最終顆粒重新引入你的生產過程?
通過對上述信息的仔細分析,經驗豐富的物料粉碎專業人員將能夠針對加工商想要實現的目標,設計和推薦合適的解決方案。這應包括轉子設計、
切割腔設計以及所需固定刀數量的選項。將選擇有效的料斗設計以適應部件,并消除造粒過程中產生的回彈。
除了使機器與應用相匹配外,機器制造商還能夠為加工商提供一系列可選功能列表,以幫助其運行機器,例如高水位和高電流報警器、料斗和底座
的隔音措施,以及各種抽吸和電氣控制選項。
陷阱二:維護困難的造粒機
在許多工廠中,造粒機及其關鍵切割部件的維護是服務中最容易被忽視的領域。維護常常因為時間考慮而被推遲——也就是說,造粒機的設計本身
不適合維護任務。糟糕或不充分的說明書以及缺乏簡化刀具維護等功能的支持解決方案使情況變得更糟。僅維護不足就會導致與回用料相關的最常
見問題——造粒質量差,材料和工廠環境中粉塵和細粉過多。
產生粉塵和細粉的兩個主要原因是刀具變鈍和/或間隙不當。刀具越鋒利,造粒機切割廢料就越高效,尤其是對于熱塑性橡膠或聚烯烴薄膜等柔軟、
吸能的材料。更鋒利的刀具能實現更干凈的切割,不會產生拉扯和撕裂,從而帶來更高的產量、更少的粉塵和細粉、更低的噪音和更高的能效。
如今,大多數領先的造粒機制造商都認識到,隨著材料成本的上升和維護預算的縮減,造粒機的設計必須便于清潔和刀具維護??焖?、安全地接觸
到造粒機的核心部件對于實現最佳生產率至關重要。
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設想一個加工商在短周期生產中運行多種顏色和材料,他需要在每次運行之間徹底清潔機器以避免污染。造粒機的設計必須允許操作員目視確認機
器是干凈的,同時確保操作員在機器運作時的安全。也就是說,造粒機應具有冗余安全開關以實現最大安全性,并應具有諸如動力輔助后傾式料
斗、轉子鎖定裝置以及易于接近和拆卸的篩網支架和篩網等特性。"目視清潔"意味著操作員應能看到機器的所有區域——沒有隱蔽的角落和縫隙——
以便檢查和確認機器中沒有殘留任何可能導致下次運行污染的先前顏色或材料。
陷阱三:刀具設計不良的造粒機
另一個常見陷阱是刀具定位和設計幾乎沒有或完全沒有剪切作用、轉子設計不良(靜態旋轉刀)、固定刀位置未優化以及轉子刀速度未達最優。這
些因素中的任何一個或全部都會導致回用料不均勻、粉塵和細粉含量高,并導致造粒機磨損嚴重。
務必尋找一個稱為"可調旋轉刀"的特性。這些刀具是固定在轉子上的螺栓連接刀。與固定刀一樣,必須保持適當的間隙和鋒利度。
在舊的造粒機設計中,這些刀具通常固定在轉子上,因此不可調節。因為每次重新磨刀時都會去除刀具材料,所以在刀具的使用壽命期間,有效的
轉子直徑會變得越來越小。通常,經過幾次重新磨削,可以去除約10毫米或3/8英寸的刀具材料。
對于舊機器設計,常規做法是將固定刀向前移動,以補償旋轉刀上被磨掉的材料。這導致造粒機的切割直徑減小,并增加了旋轉刀刀尖到篩網的距
離。由于物料也是靠著篩網被切割的,刀尖與篩網之間距離的增加會導致物料在篩網頂部"成球",物料在切割腔內的停留時間大大延長,從而產生
更多的粉塵和細粉。
此外,將固定刀向前移動以補償縮短的旋轉刀會在切割腔內形成一個"架子",物料很容易在此堆積。這個架子阻礙了物料進入切割腔的下行切割區
域,導致切割效果變差。
預調刀和盒式刀是現代機器設計中的特性。認識到刀具鋒利度和間隙的重要性及其與最終顆粒質量的關系,許多機器制造商已將更便于維護的刀具
設計標準化。預調式刀具夾具允許維護人員在機器外設置關鍵間隙,減少了安裝和調整重新磨削后的刀具的總停機時間。那種在試圖調整機器內刀
具時將塞尺插入黑暗縫隙的日子已經一去不復返了。
此外,由于固定刀具在切割腔內慢慢達到加工停止狀態,而旋轉刀可以獨立調整間隙,使每把旋轉刀相對于固定刀都具有完全相同的間隙。這對于
靜態(不可調)旋轉刀來說是不可能的。可調旋轉刀的另一個好處是能夠獨立磨削每把刀,而不是作為一組一起磨削。這允許在每次重新磨削時從
每把刀上去除最少的材料,從而延長刀具的整體使用壽命。
陷阱四:過度喂料的造粒機
許多加工商似乎在收到造粒機后不久,就以"測試極限"的名義,試圖弄清楚造粒機的實際產能到底有多大,這幾乎等于要毀掉他們的造粒機。你的
造粒機是為特定應用而選定規格的,所以它應該用于與設想相同的特定應用。但通常,當一臺現有的造粒機被推到車間另一處為不同的部件或作業
執行任務時,材料不同了,產量也不同了……事實上,一切都與造粒機最初設計時的條件不同了。
過度喂料顯然會使你的造粒機堵塞,降低生產率。切割腔完全充滿時伴隨的氣流減少會導致機器的抽吸效果變差。喂入的物料堆積在轉子頂部,等
待被"吞入"切割腔。這些物料因為停留在刀具頂部未被切割,正以快于正常速度使你的刀具變鈍。在某些過度喂料的情況下,造粒機會接近驅動電
機的最大電流負載容量,從而直接卡住或停止工作。
正如使用適當規格的抽吸系統自動將回用料從造粒機中清除更好一樣,自動計量喂料——無論是通過機器人還是傳送帶——對你的造粒機也更好。
這樣,就不會有過度喂料的風險。
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有幾種電氣選項可以幫助優化造粒機的喂料。高電流警報器可以在驅動電機負載過重時發出警報,并幫助操作員了解手動喂料時何時需要減少喂料
量。高料位警報器可以幫助操作員了解并避免抽吸問題,例如,如果喂料速率超過抽吸速率,可能只需要等待抽吸系統跟上。它還可以防止系統完
全堵塞,從而避免可能對造粒機電機造成的昂貴損壞。
了解造粒機是如何根據產量速率選定規格非常重要。瞬時速率和間歇速率有很大區別,后者通常是造粒機選型的依據。
假設造粒機是按2000磅/小時的規格選定的:這通常意味著機器應以大約33磅/分鐘(2000 ÷ 60)的速率喂料。如果你在幾秒鐘內將100磅材料倒
入料斗,別指望造粒機能正常工作。這對于手動喂料的造粒機來說是非常常見的情況。
避免喂料不足也很重要。如果你的造粒機閑置,轉子在沒有部件的情況下空轉,能效會大大降低。你可以也應該期望你的造粒機達到某個產量速
率,但如果你的廢料就放在機器旁邊的加料箱或存儲區里,那你絕對沒有充分利用你的設備。
不可避免地會發生的情況是,一個過于急切的操作員將整個箱子的物料倒進造粒機。結果就是:停機。定期、穩定地喂料對你自己和機器都是最好
的。
盡管造粒機常被視為次要設備,但它們可以幫助加工商提高效率和盈利能力。對造粒過程中的陷阱以及造粒機最需要注意的領域有一個基本的了
解,可以幫助你規劃造粒機的采購,或理解維護計劃對于確保設備長久、高效運行的重要性。
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關于作者: 柯克·溫斯特德(Kirk Winstead)是瑞典Bredaryd的Rapid Granulator集團首席執行官,辦公地點位于美國賓夕法尼亞州克蘭伯里鎮的
Rapid Granulator公司。在Rapid工作的25年間,他曾擔任多種職務,重點是主要為塑料行業設計和銷售物料粉碎設備和系統。
聯系方式:(724) 584-5220;rapidgranulator.com。
編者注: 本文撰寫時,溫斯特德在Rapid Granulator工作。他現在是Conair集團的總裁兼首席運營官。