So wählen Sie den richtigen Vibrationsförderer aus

31. Okt. 2019

Vibrationsförderer werden seit mehreren Jahrzehnten in der Fertigungsindustrie eingesetzt, um feine und grobe Materialien effizient zu bewegen, die dazu neigen, sich zu verdichten, zusammenzubacken, zu verschmieren, auseinanderzubrechen oder zu verflüssigen. Da sie den Materialfluss steuern können, fördern Vibrationsförderer Schüttgüter in allen Industriezweigen, einschließlich der Pharma-, Automobil-, Elektronik-, Lebensmittel- und Verpackungsindustrie. Diese Förderer fördern auch Materialien wie Glas, Gießstahl und Kunststoffe in Bau- und Produktionsanlagen.

Zuführgeräte können von kleinen, auf einem Sockel montierten, pneumatisch betriebenen Modellen reichen, die kleine Mengen trockenen Schüttguts transportieren, bis hin zu viel größeren elektromechanischen Zuführgeräten, die Tonnen von Material pro Stunde befördern. Anwender greifen auf Vibrationsförderer zurück, wenn sie empfindliche oder klebrige Materialien bewegen möchten, ohne sie zu beschädigen oder zu verflüssigen.

Vibrationsförderer verarbeiten ein breites Spektrum an Materialien, darunter unter anderem: Mandeln, zerkleinerter Kalkstein, geschälter Mais, Metallpulver, Metallknüppel, verschiedene Rohrverbindungsstücke, Messing- und Bronzeschrott, zerkleinerte und geschredderte Automobile, heiße Schlacke und vieles mehr. Da sie präzise Vibrationen aussenden, werden Vibrationsförderer auch zur Verarbeitung kleiner Teile wie Münzen, Unterlegscheiben oder O-Ringe verwendet, während sie sich entlang eines Förderbands bewegen.

Weitere häufige Anwendungen der Vibrationsförderung sind:

* Kontrollierter Zufluss von Zutaten zu Mischtanks * Aufstreuen von Toppings oder Beschichtungen auf Lebensmittel und Milchprodukte * Hinzufügen von Bindemitteln und Kohlenstoffen zu Gießereisand-Aufbereitungssystemen * Zuführen chemischer Zusatzstoffe bei Zellstoff- und Papierbleich- oder Spänehandhabungsprozessen * Zuführen von Metallteilen zu Wärmebehandlungsöfen * Zuführung von Schrott oder Glasscherben zu Öfen

Hersteller haben im Laufe der Jahre Vibrationsförderer und -förderer verbessert und modifiziert, um ihre Rolle in verschiedenen Verarbeitungsanwendungen zu verbessern. Die neuesten Geräte bieten höhere Energieeinsparungen, eine präzisere Kontrolle des Materialflusses, einfachere Wartung und eine größere Auswahl an Optionen. Führende Lieferanten bieten jetzt auch besseren technischen Support und in einigen Fällen eine schnellere Produktlieferung an Ihr Werk.

Praktisch alle Vibrationsgeräte – unabhängig von Typ oder Größe – werden aus Materialien hergestellt, die den rauen Umgebungsbedingungen der Fertigungsindustrie standhalten. Vibrationsförderrinnen können aus Edelstahl gefertigt werden, der weitaus weniger anfällig für korrosive Materialien ist. Die vollständig geschlossene Konstruktion des Innenmotors bietet Schutz vor Umwelteinflüssen und sorgt so für maximale Betriebszeit.

Vibrationsförderer sparen dem Anwender außerdem Zeit und Geld bei der Wartung, da sie außer der Vibrationsantriebseinheit keine beweglichen Teile haben. Das bedeutet, dass sie seltener ausfallen und die Teile des Vibrationsförderers leicht ausgetauscht werden können. Weitere Vorteile von Vibrationsförderern sind: ergonomisches Design, Anpassungsfähigkeit und Vielseitigkeit, Effektivität und Genauigkeit.

So wählen Sie das richtige Vibrationsförderer-Design aus Bei der Auswahl eines Vibrationsförderers stehen zwei grundsätzliche Ausführungen zur Auswahl: elektromagnetisch und elektromechanisch. Eine dritte Option – luftbetriebene Vibrationsförderer – sind im Grunde eine Alternative zu elektromechanischen Förderern, da sie das gleiche einfache Brute-Force-Designkonzept haben – der Vibrationsantrieb ist direkt an der Schale befestigt.

Hier sind die grundlegenden Vor- und Nachteile dieser drei Feeder:

Elektromagnetische Feeder bieten eine variable Intensität mit typischerweise einer festen Frequenz von 3600 Schwingungen pro Minute (VPM). Sie benötigen nur einphasigen Strom, ermöglichen ein schnelles Anhalten und sind ideal für kaltes Wetter. Sie reagieren jedoch empfindlich auf Netzspannungsschwankungen und Temperaturschwankungen und sind nicht für explosionsgefährdete Bereiche geeignet. Außerdem müssen sie bei Geschwindigkeits- oder Laständerungen ständig angepasst werden.

Diese Geräte eignen sich gut für trockenes, frei fließendes, pelletiertes oder granuliertes Material. Sie können den Materialfluss von einigen Pfund bis zu mehreren Tonnen pro Stunde steuern und können individuell für den Materialfluss von einigen Fuß (mit einem einzelnen Antrieb) bis zu 20 Fuß (mit mehreren Antrieben) ausgelegt werden.

Elektromechanische Zuführgeräte werden von zwei elektrischen Rotationsvibratoren angetrieben, die ein breiteres Spektrum an Hub-/Frequenzkombinationen bieten. Ihre Flexibilität wird durch einen Frequenzumrichter (VFD) weiter erhöht, der eine schnelle und einfache Einstellung ermöglicht, ohne dass die Exzentergewichte manuell angepasst werden müssen.

Ein VFD mit dynamischer Bremse oder ein Anlasser mit dynamischer Bremse beenden die Vibration schneller, um die unregelmäßige Bewegung beim Abschalten zu begrenzen. Dieses Design sorgt für den leisesten Betrieb und ist weniger anfällig für Kopflasten. Diese Förderer funktionieren gut unter gefährlichen Bedingungen, wenn explosionsgeschützte Vibratoren installiert sind.

Luftbetriebene Zuführgeräte funktionieren am besten unter gefährlichen Bedingungen, da sie von einem luftgepolsterten Kolbenvibrator angetrieben werden, der eine gleichmäßigere lineare Kraft erzeugt und bei hohen Temperaturen sicher arbeiten kann. Es ist der am einfachsten zu wartende der drei Feeder und die Steuerung ist am wirtschaftlichsten.

Während eine luftbetriebene Zuführung nicht angepasst werden muss, gibt es Einschränkungen hinsichtlich der physischen Größe des Fachs und der Zufuhrraten. Auch für den Außenbetrieb sind diese Geräte weniger geeignet, da die Luftleitungen einfrieren können. Diese Feeder sind auch anfällig für Kopflasten.

Tablettdesigns sind grenzenlos Der Form, Länge und Breite moderner Futterschalen sind nahezu keine Grenzen gesetzt. Kunden können kundenspezifische Zuführtabletts bestellen, die zu ihren individuellen Prozessanwendungen passen. Es sind alle Konfigurationen in flacher, gebogener, V- und röhrenförmiger Ausführung erhältlich.

Die Einheiten können mit speziellen Beschichtungen wie Neopren, UHMW, Urethan, Antihaft-Polymer, Antihaft-Strukturoberflächen oder einer abnehmbaren, abriebfesten Stahlplatte ausgestattet werden. Auskleidungen aus Neopren, UHMW oder Urethan schützen die Zufuhrschale bei der Verarbeitung rauer Materialien. Der Trog kann in Stahl oder poliertem Edelstahl geliefert werden, um den höchsten Anforderungen gerecht zu werden.

Tabletts können für eine schnelle Entnahme und Reinigung konzipiert werden, um eine Kreuzkontamination von Materialien zu vermeiden und Ausfallzeiten der Produktionslinie zu verringern. Kundenspezifische Tabletts können mit Schnellspannklemmen ausgestattet sein, um das Entfernen des Tabletts und der Abdeckung ohne Werkzeug zu ermöglichen. Zur leichteren Reinigung wird das Tablett einfach angehoben und vom Rahmen getrennt.

Federsysteme von Stahl bis Fiberglas Federn sind ein wesentlicher Bestandteil des Zuführsystems, da sie die Vibrationen vom Antrieb auf die Schale umwandeln und so das Material in Bewegung versetzen. Wie Tabletts gibt es auch Federn heutzutage je nach Anwendung in verschiedenen Materialien, Größen und Konfigurationen.

Glasfaserfedern sind die beliebteste Konfiguration für leichte und mittelschwere Anwendungen. Kleine elektromagnetische Förderer, leichte bis mittelschwere Förderer und die meisten hochpräzisen Vibrationsgeräte verwenden Glasfaser oder mehrere Glasfaserstücke als primäres Federmaterial.

Stahlschraubenfedern werden üblicherweise bei Hochleistungs- und Hochtemperaturanwendungen verwendet. Diese Spulen sind bei Umgebungstemperaturen von bis zu 300 °F wirksam.

Bei Hochleistungszuführungen und -förderern werden in der Regel dichte Gummifedern verwendet, um für Stabilität und Bewegungssteuerung zwischen Antrieb und Tablett zu sorgen. Gummifedern sind jedoch auf den Einsatz in Umgebungen unter 120 °F beschränkt.

Luftgelagerte Federn sind für den Einsatz in anspruchsvollen Branchen wie Baugewerbe und Bergbau konzipiert, in denen schmutzige, staubige und feuchte Umgebungen herrschen. Sie widerstehen häufigen Problemen wie Rost und Korrosion, die typischerweise zu kaputten Teilen führen. Sie reduzieren außerdem den Körperschall und sind vielseitig einsetzbar.

Faktoren zur Bestimmung eines Vibrationsförderers Typischerweise erfordert eine Feeder-Anwendung die Bewegung eines bestimmten Materials mit einer bekannten Schüttdichte über eine gewünschte Distanz. Zu den Parametern, die die Dimensionierung und Konstruktion eines Vibrationsförderers beeinflussen, gehören:

* Die Einlass- und Auslassbedingungen für dieses Gerät. * Wie das Material auf der Zuführfläche platziert wird. * Die Abmessungen des eingehenden Materialstroms. Becherwerk oder Ofen* Vorschubgeschwindigkeit* Materialeigenschaften, einschließlich Schüttdichte und Partikel- oder Teilegröße.

Die Entfernung, die das Material zurücklegen muss, bestimmt die Länge der Einheit und kann eine gewisse zusätzliche Länge beinhalten, um eine ordnungsgemäße Verbindung mit der Empfangsausrüstung herzustellen. Das pro Stunde bewegte Materialvolumen plus die Schüttdichte des Materials bestimmen die Breite und Tiefe der Vibrationsrinne. Die Größe der Ausrüstung, die Material auf den Vibrationsförderer befördert, beeinflusst auch die Breite des Förderers.

Richtige Position der Vibratoren an den Zuführgeräten Bei der Entscheidung, wo die Vibratoren an einem bestimmten Futterautomatenmodell installiert werden sollen, gibt es mehrere Möglichkeiten. Bei Vibrationsförderern gibt es Bedenken hinsichtlich der Produktaustragshöhe, da die Ausrüstung oft Material stromabwärts zu anderen Geräten zuführt.

Typischerweise ist der Standardstandort bei Vibrationsförderern „unter Deck“, wo die Vibratoren an der Unterseite des Geräts angebracht sind. Bei Unterdeckrüttlern benötigt der Beschicker eine höhere Auswurfhöhe im Vergleich zu einer ähnlich großen Einheit, bei der die Rüttler „seitlich montiert“ sind, oder sogar bei manchen Anwendungen, bei denen die Rüttler „über dem Deck“ angebracht sind.

Funktionell hat die Anordnung der Vibratoren oberhalb, seitlich oder unterhalb des Geräts keinen Vorteil. Vorausgesetzt, die Struktur ist für die Kraftabgabe der Vibratoren geeignet ausgelegt und sie „fühlen“ sich gegenseitig, können an beiden Vibratorstandorten zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden.

Steuerung des Materialflusses von einem Feeder Die präzise Dosierung des Materialflusses (ob feucht oder trocken) auf Tabletts oder andere Behälter ist für den Betrieb jedes Vibrationsförderers von entscheidender Bedeutung, insbesondere wenn dieser mit einem Trichter ausgestattet ist. Mehrere der unten aufgeführten Faktoren beeinflussen den Materialfluss. Wenn jedoch alle drei Faktoren kombiniert werden, ist es möglich, die Flussrate zu variieren und sehr wiederholbare Ergebnisse zu erzielen, wenn das Material kaskadiert vom Zufuhrende abfließt.

Betttiefe des Materials auf dem Tablett. Das Material muss frei fließend sein und immer im Trichter verfügbar sein, um den Dosierer zu beschicken. Zu wenig Material führt dazu, dass der Feeder „aushungert“, die Betttiefe verringert wird und es zu ungleichmäßigen Austragsraten kommt.

Ein Trichterschieber erleichtert die Einstellung der Materialtiefe. Durch Öffnen des Schiebers kann ein größeres Materialvolumen aus dem Trichter entnommen werden, was zu einem tieferen Materialfluss und einem höheren Volumen am Einzugsende führt. Ebenso wird durch die Verkleinerung der Öffnung das Durchflussvolumen aus dem Trichter eingeschränkt, was zu einem flacheren Materialfluss und einem geringeren Volumen führt.

Frequenz der Vibrationen, die auf das Einzugsfach ausgeübt werden. Unterschiedliche Materialien reagieren besser auf unterschiedliche Vibrationsfrequenzen, was sich auf die Art des am Zuführgerät installierten Vibrators auswirkt.

Beispielsweise sind elektrische Rotationsvibratoren mit unterschiedlichen Frequenzen für unterschiedliche Materialien ausgelegt:

* Zweipolige Vibratoren, die mit 3600 Schwingungen pro Minute (VPM) arbeiten, haben die höchste Frequenz und kleinste Amplitude. * Vierpolige Vibratoren, die mit 1800 VPM arbeiten. * Sechspolige Vibratoren, die mit 1200 VPM arbeiten. * Achtpolige Vibratoren, die mit arbeiten 900 VPM

Schwere Materialien erfordern in der Regel Antriebe mit höherer Frequenz, während leichtere Materialien mit Antrieben mit niedrigerer Frequenz effektiver gefördert werden.

Je nach gewählter Vorschubgeschwindigkeit werden Vibratoren eingebaut. Diese Auswahl basiert auf der Vibrationsfrequenz und der maximalen Kraftabgabe des Vibrators.

Notwendige Anpassungen an den exzentrischen Gewichten der Vibratoren können vorgenommen werden, um die Kraftabgabe gegenüber dem Nennmaximum der Einheit zu reduzieren. Bei einer gegebenen Frequenz führt eine höhere Kraftabgabe zu einer größeren Amplitude oder einem größeren Hub des fertigen Geräts.

Technischer Support ist der Schlüssel Der Kauf und die Installation eines Vibrationsförderers birgt heute aufgrund der verstärkten technischen Unterstützung vor und nach dem Verkauf weniger Risiken. Um das optimale Vibrations- und Fördergerät zu ermitteln, können vorab Materialproben unterschiedlicher Dichte und Konfiguration getestet werden. Diese Vorabprüfung eliminiert praktisch das potenzielle Problem der Installation eines für die jeweilige Aufgabe zu kleinen oder übergroßen Geräts.

Jack Steinbuch ist Geräteverkaufsingenieur bei Cleveland Vibrator Co. (Cleveland, OH). Das hauseigene Testlabor von Cleveland Vibrator ermöglicht es Ingenieuren, optimale Vibrationsbedingungen für jedes Material zu bestimmen und Vorschubgeschwindigkeiten und Prozessergebnisse vorherzusagen. Kunden können die Einrichtung besuchen, die Tests online in Echtzeit verfolgen oder ein Video ihres Produkttests anfordern. Für weitere Informationen rufen Sie 800-221-3298 an oder besuchen Sie www.clelandvibrator.com.

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