Пластиковые модульные ремни изменили производство. Понимание различий между ним и ремнями из синтетической ткани может помочь инженерам спланировать и определить наиболее подходящий конвейер для конкретного применения.

Автор: Кейт Надо | мк в Северной Америке

Конвейеры — это часть повседневной жизни. Их можно увидеть в продуктовом магазине, в тренажерном зале, в центре выкупа и в аэропорту. Конвейеры также являются неотъемлемой частью производства и используются на всех этапах сборки, упаковки и дистрибуции.

Самые ранние конвейеры датируются 18 веком. Они были изготовлены из дерева с кожаными ремнями для транспортировки грузов и приводились в движение с помощью ручных рычагов и ряда шкивов. По мере появления новых изобретений они адаптировались к конвейерам. Начало 20—го века принесло с собой крупную разработку — конвейер со стальной лентой. Конвейеры со стальными лентами впервые стали использоваться для транспортировки сыпучих материалов, таких как гравий и песок; вскоре они были адаптированы для использования в горнодобывающей промышленности.

Американские скотобойни и Генри Форд проложили дорогу конвейерам в современных производственных процессах. Вторая мировая война и вызванное ею истощение природных ресурсов, таких как хлопок и каучук, вынудили изобретателей и промышленников искать альтернативы, и некоторые из этих материалов (включая синтетический каучук и полиуретан) открыли новую эру конвейерных технологий.

Конвейеры, которых существует много типов, в первую очередь определяются транспортирующей средой — например, ленточные конвейеры, цепные конвейеры и роликовые конвейеры. Конвейеры, называемые ленточные конвейеры чаще всего это так синтетические ленточные конвейеры в которых используются материалы для подпоясывания из синтетической ткани, впервые появившиеся во время Второй мировой войны. Этот тип конвейерной ленты чаще всего можно увидеть на кассах продуктовых магазинов. Это непрерывная петля из ткани, которая обеспечивает непрерывное движение за счет трения между нижней поверхностью ленты и приводимым в движение двигателем конвейерным шкивом.

В 1970 году основатель Intralox Дж. М. Лапейр впервые применил пластиковые модульные ремни безопасности. Эти ленты представляют собой кусочки пластика, которые соединяются друг с другом по принципу кирпичной кладки. Конвейеры, использующие такую ленту, называются пластиковыми модульными ленточными конвейерами или (некоторыми производителями) модульными пластиковыми ленточными конвейерами.

В то время как пластиковые модульные ленты преобразили конвейерную индустрию и различные производственные процессы, понимание различий между лентами из синтетической ткани и пластиковыми модульными лентами может помочь в планировании и определении подходящего типа конвейера для использования в конкретных областях применения.

Ремни из синтетической ткани — это ремни, которые чаще всего встречаются в повседневной жизни в аэропортах, магазинах розничной торговли, фитнес-центрах, а также в сельскохозяйственных учреждениях (фермах) и вокруг них. Универсальность — одно из их главных преимуществ. Синтетические ленты также превосходны в таких отраслях промышленности и областях применения, как печать и производство лент, где невозможно использовать пластиковые модульные ленты.

Синтетические ремни по конструкции и изготовлению являются моноволоконными. Это дает два явных и важных преимущества — высокую прочность на растяжение и отличное соотношение ширины к прочности. Синтетические ремни легкие, но очень прочные и гибкие. Такая гибкость позволяет синтетическим ремням работать на очень маленьких шкивах и даже на лезвиях ножей. В некоторых случаях кромки ножей диаметром до 3 мм представляют собой ультратонкие концы конвейера, ограниченные роликами малого диаметра или (чаще всего) неподвижными стержнями, сужающимися к закругленному концу. Такие кромки ножей облегчают перенос мелких деталей на поверхность конвейера и с нее.

Некоторые усовершенствованные варианты модульных пластиковых ремней хорошо работают с небольшими шкивами, но они все равно не могут конкурировать с традиционными ремнями на лезвиях ножей. Традиционные ленты сочетают в себе гибкость и доступность при небольшой общей толщине (часто менее 1 мм и почти всегда менее 2 мм), поэтому они также подходят для перемещения мелких и деликатных деталей между конвейерами. Это связано с тем, что толщина ленты конвейера увеличивает общий радиус перемещаемых деталей шкива — и чем меньше этот размер, тем меньшую деталь можно перемещать.

Хотя размер транспортируемой детали является одним из факторов, другим важным фактором при определении того, какой тип ленты использовать, является скорость конвейера. Ремни из синтетической ткани могут работать в большем диапазоне скоростей, чем пластиковые модульные ремни. На высоких скоростях пластиковые модульные ленты могут издавать громкий звук, что делает их нежелательными в местах, где чрезмерный шум является проблемой для работников или технологических процессов.

Однако ремни из синтетической ткани не лишены проблем с дизайном и внедрением. Там, где ограничения, связанные с тканевыми лентами, оставляют области применения незащищенными, превосходят пластиковые модульные ремни. Конвейеры, в которых используются тканевые ленты, являются системами фрикционного привода, что означает, что трение между нижней стороной ленты и приводным шкивом или барабаном приводит ленту в движение. Если проектировщики и изготовители конвейеров не учтут материал и отделку шкива в зависимости от нагрузки, скорости и других экологических факторов, то конвейер не будет работать должным образом.

Кроме того, проектировщики должны придерживаться конструктивных требований к приводному шкиву, указанных производителем ремня. Хотя в принципе это кажется простым, дизайнеры часто используют заостренные корончатые шкивы вместо трапециевидных корончатых шкивов. Это приводит к тому, что конвейеры не работают или работают с лентой, которая не отслеживается и не остается на раме конвейера.

Фактически, основным недостатком тканевых лент и связанных с ними конвейеров является отслеживание — способность ленты оставаться по центру конвейера. Для обеспечения оптимального перемещения ленты необходимы правильная конструкция и монтаж конвейера. Некоторые ученые считают, что это препятствие можно преодолеть, добавив v-образную направляющую к нижней стороне ремня (или, реже, к верхним наружным краям). Эта v-образная направляющая представляет собой небольшой трапециевидный полимерный трос, который проходит по каналу или выемке на раме конвейера. Теоретически, пока v-образная направляющая остается в пазу, лента остается гусеничной. Большинство производителей ремней считают этот метод слежения за ремнем неоптимальным, поскольку v-образная направляющая является просто еще одной возможной точкой отказа и не гарантирует, что ремень останется отслеживаемым.

Возможность отслеживания — одна из самых продаваемых характеристик пластиковой модульной ленты. В отличие от тканевых ремней, привод которых основан на трении, пластиковые модульные ремни основаны на принудительном приводе. Это означает, что ряд звездочек входит в зацепление с нижней стороной ремня, перемещая его вперед. Это надежное зацепление — установка зубьев звездочки в специальные карманы на нижней стороне ремня — обеспечивает отслеживание ленты.

Как и в случае с синтетическими лентами, проектировщику конвейера важно следовать инструкциям производителя ленты по проектированию приводной звездочки. Использование правильного количества звездочек и их размещение обеспечит оптимальную производительность ленты и конвейера.

Кроме того, концепция позитивного привода обеспечивает более дружественный и гибкий дизайн. Пластиковые модульные ленточные конвейеры — это системы с низким натяжением, особенно по сравнению с синтетической лентой (которая требует надлежащего натяжения для работы фрикционного привода). Меньшее натяжение позволяет использовать меньшее количество шкивов. Пластиковые модульные ленты также обеспечивают большую свободу проектирования, позволяя инженерам с большей свободой выбирать размеры конвейеров. Для иллюстрации, синтетические ленточные конвейеры обычно требуют соотношения длины к ширине 2: 1 для правильного перемещения. Напротив, пластиковые модульные ленты позволяют создавать конвейерные конструкции, которые больше по ширине, чем по длине, сохраняя при этом траекторию движения ленты.

Пластиковые модульные ленты превосходно подходят для применений, где конвейер должен огибать углы. В то время как углы можно регулировать с помощью синтетических лент, эти конвейеры отличаются высокой степенью индивидуализации и часто непомерно высоки по стоимости. Пластиковые модульные ленточные конвейеры могут двигаться прямо, огибать углы, снова прямо, наклоняться и опускаться — все это с помощью одной ленты и одного двигателя — одного конвейера.

Пластиковые модульные ленты и конвейеры к ним часто считаются слишком дорогими по сравнению с другими типами конвейеров из-за способа изготовления лент. Хотя небольшие пластиковые блоки или модули, которые используются для изготовления таких лент, относительно недороги, для их сборки требуется рабочая сила. Именно человеческие усилия, необходимые для их создания, увеличивают их стоимость. У всех производителей лент есть монтажники, которые собирают ленточные блоки и соединяют ряды с помощью стержней. Ни один производитель еще не нашел эффективного способа автоматизировать сборку этих ремней.

Учитывая все эти различные характеристики, преимущества, недостатки и конструктивные особенности, выбор правильного типа ленты и конвейера для конкретного применения может показаться непростой задачей. Хорошей отправной точкой является обсуждение вариантов конструкции с представителем конвейерной компании или инженером по продажам. И то, и другое поможет учесть различные факторы, которые в конечном счете определяют наилучший выбор — или если необходим другой тип конвейера (без ремня). Работа непосредственно с поставщиком конвейеров может и должна помочь инженерам-проектировщикам рассмотреть различные типы лент и даже различные компании, производящие ленты.

При работе с компаниями любого типа инженер должен в конечном счете определить, какая из них наилучшим образом подходит для конкретного применения. Оба типа поясов выпускаются из различных материалов, отделок и стилей. Однако пластиковые модульные ленты имеют ограничения, поскольку они сконструированы с учетом перепадов высот. Это означает, что как только выбран шаг и конвейер спроектирован с учетом него, конвейер может использовать ленты только с таким шагом. Чтобы еще больше усложнить ситуацию, многие производители ремней выпускают ленты с одинаковым шагом, но разных серий. Из-за врожденных характеристик конструкции (таких как толщина ленты или конструкция и стиль звездочки) конвейер может принимать только ленты этой серии. Синтетические ремни в этом аспекте не ограничены. Существует еще много вариантов, из которых инженер может выбрать при внесении изменений после установки. По этой причине жизненный цикл транспортируемого продукта является еще одним важным параметром.

Другие аспекты продукта, такие как температура и материал, также могут повлиять на выбор. Вообще говоря, ремни из синтетической ткани имеют более широкий диапазон допустимых температур воздействия. Выбор варианта ремня также может зависеть от специального оборудования, с которым может использоваться ремень. Эти конкретные цели включают конвейеры для рентгеновских аппаратов, чувствительных к статическому электричеству зон, чистых помещений и производства продуктов питания.

Оба типа ремней доступны с верхними направляющими или шипами. Эти лопастеобразные насадки предназначены для облегчения транспортировки продукта вверх по склонам или обеспечения необходимого зазора между карманами на сборочных линиях. При использовании синтетических ремней шипы обычно привариваются к ремню с помощью ультразвука. Эти шипы считаются постоянными, поэтому, если необходимо изменить расстояние между ними, потребуется новый ремень. Аналогично, если одна из скоб сломается, ее нельзя будет просто приклеить; здесь также потребуется новый ремень. Пластиковые модульные скобы для ремней представляют собой специализированные модули, в которых ленточный блок и скобы формуются под давлением в единое целое. Это позволяет легче изменять высоту и расстояние между шипами. Если один из них сломается, замене подлежит только соответствующий модуль. Оба стиля имеют различную высоту и боковые профили (включая прямой и овальный).

Для предприятий пищевой промышленности доступны ленты модульного типа, одобренные FDA, как синтетические, так и пластиковые. В последнее время в пищевой промышленности произошел значительный сдвиг в сторону преимущественного использования пластиковых модульных лент. Движущим фактором этого изменения является возможность легкой дезинфекции пластиковых модульных лент. Из-за более сложной и взаимосвязанной конструкции ремня можно было бы предположить прямо противоположное. Однако простота разборки пластиковых модульных лент на части или снятия их с конвейера позволяет легко чистить их и сам конвейер.

При использовании тканевых лент на конвейере необходимо устройство для подъема ленты для облегчения санитарной обработки. Это устройство снимает ленту с конвейера, чтобы можно было очистить конвейер под ней (а также нижнюю сторону ленты). Но этот процесс громоздок и практически невозможен при использовании длинных или широких конвейеров. Вот почему пластиковые модульные ремни становятся все более распространенными в таких областях применения. В хлебопекарной промышленности, а также при переработке мяса, птицы и морепродуктов пластиковые модули стали стандартом. Несмотря на это, тканевые ленты по-прежнему широко используются в кондитерской промышленности (из-за возможности выпуска продукта) и в фармацевтике (из-за размера различных перерабатываемых лекарств и таблеток).

Тканевые ремни также остаются подходящим выбором на многих рынках, ориентированных на потребителя, таких как системы безопасности в зданиях судов и аэропортах, автоматы для выдачи бутылок и консервных банок, продуктовые магазины и беговые дорожки. Поскольку эти типы конвейеров широко распространены в общественных местах, именно о них думает большинство людей, когда слышит слово «конвейер». Однако пластиковые модульные ленты проникают в индустрию автомоек, в которой когда-то доминировали цепные конвейеры.

Высокоскоростные приложения, применяемые в почтовой и логистической отраслях, по-прежнему в значительной степени зависят от синтетических лент, поскольку пластиковые модульные ленты не справляются с требуемыми скоростями.

Выбор правильного стиля ремня для конкретного применения может показаться вопросом личных предпочтений, но два стиля ремней, которые преобладают сегодня в промышленности, имеют явные преимущества и недостатки, которые могут сделать их подходящими для одних применений, но не для других. Инженеры завода и конструкторы обязаны сами обсудить относительные достоинства и недостатки со знающим представителем конвейерной компании или производителем ремней безопасности, а затем сделать разумный выбор.

мк в Северной Америке | www.mknorthamerica.com