Для компаний по переработке алюминия в Таиланде, Вьетнаме, Малайзии и Индонезии номинальная производительность брикетировочного пресса не становится автоматически фактическим выходом завода. Метод подачи, форма стружки, наличие рабочей силы и емкость буферного хранения могут влиять на производительность проекта так же, как и сам пресс.

Заводы по производству автомобильных компонентов, переработчики алюминиевых профилей, производители колес, компании, занимающиеся прецизионной обработкой, и поставщики электроники постоянно генерируют алюминиевую стружку в результате операций токарной, фрезерной и сверлильной обработки.

Эта стружка легкая, объемная и часто загрязнена смазочно-охлаждающей жидкостью на масляной или водной основе. При хранении россыпью она занимает значительное пространство и создает дополнительные расходы на погрузочно-разгрузочные работы, утечки и транспортировку.

По этой причине многие заводы устанавливают брикетировочный пресс для алюминиевой стружки, чтобы увеличить плотность материала. Однако некоторые клиенты после ввода в эксплуатацию обнаруживают, что пресс работает нормально и производит приемлемые брикеты, но фактическая почасовая производительность остается ниже ожидаемой.

Во многих случаях основным узким местом является не гидравлический пресс. Это процесс подачи материала перед тем, как он попадет в камеру сжатия.

При планировании проекта по переработке алюминиевой стружки компания должна решить, достаточна ли ручная подача, или ей нужна подъемная конвейерная лента, буферная воронка и система шнековой подачи. Решение должно основываться на реальных производственных условиях, а не на предположении, что автоматизация всегда лучше или что ручная подача всегда дешевле.

На производительность машины для брикетирования алюминиевой стружки влияют время гидравлического цикла, размеры матрицы, вес брикета и плотность материала. Однако в реальном производстве новый цикл прессования не всегда может начаться сразу после выгрузки предыдущего брикета.

Операторам может все еще потребоваться:

• Собирать стружку из станков или контейнеров;
• Транспортировать материал в зону брикетирования;
• Засыпать или высыпать стружку в загрузочную воронку;
• Устранять зависания или засоры;
• Ждать, пока материал поступит в камеру;
• Управлять охлаждающей жидкостью, вытекающей во время сжатия;
• Удалять и укладывать готовые брикеты.

Когда тот же оператор отвечает и за другие обязанности в цехе, пресс может проводить значительное время в ожидании материала.

Гидравлическая система может быть способна к быстрому циклу, но без стабильной подачи материала ее номинальная производительность не может быть преобразована в фактическую почасовую производительность.

Это объясняет, почему два завода, использующие одну и ту же модель брикетировочного пресса, могут достигать очень разных производственных результатов.

Ручная подача не обязательно является устаревшим методом. Для компаний с ограниченным объемом стружки, периодическим производством или ограниченным инвестиционным бюджетом это может быть наиболее практичным решением.

Операторы могут использовать контейнеры, тележки или вилочные погрузчики для перемещения алюминиевой стружки к прессу и ручной загрузки ее в воронку. Система проста, занимает меньше места и не требует дополнительного конвейерного оборудования.

Ручная подача обычно подходит, когда:

• Ежедневный объем алюминиевой стружки относительно невелик;
• Материал обрабатывается только в определенные часы;
• Существующие работники уже занимаются сортировкой и транспортировкой отходов;
• Не требуется непрерывная работа на полную мощность;
• Компания хочет создать базовые мощности по переработке с меньшими первоначальными инвестициями;
• Формы стружки варьируются и требуют ручной проверки или удаления посторонних предметов.

В этих условиях полная автоматическая система подачи может не обеспечить достаточной отдачи. Конвейеры, воронки и шнековые питатели сокращают часть трудозатрат, но также увеличивают капитальные затраты, занимают место для установки, требуют обслуживания и потребляют электроэнергию.

Поэтому компания должна сравнивать общую стоимость за тонну, а не просто сравнивать ручные и автоматические технологии.

Загрузка слишком большого количества материала за один раз может заблокировать входное отверстие. Загрузка слишком малого количества может привести к недозаполнению камеры сжатия. Вариации подачи напрямую влияют на вес и однородность брикета.

Если оператор не пополняет материал сразу после цикла, следующий цикл задерживается, снижая коэффициент использования оборудования.

Алюминиевая стружка занимает большой объем, но имеет относительно небольшой вес. Операторам нелегко гарантировать, что каждая партия содержит одинаковую массу, поэтому длина и вес брикета могут колебаться.

Стружка может сначала собираться из станков с ЧПУ в небольшие контейнеры, перегружаться во временный контейнер, а затем вручную загружаться в пресс. Один и тот же материал может обрабатываться несколько раз до переработки.

При ручной выгрузке остаточная охлаждающая жидкость может капать вокруг машины и по маршруту транспортировки, увеличивая объем работ по уборке и создавая опасность скольжения.

Когда долгосрочная стоимость этих проблем превысит инвестиции в автоматическую подачу, завод должен пересмотреть конфигурацию своего процесса.

Шнековый питатель использует вращающиеся лопасти для перемещения алюминиевой стружки из накопительной воронки во входное отверстие брикетировочного пресса.

Его основная ценность не в том, что он ускоряет гидравлический цикл. Он сокращает время ожидания пресса для подачи материала и улучшает однородность каждой порции подачи.

Типичная автоматическая конфигурация включает:

Подъемный конвейер + накопительная воронка + шнековый питатель + брикетировочный пресс для алюминиевой стружки

Оператор или вилочный погрузчик загружает большее количество стружки на конвейер. Материал поступает в накопительную воронку, а шнековый питатель подает его в камеру сжатия в соответствии с рабочим сигналом от пресса.

Для заводов с более высоким объемом производства эта схема может:

• Сократить время ожидания пресса;
• Ограничить повторное пересыпание и ручную загрузку;
• Улучшить однородность подачи между циклами;
• Стабилизировать размер и вес брикета;
• Заменить частые мелкие перегрузки централизованной загрузкой;
• Более легко соединяться с оборудованием для дробления, отделения масла и рекуперации жидкости;
• Обеспечить мощность для будущего расширения.

Однако шнековый питатель не может обрабатывать каждую форму стружки без оценки. Его конструкция должна соответствовать фактическому материалу.

Алюминиевая стружка не является однородным материалом. Различные станки могут производить гранулированную стружку, короткие завитки, длинные стружки, тонкие хлопья или спутанные пучки.

Короткая и относительно однородная стружка обычно течет легче и подходит для непрерывной шнековой подачи. Длинные стружки могут запутываться, зависать в воронке или наматываться на лопасти шнека.

Неподходящая система может вызвать:

• Материал остается в верхней части воронки, в то время как выход пуст;
• Нерегулярные скорости подачи;
• Длинные стружки наматываются на вал или лопасти;
• Частая защита двигателя от перегрузки;
• Повторное ручное устранение засоров;
• Автоматическая линия, которая все еще требует постоянного вмешательства оператора.

Длинные и спутанные стружки могут потребовать дробления или нарезки на более короткие куски перед подачей в шнековый питатель.

Поэтому клиенты должны предоставлять реальные фотографии, видео и образцы стружки перед покупкой автоматической системы подачи. Простого заявления, что материал является «алюминиевой стружкой», недостаточно.

Некоторые клиенты описывают требуемую производительность только как количество брикетов в час. Это может вводить в заблуждение.

Если каждый брикет весит 1 кг, 500 брикетов в час равны примерно 500 кг/ч. Если другая система производит 300 брикетов в час по 2 кг каждый, ее фактическая производительность составляет 600 кг/ч.

Поэтому оценка проекта должна подтверждать:

• Целевой вес на брикет;
• Диаметр и высота брикета;
• Требуемый почасовой тоннаж;
• Начальная насыпная плотность стружки;
• Вес подачи за цикл;
• Время гидравлического цикла;
• Время загрузки и ожидания;
• Требуется ли определенная форма брикета.

Поставщик не может точно спроектировать систему, когда клиент запрашивает «500 брикетов в час» без указания веса брикета и состояния материала.

Для непрерывного промышленного производства почасовой вес обработки и общий суточный объем обычно являются более значимыми критериями выбора, чем только количество брикетов.

Автомобильный завод в Юго-Восточной Азии генерировал несколько тонн объемной алюминиевой стружки в день. Чтобы снизить первоначальные инвестиции, компания выбрала ручную подачу.

После ввода в эксплуатацию качество брикетов было в целом стабильным. Однако рабочим приходилось собирать стружку из нескольких станков с ЧПУ, транспортировать ее в зону переработки и высыпать в пресс с помощью небольших тележек.

Поскольку алюминиевая стружка была очень объемной, каждая тележка перевозила ограниченный вес и требовала частых поездок.

Оператор, ответственный за подачу, также имел другие обязанности в цехе. После завершения цикла прессования он часто ждал следующей партии. Машина оставалась включенной в течение многих часов, но время активного прессования было намного ниже.

Руководство изначально считало, что пресс слишком медленный, и рассматривало возможность замены его на модель с более высоким усилием. Обзор процесса показал, что фактическими узкими местами были:

• Разрозненные точки сбора стружки;
• Длинные расстояния ручной транспортировки;
• Прерывистая подача;
• Недостаточное буферное хранение;
• Отсутствие выделенного оператора.

Компания сохранила свой существующий пресс и добавила подъемный конвейер, буферную воронку и дозированный шнековый питатель.

После этого рабочие могли загружать большую партию за один раз, а система подавала материал в пресс в соответствии с его рабочим циклом.

После модернизации время ожидания пресса сократилось, за смену обрабатывалось больше стружки, и оператору больше не нужно было постоянно находиться рядом с машиной.

Этот случай показывает, что когда сам пресс имеет достаточную мощность, увеличение силы прессования может не решить проблему производительности. Выявление узкого места подачи может быть более экономичным, чем замена основного оборудования.

Решение может быть оценено в зависимости от объема стружки, графика работы и организации труда.

Для предприятия, перерабатывающего всего несколько сотен килограммов в день, ручной подачи может быть достаточно. Когда генерируются тонны материала непрерывно, и пресс должен работать много часов, автоматическая подача становится более ценной.

Слишком маленькая воронка все равно требует частой загрузки. Слишком большая воронка увеличивает требования к площади пола и производственные затраты. Емкость должна соответствовать почасовой производительности и желаемому интервалу загрузки.

Диаметр шнека, шаг и скорость вращения должны выбираться в соответствии с формой стружки. Чрезмерная скорость может привести к неравномерной подаче, в то время как недостаточная скорость может не подавать материал в пресс достаточно быстро.

Объемная стружка может создавать пустоты или мосты внутри воронки. В зависимости от материала могут потребоваться устройства для перемешивания, скребки или вибрации.

Шнековый питатель должен обмениваться данными с ПЛК пресса. Когда камера достигнет заданного количества подачи или войдет в стадию сжатия, питатель должен автоматически остановиться, чтобы предотвратить переполнение.

Сломанные инструменты, твердые металлические детали и другие посторонние предметы могут повредить шнековую систему. Следует рассмотреть ручную проверку, просеивание или соответствующее разделение на предыдущих этапах.

Маслянистая алюминиевая стружка может выделять жидкость во время подъема и транспортировки. Под конвейером, воронкой и прессом должны быть предусмотрены поддоны для сбора капель и каналы для сбора жидкости.

Стоимость покупки конвейера и шнекового питателя не следует рассматривать отдельно. Компания должна сравнить трудозатраты, производительность и время простоя за предполагаемый период эксплуатации.

• Текущие часы ручной загрузки в день;
• Количество перегрузок, необходимых на тонну;
• Общее время ожидания пресса для подачи материала;
• Время простоя, вызванное зависанием или засорами;
• Ожидаемое сокращение трудозатрат после автоматизации;
• Сокращение сверхурочных работ в результате увеличения производительности;
• Ожидаемый рост объема стружки в течение следующих двух-трех лет;
• Стоимость электроэнергии и обслуживания системы подачи.

Когда пресс работает только короткое время, а автоматизация экономит мало труда, срок окупаемости может быть долгим. Когда машина часто ждет материала или требует выделенного оператора, автоматическая подача может принести пользу гораздо быстрее.

Чтобы предотвратить прибытие системы подачи на объект и ее несоответствие реальной стружке, клиенты должны предоставить:

• Четкие фотографии и видео непрерывной подачи;
• Является ли стружка короткой, курчавой, хлопьевидной или спутанной;
• Почасовой, суточный и посменный объем генерации;
• Примерное содержание смазочно-охлаждающей жидкости на масляной или водной основе;
• Количество станков и места сбора стружки;
• Планируемый метод загрузки, такой как ручная, вилочным погрузчиком или централизованная конвейерная подача;
• Высота здания, доступная площадь пола и предлагаемая планировка;
• Целевой вес брикета и почасовая производительность;
• Местное напряжение, частота и трехфазное электроснабжение;
• Будущие планы по установке дробилки или центробежного сепаратора.

Представительное тестирование материала более ценно, чем полагаться только на данные о производительности из каталога.

Ручная и шнековая подача не являются изначально хорошими или плохими. Ручная загрузка снижает первоначальные инвестиции для применений с малым объемом. Автоматическая подача может сократить время ожидания, улучшить однородность брикетов и снизить повторяющиеся операции в условиях непрерывной генерации большого количества стружки.

Настоящий вопрос не в том, должна ли фабрика автоматизироваться. Он в том, где находится текущее производственное узкое место.

Когда пресс уже работает большую часть времени, а операторы могут надежно подавать материал, автоматизация может быть ненужной. Когда машина часто ждет, рабочие многократно перемещаются, а вес брикета колеблется, подъемный конвейер, буферная воронка и шнековый питатель могут принести больше пользы, чем более крупный пресс.

Правильно спроектированная система брикетирования алюминиевой стружки должна соответствовать производительности подачи, гидравлическому циклу, генерации материала и доступной рабочей силе. Только тогда номинальная производительность пресса может стать практическим выходом завода.