Comment sélectionner le bon alimentateur vibrant

31 octobre 2019

Les alimentateurs vibrants sont utilisés dans l'industrie manufacturière depuis plusieurs décennies pour déplacer efficacement les matériaux fins et grossiers qui ont tendance à se tasser, à durcir, à salir, à se briser ou à se fluidifier. Parce qu'ils peuvent contrôler le flux de matériaux, les alimentateurs vibrants traitent les matériaux en vrac dans toutes les industries, y compris les produits pharmaceutiques, l'automobile, l'électronique, l'alimentation et l'emballage. Ces alimentateurs font également avancer des matériaux comme le verre, l'acier de fonderie et les plastiques dans les installations de construction et de fabrication.

Les alimentateurs peuvent aller de petits modèles pneumatiques montés sur une base déplaçant de petites quantités de matériaux secs en vrac à des alimentateurs électromécaniques beaucoup plus grands qui transportent des tonnes de matériaux par heure. Les utilisateurs se tournent vers les alimentateurs vibrants lorsqu'ils veulent déplacer des matériaux délicats ou collants sans les endommager ou les liquéfier.

Les alimentateurs vibrants traitent un large assortiment de matériaux, y compris, mais sans s'y limiter : les amandes, le calcaire broyé, le maïs décortiqué, le métal en poudre, les billettes métalliques, divers raccords de tuyauterie, les déchets de laiton et de bronze, les automobiles broyées et déchiquetées, les scories chaudes et bien plus encore. Parce qu'ils émettent des vibrations précises, les alimentateurs vibrants sont également utilisés pour traiter de petites pièces, comme des pièces de monnaie, des rondelles ou des joints toriques, lorsqu'elles se déplacent le long d'un convoyeur à bande.

D'autres applications courantes de l'alimentation vibratoire comprennent :

* Flux contrôlé d'ingrédients vers les cuves de mélange* Saupoudrage de garnitures ou de revêtements sur les aliments et les produits laitiers* Ajout de liants et de charbons aux systèmes de retraitement du sable de fonderie* Alimentation d'additifs chimiques dans les processus de blanchiment des pâtes et papiers ou de traitement des copeaux* Alimentation des pièces métalliques dans les fours de traitement thermique * Alimentation de ferraille ou de calcin de verre dans les fours

Les fabricants ont mis à niveau et modifié les alimentateurs et convoyeurs vibrants au fil des ans pour renforcer leur rôle dans de multiples applications de traitement. L'équipement le plus récent offre des économies d'énergie accrues, un contrôle plus précis du flux de matériaux, une maintenance plus facile et une plus grande variété d'options. Les principaux fournisseurs offrent également désormais un meilleur support technique et, dans certains cas, une livraison plus rapide du produit à votre usine.

Pratiquement tous les équipements vibrants, quels que soient leur type ou leur taille, sont construits avec des matériaux capables de résister à l'environnement hostile de l'industrie manufacturière. Les plateaux d'alimentation vibrants peuvent être fabriqués en acier inoxydable qui est beaucoup moins sensible aux matériaux corrosifs. La construction entièrement fermée du moteur interne offre une protection contre les éléments environnementaux pour assurer une disponibilité maximale.

Les alimentateurs vibrants permettent également aux utilisateurs d'économiser du temps et de l'argent sur la maintenance, car ils n'ont pas de pièces mobiles, à part l'unité d'entraînement vibrante. Cela signifie qu'ils tombent en panne moins fréquemment et que les pièces du doseur vibrant sont faciles à remplacer. Les autres avantages des alimentateurs vibrants incluent : la conception ergonomique, l'adaptabilité et la polyvalence, l'efficacité et la précision.

Comment sélectionner la conception appropriée de l'alimentateur vibrant Deux conceptions de base sont disponibles lors de la sélection d'un alimentateur vibrant : électromagnétique et électromécanique. Une troisième option - les alimentateurs vibrants pneumatiques - sont essentiellement une alternative aux alimentateurs électromécaniques car ils ont le même concept de conception de force brute simple - l'entraînement vibratoire est directement fixé au plateau.

Voici les principaux avantages et inconvénients de ces trois feeders :

Les alimentations électromagnétiques fournissent une intensité variable avec une fréquence généralement fixe de 3600 vibrations par minute (VPM). Ils ne nécessitent qu'une alimentation monophasée, offrent un arrêt rapide et sont idéaux par temps froid. Cependant, ils sont sensibles aux fluctuations de tension de ligne et les variations de température ne conviennent pas aux zones dangereuses. Ils ont également besoin d'un réglage constant s'il y a des changements de débit ou de charge.

Ces unités fonctionnent bien avec des matériaux secs, fluides, granulés ou granulés. Ils peuvent contrôler le flux de matériaux de quelques livres à plusieurs tonnes par heure et peuvent être conçus sur mesure pour s'adapter à un flux de matériaux de quelques pieds (avec un seul entraînement) à jusqu'à 20 pieds (avec plusieurs entraînements).

Les alimentateurs électromécaniques sont alimentés par des vibrateurs électriques rotatifs jumeaux qui offrent une gamme plus large de combinaisons course/fréquence. Leur flexibilité est encore améliorée par un entraînement à fréquence variable (VFD), qui permet un réglage rapide et facile sans avoir à régler manuellement les poids excentriques.

Un VFD avec freinage dynamique ou un démarreur avec frein dynamique mettra fin à la vibration plus rapidement pour limiter le mouvement erratique lors de l'arrêt. Cette conception offre le fonctionnement le plus silencieux et est moins sensible aux charges de tête. Ces alimentateurs fonctionnent bien dans des conditions dangereuses lorsque des vibrateurs antidéflagrants sont installés.

Les doseurs pneumatiques fonctionnent mieux dans des conditions dangereuses car ils sont entraînés par un vibrateur à piston à coussin d'air, qui produit une force linéaire plus douce et peut fonctionner en toute sécurité à des températures élevées. C'est le plus simple des trois doseurs à entretenir et les commandes sont les plus économiques.

Bien qu'un chargeur pneumatique ne nécessite pas de réglage, il existe des limites à la taille physique du plateau et aux vitesses d'alimentation. Ces unités sont également moins adaptées à une utilisation en extérieur car les conduites d'air peuvent geler. Ces mangeoires sont également sensibles à la charge de tête.

Les conceptions de plateaux sont illimitées La forme, la longueur et la largeur des plateaux d'alimentation modernes sont presque illimitées. Les clients peuvent commander des plateaux d'alimentation personnalisés en fonction de leurs applications de processus uniques. Toutes les configurations de conceptions plates, courbes, en V et tubulaires sont disponibles.

Les unités peuvent être fournies avec des revêtements spéciaux, tels que le néoprène, l'UHMW, l'uréthane, le polymère antiadhésif, les surfaces texturées antiadhésives ou une plaque d'acier amovible résistante à l'abrasion. Les doublures en néoprène, UHMW ou uréthane protègent le plateau d'alimentation lors du traitement des matériaux durs. L'auge peut être fournie en acier ou en acier inoxydable poli pour répondre aux exigences les plus exigeantes.

Les plateaux peuvent être conçus pour un retrait et un nettoyage rapides afin d'éviter la contamination croisée des matériaux et de réduire les temps d'arrêt de la ligne de production. Les plateaux personnalisés peuvent avoir des pinces à dégagement rapide pour permettre le retrait du plateau et du couvercle sans outils. Le plateau est simplement soulevé et déconnecté du cadre pour un nettoyage plus facile.

Systèmes de ressorts de l'acier à la fibre de verre Les ressorts font partie intégrante du processus du système d'alimentation car ils convertissent les vibrations de l'entraînement vers le plateau, provoquant ainsi le déplacement du matériau. Comme les plateaux, les ressorts sont aujourd'hui disponibles dans une variété de matériaux, de tailles et de configurations en fonction de l'application.

Les ressorts en fibre de verre sont la configuration la plus populaire pour les applications légères et moyennes. Les petits alimentateurs électromagnétiques, les convoyeurs légers à moyens et la plupart des équipements vibrants de haute précision utilisent de la fibre de verre ou plusieurs morceaux de fibre de verre comme principal matériau d'action de ressort.

Les ressorts hélicoïdaux en acier sont couramment utilisés dans les applications lourdes et à haute température. Ces serpentins sont efficaces à des températures ambiantes allant jusqu'à 300 °F.

Les ressorts en caoutchouc dense sont généralement utilisés sur les chargeurs et convoyeurs à usage intensif pour assurer la stabilité et le contrôle du mouvement entre l'entraînement et le plateau. Cependant, les ressorts en caoutchouc sont limités à une utilisation dans des environnements inférieurs à 120 °F.

Les ressorts à montage pneumatique sont conçus pour gérer les industries difficiles telles que la construction et l'exploitation minière, qui présentent des environnements sales, poussiéreux et humides. Ils résistent aux problèmes courants tels que la rouille et la corrosion qui conduisent généralement à des pièces cassées. Ils réduisent également le bruit structurel et sont polyvalents.

Facteurs pour déterminer un alimentateur vibrant En règle générale, une application d'alimentation nécessitera le déplacement d'un matériau donné avec une densité apparente connue sur une distance souhaitée. Les paramètres qui influencent le dimensionnement et la conception d'un alimentateur vibrant comprennent :

* Les conditions d'entrée et de décharge de cette pièce d'équipement* La manière dont le matériau est placé sur la surface d'alimentation* Les dimensions du flux de matériau entrant* Le déversement par lots par rapport au flux continu* L'alimentation d'une autre pièce d'équipement, telle qu'un convoyeur à bande, élévateur à godets ou four* Vitesse d'alimentation* Propriétés des matériaux, y compris la densité apparente et la taille des particules ou des pièces.

La distance que le matériau doit parcourir détermine la longueur de l'unité et peut inclure une certaine longueur supplémentaire pour s'interfacer correctement avec l'équipement de réception. Le volume de matériau déplacé par heure ainsi que la densité apparente du matériau aident à déterminer la largeur et la profondeur du plateau vibrant. La taille de l'équipement qui fait passer le matériau sur l'alimentateur vibrant est également prise en compte dans la largeur de l'alimentateur.

Emplacement correct des vibrateurs sur les mangeoires Il existe plusieurs options pour décider où installer les vibrateurs sur un modèle de chargeur particulier. Avec les alimentateurs vibrants, la hauteur de déchargement du produit est préoccupante, car l'équipement alimente souvent le matériau en aval vers d'autres appareils.

En règle générale, sur les alimentateurs vibrants, l'emplacement par défaut est "sous le pont" où les vibrateurs sont fixés sur le dessous de l'unité. Avec des vibrateurs sous le pont, l'alimentateur aura besoin d'une hauteur de décharge plus élevée par rapport à une unité de taille similaire où les vibrateurs sont "montés sur le côté" ou même dans certaines applications où les vibrateurs sont fixés "au-dessus du pont".

Sur le plan fonctionnel, il n'y a aucun avantage à placer les vibrateurs au-dessus, sur le côté ou en dessous de l'unité. A condition que la structure soit conçue de manière appropriée pour la sortie de force des vibrateurs et qu'ils se "détectent" les uns les autres, l'emplacement de l'un ou l'autre des vibrateurs peut fournir des résultats satisfaisants.

Contrôle du flux de matériaux à partir d'un chargeur Le dosage précis du flux de matériau (qu'il soit humide ou sec) sur des plateaux ou d'autres réceptacles est essentiel au fonctionnement de tout alimentateur vibrant, en particulier ceux équipés d'une trémie. Plusieurs facteurs ci-dessous influencent le flux de matériau, mais lorsque les trois sont combinés, il est possible de faire varier le débit et de fournir des résultats très reproductibles lorsque le matériau tombe en cascade de l'extrémité du chargeur.

Profondeur du lit de matériau sur le plateau. Le matériau doit être fluide et toujours disponible dans la trémie pour charger le doseur. Une quantité insuffisante de matériau "affamera" l'alimentateur, réduira la profondeur du lit et entraînera des débits de décharge incohérents.

Une porte coulissante de trémie aide à ajuster la profondeur du matériau. L'ouverture de la porte permet de retirer un plus grand volume de matériau de la trémie, ce qui entraîne un flux de matériau plus profond et un volume plus élevé à l'extrémité de l'alimentateur. De même, la réduction de l'ouverture limite le volume d'écoulement sortant de la trémie, ce qui entraîne un écoulement de matériau plus superficiel ainsi qu'un volume plus faible.

Fréquence de vibration appliquée au plateau d'alimentation. Différents matériaux répondent mieux aux différentes fréquences de vibration qui influencent le type de vibrateur installé sur le chargeur.

Par exemple, les vibrateurs électriques rotatifs sont conçus avec différentes fréquences pour s'adapter à différents matériaux :

* Les vibrateurs à deux pôles qui fonctionnent à 3600 vibrations par minute (VPM) ont la fréquence la plus élevée et la plus petite amplitude* Les vibrateurs à quatre pôles qui fonctionnent à 1800 VPM* Les vibrateurs à six pôles qui fonctionnent à 1200 VPM* Les vibrateurs à huit pôles qui fonctionnent à 900 VPM

Les matériaux plus lourds ont tendance à nécessiter des entraînements à fréquence plus élevée, tandis que les matériaux plus légers sont alimentés plus efficacement avec des entraînements à fréquence plus basse.

Les vibrateurs sont installés en fonction de la vitesse d'alimentation sélectionnée. Cette sélection est basée sur la fréquence de vibration et la force de sortie maximale du vibrateur.

Les ajustements nécessaires aux poids excentriques des vibrateurs peuvent être effectués pour réduire la force de sortie par rapport au maximum nominal de l'unité. Pour une fréquence donnée, une plus grande force de sortie se traduira par une plus grande amplitude ou course de l'équipement fini.

Le support technique est essentiel L'achat et l'installation d'un alimentateur vibrant présentent aujourd'hui moins de risques grâce à une assistance technique accrue avant et après la vente. Des échantillons de matériaux de différentes densités et configurations peuvent être testés au préalable pour déterminer la pièce optimale d'équipement vibratoire et de transport. Ce pré-test élimine pratiquement le problème potentiel d'installation d'un équipement sous-dimensionné ou surdimensionné pour le travail à accomplir.

Jack Steinbuch est ingénieur des ventes d'équipements, Cleveland Vibrator Co. (Cleveland, OH). Le laboratoire d'essais interne de Cleveland Vibrator permet aux ingénieurs de déterminer les conditions de vibration optimales pour n'importe quel matériau et de prévoir les vitesses d'alimentation et les résultats du processus. Les clients peuvent visiter l'installation ou visionner les tests en ligne en temps réel ou demander une vidéo de leur test de produit. Pour plus d'informations, appelez le 800-221-3298 ou visitez www.clevelandvibrator.com.

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