Enopostajni rotacijski pralniki: primer za težo pod 300 kg

Pregled

Enostavna rotacijska umivalna postaja je najmanj privlačna naprava v čistilnem oddelku in tista, ki se najpogosteje pojavlja v tovarnah, kjer se izdeluje veliko različnih delov pri zmernih količinah. Del se vstavi, pritrdilna naprava se zavrti, nepremični curki okoli komore ga iz več smeri operjejo in del izide. Celoten proces poteka na enem mestu.

Njena prednost ni hitrost. Večstanična linija bo glede zmogljivosti vedno nadomogla enostavno postajo za en sam del z visoko količino. Njena prednost je, da lahko ena naprava obravnava širok spekter delov z menjavo pritrdilne naprave in spremembo programa, pri tem pa zasede prostor, ki se prilega v delavnico namesto v hali.

Big Bird Industrial (nekdanja Shimada Big Bird Industrial) izdeluje sisteme za čiščenje in odstranjevanje ostankov z avtomobilskih komponent za pogonske sklope že od leta 2001, enostanične naprave v tem programu pa so namenjene točno tej nalogi: mešanim družinam delov, zmernim količinam in zahtevam glede čistosti, ki so resnične, a ne izjemne.

1. Kaj je dejansko enostanična naprava

Značilna lastnost je, da se vsi procesni koraki izvajajo na enem mestu zaporedno, brez premikanja dela iz pritrdilne naprave.

Ena pritrdilna naprava, več korakov

Čiščenje, izpiranje, odpihovanje in sušenje potekajo v isti komori, pri čemer je del enkrat pritrjen. To zmanjša ročno obravnavo na eno nalaganje in eno raznalaganje, kar predstavlja pomemben del varčevanja z delovno silo; hkrati odpravi napako zaradi ponovnega pozicioniranja, ki nastane ob premikanju dela med posameznimi stanicami.

Vrtitev namesto premikanja šob

Pri tem sistemu se del obrača znotraj obroča nepremičnih šob namesto, da bi se šobe premikale okoli nepremičnega dela. Ta razporeditev je mehansko preprosta: en pogon, en nabor šob in noben robot. Zato je stroj tudi cenovno ugoden tudi pri majhnih količinah, saj je gibanje vrtilno, pokritost pa izhaja iz geometrije obroča.

2. Kaj prinaša vrtenje

Vrtenje ni le način predstavitve površin. Spreminja tudi način, kako tekočina obnaša na delu, zato se pojavlja tako pri sušenju kot pri pranju.

Pokritost iz geometrije

Del, ki se vrti znotraj obroča šob, v enem obratu predstavi celotni obseg istim curkom. Šobe se lahko nastavijo pod kotom, da zadanejo ploskve, izvrtine in votline v različnih točkah vrtenja, kar pomeni, da se obroč lahko prilagodi družini delov namesto posameznemu delu.

Odtekanje in centrifugalno odstranjevanje

Vrtajoči del odstrani vodo s površin, ki bi jo ob miruvanju zadržale, visokohitrostni vrtenje na koncu cikla pa tekočino odvrže namesto, da bi čakali, da kaplja. Zato se rotacijski stroji sušijo učinkoviteje, kot bi nakazoval tlak zraka.

3. Obseg serije, pri katerem se naprava izkaže za najbolj učinkovito

Naprava je najbolj učinkovita tam, kjer je letna proizvodnja na številko dela premajhna za opravičitev linije in prevelika za ročno čiščenje.

Preskusna in nizkoobsežna proizvodnja

Preskusni deli za menjalnike, predproizvodne serije in nizkoobsežne različice spadajo v isto kategorijo: deli so realni, zahteve glede čistosti so realne in letni obseg ne omogoča amortizacije linije. Enopostajna naprava, zgrajena za skupino takih delov, pokrije vse njih z enim pripravkom in enim programom za vsak del.

Kjer je cikel trajanja dveh do desetih minut sprejemljiv

Vrtajoča enostationska naprava, ki izvaja več faz zaporedno, ustvari cikel, ki se meri v minutah namesto v sekundah. To je sprejemljivo pri proizvodnji nekaj sto delov na teden, vendar neustrezno pri proizvodnji nekaj sto delov na uro. Meja je aritmetična in jo je treba izračunati pred risanjem postavitve.

4. Kje preneha biti prava rešitev

Nad določeno količino zaporedna struktura postane zamašitev, saj vsaka faza čaka na predhodno. Vrsta, ki hkrati izvaja pranje in sušenje na vzporednih postajah za različne dele, proizvede en del na ciklus; ena postaja pa proizvede en del na vsoto časov cikla.

Druga meja je masa dela. Vrtanje zahteva pritrdilno napravo za držanje dela in pogonsko enoto za njegovo vrtenje. Nad nekaj sto kilogrami rastejo zahteve glede pogona, pritiskanja in varnosti hitreje kot korist od povečane zmogljivosti, zato se rokovanje premakne na uporabo žerjava in vozičkov na večji napravi.

5. Orodja in sprememba orodja

Na stroju, ki obdeluje skupino delovnih predmetov, je orodje tisto, kar omogoča prilagodljivost. Pripravek, ki se namesti na skupno značilnost vseh delov iz skupine in ima nastavljive podporne elemente za razlike med njimi, se zamenja v nekaj minutah; pripravek, ki je zasnovan le za en del, pa se zamenja v nekaj urah.

Program vsebuje preostale parametre: vrtilno hitrost, čase posameznih faz, katere šobice so aktivne ter končno vrtilno hitrost ob koncu sušenja. Na vrtečem stroju ti štirje parametri opravijo večino prilagoditve, zato je zamenjava na dobro zasnovanem stroju kratka, kljub temu da stroj nima robota, ki bi ga bilo treba ponovno programirati.

6. Določitev enega

Specifikacija enopostajnega vrtečega umivalnika mora navesti omejitve skupine delovnih predmetov glede dolžine, premera in mase; faze in njihove čase; vrtilne in sušilne hitrosti; mejo čistoče ter merilo za sušenje; ter čas zamenjave med dvema določenima deloma.

Dve številki, ki ju najpogosteje izpuščajo, sta vrtilna hitrost ob koncu sušenja in čas preklopa. Prva določa, ali je sploh mogoče doseči kriterij suhosti, druga pa določa, ali naprava dejansko služi družini, za katero je bila kupljena. Tretja vrednost, ki jo velja dodati, je čas, potreben za dosego delovne temperature iz hladnega stanja, saj pri napravi, ki se uporablja občasno, ta vrednost določa, koliko časa v izmeni je dejansko produktivno.

7. Energija, voda in velikost kopeli

Enostanična naprava ima majhen rezervoar, kar sama po sebi določa večino njenega obratovalnega obnašanja v obeh smereh.

Zakaj je majhen rezervoar prednost

Majhen prostorninski volumen se hitro segreje, kar pomeni, da je naprava pripravljena kmalu po zagonu namesto po enem uru. Pomeni tudi, da zamenjava kopeli zahteva malo kemikalij in povzroči malo izgub časa, zato se rezervoar lahko obnovi na krajših intervalih namesto, da ga raztegujemo. Pri delu z nizko proizvodnjo je to resnična prednost, saj se rezervoar, ki ostane neaktivno več dni, vseeno poslabša.

Zakaj je to tudi omejitev

Majhen rezervoar ima majhno zmogljivost za zadrževanje onesnaženja. Serija močno oljenih delov lahko rezervoar obremenijo že v eni izmeni, stroj pa nima rezerve za razredčitev obremenitve. Praktična posledica je, da imajo filtracija in ločevanje olja na majhnem stroju sorazmerno večjo pomembnost kot na velikem stroju, pomanjkanje teh funkcij pa je najpogostejši razlog za podoptimalno delovanje enopostavnih umivalnikov.

Enako velja za fazo izpiranja. Na majhnem stroju je tudi izpiralni rezervoar majhen in če se napaja iz umivalnega rezervoarja namesto iz ločene oskrbe, doseže njegovo raven onesnaženja že v nekaj ciklih. Ločen izpiralni krog z lastno filtracijo ni luksuz pri tej vrsti opreme; predstavlja razliko med pravim izpiranjem in ponovnim namakanjem dela z umazano tekočino.

Odpiranje vratic je še en dejavnik, ki vpliva na porabo energije. Vsak cikel sprosti toploto in hladilno pare v prostor, zato stroj, ki deluje večkrat na uro, izgubi več energije skozi vrata kot skozi stene. Zato je enostanični stroj primeren za zmerno, ne pa za visoko frekvenco ciklov: nad določeno frekvenco postanejo izgube skozi odprta vrata prevladujoči dejavnik. Odsajanje pare skozi odprtino vratic namesto skozi strop komore zajame pare tam, kjer se sproščajo, in ohrani prostor suhejšega.

Pogosto zastavljena vprašanja

Ali lahko enostanični stroj doseže mejo 2 mg?

Pri delu brez zaprtih kanalov včasih. Pri delu z vodno ovojnico ali oljno kanalsko mrežo je ključna faza tesnjenja z zamaški ali vstavljanja izpiranja, ki jo preprost rotacijski stroj nima.

Ali je rotacija boljša od nepremičnega dela z gibljivimi šobami?

Je cenejša in mehansko preprostejša. Gibljive šobe dosežejo konstrukcijske elemente, do katerih obroč ne more, zato visokotlačne kanalske mreže uporabljajo cevke namesto rotacijskega pritrdilnega sistema.

Koliko delov na uro lahko proizvede?

To je povsem odvisno od vsote časov posameznih faz. Zaporedje petih minut največ proizvede dvanajst delov na uro; zaporedje dveh minut pa trideset. Številko je treba navedti skupaj z zaporedjem, ne ločeno.

Ali za nalaganje potrebuje robota?

Ne nujno. Mnoge naprave nalagajo ročno, saj so deli lahki in količina zmerna; ročno nalaganje je pogosto hitrejše od robota pri nepravilni predstavitvi delov.

Zaključek

Enostanični vrteči umivalnik je ustrezna naprava, kadar je družina delov široka, količina posameznega dela zmerna in je prostorska omejitev omejena. Vrtitev zagotavlja pokritost in iztekanje z enim gonilom namesto z robotom.

Preneha biti ustrezna rešitev, ko vsota časov faz ne more izpolniti takt časa ali ko masa dela preseže nosilnost pritrdilne naprave. Obe meji je mogoče vnaprej izračunati, kar je tudi razlog, da ju vključimo v specifikacijo.