Enkelstationära roterande tvättmaskiner: Fallet för delar under 300 kg

Översikt

En enkelstationens roterande tvättmaskin är den minst glamorösa maskinen i ett rengöringsavdelning och den som förekommer oftast i anläggningar som tillverkar många olika delnummer i måttlig volym. Delen placeras in, fästet roterar, munstycken som är fastmonterade runt kammaren tvättar den från flera riktningar, och delen tas ut. Hela processen sker på en plats.

Fördelen ligger inte i hastighet. En flerstationslinje kommer alltid att överträffa den när det gäller genomströmning för en enda högvolymsdel. Fördelen är att en enda maskin kan hantera ett brett utbud av delar med en fästombyggnad och ett programbyte, inom en yta som passar i en bås snarare än i en hall.

Big Bird Industrial (tidigare Shimada Big Bird Industrial) har byggt rengörings- och avkantningsanläggningar för bilmotor- och växellådsdelar sedan 2001, och de enfackmaskiner som ingår i den här produktserien används exakt till detta ändamål: blandade delgrupper, måttlig volym och en renhetskrav som är verkligt men inte extremt.

1. Vad en enfackmaskin faktiskt är

Den avgörande egenskapen är att alla processsteg sker på en och samma position, i sekvens, utan att delen lämnar fästet.

Ett fäste, flera steg

Tvätt, sköljning, blåsning bort och torkning sker i samma kammare med delen spänd en gång. Det minskar hanteringen till en enda lastning och en enda urlastning, vilket är där en stor del av arbetsbesparingen uppstår, och det eliminerar omplaceringsefeekten som uppstår när en del flyttas mellan stationer.

Rotation istället för munstycksförflyttning

Fixturerna roterar delen genom en ring av fasta munstycken istället för att röra munstyckena runt en stillastående del. Den här anordningen är mekaniskt enkel: en drivmotor, en uppsättning munstycken och ingen robot. Det är också anledningen till att maskinen är prisvärd även i låg volym, eftersom rörelsen är rotationell och täckningen kommer från ringens geometri.

2. Vad rotation ger

Rotation är inte bara ett sätt att exponera ytor. Den påverkar hur vätska beter sig på delen, vilket är anledningen till att den används både vid torkning och vid tvättning.

Täckning från geometri

En del som roterar inuti en munstycksring exponerar hela sin omkrets för samma strålar under en revolution. Munstyckena kan vinklas för att träffa ytor, borrningar och hålrum vid olika punkter i rotationen, vilket innebär att ringen kan justeras för en familj av delar snarare än för en enskild del.

Avrinning och centrifugal avskiljning

En roterande del avlägsnar vatten från ytor som skulle hålla kvar det när den står stilla, och en höghastighetsrotation vid cykelns slut slinger bort vätskan istället for att vänta på att den ska droppa. Därför torkar roterande maskiner bättre än vad deras lufttryck skulle tyda på.

3. Den partikulära volymomfattningen där den här lösningen är fördelaktig

Maskinen är fördelaktig där volymen per artikelnummer är för låg för att motivera en linje men för hög för att motivera manuell rengöring.

Prov- och lågvolymsproduktion

Transmissionsprovdelar, förproduktionsbyggen och lågvolymsvarianter faller alla inom samma kategori: delarna är verkliga, kraven på renlighet är verkliga och den årliga volymen räcker inte för att amortera en linje. En enfasmaskin som är utformad för en familj av sådana delar täcker alla dem med en fixtur och ett program vardera.

Där en cykeltid på två till tio minuter är acceptabel

En roterande enfackmaskin som kör flera steg i sekvens genererar en cykel som mäts i minuter snarare än sekunder. Det är acceptabelt där volymen är några hundratal delar per vecka, men oacceptabelt där den är några hundratal per timme. Gränsen är aritmetisk och bör beräknas innan layouten ritas.

4. Där det slutar vara rätt svar

Över en viss volym blir den sekventiella strukturen en flaskhals, eftersom varje steg väntar på det föregående. En linje som kör tvätt och torkning i parallella stationer på olika delar producerar en del per cykeltid; en enfackstation producerar en del per summan av cykeltiderna.

Den andra gränsen är delens massa. Rotation kräver en fästutrustning som kan hålla delen och en drivutrustning som kan vrida den. Utöver några hundratal kilogram ökar kraven på drivutrustning, spännutrustning och säkerhet snabbare än genomströmningsfördelen, och hanteringen övergår till kran och vagn på en större maskin.

5. Verktyg och omställning

På en maskin som bearbetar en delgrupp utgör verktyget flexibiliteten. En monteringsanordning som positionerar sig på en gemensam egenskap för hela gruppen, med justerbara stöd för skillnaderna, kan bytas ut på några minuter; en monteringsanordning som är konstruerad för en enskild del kräver däremot timmar för byte.

Programmet hanterar resten: rotationshastighet, stegtiderna, vilka munstycken som är aktiva och spinnhastigheten vid slutet av torkningen. På en roterande maskin utför dessa fyra inställningar det mesta av anpassningen, vilket är anledningen till att omställningstiden på en välkonstruerad enhet är kort, trots att maskinen inte har någon robot som måste omprogrammeras.

6. Ange en enskild specifikation

En specifikation för en enställnings roterande tvättmaskin ska ange delgruppens yttermått i längd, diameter och massa; stegen och deras tider; rotations- och spinnhastigheter; renlighetsgränsen och torkkravet; samt omställningstiden mellan två angivna delar.

De två siffrorna som oftast utelämnas är centrifugens varvtal vid slutet av torkningen och omställningstiden. Den första avgör om torrhetsegenskapen överhuvudtaget kan uppnås, och den andra avgör om maskinen faktiskt tjänar den familj den köptes för. En tredje siffra som är värd att inkludera är tiden för att nå driftstemperaturen från kallt tillfälle, eftersom det på en maskin som används intermittently bestämmer hur stor del av skiftet som är produktiv.

7. Energi, vatten och badstorlek

En enfacksmaskin har en liten tank, och just den enda faktumet styr de flesta av dess driftbeteenden i båda riktningarna.

Varför en liten tank är en fördel

En liten volym värms snabbt, vilket innebär att maskinen är redo kort efter igångsättning istället för efter en timme. Det innebär också att ett badbyte kostar lite i kemikalier och driftstopp, så tanken kan bytas ut med korta intervall istället för att sträckas ut. Vid arbete med låg volym är detta en verklig fördel, eftersom en tank som står oanvänd i flera dagar ändå försämras.

Varför det också är en begränsning

En liten tank har liten buffertkapacitet mot föroreningar. En batch starkt oljade delar kan belasta den inom en skift, och maskinen har ingen reserv för att späda ut belastningen. Den praktiska konsekvensen är att filtrering och oljeseparation är proportionellt viktigare på en liten maskin än på en stor, och att spara på dessa funktioner är den vanligaste anledningen till att en enfacktvätt inte presterar som den ska.

Samma gäller för tvättstadiet. På en liten maskin är även tvätttanken liten, och om den fylls från tvätttanken i stället för från en separat försörjning når den tvätttankens föroreningsnivå inom några cykler. En separat tvättkrets med egen filtrering är inte en lyx på denna typ av utrustning; den är skillnaden mellan att tvätta bort smuts och att återfukta delen med smutsig vätska.

Dörröppning är den andra energiöverväganden. Varje last släpper ut värme och fukt i rummet, och en maskin som cyklar många gånger per timme förlorar mer energi genom dörren än genom väggarna. Det är en anledning till att en enfacksmaskin passar bättre för måttliga än för höga cykelantal: över en viss frekvens blir förlusterna genom öppningen den dominerande faktorn. Att avdunsta från dörröppningen, snarare än från taket på kammaren, fångar upp den fukten där den släpps ut och håller rummet torrare.

Vanliga frågor

Kan en enfacksmaskin nå en gräns på 2 mg?

På en del utan inneslutna kanaler, ibland. På en del med vattenmantel eller oljekanal är det steget för tätning med propp eller infört spolning som är avgörande, vilket en enkel roterande maskin inte har.

Är rotation bättre än en fast del med rörliga munstycken?

Det är billigare och mekaniskt enklare. Rörliga munstycken når funktioner som en ring inte kan, vilket är anledningen till att högtryckskanaler använder lanser istället för en roterande fästpunkt.

Hur många delar per timme kan den producera?

Det beror helt på summan av stegtiderna. En femminuterssekvens ger högst tolv delar per timme; en tvåminuterssekvens ger trettio. Siffran ska anges tillsammans med sekvensen, inte ensam.

Behöver den en robot för lastning?

Inte nödvändigtvis. Många lastas manuellt eftersom delen är lätt och volymen är begränsad, och manuell lastning är ofta snabbare än en robot vid oregelbunden presentation.

Slutsats

En enkelstationär roterande tvättmaskin är rätt maskin när delfamiljen är bred, volymen per del är begränsad och utrymmet är begränsat. Rotation ger täckning och avrinning med en drivmotor istället för en robot.

Den slutar vara rätt lösning när summan av stegtiderna inte kan uppfylla takttiden eller när delens massa överstiger fästets kapacitet. Båda gränserna går att beräkna i förväg, vilket är anledningen till att de skrivs in i specifikationen.