Cómo seleccionar el alimentador vibratorio adecuado

31 de octubre de 2019

Los alimentadores vibratorios se han utilizado en la industria manufacturera durante varias décadas para mover de manera eficiente materiales finos y gruesos que tienden a compactarse, apelmazarse, mancharse, romperse o fluidificarse. Debido a que pueden controlar el flujo de material, los alimentadores vibratorios manejan materiales a granel en todas las industrias, incluidas la farmacéutica, automotriz, electrónica, alimentaria y de empaque. Estos alimentadores también avanzan materiales como vidrio, acero de fundición y plásticos en las instalaciones de construcción y fabricación.

Los alimentadores pueden variar desde pequeños modelos neumáticos montados en la base que mueven pequeñas cantidades de material seco a granel hasta alimentadores electromecánicos mucho más grandes que transportan toneladas de material por hora. Los usuarios recurren a los alimentadores vibratorios cuando quieren mover materiales delicados o pegajosos sin dañarlos ni licuarlos.

Los alimentadores vibratorios manejan una amplia variedad de materiales que incluyen, entre otros: almendras, piedra caliza triturada, maíz desgranado, metal en polvo, palanquillas de metal, diversos accesorios para tuberías, chatarra de latón y bronce, automóviles triturados y triturados, escoria caliente y mucho más. Debido a que emiten vibraciones precisas, los alimentadores vibratorios también se usan para procesar piezas pequeñas, como monedas, arandelas o juntas tóricas, a medida que se mueven a lo largo de una cinta transportadora.

Otras aplicaciones comunes de la alimentación vibratoria incluyen:

* Flujo controlado de ingredientes a los tanques de mezcla* Espolvorear coberturas o revestimientos en alimentos y productos lácteos* Agregar aglutinantes y carbones a los sistemas de reprocesamiento de arena de fundición* Alimentación de aditivos químicos en los procesos de blanqueo de pulpa y papel o manipulación de astillas* Alimentación de piezas metálicas en hornos de tratamiento térmico * Alimentación de chatarra o vidrio de desecho a los hornos

Los fabricantes han actualizado y modificado los alimentadores y transportadores vibratorios a lo largo de los años para mejorar su papel en múltiples aplicaciones de procesamiento. El equipo más reciente ofrece un mayor ahorro de energía, un control más preciso sobre el flujo de material, un mantenimiento más sencillo y una variedad más amplia de opciones. Los proveedores líderes ahora también brindan un mejor soporte técnico y, en algunos casos, una entrega más rápida del producto a su planta.

Prácticamente todos los equipos vibratorios, independientemente de su tipo o tamaño, están fabricados con materiales que pueden soportar las duras condiciones ambientales de la industria manufacturera. Las bandejas de alimentación vibratorias pueden fabricarse con acero inoxidable, que es mucho menos susceptible a los materiales corrosivos. La construcción completamente cerrada del motor interno ofrece protección contra los elementos ambientales para garantizar el máximo tiempo de actividad.

Los alimentadores vibratorios también ahorran tiempo y dinero a los usuarios en mantenimiento, ya que no tienen piezas móviles, aparte de la unidad de transmisión vibratoria. Esto significa que se descomponen con menos frecuencia y que las piezas del alimentador vibratorio son fáciles de reemplazar. Otras ventajas de los alimentadores vibratorios incluyen: diseño ergonómico, adaptabilidad y versatilidad, eficacia y precisión.

Cómo seleccionar el diseño adecuado del alimentador vibratorio Hay dos diseños básicos disponibles al seleccionar un alimentador vibratorio: electromagnético y electromecánico. Una tercera opción, los alimentadores vibratorios accionados por aire, son básicamente una alternativa a los alimentadores electromecánicos, ya que tienen el mismo concepto de diseño simple de fuerza bruta: el impulsor vibratorio está conectado directamente a la bandeja.

Estas son las ventajas y desventajas básicas de estos tres alimentadores:

Los alimentadores electromagnéticos proporcionan una intensidad variable con una frecuencia típicamente fija de 3600 vibraciones por minuto (VPM). Solo requieren alimentación monofásica, ofrecen una parada rápida y son ideales para climas fríos. Sin embargo, son sensibles a las fluctuaciones de voltaje de la línea y los cambios de temperatura no son adecuados para áreas peligrosas. También necesitan un ajuste constante si hay cambios de velocidad o carga.

Estas unidades funcionan bien con material seco, de flujo libre, peletizado o granulado. Pueden controlar el flujo de material desde unas pocas libras hasta varias toneladas por hora y pueden diseñarse a la medida para acomodar el flujo de material desde unos pocos pies (con una sola unidad) hasta 20 pies (con varias unidades).

Los alimentadores electromecánicos funcionan con vibradores eléctricos rotativos gemelos que proporcionan una gama más amplia de combinaciones de carrera/frecuencia. Su flexibilidad se mejora aún más con un variador de frecuencia (VFD), que proporciona un ajuste rápido y fácil sin tener que ajustar manualmente los pesos excéntricos.

Un VFD con frenado dinámico o un arrancador con freno dinámico terminará la vibración más rápido para limitar el movimiento errático de un apagado. Este diseño proporciona el funcionamiento más silencioso y es menos susceptible a las cargas en la cabeza. Estos alimentadores funcionan bien en condiciones peligrosas cuando se instalan vibradores a prueba de explosiones.

Los alimentadores accionados por aire funcionan mejor en condiciones peligrosas porque son impulsados ​​por un vibrador de pistón amortiguado por aire, que produce una fuerza lineal más suave y puede funcionar de manera segura a altas temperaturas. Es el más sencillo de mantener de los tres alimentadores y los controles son los más económicos.

Si bien un alimentador accionado por aire no requiere ajuste, existen limitaciones en cuanto al tamaño físico de la bandeja y las velocidades de alimentación. Estas unidades también son menos adecuadas para el funcionamiento al aire libre porque las líneas de aire se pueden congelar. Estos alimentadores también son susceptibles a la carga de cabeza.

Los diseños de bandejas son ilimitados La forma, la longitud y el ancho de las bandejas de alimentación modernas son casi ilimitadas. Los clientes pueden solicitar bandejas de alimentación personalizadas para adaptarse a sus aplicaciones de proceso únicas. Están disponibles todas las configuraciones de diseños planos, curvos, en V y tubulares.

Las unidades se pueden equipar con revestimientos especiales, como neopreno, UHMW, uretano, polímero antiadherente, superficies texturizadas antiadherentes o placa de acero resistente a la abrasión extraíble. Los revestimientos hechos de neopreno, UHMW o uretano protegen la bandeja de alimentación mientras se procesan materiales duros. El comedero se puede suministrar en acero o acero inoxidable pulido para cumplir con los requisitos más exigentes.

Las bandejas se pueden diseñar para una extracción y limpieza rápidas a fin de evitar la contaminación cruzada de los materiales y reducir el tiempo de inactividad de la línea de producción. Las bandejas personalizadas pueden tener abrazaderas de liberación rápida para permitir la extracción de la bandeja y la cubierta sin herramientas. La bandeja simplemente se levanta y se desconecta del marco para facilitar la limpieza.

Sistemas de resortes de acero a fibra de vidrio Los resortes son una parte integral del proceso del sistema de alimentación porque convierten la vibración del impulsor a la bandeja, lo que hace que el material se mueva. Al igual que las bandejas, los resortes de hoy vienen en una variedad de materiales, tamaños y configuraciones según la aplicación.

Los resortes de fibra de vidrio son la configuración más popular para aplicaciones de servicio liviano y mediano. Los alimentadores electromagnéticos pequeños, los transportadores de servicio liviano a mediano y la mayoría de los equipos vibratorios de alta precisión utilizan fibra de vidrio o múltiples piezas de fibra de vidrio como material principal de acción de resorte.

Los resortes helicoidales de acero se usan comúnmente en aplicaciones de trabajo pesado y de alta temperatura. Estas bobinas son efectivas en temperaturas ambiente de hasta 300°F.

Los resortes de caucho denso se usan típicamente en alimentadores y transportadores de servicio pesado para brindar estabilidad y control de movimiento entre la unidad y la bandeja. Sin embargo, los resortes de caucho se limitan al uso en ambientes por debajo de los 120 °F.

Los resortes de montaje neumático están diseñados para manejar industrias difíciles como la construcción y la minería, que presentan ambientes sucios, polvorientos y húmedos. Soportan problemas comunes como el óxido y la corrosión que normalmente conducen a piezas rotas. También reducen el ruido estructural y son versátiles.

Factores para determinar un alimentador vibratorio Por lo general, una aplicación de alimentación requerirá el movimiento de algún material dado con una densidad aparente conocida a lo largo de una distancia deseada. Los parámetros que influyen en el tamaño y diseño de un alimentador vibratorio incluyen:

* Las condiciones de entrada y descarga para esa pieza de equipo* Cómo se coloca el material en la superficie de alimentación* Las dimensiones del flujo de material entrante* Descarga por lotes versus flujo continuo* Alimentar otra pieza de equipo, como una cinta transportadora, elevador de cangilones u horno* Tasa de alimentación* Propiedades del material, incluida la densidad aparente y el tamaño de las partículas o las piezas.

La distancia que debe recorrer el material determina la longitud de la unidad y puede incluir una longitud adicional para interactuar correctamente con el equipo receptor. El volumen de material movido por hora más la densidad aparente del material ayuda a determinar el ancho y la profundidad de la bandeja vibratoria. El tamaño del equipo que pasa el material al alimentador vibratorio también influye en el ancho del alimentador.

Ubicación adecuada de los vibradores en los alimentadores Hay varias opciones a la hora de decidir dónde instalar los vibradores en un modelo de alimentador en particular. Con los alimentadores vibratorios, existe una preocupación sobre la altura de descarga del producto, ya que el equipo a menudo alimenta material aguas abajo a otros dispositivos.

Por lo general, en los alimentadores vibratorios, la ubicación predeterminada es "debajo de la plataforma", donde los vibradores se conectan en la parte inferior de la unidad. Con vibradores debajo de la plataforma, el alimentador necesitará una altura de descarga más alta en comparación con una unidad de tamaño similar donde los vibradores están "montados lateralmente" o incluso en algunas aplicaciones donde los vibradores están conectados "sobre la plataforma".

Funcionalmente, no hay ningún beneficio en ubicar los vibradores arriba, al costado o debajo de la unidad. Siempre que la estructura esté diseñada apropiadamente para la salida de fuerza de los vibradores y se "sentan" entre sí, cualquier ubicación del vibrador puede proporcionar resultados satisfactorios.

Control del flujo de material desde un alimentador La medición precisa del flujo de material (ya sea húmedo o seco) en bandejas u otros receptáculos es fundamental para el funcionamiento de cualquier alimentador vibratorio, en particular aquellos equipados con una tolva. Varios factores a continuación influyen en el flujo de material, pero cuando se combinan los tres, es posible variar la tasa de flujo y proporcionar resultados muy repetibles a medida que el material cae en cascada desde el extremo del alimentador.

Profundidad del lecho del material en la bandeja. El material debe fluir libremente y estar siempre disponible en la tolva para cargar el alimentador. La falta de suficiente material "matará de hambre" al alimentador, reducirá la profundidad del lecho y causará tasas de descarga inconsistentes.

Una compuerta deslizante de la tolva ayuda a ajustar la profundidad del material. Abrir la compuerta permite que se elimine un mayor volumen de material de la tolva, lo que da como resultado un flujo de material más profundo y un mayor volumen desde el extremo del alimentador. Asimismo, la reducción de la apertura restringe el volumen de flujo que sale de la tolva, lo que da como resultado un flujo de material más superficial y un volumen más bajo.

Frecuencia de vibración aplicada a la bandeja del alimentador. Diferentes materiales responden mejor a diferentes frecuencias de vibración lo que influye en el tipo de vibrador instalado en el alimentador.

Por ejemplo, los vibradores eléctricos rotativos están diseñados con varias frecuencias para adaptarse a diferentes materiales:

* Los vibradores de dos polos que funcionan a 3600 vibraciones por minuto (VPM) tienen la frecuencia más alta y la amplitud más pequeña* Vibradores de cuatro polos que funcionan a 1800 VPM* Vibradores de seis polos que funcionan a 1200 VPM* Vibradores de ocho polos que funcionan a 900 VPM

Los materiales más pesados ​​tienden a requerir unidades de mayor frecuencia, mientras que los materiales más livianos se alimentan de manera más efectiva con unidades de menor frecuencia.

Los vibradores se instalan en función de la velocidad de alimentación seleccionada. Esta selección se basa en la frecuencia de vibración y la salida de fuerza máxima del vibrador.

Se pueden hacer los ajustes necesarios a los pesos excéntricos de los vibradores para reducir la salida de fuerza del máximo nominal de la unidad. Para una frecuencia dada, una mayor salida de fuerza dará como resultado una mayor amplitud o recorrido del equipo terminado.

El soporte técnico es clave Comprar e instalar un alimentador vibratorio presenta menos riesgos hoy en día debido a la mayor asistencia técnica antes y después de la venta. Las muestras de material de varias densidades y configuraciones se pueden probar de antemano para determinar la pieza óptima de equipo vibratorio y de transporte. Esta prueba previa elimina virtualmente el problema potencial de instalar una pieza de equipo demasiado pequeña o demasiado grande para el trabajo en cuestión.

Jack Steinbuch es ingeniero de ventas de equipos, Cleveland Vibrator Co. (Cleveland, OH). El laboratorio de pruebas interno de Cleveland Vibrator permite a los ingenieros determinar las condiciones de vibración óptimas para cualquier material y predecir las tasas de alimentación y los resultados del proceso. Los clientes pueden visitar las instalaciones o ver las pruebas en línea en tiempo real o solicitar un video de la prueba de su producto. Para obtener más información, llame al 800-221-3298 o visite www.clevelandvibrator.com.

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