Șuruburile cu bile sunt utilizate în mașinile de prelucrare a alimentelor și de ambalare pentru a transforma rotația motorului în mișcare liniară controlată. Ele pot poziționa duzele de umplere, pot muta mecanismele de etanșare, pot regla ghidajele, pot controla sculele de tăiere și pot conduce alte componente ale mașinii care necesită mișcare repetabilă.
Termenul „șurub cu bile liniar” este uneori folosit informal, dar un șurub cu bile efectuează deja mișcare liniară. Adecvarea sa pentru mașinile alimentare depinde nu numai de viteză, sarcină și precizie, ci și de locul în care este instalat, de modul în care este protejat și de dacă lubrifiantul ar putea ajunge la produs sau la suprafața de contact cu alimentele.
Important:Un șurub cu bile standard nu ar trebui să fie tratat automat ca o componentă igienă sau care vine în contact cu alimentele. Designul complet al mașinii trebuie să împiedice lubrifiantul, particulele de uzură, substanțele chimice de curățare și contaminanții să ajungă la alimente.
Unde sunt folosite șuruburi cu bile în mașinile alimentare
Șuruburile cu bile sunt cele mai potrivite în părțile mașinii care necesită o reglare precisă, puternică sau poziționare repetată. Aplicațiile tipice includ:
- Ridicarea și coborârea capetelor de umplere
- Reglarea lățimii sau înălțimii ghidajelor de ambalare
- Poziţionarea mecanismelor de etanşare şi tăiere
- Mișcarea camerelor de inspecție sau a senzorilor
- Schimbarea pozițiilor transportorului sau a ghidului de produs
- Operarea unităților de pick-and-place sau de transfer
- Reglarea echipamentelor de formare, etichetare sau imprimare
- Controlul pozițiilor de schimbare a mașinii pentru diferite dimensiuni de pachet
Cerința exactă de mișcare variază în funcție de mașină. O ajustare a capului de umplere poate acorda prioritate repetabilității și stabilității menținerii, în timp ce o unitate de transfer a ambalajului poate necesita o viteză mai mare și o accelerare frecventă.
Poziționare precisă și repetabilă
Un șurub cu bile folosește bile de recirculare între arborele șurubului și piuliță. Contactul de rulare produce o frecare mai mică decât contactul de alunecare al unui șurub convențional, permițând conversia eficientă a mișcării rotative în cursă liniară.
Această structură poate suporta poziționarea controlată în aplicații precum:
- Setarea unei duze de umplere la o înălțime repetabilă
- Menținerea poziției unei falci de etanșare
- Controlul cursei unui mecanism de tăiere sau porționare
- Schimbarea automată a unei setări a mașinii între formatele de produs
- Sincronizarea unei reglaje liniare cu un servomotor și sistem de control
Cu toate acestea, șurubul cu bile nu determină de la sine precizia întregii mașini. Performanța de poziționare depinde, de asemenea, de gradul de precizie, jocul axial sau preîncărcare, rulmenți suport, ghidaje liniare, cuplaj, cadrul mașinii și feedback-ul de control.
Sprijinirea ciclurilor rapide de producție
Mașinile de ambalare și manipulare a alimentelor repetă adesea aceeași mișcare pe parcursul unei schimburi de producție. Frecarea relativ scăzută și eficiența mecanică ridicată a unui șurub cu bile pot sprijini accelerarea, decelerația și poziționarea frecventă.
Viteza liniară necesară este legată de avansul șurubului și viteza de rotație:
Viteza liniară = pasul șurubului × viteza de rotație
Un avans mai mare produce o cursă mai liniară pe rotație a șurubului, dar modelul trebuie totuși verificat pentru viteza de rotație admisă, viteza critică, capacitatea de circulație a bilei și cerințele de accelerație ale aplicației.
Producția mare nu ar trebui atinsă doar prin creșterea vitezei motorului. Diametrul șurubului, lungimea, aranjamentul suportului, plumbul, designul piuliței și starea de lubrifiere trebuie evaluate împreună.
Transmiterea forței axiale
Pe lângă poziționare, un șurub cu bile transmite forța axială. Acest lucru poate fi util atunci când deplasați un mecanism de etanșare, ridicați un cap de umplere sau reglați un ansamblu de mașină sub sarcină.
Selecția ar trebui să se bazeze pe ciclul de încărcare real și nu numai pe greutatea maximă a produsului. Este posibil ca calculul să includă:
- Masa in miscare
- Forța de accelerare și decelerare
- Gravitația pe o axă verticală
- Forța de etanșare, tăiere sau presare
- Rezistența sistemului de ghidare
- Sarcină de impact sau oprire de urgență
- Durata de funcționare necesară și ciclul de funcționare
Șuruburile cu bile sunt destinate în primul rând pentru încărcarea axială. Ghidajele liniare ale mașinii trebuie să suporte sarcini radiale, greutatea mesei mobile și momente de răsturnare.
Zona de instalare determină cerințele de igienă
Același șurub cu bile se poate confrunta cu cerințe foarte diferite în funcție de locul în care este instalat. Un șurub din interiorul unui dulap uscat închis nu este expus la aceleași riscuri ca unul poziționat lângă alimente deschise sau o zonă de spălare la presiune înaltă.
| Zona de instalare | Stare tipică | Considerent principal de proiectare |
|---|---|---|
| Zona închisă non-produs | Separat de alimente și spray de curățare | Controalele standard de protecție, lubrifiere și întreținere pot fi suficiente după evaluarea riscurilor. |
| Zona aproape de produs | Alimentele nu intră în contact în mod normal cu șurubul, dar este posibilă expunerea accidentală | Utilizați separare fizică, capace adecvate, lubrifiere controlată și un design care împiedică picăturile sau particulele să ajungă la alimente. |
| Zona curățată umedă sau spălată | Expus la apă, detergent sau dezinfectant | Un șurub cu bile standard expus poate fi nepotrivit. Carcasa, protecția împotriva coroziunii, drenajul și compatibilitatea chimică necesită o evaluare specială. |
| Zona de contact cu alimentele | O componentă intră în contact direct sau indirect cu alimentele | Evitați plasarea unui șurub cu bile convențional în această zonă decât dacă designul complet și materialele au fost validate în mod specific pentru aplicație. |
Protecție împotriva contaminării apei și a produselor
Un șurub cu bile expus are caneluri, etanșări, puncte de lubrifiere și căi interne de recirculare care sunt greu de tratat ca suprafețe igienice în contact cu alimentele. Particulele de alimente și lichidul de curățare pot pătrunde, de asemenea, în piuliță și pot deteriora canalele de rulare.
În funcție de evaluarea riscului, măsurile de protecție posibile includ:
- Instalarea șurubului cu bile în afara zonei de produs
- Folosind o carcasă sigilată a mașinii
- Adăugarea burdufului sau a unui alt capac de protecție adecvat
- Prevenirea picurarii lubrifiantului spre produs
- Oferă drenaj astfel încât lichidul să nu se poată acumula în jurul șurubului
- Protejarea șurubului de spray direct de curățare la presiune înaltă
- Selectarea sigiliilor și capacelor compatibile cu substanțele chimice de curățare
- Inspectarea componentelor de protecție ca parte a întreținerii de rutină
O etanșare cu piuliță poate ajuta la reducerea pătrunderii particulelor, dar nu face un șurub cu bile expus să fie impermeabil sau curățat din punct de vedere igienic.
Lubrifierea în zonele de prelucrare a alimentelor
Șuruburile cu bile necesită lubrifiere pentru a reduce frecarea și uzura dintre bile și canale. Ungerea necorespunzătoare poate crește cuplul de rulare, temperatura și deteriorarea suprafeței.
Acolo unde contactul accidental al lubrifiantului cu alimentele este posibil în mod rezonabil, proiectantul sau operatorul mașinii poate solicita un lubrifiant înregistrat NSF H1 sau un alt lubrifiant care îndeplinește cerințele locale aplicabile. H1 se referă la lubrifianții destinați situațiilor în care poate apărea contactul accidental cu alimente; nu înseamnă că lubrifiantul poate fi adăugat în mod intenționat în alimente.
Alegerea lubrifiantului ar trebui să ia în considerare și:
- Viteza și sarcina șurubului cu bile
- Temperatura de functionare si curatare
- Rezistenta la apa
- Compatibilitate cu garnituri și lubrifiant existent
- Interval de relubrifiere
- Cerințe aplicabile privind siguranța alimentelor și echipamentele
Trebuie aplicată doar cantitatea minimă necesară pentru o lubrifiere eficientă. Excesul de grăsime se poate scurge din piuliță, poate colecta resturi și poate crea un risc suplimentar de contaminare.
Considerații despre material și coroziune
Șuruburile cu bile standard DLY folosesc un arbore șurub S55C și o piuliță de 20CrMo. Aceste materiale asigură duritatea necesară contactului de rulare, dar nu trebuie descrise ca oțel inoxidabil sau potrivite automat pentru contactul direct cu alimentele și condițiile de spălare agresivă.
Dacă un șurub cu bile va fi expus la umiditate, sare, produse acide, agenți de curățare sau dezinfectanți alcalini, evaluați:
- Dacă șurubul poate fi mutat în afara zonei umede
- Carcasa și structura de etanșare
- Compatibilitate material și acoperire
- Concentrația și temperatura substanțelor chimice de curățare
- Risc de uzură a stratului sau de deteriorare a suprafeței
- Intervalele de inspecție și înlocuire
Un strat de protecție nu trebuie specificat doar prin cuvântul „rezistent la coroziune”. Trebuie confirmată compatibilitatea acestuia cu procesul de curățare, condițiile de uzură și zona de echipare prevăzută.
Selectarea unui șurub cu bile pentru mașinile alimentare
Înainte de a selecta un model, furnizați următoarele informații:
- Funcția mașinii și tipul de mișcare
- Instalare orizontală sau verticală
- Sarcină axială și ciclu de lucru
- Cursa, viteza și accelerația necesare
- Precizia poziționării și repetabilitate
- Spatiu de instalare disponibil
- Contact cu alimente, locație în apropierea produsului sau non-produs
- Mediu curățat uscat sau umed
- Produse chimice de curățare și temperaturi
- Specificațiile necesare pentru lubrifiant
- Aranjament suport-lagăre
- Desen de prelucrare la capătul arborelui
Rechizite DLYșuruburi cu bileîn diferite diametre, cabluri și grade de precizie, cu personalizare a lungimii și prelucrare la capătul arborelui pe baza desenului confirmat.
Pentru poziţionarea rapidă şi axele de ambalare, viteza necesară trebuie evaluată împreună cu diametrul şurubului, plumbul, lungimea şi dispunerea suportului înainte de a selecta unșurub cu bile de mare viteză.
Concluzie
Rolul șurubului cu bile în mașinile de prelucrare a alimentelor este de a oferi o mișcare liniară eficientă, precisă și repetabilă. Poate fi folosit pentru poziționarea capetelor de umplere, mecanismelor de etanșare, ghidajelor, tăietorilor, echipamentelor de inspecție și componentelor de schimbare a formatului.
Utilizarea sa în mașinile alimentare nu îl face automat o componentă de calitate alimentară sau igienic. Zona de instalare, incinta, drenajul, protecția împotriva coroziunii, alegerea lubrifianților și condițiile de curățare trebuie evaluate ca parte a proiectului complet al mașinii.
Ori de câte ori este posibil, plasați șurubul cu bile în afara zonelor de contact direct cu alimentele și de spălare. Acest lucru reduce riscul de contaminare, permițând în același timp șurubului să își îndeplinească funcția principală: mișcare axială controlată.
