Цепной транспортёр: когда лента не справляется

Есть простой способ понять, нужен ли цеху цепной конвейер. Пройдите по производству и посмотрите, где люди носят ящики руками.

Обычно таких мест два-три. От тарамойки к обвалочным столам. От столов к весам. От весов на упаковку. Каждое — это человек, который восемь часов таскает по двадцать килограммов, и это не только зарплата: он устаёт к концу смены, роняет, идёт медленнее, а темп всей линии подстраивается под самое слабое звено.

Первая мысль — поставить ленту. И вот тут начинается разговор.

Почему лента не всегда решает

Лента отлично возит лёгкое, холодное и непрерывное. Как только появляется хоть одно из четырёх условий, она начинает сдавать.

Груз тяжёлый. Полный ящик мяса — это двадцать-двадцать пять килограммов. Лента прогибается между роликами, привод работает через трение о барабан, и при перегрузе барабан просто проворачивается под полотном. Дальше вытяжка, подтяжка, перешивка стыка раз в полгода.

Груз горячий. Продукция из печи, из автоклава, из стерилизатора. Полимерная лента при температуре выше сорока градусов начинает деформироваться, а при контакте с горячим металлом — плавиться.

Груз острый или абразивный. Кость, замороженный блок с гранями, металлическая тара с заусенцем. Каждый проход оставляет порез, и через месяц полотно идёт бахромой.

Груз надо накапливать. Вот это условие встречается чаще всего, и о нём почти никто не думает заранее.

Накопление: главное, чего лента не умеет

Ситуация из любого цеха. Упаковщик остановился на две минуты — заменить рулон плёнки. Продукция с предыдущего участка продолжает идти.

На ленточном конвейере варианта два. Либо остановить всю линию, либо коробки поедут в упор, а лента продолжит идти под ними. Второе выглядит безобидно ровно до конца смены: полотно трётся о дно тары, греется, стирается, а сами коробки от трения ползут вперёд и разворачиваются поперёк.

На цепном настиле груз просто стоит. Цепь скользит под ним, пластины для этого и сделаны — низкий коэффициент трения, износ заложен в конструкцию. Линия не останавливается, продукция копится, оператор доделывает своё дело, и поток идёт дальше.

Из этого свойства выросло отдельное решение — буферный конвейер. Цепные полотна ставят в несколько рядов рядом: в конце линии такой накопитель собирает готовую продукцию, а в начале принимает партию и разводит её в один ряд или в несколько потоков. Для цеха это страховка от остановки всей линии из-за заминки на одном месте.

Ради этого одного свойства цепные ставят там, где по массе груза хватило бы и ленты.

Четыре вида — они разные

Под словом «цепной» скрываются четыре машины, и путаница здесь обходится дорого: заказали не то, привезли не то, работает не так.

Пластинчатый. Настил из пластин на одной или двух тяговых цепях. Штучный груз: ящики, лотки, тара, куски мяса, горячая продукция. Самый частый вариант в пищевом цехе, и именно его обычно имеют в виду, когда говорят «цепной».

Скребковый. Цепь тянет скребки по жёлобу, скребки гребут сыпучий груз. Зерно, мука, комбикорм, костная мука, отходы производства. Продукт едет внутри закрытого короба — заодно решается вопрос пыли.

Тележечный. На цепи закреплены тележки, каждая со своим изделием. Тяжёлые единичные грузы, сборочные линии.

Подвесной. Груз висит под потолком на подвесках. В убойных цехах это основная схема для туш и полутуш: пол остаётся свободным, мясо ничего не касается.

Если в разговоре с поставщиком не уточнить вид, каждый будет иметь в виду своё.

Физика: почему цепь тянет там, где лента буксует

Разница в том, как передаётся усилие.

У ленточного конвейера лента одновременно тянет и несёт. Двигатель крутит барабан, барабан за счёт трения тянет ленту. Всё держится на силе трения, а она конечна: превысил нагрузку — барабан проворачивается. Отсюда натяжное устройство, обязательное на любом ленточном, и регулярная подтяжка по мере вытягивания полотна.

У цепного эти функции разделены. Тянет цепь, груз лежит на пластинах. Двигатель крутит звёздочку, зубья звёздочки входят в зацепление со звеньями — так же, как в велосипедной передаче. Проскальзывания нет в принципе, тяговое усилие ограничено только прочностью самой цепи, а она считается на разрыв в тоннах.

Отсюда три следствия, которые видно в работе:

Шаг движения точный. Положение груза предсказуемо в любой момент, поэтому цепной синхронизируется с укупорщиком, этикетировщиком, термоформером. На фрикционном приводе такая точность недостижима.

Натяжное устройство не нужно. Цепь не вытягивается так, как полотно, и не требует еженедельной подтяжки.

Ремонт поштучный. Изношенное звено или повреждённую пластину меняют по отдельности за пятнадцать минут. Порезанная лента идёт под замену целиком — это несколько десятков тысяч и простой участка.

Скорость: цепной не гонит

Типовая рабочая скорость цепного — около 0,17 метра в секунду. Для тары на линиях розлива ещё меньше: 2,5–12 метров в минуту.

Это не недостаток, а следствие задачи. Цепной возит тяжёлое, горячее или накапливает — во всех трёх случаях скорость не нужна, нужен ровный предсказуемый темп. Разогнать его можно, но смысла обычно нет: производительность линии определяется не скоростью ленты, а тактом машины, к которой она подаёт.

Как выбрать: лента, цепь, рольганг

Практическое правило, которым пользуются проектировщики, звучит просто и почти всегда работает:

• до 10 кг на единицу груза — ленточный
• 10–15 кг — пластинчатый или на модульной ленте
• от 20 кг — цепной или роликовый

Правило это про массу, но есть три обстоятельства, которые перебивают его целиком. Груз горячий, груз острый, груз надо копить — при любом из них берут цепной, даже если единица весит два килограмма.

Сравнение по существу:

Рольганг в таблице не случайно: половина задач, под которые спрашивают цепной, решается неприводным рольгангом за треть цены. Условие одно — у груза должно быть жёсткое ровное дно, а трасса идти под уклон или с толканием вручную.

Материалы: где нержавейка, а где окраска

Нержавеющая сталь — там, где идёт продукт. Влажная среда, ежедневная мойка, требования ХАССП. Поверхности делаются гладкими, без карманов и щелей, где задерживаются остатки сырья и вода.

Сталь с полимерным порошковым покрытием — там, где продукта нет: подача тары, отвод коробов, складская логистика, межцеховая транспортировка. Прочность рамы та же, цена заметно ниже.

Развилка простая: идёт по продукту — нержавейка, возит тару — окраска. В одной линии эти исполнения спокойно соседствуют.

Отдельная деталь, о которой редко думают, — пластик в узлах трения. Направляющие, по которым скользит цепь, и сами пластины настила делают из полимеров: ацеталя, полиэтилена, полипропилена. Пластик по стали скользит легче, чем сталь по стали, а значит: привод берёт меньшую мощность, полотно меньше изнашивается, работа тише. В морозильную зону идёт полиэтилен, он держит холод. Под кислую и щелочную мойку — полипропилен. Под тяжёлый груз и высокие скорости — ацеталь, он прочнее и скользит лучше остальных.

Повороты и сложные трассы

Ещё одна возможность, недоступная ленте: цепной идёт по сложной пространственной траектории. Горизонталь, подъём, поворот, снова горизонталь — одна машина, один привод, ни одной перегрузки между участками.

Поворот делается цепью с боковой гибкостью: пластины имеют форму, позволяющую полотну складываться на внутреннем радиусе и раскрываться на внешнем. Полотно идёт по дуге за счёт геометрии звеньев, а не за счёт натяжения — обычную плоскую ленту так согнуть невозможно, она уползёт к внутреннему радиусу и сомнётся гармошкой по краю.

Углы бывают любые — от 45 до 180 градусов. Ограничение одно, и его надо знать до разметки участка: у пластинчатых цепей минимальный радиус поворота начинается примерно от полуметра, точная цифра зависит от ширины и типа цепи. Если места нет, ставят два прямых конвейера с переходной пластиной либо поворотный стол.

Что считать перед заказом

Порядок вопросов, на которые надо ответить до разговора с поставщиком:

1. Что везём. Габарит и масса единицы, тара или открытый продукт, есть ли острые кромки

2. Сколько. Килограммов или штук в час — из этого считается нагрузка на погонный метр

3. Копить или нет. Нужен ли накопительный участок перед машиной

4. Температура. Продукта и в помещении. Горячее и морозильная камера — разные материалы

5. Трасса. Откуда, куда, есть ли поворот, подъём, что мешает

6. Высоты стыковки с оборудованием с обеих сторон, до миллиметра

7. Мойка. Чем и как часто моют участок — от этого зависит и исполнение рамы, и материал пластин

Последний пункт забывают почти всегда, а он решает половину вопроса о материалах.

Санитария: что смотреть в пищевом цехе

Открытая рама без глухих карманов. Вода и остатки продукта не должны нигде задерживаться — иначе через месяц в этих местах заводится то, о чём не хочется думать перед проверкой.

Полотно, снимаемое без инструмента. Помыть настил в собранном виде толком нельзя, и если для разборки нужен слесарь, мойку будут делать формально.

Дренаж под конвейером и уклон к трапу. Мойка в мясном цехе — это литры горячей воды, им надо куда-то уходить.

Пластины и направляющие из полимеров, а не резинотканевое полотно: пластик не расслаивается от влаги и не впитывает жир. Тканевая основа обычной ленты через полгода работы в мясном цехе начинает пахнуть, и это не лечится мойкой.

Пять ошибок

Заказали «цепной», не уточнив вид. Приехал скребковый вместо пластинчатого. Смешно, но случается регулярно.

Не заложили накопительный участок. Линия встала целиком из-за замены рулона плёнки на упаковщике.

Взяли ленту под тяжёлый груз ради экономии. Через полгода замена полотна, и разница в цене съедена одним ремонтом.

Не согласовали высоты стыковки. Конвейер приехал, а он на восемь сантиметров ниже соседней машины. Дальше подставки, подкладки и переделка опор на месте.

Забыли про мойку. Взяли раму со сварными карманами, куда затекает вода. На следующей проверке получили замечание.

Что делаем мы

Типоразмерного ряда у цепных транспортёров нет: ширина, длина, высота и конфигурация задаются техническим заданием. Машина считается под конкретный груз и под конкретное помещение.

ММК ГРУП работает в Новосибирске, конвейеры и транспортёры изготавливает на собственных площадях. Для заказчика это свои сроки, подгонка габаритов под цех, стыковка с уже работающим оборудованием и сервис без посредников между заводом и цехом.

Пришлите планировку участка и опишите продукцию — посчитаем трассу и подберём исполнение.

Часто задаваемые вопросы

Чем цепной конвейер отличается от ленточного?

Тем, как передаётся усилие. У ленточного лента одновременно тянет и несёт груз, привод идёт трением о барабан — отсюда проскальзывание при перегрузе, вытяжка полотна и обязательное натяжное устройство. У цепного тянет цепь через зацепление со звёздочкой, груз лежит на пластинах. Проскальзывания нет, шаг движения точный, изношенное звено меняется поштучно вместо замены всего полотна.

Можно ли накапливать груз на конвейере?

На цепном — да, это его основное преимущество. Груз стоит, цепь скользит под ним, линия продолжает работать. На ленточном так нельзя: лента трётся о дно груза, греется и изнашивается, а сам груз ползёт и разворачивается поперёк.

Какой конвейер выбрать под тяжёлый груз?

Ориентир по массе единицы: до 10 кг — ленточный, 10–15 кг — пластинчатый, от 20 кг — цепной или роликовый. Но правило перебивается тремя условиями: если груз горячий, острый или его надо копить — берут цепной независимо от веса.

Подходит ли цепной для горячей продукции?

Да, это одна из основных областей применения. Настил держит температуру, при которой полимерная лента деформируется, — продукция после печей, автоклавов и стерилизаторов идёт именно на цепных.

Какие бывают виды цепных конвейеров?

Четыре: пластинчатый — настил для штучного груза и тары; скребковый — для сыпучего в жёлобе; тележечный — для тяжёлых единичных изделий; подвесной — груз под потолком, в убойных цехах так возят туши.

Бывают ли поворотные цепные конвейеры?

Бывают. Делаются на цепи с боковой гибкостью: звенья складываются на внутреннем радиусе и раскрываются на внешнем. Углы от 45 до 180 градусов, минимальный радиус для пластинчатых цепей начинается примерно от полуметра.

Какая скорость у цепного конвейера?

Типовая рабочая — около 0,17 м/с, для тары на линиях розлива меньше, 2,5–12 м/мин. Скорость здесь не главное: производительность линии определяется тактом машины, к которой конвейер подаёт продукцию.

Нержавейка или окрашенная сталь?

Идёт по продукту, моется каждую смену, попадает под ХАССП — нержавейка. Возит тару, короба, ящики без контакта с продуктом — сталь с полимерным покрытием, дешевле при той же прочности.

Можно ли встроить цепной в работающую линию?

Да. Нужны планировка участка и высоты стыковки с соседним оборудованием с обеих сторон. Транспортёр изготавливается под эти размеры — подгонять его на месте не придётся.