บอลสกรูใช้ในเครื่องจักรแปรรูปอาหารและบรรจุภัณฑ์เพื่อแปลงการหมุนของมอเตอร์ให้เป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบควบคุม พวกเขาสามารถวางตำแหน่งหัวฉีดเติม ย้ายกลไกการปิดผนึก ปรับตัวกั้น ควบคุมเครื่องมือตัด และขับเคลื่อนส่วนประกอบอื่นๆ ของเครื่องจักรที่ต้องการการเคลื่อนไหวซ้ำๆ
บางครั้งคำว่า "บอลสกรูเชิงเส้น" บางครั้งใช้อย่างไม่เป็นทางการ แต่บอลสกรูมีการเคลื่อนที่เชิงเส้นอยู่แล้ว ความเหมาะสมกับเครื่องจักรด้านอาหารไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็ว น้ำหนักบรรทุก และความแม่นยำเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ติดตั้ง วิธีการป้องกัน และขึ้นอยู่กับว่าสารหล่อลื่นสามารถเข้าถึงผลิตภัณฑ์หรือพื้นผิวที่สัมผัสกับอาหารได้หรือไม่
สำคัญ:บอลสกรูมาตรฐานไม่ควรถือเป็นส่วนประกอบที่ถูกสุขลักษณะหรือสัมผัสกับอาหารโดยอัตโนมัติ การออกแบบเครื่องจักรที่สมบูรณ์ต้องป้องกันไม่ให้สารหล่อลื่น อนุภาคการสึกหรอ สารเคมีทำความสะอาด และสิ่งปนเปื้อนเข้าถึงอาหาร
ตำแหน่งที่ใช้บอลสกรูในเครื่องจักรอาหาร
บอลสกรูมีความเหมาะสมที่สุดกับชิ้นส่วนของเครื่องจักรที่ต้องการการปรับที่แม่นยำ ใช้กำลัง หรือการวางตำแหน่งซ้ำๆ การใช้งานทั่วไปได้แก่:
- การยกและลดหัวเติม
- การปรับความกว้างหรือความสูงของตัวกั้นบรรจุภัณฑ์
- การวางตำแหน่งกลไกการซีลและการตัด
- การเคลื่อนย้ายกล้องตรวจสอบหรือเซ็นเซอร์
- การเปลี่ยนตำแหน่งสายพานลำเลียงหรือไกด์ผลิตภัณฑ์
- ปฏิบัติการหยิบและวางหรือถ่ายโอนหน่วย
- การปรับแต่งอุปกรณ์การขึ้นรูป การติดฉลาก หรือการพิมพ์
- การควบคุมตำแหน่งการเปลี่ยนเครื่องสำหรับบรรจุภัณฑ์ขนาดต่างๆ
ข้อกำหนดในการเคลื่อนที่ที่แน่นอนจะแตกต่างกันไปตามเครื่องจักร การปรับหัวเติมอาจให้ความสำคัญกับความสามารถในการทำซ้ำและความเสถียรในการจับ ในขณะที่หน่วยถ่ายโอนบรรจุภัณฑ์อาจต้องใช้ความเร็วที่สูงขึ้นและการเร่งความเร็วบ่อยครั้ง
ตำแหน่งที่แม่นยำและทำซ้ำได้
บอลสกรูใช้ลูกบอลหมุนเวียนระหว่างเพลาสกรูและน็อต หน้าสัมผัสแบบหมุนทำให้เกิดแรงเสียดทานต่ำกว่าหน้าสัมผัสแบบเลื่อนของลีดสกรูทั่วไป ช่วยให้การแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นแบบเคลื่อนที่เชิงเส้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ
โครงสร้างนี้สามารถรองรับการวางตำแหน่งที่ควบคุมในการใช้งานต่างๆ เช่น:
- การตั้งค่าหัวฉีดเติมที่ความสูงที่สามารถทำซ้ำได้
- รักษาตำแหน่งของกรามซีล
- การควบคุมการเคลื่อนที่ของกลไกการตัดหรือแบ่งส่วน
- เปลี่ยนการตั้งค่าเครื่องระหว่างรูปแบบผลิตภัณฑ์โดยอัตโนมัติ
- การซิงโครไนซ์การปรับเชิงเส้นกับเซอร์โวมอเตอร์และระบบควบคุม
อย่างไรก็ตาม บอลสกรูไม่ได้กำหนดความแม่นยำของเครื่องจักรทั้งหมดด้วยตัวเอง ประสิทธิภาพการวางตำแหน่งยังขึ้นอยู่กับระดับความแม่นยำ ระยะห่างตามแนวแกนหรือพรีโหลด แบริ่งรองรับ ระบบนำทางเชิงเส้นตรง คัปปลิ้ง โครงเครื่องจักร และผลตอบรับการควบคุม
รองรับรอบการผลิตที่รวดเร็ว
เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์และขนย้ายอาหารมักจะทำท่าทางเดิมซ้ำๆ ตลอดกะการผลิต แรงเสียดทานที่ค่อนข้างต่ำและประสิทธิภาพเชิงกลสูงของบอลสกรูสามารถรองรับการเร่งความเร็ว การชะลอความเร็ว และการวางตำแหน่งได้บ่อยครั้ง
ความเร็วเชิงเส้นที่ต้องการเกี่ยวข้องกับความเร็วของสกรูและความเร็วในการหมุน:
ความเร็วเชิงเส้น = ลีดของสกรู × ความเร็วในการหมุน
เส้นลวดที่ใหญ่กว่าจะสร้างการเคลื่อนที่เชิงเส้นต่อการหมุนของสกรูมากขึ้น แต่ยังคงต้องตรวจสอบแบบจำลองสำหรับความเร็วในการหมุนที่อนุญาต ความเร็ววิกฤต ความสามารถในการหมุนเวียนของลูกบอล และความต้องเร่งความเร็วในการใช้งาน
ผลผลิตที่สูงไม่ควรทำได้โดยการเพิ่มความเร็วของมอเตอร์เพียงอย่างเดียว เส้นผ่านศูนย์กลางของสกรู ความยาว การจัดเรียงตัวรองรับ ลีด การออกแบบน็อต และสภาวะการหล่อลื่นต้องได้รับการประเมินร่วมกัน
การส่งแรงตามแนวแกน
นอกจากการวางตำแหน่งแล้ว บอลสกรูยังส่งแรงตามแนวแกนอีกด้วย สิ่งนี้อาจมีประโยชน์เมื่อเคลื่อนย้ายกลไกการซีล ยกหัวเติม หรือปรับส่วนประกอบเครื่องจักรภายใต้ภาระ
การเลือกควรขึ้นอยู่กับรอบการโหลดจริง ไม่ใช่แค่น้ำหนักสูงสุดของผลิตภัณฑ์เท่านั้น การคำนวณอาจต้องรวมถึง:
- มวลเคลื่อนย้าย
- ความเร่งและความหน่วง
- แรงโน้มถ่วงบนแกนตั้ง
- การซีล การตัด หรือแรงกด
- ความต้านทานของระบบนำทาง
- โหลดกระแทกหรือหยุดฉุกเฉิน
- อายุการใช้งานและรอบการทำงานที่ต้องการ
บอลสกรูมีไว้สำหรับการรับแรงตามแนวแกนเป็นหลัก รางนำเชิงเส้นตรงของเครื่องควรรองรับแรงในแนวรัศมี น้ำหนักโต๊ะเคลื่อนที่ และโมเมนต์การพลิกคว่ำ
โซนการติดตั้งจะกำหนดข้อกำหนดด้านสุขอนามัย
บอลสกรูชนิดเดียวกันอาจมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันมาก ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ติดตั้ง สกรูภายในตู้แห้งแบบปิดจะไม่เสี่ยงเช่นเดียวกับสกรูที่วางอยู่ใกล้อาหารแบบเปิดหรือพื้นที่ล้างแรงดันสูง
| พื้นที่ติดตั้ง | สภาพทั่วไป | การพิจารณาการออกแบบหลัก |
|---|---|---|
| โซนปิดที่ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ | แยกจากอาหารและสเปรย์ทำความสะอาด | การควบคุมการป้องกัน การหล่อลื่น และการบำรุงรักษาตามมาตรฐานอาจเพียงพอหลังจากการประเมินความเสี่ยง |
| โซนใกล้สินค้า | โดยปกติแล้วอาหารจะไม่สัมผัสกับสกรู แต่อาจเกิดการสัมผัสโดยบังเอิญได้ | ใช้การแยกทางกายภาพ ฝาครอบที่เหมาะสม การหล่อลื่นแบบควบคุม และการออกแบบที่ป้องกันไม่ให้หยดหรืออนุภาคเข้าถึงอาหาร |
| โซนทำความสะอาดแบบเปียกหรือแบบชะล้าง | สัมผัสกับน้ำ ผงซักฟอก หรือสารฆ่าเชื้อ | บอลสกรูแบบเปิดโล่งมาตรฐานอาจไม่เหมาะสม สิ่งห่อหุ้ม การป้องกันการกัดกร่อน การระบายน้ำ และความเข้ากันได้ของสารเคมี จำเป็นต้องได้รับการประเมินเป็นพิเศษ |
| โซนสัมผัสอาหาร | ส่วนประกอบสัมผัสกับอาหารโดยตรงหรือโดยอ้อม | หลีกเลี่ยงการวางบอลสกรูแบบธรรมดาในบริเวณนี้ เว้นแต่การออกแบบและวัสดุที่สมบูรณ์จะได้รับการรับรองสำหรับการใช้งานโดยเฉพาะ |
การป้องกันการปนเปื้อนของน้ำและผลิตภัณฑ์
บอลสกรูแบบเปลือยมีร่อง ซีล จุดหล่อลื่น และเส้นทางหมุนเวียนภายในซึ่งยากต่อการถือเป็นพื้นผิวสัมผัสอาหารที่ถูกสุขลักษณะ เศษอาหารและน้ำยาทำความสะอาดอาจเข้าไปในน็อตและทำให้ร่องน้ำเสียหายได้
ขึ้นอยู่กับการประเมินความเสี่ยง มาตรการป้องกันที่เป็นไปได้ ได้แก่:
- การติดตั้งบอลสกรูนอกโซนผลิตภัณฑ์
- การใช้ตู้เครื่องที่ปิดสนิท
- เพิ่มที่สูบลมหรือฝาครอบป้องกันอื่นที่เหมาะสม
- ป้องกันไม่ให้สารหล่อลื่นหยดเข้าหาผลิตภัณฑ์
- มีช่องระบายน้ำไม่ให้ของเหลวสะสมรอบๆ สกรู
- ป้องกันสกรูจากสเปรย์ทำความสะอาดแรงดันสูงโดยตรง
- การเลือกซีลและฝาปิดที่เข้ากันได้กับสารเคมีทำความสะอาด
- การตรวจสอบส่วนประกอบป้องกันซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการบำรุงรักษาตามปกติ
ซีลน็อตสามารถช่วยลดการเข้ามาของอนุภาคได้ แต่ไม่ได้ทำให้บอลสกรูที่เปลือยเปล่ากันน้ำหรือทำความสะอาดอย่างถูกสุขลักษณะได้
การหล่อลื่นในพื้นที่แปรรูปอาหาร
บอลสกรูจำเป็นต้องมีการหล่อลื่นเพื่อลดแรงเสียดทานและการสึกหรอระหว่างลูกบอลและรางน้ำ การหล่อลื่นที่ไม่เพียงพออาจเพิ่มแรงบิดในการทำงาน อุณหภูมิ และความเสียหายต่อพื้นผิว
ในกรณีที่สารหล่อลื่นสัมผัสกับอาหารโดยบังเอิญเป็นไปได้อย่างสมเหตุสมผล ผู้ออกแบบเครื่องจักรหรือผู้ปฏิบัติงานอาจต้องใช้สารหล่อลื่นที่ลงทะเบียน NSF H1 หรือสารหล่อลื่นอื่นที่ตรงตามข้อกำหนดในพื้นที่ที่เกี่ยวข้อง H1 หมายถึงสารหล่อลื่นที่มีไว้สำหรับสถานการณ์ที่อาจเกิดการสัมผัสกับอาหารโดยบังเอิญ ไม่ได้หมายความว่าสามารถเติมสารหล่อลื่นลงในอาหารได้โดยเจตนา
การเลือกน้ำมันหล่อลื่นควรคำนึงถึง:
- ความเร็วและน้ำหนักของบอลสกรู
- อุณหภูมิในการทำงานและการทำความสะอาด
- ต้านทานน้ำ
- ความเข้ากันได้กับซีลและสารหล่อลื่นที่มีอยู่
- ช่วงเวลาการหล่อลื่น
- ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของอาหารและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง
ควรใช้เฉพาะปริมาณขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการหล่อลื่นที่มีประสิทธิภาพเท่านั้น จาระบีส่วนเกินอาจรั่วไหลออกจากน็อต สะสมเศษขยะ และสร้างความเสี่ยงในการปนเปื้อนเพิ่มเติม
ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับวัสดุและการกัดกร่อน
บอลสกรูมาตรฐาน DLY ใช้เพลาสกรู S55C และน็อต 20CrMo วัสดุเหล่านี้มีความแข็งที่จำเป็นสำหรับการสัมผัสแบบกลิ้ง แต่ไม่ควรเรียกว่าเป็นเหล็กกล้าไร้สนิม หรือเหมาะสมโดยอัตโนมัติสำหรับการสัมผัสอาหารโดยตรงและสภาวะการชะล้างที่รุนแรง
หากบอลสกรูสัมผัสกับความชื้น เกลือ ผลิตภัณฑ์ที่เป็นกรด สารทำความสะอาดที่เป็นด่างหรือสารฆ่าเชื้อ ให้ประเมิน:
- สามารถเคลื่อนย้ายสกรูออกนอกโซนเปียกได้หรือไม่
- โครงสร้างตู้และการปิดผนึก
- ความเข้ากันได้ของวัสดุและการเคลือบ
- ทำความสะอาดความเข้มข้นและอุณหภูมิของสารเคมี
- ความเสี่ยงต่อการสึกหรอของสารเคลือบหรือความเสียหายของพื้นผิว
- ระยะการตรวจสอบและการเปลี่ยนทดแทน
ไม่ควรระบุการเคลือบป้องกันด้วยคำว่า "ทนต่อการกัดกร่อน" เท่านั้น ต้องยืนยันความเข้ากันได้กับกระบวนการทำความสะอาด สภาพการสึกหรอ และโซนอุปกรณ์ที่ต้องการ
การเลือกบอลสกรูสำหรับเครื่องจักรอาหาร
ก่อนเลือกรุ่น ให้ระบุข้อมูลต่อไปนี้:
- ฟังก์ชั่นเครื่องจักรและประเภทของการเคลื่อนไหว
- การติดตั้งแนวนอนหรือแนวตั้ง
- โหลดตามแนวแกนและรอบการทำงาน
- จังหวะ ความเร็ว และความเร่งที่ต้องการ
- ความแม่นยำของตำแหน่งและการทำซ้ำ
- พื้นที่ติดตั้งที่มีอยู่
- สถานที่สัมผัสอาหาร ใกล้ผลิตภัณฑ์ หรือไม่ใช่ผลิตภัณฑ์
- สภาพแวดล้อมแบบซักแห้งหรือแบบเปียก
- ทำความสะอาดสารเคมีและอุณหภูมิ
- ข้อกำหนดน้ำมันหล่อลื่นที่จำเป็น
- การจัดเรียงที่รองรับ
- การเขียนแบบการตัดเฉือนปลายเพลา
อุปกรณ์ DLYบอลสกรูในเส้นผ่านศูนย์กลาง ลีด และเกรดความแม่นยำที่แตกต่างกัน พร้อมการปรับแต่งความยาวและการตัดเฉือนปลายเพลาตามแบบที่ได้รับการยืนยัน
สำหรับแกนการกำหนดตำแหน่งและการบรรจุที่รวดเร็ว ควรประเมินความเร็วที่ต้องการพร้อมกับเส้นผ่านศูนย์กลางของสกรู ตะกั่ว ความยาว และการจัดเรียงตัวรองรับก่อนที่จะเลือกบอลสกรูความเร็วสูง.
บทสรุป
บทบาทของบอลสกรูในเครื่องจักรแปรรูปอาหารคือการให้การเคลื่อนที่เชิงเส้นที่มีประสิทธิภาพ แม่นยำ และทำซ้ำได้ สามารถใช้สำหรับการวางตำแหน่งหัวเติม กลไกการซีล รางนำ เครื่องตัด อุปกรณ์ตรวจสอบ และส่วนประกอบที่เปลี่ยนรูปแบบ
การใช้งานในเครื่องจักรด้านอาหารไม่ได้ทำให้เป็นส่วนประกอบเกรดอาหารหรือถูกสุขลักษณะโดยอัตโนมัติ โซนการติดตั้ง กล่องหุ้ม การระบายน้ำ การป้องกันการกัดกร่อน การเลือกสารหล่อลื่น และสภาวะการทำความสะอาด จะต้องได้รับการประเมินโดยเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบเครื่องจักรที่สมบูรณ์
หากเป็นไปได้ ให้วางบอลสกรูไว้นอกบริเวณที่สัมผัสกับอาหารโดยตรงและบริเวณชะล้าง ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงในการปนเปื้อนในขณะที่ปล่อยให้สกรูทำหน้าที่หลัก: ควบคุมการเคลื่อนที่ตามแนวแกน
