Due modi per azionare un trasportatore a rulli
Un trasportatore a rulli sposta il prodotto in due modi: un motore esterno spinge la potenza attraverso una catena, una ruota dentata o un nastro verso una linea di rulli, oppure un piccolo motore si trova all'interno di un singolo tubo a rulli e guida quella sezione da sola. Il primo approccio è la spina dorsale della maggior parte trasportatori a rulli a catena costruiti per carichi di pallet pesanti , dove un singolo motoriduttore fa girare un albero che trascina decine di rulli in sequenza attraverso una catena a rulli o cinghie dentate. Il secondo, noto come rullo motorizzato o MDR, sostituisce l'intera catena di componenti con un motore sigillato e un riduttore integrati nel guscio del rullo stesso.
Nessuno dei due design è nuovo. I motoriduttori hanno spostato pallet e cartoni sin dai primi tempi strutture di trasportatori a rulli standard costruite per servizio continuo sono entrati in servizio e rimangono la scelta predefinita ovunque i carichi siano pesanti e la linea funzioni a una velocità costante. I rulli motorizzati sono arrivati più tardi, costruiti appositamente per le sezioni che devono avviarsi, arrestarsi e girare al minimo in modo indipendente anziché muoversi come un'unica catena continua di componenti.
Questa differenza strutturale decide quanta energia raggiunge effettivamente il prodotto rispetto a quanta viene persa per arrivarci.
Dove avviene effettivamente la perdita di energia
Ogni collegamento meccanico in una trasmissione consuma un po' di energia sotto forma di calore e attrito. Un motoriduttore fa girare un albero, l'albero fa girare una catena, la catena fa girare una dozzina di pignoni: ogni passo regala uno o due punti percentuali prima che la potenza raggiunga il carico. Una catena scarsamente tesa o un cuscinetto asciutto aumentano tali perdite, motivo per cui le linee azionate da catene pesanti necessitano di una lubrificazione programmata solo per mantenere la loro efficienza nominale.
I rulli motorizzati tagliano via la maggior parte della catena. Le cinghie Poly-V che collegano rulli adiacenti funzionano con un'efficienza di trasmissione pari a circa il 97% e poiché il motore si trova all'interno del rullo stesso, non esiste un percorso separato dal cambio all'albero alla catena che perde energia ad ogni giunzione.
Il risparmio maggiore deriva dal comportamento del sistema quando non è presente alcun prodotto. Un motoriduttore convenzionale in genere funziona per la durata di un turno, facendo girare ogni rullo indipendentemente dal fatto che vi sia o meno qualcosa sopra. Rulliere ad accumulo a pressione zero con partenza e arresto per zona invertiamo questa logica: il motore di ciascuna sezione si attiva solo quando un sensore rileva l'ingresso del prodotto. Questo è il meccanismo alla base dei dati di riduzione energetica del 30-70% riportati nelle installazioni MDR multizona: i motori non sono più efficienti individualmente, la maggior parte di essi viene semplicemente spenta per la maggior parte del tempo.
Quando il motoriduttore ha ancora senso
Niente di tutto ciò rende obsoleta la trasmissione a ingranaggi. I rulli motorizzati sono costruiti attorno a motori compatti e a bassa coppia, quindi perdono il loro vantaggio quando i carichi superano la portata tipica di cartoni e contenitori. Linee pallet e altro trasportatori a rulli con azionamento a catena per carichi pesanti per trasporti continui di tonnellaggio elevato spostare abitualmente carichi che richiederebbero una serie sovradimensionata e costosa di rulli motorizzati per essere replicati: un motoriduttore centrale dimensionato per il lavoro è più semplice ed economico.
Il funzionamento continuo a velocità singola è l'altro caso in cui la trasmissione a ingranaggi regge bene. Una linea che corre ad una velocità per un intero turno, come a trasportatore a nastro di tipo standard costruito per il trasporto continuo di prodotti sfusi , non beneficia della logica start-stop zona per zona perché non c'è tempo di inattività da eliminare. In questo caso, il maggiore assorbimento di potenza per unità del motoriduttore è compensato dalla necessità di un numero complessivo di motori molto inferiore.
Valutazione del costo totale, non solo dei kWh
Il consumo energetico è solo una parte del calcolo. I rulli motorizzati in genere costano di più per unità in anticipo, ma riducono i tempi di installazione poiché non è necessario impostare l'allineamento della catena o il tensionamento della cinghia e la manutenzione si riduce a scambi occasionali di rulli anziché alla lubrificazione di routine della catena e alla sostituzione dei pignoni.
I sistemi di motoriduttori rimangono più economici da installare su larga scala e più facili per un team di manutenzione già addestrato sulle trasmissioni meccaniche, in particolare su trasportatori a catena a doppia velocità costruiti per linee di produzione a velocità mista , dove la variazione della velocità di un'intera linea in un solo passaggio conta più del controllo per zona.
La scelta giusta dipende meno da una singola percentuale di efficienza e più da come funziona effettivamente la linea: dimensioni del carico, schema di funzionamento e quanti tempi di inattività non pianificati l'operazione può assorbire. Una struttura che sposta pacchi attraverso un'area di smistamento molto trafficata di solito ha il tempo di inattività per far sì che i rulli motorizzati si ripaghino rapidamente. Una linea che sposta un peso a una velocità per otto ore di fila spesso ottiene più valore da un motoriduttore ben mantenuto che svolge lo stesso lavoro che fa da decenni.
