材料の分離は、ほとんどのストレージ技術に固有の問題です。より高品質の製品への需要が高まるにつれ、在庫の隔離の問題はさらに深刻になります。
周知のとおり、伸縮自在のラジアルスタックコンベアは、スタックを分離するための最も効率的なソリューションです。インベントリをレイヤーで作成でき、各レイヤーは多数のマテリアルで構成されます。この方法で在庫を作成するには、コンベアをほぼ継続的に稼働させる必要があります。伸縮式コンベアの動きは手動で制御する必要がありますが、自動化が最も効率的な制御方法です。
自動格納式コンベアは、さまざまなサイズ、形状、構成のカスタム在庫を作成するようにプログラムできます。この事実上無限の柔軟性により、全体的な運用効率が向上し、より高品質の製品を提供できます。
請負業者は毎年数百万ドルを費やして、さまざまな用途向けの集合製品を製造しています。最も一般的な用途には、基材、アスファルト、コンクリートなどがあります。
これらの用途向けの製品を作成するプロセスは複雑で高価です。仕様と公差の厳格化は、製品品質の重要性がますます高まっていることを意味します。
最終的に、材料は備蓄から取り出され、路床、アスファルト、またはコンクリートに組み込まれる場所に輸送されます。
ストリップ、ブラスト、粉砕、ふるい分けに必要な設備は非常に高価です。しかし、高度な設備を使用すると、仕様に従って骨材を一貫して生産できます。在庫は統合製造においては些細な部分のように思えるかもしれませんが、やり方を誤ると、仕様に完全に準拠した製品が仕様を満たさなくなる可能性があります。これは、間違った保管方法を使用すると、高品質の製品を作成するコストの一部が失われる可能性があることを意味します。
製品を在庫に置くと品質が損なわれる可能性がありますが、在庫は生産プロセス全体の重要な部分です。材料の可用性を確保するための保管方法です。生産速度は、特定の用途に必要な製品の速度とは異なることがよくあり、在庫はその差を補うのに役立ちます。
また、在庫により、請負業者は変動する市場の需要に効果的に対応するのに十分な保管スペースが得られます。ストレージがもたらす利点により、ストレージは常に製造プロセス全体の重要な部分となります。したがって、メーカーはストレージに関連するリスクを軽減するためにストレージ テクノロジーを継続的に改善する必要があります。
この記事の主なトピックは分離です。偏析は「粒子サイズに応じた材料の分離」として定義されます。骨材のさまざまな用途には、非常に特殊で均一な材料グレードが必要です。分離は製品品種の過度の違いにつながります。
製品が粉砕され、ふるい分けされ、適切な段階に混合された後、骨材製造プロセスのほぼどこでも分離が発生する可能性があります。
分離が発生する可能性がある最初の場所は在庫です (図 1 を参照)。材料は在庫に置かれると、最終的にはリサイクルされ、使用される場所に配送されます。
分離が発生する 2 番目の場所は、加工中と輸送中です。アスファルトまたはコンクリートプラントの現場に到着すると、骨材はホッパーおよび/または保管ビンに置かれ、そこから製品が取り出されて使用されます。
分離は、サイロやサイロに充填したり空にしたりするときにも発生します。偏析は、骨材をアスファルトまたはコンクリート混合物に混合した後、最終混合物を道路またはその他の表面に塗布するときにも発生する可能性があります。
高品質のアスファルトやコンクリートの製造には、均質な骨材が不可欠です。剥離可能な骨材のグラデーションが変動すると、満足できるアスファルトやコンクリートを得ることが事実上不可能になります。
所定の重量のより小さい粒子は、同じ重量のより大きな粒子よりも総表面積が大きくなります。このため、骨材をアスファルトまたはコンクリート混合物に組み合わせるときに問題が発生します。骨材中の細粒の割合が高すぎると、モルタルまたはアスファルトが不足し、混合物が濃くなりすぎます。骨材中の粗大粒子の割合が高すぎると、モルタルまたはアスファルトが過剰になり、混合物の粘稠度が過度に薄くなります。分離された骨材から建設された道路は構造的完全性が低く、最終的には適切に分離された製品から建設された道路よりも平均寿命が短くなります。
多くの要因が株式の分離につながります。ほとんどの在庫はベルトコンベアを使用して作成されるため、材料の仕分けに対するベルトコンベアの固有の影響を理解することが重要です。
ベルトがコンベア ベルト上で材料を移動させると、ベルトはアイドラ プーリー上を転がりながらわずかに跳ね返ります。これは、各アイドラプーリー間のベルトのわずかなたるみが原因です。この動きにより、より小さな粒子が材料の断面の底に沈降します。粗い粒子を重ねると、それらが上部に維持されます。
材料がコンベア ベルトの排出ホイールに到達するとすぐに、上部の大きい材料と下部の小さい材料から部分的に分離されます。材料が排出ホイールの曲線に沿って移動し始めると、上部 (外側) の粒子は下部 (内側) の粒子よりも高速で移動します。この速度の違いにより、大きな粒子はスタックに落ちる前にコンベアから遠ざかり、小さな粒子はコンベアの隣に落ちます。
また、小さな粒子がコンベア ベルトに付着し、コンベア ベルトが排出ホイールに巻き取られ続けるまで排出されない可能性が高くなります。これにより、より細かい粒子がスタックの前面に向かって戻ってきます。
物質が積み重ねの上に落ちるとき、大きな粒子は小さな粒子よりも前方への運動量が大きくなります。これにより、粗い材料は細かい材料よりも容易に下に移動し続けます。大小を問わず、スタックの側面に流れ落ちる物質はすべて流出と呼ばれます。
流出はストック分離の主な原因の 1 つであるため、可能な限り回避する必要があります。流出物が戦利品の斜面を転がり始めると、より大きな粒子は斜面の全長に沿って転がり落ちる傾向があり、一方、より細かい物質は戦利品の側面に沈降する傾向があります。その結果、流出が杭の側面に向かって進行するにつれて、うねる物質中に残る微粒子はますます少なくなります。
材料がパイルの下端または先端に達すると、主に大きな粒子で構成されます。流出は顕著な分離を引き起こし、ストックセクションで確認できます。パイルの外側のつま先はより粗い素材で構成され、内側と上部のパイルはより細かい素材で構成されます。
粒子の形状も副作用の一因となります。滑らかなまたは丸い粒子は、通常は正方形の形状をしている細かい粒子よりも、スタックの斜面を転がり落ちる可能性が高くなります。制限を超えると、材料の損傷につながる可能性もあります。粒子が山の片側に転がり落ちると、粒子は互いにこすれ合います。この摩耗により、一部の粒子がより小さなサイズに分解されます。
風も孤立のもう一つの理由です。材料がコンベア ベルトから離れてスタックに落ち始めると、風はさまざまなサイズの粒子の移動の軌道に影響を与えます。デリケートな素材には風の影響が大きくなります。これは、小さな粒子の質量に対する表面積の比率が、大きな粒子のそれよりも大きいためです。
在庫が分割される可能性は、倉庫内の資材の種類によって異なります。偏析に関連する最も重要な要素は、材料内の粒子サイズの変化の程度です。粒径のばらつきが大きい材料ほど、保管中の偏析が大きくなります。一般的な経験則として、最大粒子サイズと最小粒子サイズの比が 2:1 を超える場合、パッケージの分離に問題が発生する可能性があります。一方、粒径比が 2:1 未満の場合、体積偏析は最小限になります。
たとえば、最大 200 メッシュの粒子を含む路盤材は保管中に剥離する可能性があります。ただし、洗った石などを保管する場合、断熱効果はわずかです。ほとんどの砂は湿っているため、多くの場合、砂を分離することなく保管できます。水分があると粒子がくっつき、分離が妨げられます。
製品を保管すると、絶縁が防止できない場合があります。完成したパイルの外縁は主に粗い材料で構成されていますが、パイルの内部にはより高濃度の細かい材料が含まれています。このような山の端から材料を取り出す場合、材料を混ぜるためにさまざまな場所からスコップを取り出す必要があります。スタックの前面または背面からのみ材料を取得すると、粗い材料がすべて取得されるか、または細かい材料がすべて取得されます。
トラックに積み込むときに断熱材を追加する機会もあります。使用されるメソッドがオーバーフローを引き起こさないことが重要です。最初にトラックの前部、次に後部、最後に中央部に荷物を積みます。これにより、トラック内の過積載の影響が最小限に抑えられます。
インベントリ後の処理アプローチは便利ですが、目標は、インベントリ作成中の隔離を防止または最小限に抑えることです。孤立を防ぐために役立つ方法は次のとおりです。
トラックに積み上げる場合は、こぼれを最小限に抑えるために、別々のスタックにきちんと積み上げる必要があります。材料はローダーを使用して一緒に積み重ね、バケットの高さいっぱいまで上げてからダンプすることで材料が混合されます。ローダーが移動して材料を破壊する必要がある場合は、大きな杭を構築しようとしないでください。
在庫を階層化して構築すると、分離を最小限に抑えることができます。このタイプの倉庫はブルドーザーで建設できます。資材がヤードに搬入される場合、ブルドーザーは資材を傾斜層に押し込む必要があります。ベルトコンベアを使用してスタックを構築する場合、ブルドーザーは材料を水平層に押し込む必要があります。いずれの場合も、材料をパイルの端から押し出さないように注意する必要があります。これによりオーバーフローが発生する可能性があり、分離の主な原因の 1 つとなります。
ブルドーザーによる積み上げには多くの欠点があります。2 つの重大なリスクは、製品の劣化と汚染です。重機が製品を継続的に作業すると、材料は圧縮され、粉砕されます。この方法を使用する場合、メーカーは分離の問題を軽減するために製品が過度に劣化しないように注意する必要があります。余分な労力と設備が必要となるため、この方法は法外に高価になることが多く、生産者は加工中に分離に頼らざるを得ません。
放射状スタッキングコンベアは、分離の影響を最小限に抑えるのに役立ちます。在庫が溜まってくるとコンベアが左右に放射状に移動します。コンベアが放射状に移動すると、通常は粗い材料でできたスタックの端が細かい材料で覆われます。前部と後部のフィンガーはまだ粗いですが、山はコーンの山よりも混合されます。
材料の高さおよび自由落下と、発生する偏析の程度との間には直接的な関係があります。高さが増加し、落下する物質の軌道が拡大するにつれて、細かい物質と粗い物質の分離が増加します。したがって、高さを可変できるコンベアは分離を減らすもう 1 つの方法です。初期段階では、コンベアは最も低い位置にある必要があります。ヘッドプーリーまでの距離は常にできるだけ短くする必要があります。
ベルトコンベアからスタック上への自由落下も分離の原因です。石の階段は、自由落下物質を排除することで分離を最小限に抑えます。石の階段は、材料が階段を下りて杭の上に流れる構造です。効果的ではありますが、適用範囲は限られています。
伸縮シュートを使用することで、風による剥離を最小限に抑えることができます。コンベアの排出シーブ上の伸縮シュートは、シーブからスタックまで伸びており、風から保護し、その影響を制限します。適切に設計されていれば、材料の自由落下を制限することもできます。
前述したように、コンベア ベルトには排出ポイントに到達する前にすでに断熱材が施されています。さらに、材料がコンベア ベルトから離れると、さらなる分離が発生します。この材料を再混合するために排出ポイントに外輪を取り付けることができます。回転ホイールには翼またはパドルがあり、材料の経路を横断して混合します。これにより分離は最小限に抑えられますが、材料の劣化は許容できない場合があります。
分離には多額の費用がかかる場合があります。仕様を満たしていない在庫があると、罰則が科せられたり、在庫全体が拒否される場合があります。不適合な材料が現場に納品された場合、罰金は 1 トンあたり 0.75 ドルを超える場合があります。品質の悪い杭を修復するための人件費と設備費は、法外な金額になることがよくあります。ブルドーザーとオペレーターを備えた倉庫を建設する時間当たりのコストは、自動伸縮式コンベアのコストよりも高く、適切な仕分けを維持するには資材が分解したり汚染されたりする可能性があります。これにより、製品の価値が低下します。さらに、ブルドーザーなどの設備が非生産業務に使用される場合、生産業務に資産計上されていたときの機器の使用に関連する機会費用が発生します。
分離が問題となる可能性があるアプリケーションでインベントリを作成する場合、分離の影響を最小限に抑えるために別のアプローチを採用することもできます。これには、各層が一連のスタックで構成される、層への積み重ねが含まれます。
スタック セクションでは、各スタックがミニチュア スタックとして表示されます。前述と同じ影響により、分割は依然として各ヒープで発生します。ただし、隔離パターンは杭の断面全体にわたって繰り返されることが多くなります。このようなスタックは、離散勾配パターンがより短い間隔でより頻繁に繰り返されるため、より高い「分割解像度」を有すると言われています。
フロントローダーでスタックを処理する場合、1 スクープに複数のスタックが含まれるため、材料を混合する必要がありません。スタックが復元されると、個々のレイヤーがはっきりと表示されます (図 2 を参照)。
スタックは、さまざまな保存方法を使用して作成できます。1 つの方法はブリッジと排出コンベア システムを使用することですが、このオプションは定置用途にのみ適しています。固定コンベヤシステムの重大な欠点は、通常、高さが固定されているため、前述したように風による剥離が発生する可能性があることです。
もう一つの方法は、伸縮式コンベアを使用することです。伸縮式コンベアは、スタックを形成する最も効率的な方法を提供し、必要に応じて移動でき、多くは実際に路上で搬送できるように設計されているため、多くの場合、固定システムよりも好まれます。
伸縮コンベヤは、同じ長さの外側コンベヤの内側にコンベヤ（ガードコンベヤ）を設置して構成されています。チップコンベアは外側コンベアの長さに沿って直線的に移動し、アンロードプーリーの位置を変更できます。排出ホイールの高さとコンベアの半径方向の位置は可変です。
偏析を克服する積層杭を作成するには、アンローディング ホイールの 3 軸変更が不可欠です。ロープ ウインチ システムは通常、供給コンベアを伸縮させるために使用されます。コンベアの半径方向の動きは、チェーンとスプロケット システム、または油圧駆動の遊星駆動装置によって実行できます。コンベアの高さは通常、伸縮式の下部構造シリンダーを伸ばすことによって変更されます。多層杭を自動的に作成するには、これらの動きをすべて制御する必要があります。
伸縮式コンベアには、多層スタックを作成するための機構が備わっています。各層の深さを最小限に抑えると、分離を最小限に抑えることができます。そのため、在庫が積み重なるにつれてコンベヤーを動かし続ける必要があります。絶えず移動する必要があるため、伸縮式コンベアを自動化する必要があります。いくつかの異なる自動化方法があり、その中には安価ではあるものの重大な制限があるものもあれば、完全にプログラム可能で在庫作成の柔軟性がより高いものもあります。
コンベアが材料を蓄積し始めると、材料を搬送しながら半径方向に移動します。コンベアは、コンベアのシャフトに取り付けられたリミット スイッチが半径方向の経路に沿って作動するまで移動します。トリガーは、オペレーターがコンベア ベルトを動かしたい円弧の長さに応じて配置されます。この時点で、コンベアは所定の距離まで伸び、反対方向に移動を開始します。このプロセスは、ストリンガーコンベアが最大限に伸ばされ、最初の層が完了するまで続きます。
2 番目のレベルが構築されると、先端は最大伸長から後退を開始し、放射状に移動し、円弧状の限界で後退します。サポートホイールに取り付けられた傾斜スイッチが杭によってアクティブになるまで、層を構築します。
コンベアは設定された距離を上昇し、2 番目のリフトを開始します。各リフターは、材料の速度に応じて複数の層で構成されます。2 番目のリフトは最初のリフトと同様であり、杭全体が構築されるまで同様に続きます。結果として得られるヒープの大部分は分離されていませんが、各ヒープの端にはオーバーフローがあります。これは、コンベア ベルトではリミット スイッチやリミット スイッチを作動させるために使用される物の位置を自動的に調整できないためです。オーバーランがコンベアシャフトに埋まらないようにリトラクトリミットスイッチを調整する必要があります。