Korea Ever-Power · คู่มือวิศวกรรมการใช้งาน
เฟืองตัวหนอนและเฟืองล้อหนอนสำหรับสายพานลำเลียงเตาอบเบเกอรี่และการลำเลียงแป้ง
ชุดเฟืองตัวหนอนที่ขับเคลื่อนสายพานลำเลียงเตาอบแบบอุโมงค์อยู่ห่างจากห้องอบที่อุณหภูมิ 230 องศาเซลเซียส 400 มิลลิเมตร ความร้อนจากรังสีทำให้พื้นผิวของตัวเรือนเฟืองสูงขึ้นถึง 85-110 องศาเซลเซียส ซึ่งสูงกว่าขีดจำกัด 80 องศาเซลเซียสของจาระบีแร่มาตรฐานมาก ภายใน 6 สัปดาห์ จาระบีมาตรฐานจะไหม้เกรียมบนเกลียวเฟืองตัวหนอน แรงเสียดทานเพิ่มขึ้น ระยะห่างระหว่างฟันเฟืองเพิ่มขึ้น และสายพานลำเลียงจะหยุดทำงานกลางคันขณะอบขนมปัง 200 ก้อน การเลือกใช้สารหล่อลื่นเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เฟืองคู่หนึ่งใช้งานได้ 5 ปี ในขณะที่อีกคู่หนึ่งใช้งานได้เพียง 6 สัปดาห์ก็อาจเสียหายได้
สายพานลำเลียงในเตาอบเบเกอรี่ ระบบขับเคลื่อนเครื่องอบขนม และอุปกรณ์จัดการแป้ง ทำให้ชุดเฟืองตัวหนอนอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนจากภายนอก — อุณหภูมิแวดล้อม 60 ถึง 120 องศาเซลเซียส จากความร้อนแผ่รังสีของเตาอบ — แทนที่จะเกิดความร้อนภายในจากประสิทธิภาพการทำงานของเฟืองที่ลดลง ความท้าทายจากความร้อนภายนอกนี้ต้องการสารหล่อลื่นที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับอุณหภูมิของตัวเรือนจริง ไม่ใช่อุณหภูมิอ้างอิงในแคตตาล็อก ตารางการเลือกสารหล่อลื่นอุณหภูมิสูงจะจับคู่อุณหภูมิของตัวเรือนกับตระกูลจาระบีที่ถูกต้อง: ลิเธียมมาตรฐานสำหรับอุณหภูมิไม่เกิน 80 องศาเซลเซียส (การจัดการแป้งที่อยู่ห่างจากเตาอบ) PAG สังเคราะห์สำหรับ 80 ถึง 120 องศาเซลเซียส (ระบบขับเคลื่อนที่อยู่ใกล้เตาอบ) จาระบีซิลิโคนสำหรับ 120 ถึง 150 องศาเซลเซียส (ระบบขับเคลื่อนที่ติดตั้งในเตาอบ) และ PFPE สำหรับอุณหภูมิสูงกว่า 150 องศาเซลเซียส (กลไกภายในเตาอบ) การขยายตัวทางความร้อนที่อุณหภูมิสูงจะทำให้ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของเฟืองตัวหนอนเปลี่ยนไป 0.03 ถึง 0.08 มม. ต่อการเพิ่มขึ้น 50 องศาเซลเซียส — มากพอที่จะเปลี่ยนแปลงระยะห่างและรูปแบบการสัมผัส สภาพแวดล้อมในโรงอบขนมมักมีฝุ่นแป้ง (ติดไฟได้ — อาจเป็นอันตรายตามมาตรฐาน ATEX Zone 22) และจำเป็นต้องใช้สารหล่อลื่นที่ปลอดภัยสำหรับอาหาร (NSF H1) สำหรับอุปกรณ์ขับเคลื่อนใดๆ ในพื้นที่การผลิต
เหตุใดอุปกรณ์ทำเบเกอรี่จึงมีความท้าทายด้านความร้อนที่แตกต่างจากงานอื่นๆ
ในระบบเฟืองตัวหนอนส่วนใหญ่ ความร้อนจะไหลออกไปด้านนอก: คู่เฟืองสร้างความร้อนจากการเสียดสี และตัวเรือนจะระบายความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อม คู่เฟืองจึงเป็นแหล่งความร้อน ส่วนสิ่งแวดล้อมโดยรอบเป็นตัวระบายความร้อน แต่ในเตาอบเบเกอรี่ ความสัมพันธ์นี้กลับกัน: เตาอบเป็นแหล่งความร้อน และคู่เฟืองตัวหนอนเป็นตัวรับความร้อนจากภายนอก ทั้งความร้อนจากการแผ่รังสีและการพาความร้อน คู่เฟืองจะดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมแทนที่จะเป็นผู้สร้างความร้อนเอง
ความแตกต่างนี้มีความสำคัญ เพราะแบบจำลองความร้อนมาตรฐาน (บันไดเลื่อน บทความ A08: T_housing = T_ambient + P_heat / (h × A)) ถือว่าอุณหภูมิแวดล้อมคงที่และต่ำกว่าอุณหภูมิของตัวเรือน ในโรงอบขนม อุณหภูมิแวดล้อมรอบตัวเรือนเกียร์อาจอยู่ที่ 60 ถึง 120 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิของตัวเรือนจะเท่ากับหรือสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อม เนื่องจากตัวเรือนไม่สามารถระบายความร้อนออกสู่อากาศที่ร้อนอยู่แล้วได้
ผลที่ตามมาในทางปฏิบัติ: ชุดเฟืองตัวหนอนที่ระบุพิกัดแรงบิด 2,000 นิวตันเมตร ที่อุณหภูมิแวดล้อม 20 องศาเซลเซียส อาจให้แรงบิดเพียง 1,400 ถึง 1,600 นิวตันเมตร ที่อุณหภูมิแวดล้อม 100 องศาเซลเซียส เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะลดความหนืดของสารหล่อลื่น เพิ่มค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ลดความแข็งแรงของทองแดง และเร่งการเสื่อมสภาพทางความร้อนของจาระบี โดยทั่วไปแล้ว ปัจจัยการลดพิกัดแรงบิดของชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับอุณหภูมิแวดล้อมที่สูงขึ้นจะอยู่ที่ 15 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ต่อทุกๆ 50 องศาเซลเซียสที่สูงกว่าค่าอ้างอิงในแคตตาล็อก (โดยปกติคือ 20 องศาเซลเซียส) การลดพิกัดแรงบิดนี้มักถูกมองข้ามในการกำหนดคุณสมบัติของอุปกรณ์เบเกอรี่ — ชุดเฟืองตัวหนอนจะถูกเลือกใช้ที่พิกัดแรงบิดเต็มจำนวนตามแคตตาล็อก แล้วนำไปวางไว้ข้างเตาอบที่อุณหภูมิ 230 องศาเซลเซียส ซึ่งจะทำงานที่ 70 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ของพิกัดแรงบิดตั้งแต่วันแรก
ตารางการเลือกสารหล่อลื่นสำหรับอุณหภูมิสูง — ตั้งแต่อุณหภูมิของตัวเรือนไปจนถึงเกรดของจาระบี
การเลือกใช้สารหล่อลื่นสำหรับชุดเฟืองตัวหนอนในเตาอบเบเกอรี่ขึ้นอยู่กับการวัดค่าเพียงอย่างเดียว นั่นคือ อุณหภูมิพื้นผิวของตัวเรือนในสภาวะคงที่ระหว่างการทำงานของเตาอบ อุณหภูมินี้จะเป็นตัวกำหนดว่าจาระบีชนิดใดจะทนต่อความร้อนได้ ตารางด้านล่างแสดงความสัมพันธ์ระหว่างช่วงอุณหภูมิของตัวเรือนกับสารหล่อลื่นที่เหมาะสม โดยมีการระบุชนิดที่ผ่านมาตรฐานความปลอดภัยด้านอาหาร (NSF H1) ไว้สำหรับแต่ละชนิดด้วย
ต้นทุนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว: PFPE ราคา 250 ถึง 600 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม สูงกว่าจาระบีลิเธียมมาตรฐานถึง 20 ถึง 40 เท่า อย่างไรก็ตาม ปริมาณจาระบีที่ใช้ต่อการเติมชุดเฟืองตัวหนอนแต่ละครั้งมีน้อย (50 ถึง 200 กรัม) ดังนั้นต้นทุนต่อการเติมแต่ละครั้งจึงอยู่ที่ 12 ถึง 120 ดอลลาร์สหรัฐสำหรับ PFPE เทียบกับ 0.50 ถึง 3 ดอลลาร์สหรัฐสำหรับจาระบีมาตรฐาน ซึ่งถือว่ามีนัยสำคัญ แต่ไม่ถึงกับสูงเกินไปสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้ปกป้องขนมอบที่มีราคาสูงถึงหลายพันดอลลาร์ต่อการอบแต่ละครั้ง
ข้อควรระวังในการใช้จาระบีซิลิโคน จาระบีซิลิโคนทนต่ออุณหภูมิได้ดี แต่มีประสิทธิภาพในการรับแรงดันสูง (EP) ต่ำกว่าจาระบีลิเธียมหรือจาระบี PAG อย่างมาก ภายใต้ภาระหนักทั่วไปของสายพานลำเลียงในเตาอบอุโมงค์ขนาดใหญ่ (แรงบิดเอาต์พุต 200 ถึง 500 N·m) จาระบีซิลิโคนอาจไม่สามารถรักษาฟิล์มหล่อลื่นที่จำเป็นเพื่อป้องกันการเสียดสีระหว่างทองแดงกับเหล็กได้ สำหรับชุดเฟืองตัวหนอนที่มีแรงบิดเอาต์พุตมากกว่า 100 N·m ในช่วงอุณหภูมิ 120 ถึง 150 องศาเซลเซียส จาระบี PAG สังเคราะห์ที่มีความหนืดของน้ำมันพื้นฐานสูงกว่า (ISO VG 680 หรือ 1000) มักมีประสิทธิภาพดีกว่าซิลิโคน แม้ว่าจะมีค่าอุณหภูมิที่ต่ำกว่าเล็กน้อยก็ตาม เนื่องจากฟิล์มป้องกัน EP ที่เหนือกว่าจะชดเชยขีดจำกัดด้านความร้อนที่ลดลงเล็กน้อยได้ ทดสอบจาระบีเฉพาะชนิดภายใต้ภาระและอุณหภูมิที่เหมาะสมกับชุดเฟืองตัวหนอนก่อนที่จะกำหนดข้อกำหนดในการผลิต
การขยายตัวเนื่องจากความร้อน — ความร้อนจากเตาอบทำให้ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางและระยะคลายตัวเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร
เมื่อชุดเฟืองตัวหนอนร้อนขึ้นจาก 20 องศาเซลเซียส (อุณหภูมิขณะประกอบ) ถึง 100 องศาเซลเซียส (อุณหภูมิขณะใช้งานใกล้เตาอบ) ตัวเรือนและเพลาของเฟืองตัวหนอนจะขยายตัว เหล็กและเหล็กหล่อมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนประมาณ 11 ถึง 12 ไมโครเมตรต่อเมตรต่อองศาเซลเซียส สำหรับชุดเฟืองที่มีระยะห่างระหว่างศูนย์กลาง 100 มิลลิเมตร และอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 80 องศาเซลเซียส ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางจะเพิ่มขึ้นประมาณ 0.09 ถึง 0.10 มิลลิเมตร โลหะบรอนซ์ขยายตัวเร็วกว่า (18 ไมโครเมตร/เมตร/องศาเซลเซียส) ดังนั้นล้อบรอนซ์จึงขยายตัวมากกว่าเฟืองตัวหนอนเหล็ก ซึ่งทำให้ช่องว่างระหว่างเฟืองเปิดกว้างขึ้น
ผลรวมของผลกระทบ: ระยะคลายตัวของเฟืองจะเพิ่มขึ้นประมาณ 0.03 ถึง 0.08 มิลลิเมตรต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 50 องศาเซลเซียส สำหรับเฟืองตัวหนอนขนาดทั่วไปที่ใช้ในโรงงานเบเกอรี่ (ระยะห่างระหว่างศูนย์กลาง 80 ถึง 125 มิลลิเมตร) ระยะคลายตัวเนื่องจากความร้อนนี้สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้ กล่าวคือจะหายไปเมื่อเฟืองเย็นลงจนถึงอุณหภูมิการประกอบ แต่ในระหว่างการใช้งาน ระยะคลายตัวที่เพิ่มขึ้นจะเปลี่ยนรูปแบบการสัมผัสของเฟืองตัวหนอน (ทำให้แถบสัมผัสเลื่อนไปทางปลายฟัน) และเพิ่มเสียงดังขณะทำงาน สำหรับอุปกรณ์เบเกอรี่ที่เฟืองร้อนและเย็นลงทุกวัน (เตาอบเปิดในระหว่างกะอบ ปิดในเวลากลางคืน) วงจรระยะคลายตัวรายวันจะสร้างความเครียดให้กับบริเวณสัมผัสของฟันแตกต่างจากเฟืองที่ทำงานที่อุณหภูมิคงที่
การออกแบบเพื่อลดผลกระทบ ระบุระยะคลายตัวเริ่มต้นที่ปลายด้านแคบของช่วงความคลาดเคลื่อน (แทนที่จะเป็นจุดกึ่งกลางที่กำหนด) เพื่อให้การขยายตัวทางความร้อนทำให้เฟืองคลายตัวจนถึงระยะคลายตัวในการทำงานที่กำหนดที่อุณหภูมิเตาอบ สำหรับเฟืองคู่ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส ให้ตั้งระยะคลายตัวในการประกอบให้แคบกว่าข้อกำหนดมาตรฐานในแคตตาล็อก 0.05 ถึง 0.08 มม. เฟืองคู่จะรู้สึกฝืดเล็กน้อยเมื่อประกอบที่อุณหภูมิห้อง แต่จะทำงานได้ตามระยะคลายตัวที่ต้องการเมื่อได้รับความร้อนถึงอุณหภูมิการทำงาน วิธีการนี้ต้องการให้ผู้ผลิตเฟืองคู่ทราบอุณหภูมิการทำงาน ซึ่งหมายความว่าผู้ออกแบบอุปกรณ์เบเกอรี่ต้องสื่อสารสภาพแวดล้อมทางความร้อน ไม่ใช่แค่แรงบิดและอัตราส่วนเท่านั้น
โรงงานเบเกอรี่อุตสาหกรรมแห่งหนึ่งในเกาหลีได้ติดตั้งเตาอบอุโมงค์ใหม่ขนาด 25 เมตร สำหรับการผลิตขนมปังแซนด์วิช เตาอบทำงานที่อุณหภูมิ 210 องศาเซลเซียส ระบบขับเคลื่อนสายพานลำเลียงของเตาอบอยู่ที่ปลายทางออก ห่างจากผนังเตาอบ 400 มิลลิเมตร โดยไม่มีฉนวนกันความร้อน ข้อมูลจำเพาะของชุดเฟืองตัวหนอน: แบบสตาร์ทเดี่ยว โมดูล 4 ระยะห่างศูนย์กลาง 100 มิลลิเมตร อัตราส่วน 30:1 — บรรจุด้วยจาระบีลิเธียมแร่มาตรฐาน (NLGI 2 อัตราการทำงานต่อเนื่องสูงสุด 80 องศาเซลเซียส) อุณหภูมิพื้นผิวตัวเรือนที่วัดได้ในวันที่สามของการผลิต: 95 องศาเซลเซียส จาระบีมาตรฐานเริ่มเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันภายใน 2 สัปดาห์ — เกิดคราบสีน้ำตาลบนเกลียวเฟืองตัวหนอนที่มองเห็นได้ผ่านกระจกมองระดับน้ำมัน ภายในสัปดาห์ที่ 6 จาระบีกลายเป็นคาร์บอน ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่า กระแสไฟฟ้าของมอเตอร์เพิ่มขึ้น 40 เปอร์เซ็นต์ และสายพานลำเลียงหยุดทำงานโดยมีขนมปัง 200 ก้อนอยู่ในเตาอบ การซ่อมแซมฉุกเฉิน: ล้างตัวเรือนด้วยตัวทำละลาย เติมจาระบีสังเคราะห์ PAG H1 (ทนอุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียส) ค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนจาระบี: 180 ดอลลาร์สหรัฐ (รวมตัวทำละลาย จาระบี PAG และค่าแรงช่าง 3 ชั่วโมง) ค่าใช้จ่ายจากขนมปังไหม้ 200 ชิ้น บวกกับเวลาที่เสียไปในการผลิต 4 ชั่วโมง: ประมาณ 3,200 ดอลลาร์สหรัฐ ค่าใช้จ่ายทั้งหมดจากความเสียหาย — 3,380 ดอลลาร์สหรัฐ — เกิดจากความผิดพลาดในการเลือกใช้จาระบี ซึ่งหากป้องกันได้ตั้งแต่ขั้นตอนการกำหนดคุณสมบัติ จะมีค่าใช้จ่ายเพียง 35 ดอลลาร์สหรัฐ (ส่วนต่างราคาของจาระบีแร่มาตรฐานและจาระบี PAG H1 สำหรับการเติมเฟืองตัวหนอนคู่เดียว) ต่อมาทางโรงอบได้ติดตั้งแผ่นกันความร้อนสแตนเลสระหว่างผนังเตาอบและตัวเรือนเฟือง ทำให้ลดอุณหภูมิของตัวเรือนลงเหลือ 72 องศาเซลเซียส ซึ่งอยู่ในช่วงอุณหภูมิมาตรฐานของจาระบี แผ่นกันความร้อนมีราคา 85 ดอลลาร์สหรัฐ ค่าใช้จ่ายในการป้องกันรวม: 120 ดอลลาร์สหรัฐ เทียบกับค่าซ่อมแซม 3,380 ดอลลาร์สหรัฐ
การจำแนกโซนอาหารสำหรับชุดเฟืองตัวหนอนและการพิจารณาเรื่องฝุ่นแป้ง
สภาพแวดล้อมการผลิตเบเกอรี่นั้นผสมผสานข้อกำหนดทางกฎหมายสองด้าน ได้แก่ ความปลอดภัยของอาหาร (สารหล่อลื่น NSF H1 สำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อนในพื้นที่การผลิต) และฝุ่นที่ติดไฟได้ (ฝุ่นแป้งสามารถก่อให้เกิดบรรยากาศที่ระเบิดได้หากมีความเข้มข้นสูงกว่าระดับขั้นต่ำที่ระเบิดได้ประมาณ 60 กรัม/ลูกบาศก์เมตร)
ไม่ใช่ว่าชุดเฟืองตัวหนอนในเครื่องอบขนมทุกชุดจะต้องมีคุณสมบัติที่ได้มาตรฐานสำหรับอาหาร ชุดเฟืองตัวหนอนที่อยู่ต้นทางของการอบ (เครื่องผสมแป้ง เครื่องแบ่งแป้ง เครื่องขึ้นรูป เครื่องพักแป้ง) อยู่ในบริเวณที่สัมผัสกับอาหาร และต้องมีคุณสมบัติตามมาตรฐาน NSF H1 ส่วนชุดขับเคลื่อนสายพานลำเลียงในเตาอบและสายพานลำเลียงระบายความร้อนนั้น โดยทั่วไปจะอยู่ปลายทางของโซนการอบ – ผลิตภัณฑ์จะถูกอบและไม่ได้สัมผัสกับกลไกขับเคลื่อน ชุดขับเคลื่อนเหล่านี้อาจใช้สารหล่อลื่นอุตสาหกรรมมาตรฐานได้ หากการประเมิน HACCP ยืนยันว่าไม่มีเส้นทางการปนเปื้อน
ไดรฟ์: เครื่องผสมแป้ง, เครื่องแบ่งแป้ง, เครื่องขึ้นรูปแป้ง, สายพานลำเลียงสำหรับพักแป้ง
น้ำมันหล่อลื่น: ต้องมีใบรับรอง NSF H1 (มีความเสี่ยงจากการสัมผัสแป้งโดว์)
อุณหภูมิ: อุณหภูมิแวดล้อม 20-35°C (จาระบีทั่วไปก็เพียงพอแล้ว)
ฝุ่น: มีฝุ่นแป้งอยู่ — ตัวเรือนปิดสนิท โซน ATEX 22 หากความเข้มข้นเกินระดับ LEL พื้นผิวตัวเรือนไม่ก่อให้เกิดประกายไฟ
ไดรฟ์: สายพานลำเลียงเตาอบอุโมงค์, ระบบขับเคลื่อนสายพานตาข่าย, ตัวจัดตำแหน่งแผ่นหิน
น้ำมันหล่อลื่น: วัสดุ PAG, ซิลิโคน หรือ PFPE — เลือกใช้ตามอุณหภูมิของตัวภาชนะ มาตรฐาน NSF H1 เป็นที่นิยม แต่ไม่จำเป็นเสมอไป (สำหรับช่วงหลังการอบ)
อุณหภูมิ: อุณหภูมิภายในตัวเครื่อง 60-150°C ขึ้นอยู่กับระยะห่างและการป้องกัน
ฝุ่น: ฝุ่นแป้งน้อยมาก (ถูกเผาไหม้ในบริเวณเตาอบ) โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องมีมาตรฐาน ATEX
กรณีศึกษาข้อกำหนดของชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับเตาอบเบเกอรี่ 3 แบบ
กรณีที่ 1 — โรงอบขนมปังอุตสาหกรรมของเกาหลี: เตาอบอุโมงค์ยาว 25 เมตร สำหรับอบขนมปัง พร้อมระบบขับเคลื่อนหุ้มฉนวนกันความร้อน
โรงงานเบเกอรี่อุตสาหกรรมแห่งหนึ่งในเกาหลี (ผลิตขนมปัง 30,000 ชิ้นต่อวัน) ต้องการชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับขับเคลื่อนสายพานลำเลียงของเตาอบอุโมงค์แบบใช้แก๊สขนาด 25 เมตร ที่อุณหภูมิภายในเตาอบ 210 องศาเซลเซียส ชุดขับเคลื่อนติดตั้งอยู่ที่ทางออกของเตาอบ เดิมอยู่ห่างจากผนังเตาอบ 400 มิลลิเมตร โดยอุณหภูมิภายในเตาอบวัดได้ 95 องศาเซลเซียส (ดูหมายเหตุจากฝ่ายวิศวกรรม) หลังจากติดตั้งแผ่นกันความร้อนสแตนเลส (85 ดอลลาร์สหรัฐ) อุณหภูมิภายในเตาอบลดลงเหลือ 72 องศาเซลเซียส ข้อกำหนดสุดท้ายของชุดเฟืองตัวหนอน: สตาร์ทเดี่ยว โมดูล 4 ระยะห่างศูนย์กลาง 100 มิลลิเมตร อัตราส่วน 30:1 มอเตอร์: 2.2 กิโลวัตต์ 1,450 รอบต่อนาที แรงบิดเอาต์พุต: 180 นิวตันเมตร (แรงดึงของสายพาน + แรงเสียดทานจากน้ำหนักขนมปัง) จาระบี: PAG สังเคราะห์ NSF H1 (ทนอุณหภูมิได้ถึง 120 องศาเซลเซียส – ให้ระยะเผื่อ 48 องศาเซลเซียสเหนืออุณหภูมิการทำงาน 72 องศาเซลเซียส) ระยะเวลาการเติมจาระบีใหม่: 12 เดือน (ปรับตามทฤษฎี Arrhenius สำหรับ 72 องศาเซลเซียสจากค่าอ้างอิง 40 องศาเซลเซียส) วัสดุ: เฟืองตัวหนอน AISI 304, ล้อบรอนซ์ฟอสฟอรัส ซีล: FKM (Viton) — ทนความร้อนสูง ราคาต่อคู่: 195 ดอลลาร์สหรัฐ ต้นทุนรวมของระบบขับเคลื่อนเตาอบ (คู่ + แผ่นกันความร้อน + จาระบี PAG): 315 ดอลลาร์สหรัฐ มูลค่าการผลิตขนมปังต่อปีจากเตาอบนี้: ประมาณ 1.8 ล้านดอลลาร์สหรัฐ (ราคาส่ง)
กรณีที่ 2 — โรงงานผลิตบะหมี่กึ่งสำเร็จรูปญี่ปุ่น: เตาอบแบบทอดเร็ว อุณหภูมิภายใน 160 องศาเซลเซียส จาระบีซิลิโคน
ผู้ผลิตบะหมี่กึ่งสำเร็จรูปจากญี่ปุ่นระบุชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับขับเคลื่อนสายพานลำเลียงภายในเตาอบทอดเร็วที่ใช้ทอดบะหมี่ก้อนในน้ำมันอุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส ระบบขับเคลื่อนติดตั้งอยู่ภายในเตาอบ โดยติดตั้งบนโครงเตาอบภายในห้องความร้อน ไม่สามารถติดตั้งฉนวนกันความร้อนได้ อุณหภูมิของตัวเรือนวัดได้ 135 องศาเซลเซียสในระหว่างการทำงานที่สภาวะคงที่ จาระบี PAG มาตรฐาน (ทนอุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียส) จะเสื่อมสภาพภายในไม่กี่เดือนที่อุณหภูมิ 135 องศาเซลเซียส ข้อกำหนด: สตาร์ทเดี่ยว โมดูล 3 ระยะห่างศูนย์กลาง 80 มม. อัตราส่วน 25:1 จาระบี: จาระบีซิลิโคนทนความร้อนสูง ทนอุณหภูมิ 180 องศาเซลเซียส ได้รับการรับรอง NSF H1 จาระบีซิลิโคนมีประสิทธิภาพ EP ต่ำกว่า PAG ซึ่งได้รับการตรวจสอบแล้วว่ายอมรับได้ที่แรงบิดเอาต์พุต 85 N·m (อยู่ในช่วงความจุฟิล์ม EP ที่ลดลง) วัสดุ: เฟืองตัวหนอน AISI 316L (น้ำมันทอดกระเด็นมีฤทธิ์เป็นกรดเมื่อเวลาผ่านไป) ล้ออลูมิเนียมบรอนซ์ ระยะเวลาการอัดจาระบีใหม่: 3 เดือน (ซิลิโคนเสื่อมสภาพเร็วกว่า PAG เนื่องจากน้ำมันพื้นฐานระเหยง่ายที่อุณหภูมิสูงต่อเนื่อง) ราคาต่อคู่: 165 ดอลลาร์สหรัฐ ราคาจาระบีซิลิโคน H1 ต่อการเติมหนึ่งครั้ง: 18 ดอลลาร์สหรัฐ ค่าบำรุงรักษาจาระบีประจำปี (4 ครั้ง): 72 ดอลลาร์สหรัฐ ดูรายละเอียดเพิ่มเติม เกียร์ทดรอบหนอนทนอุณหภูมิสูง ตัวเลือกที่ออกแบบมาสำหรับใช้งานกับอุปกรณ์เบเกอรี่ที่อยู่ติดกับเตาอบและภายในเตาอบ
กรณีที่ 3 — โรงงานผลิตขนมปังบาแกตต์เวียดนาม: เครื่องป้อนขนมปังเข้าเตาอบแบบหลายชั้น ปรับต้นทุนให้เหมาะสม ใช้ความร้อนปานกลาง
โรงงานผลิตขนมปังบาแกตต์แห่งหนึ่งในเวียดนามได้ระบุชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับกลไกป้อนถาดแป้งเข้าเตาอบ 3 ชั้น ที่อุณหภูมิ 240 องศาเซลเซียส ชุดขับเคลื่อนป้อนแป้งติดตั้งอยู่ห่างจากด้านหน้าเตาอบ 1.2 เมตร ด้านหลังกำแพงอิฐกันความร้อน อุณหภูมิภายในเตาอบ 58 องศาเซลเซียส ซึ่งต่ำกว่าขีดจำกัดจาระบีมาตรฐานที่ 80 องศาเซลเซียส ทำให้สามารถใช้จาระบีลิเธียมคอมเพล็กซ์ NSF H1 มาตรฐานได้ โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับจาระบีสังเคราะห์ PAG หรือซิลิโคน ชุดเฟืองตัวหนอน: แบบสตาร์ทเดี่ยว โมดูล 2.5 ระยะห่างศูนย์กลาง 63 มม. อัตราส่วน 20:1 แรงบิดเอาต์พุต: 55 นิวตันเมตร (น้ำหนักถาดบวกแรงเสียดทานการเลื่อนบนพื้นหิน) มอเตอร์: 0.75 กิโลวัตต์ วัสดุ: เฟืองตัวหนอนเหล็กกล้าคาร์บอนชุบสังกะสี ล้อทองแดงฟอสฟอรัส ระยะเวลาการอัดจาระบีใหม่: 12 เดือน (ตามตารางมาตรฐานที่ 58 องศาเซลเซียส) ราคาต่อคู่: 72 ดอลลาร์สหรัฐ กรณีนี้แสดงให้เห็นว่าเฟืองตัวหนอนในเครื่องอบขนมไม่จำเป็นต้องใช้สารหล่อลื่นทนความร้อนทุกคู่ การตัดสินใจขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของตัวเรือนจริง ซึ่งกำหนดโดยระยะห่างจากเตาอบและฉนวนกันความร้อน การวัดอุณหภูมิด้วยเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดเป็นเวลา 30 วินาทีระหว่างการทำงานของเตาอบจะให้ข้อมูลที่ใช้ในการพิจารณาว่าควรใช้จาระบีมาตรฐานหรือจาระบีสังเคราะห์
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: ฉันจะวัดอุณหภูมิของตัวเรือนเพื่อเลือกสารหล่อลื่นได้อย่างไร?
ใช้เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดวัดอุณหภูมิที่พื้นผิวของตัวเรือนเฟืองตัวหนอนในระหว่างการทำงานของเตาอบในสภาวะคงที่ (อย่างน้อย 2 ชั่วโมงหลังจากเริ่มเดินเครื่องเตาอบเพื่อให้อุณหภูมิสมดุลอย่างเต็มที่) วัดที่จุดที่ใกล้ที่สุดกับเตาอบ บันทึกอุณหภูมิในวันที่ร้อนที่สุดของการผลิต (อุณหภูมิแวดล้อมในฤดูร้อนจะเพิ่มความร้อนจากรังสีของเตาอบ) การวัดในกรณีที่ร้อนที่สุดนี้จะใช้ในการกำหนดชนิดของสารหล่อลื่น หากยังไม่ได้ติดตั้งตัวเรือน (การออกแบบอุปกรณ์ใหม่) ให้ประมาณการโดยใช้การจำลองความร้อน หรือติดตั้งเทอร์โมคัปเปิลชั่วคราวในระหว่างการทดสอบระบบก่อนที่จะระบุชนิดของจาระบีที่ใช้ในการผลิต ห้ามสันนิษฐานว่าอุณหภูมิของตัวเรือนเฟืองตัวหนอนมาจากอุณหภูมิของเตาอบโดยตรง เพราะความสัมพันธ์ขึ้นอยู่กับระยะห่าง การป้องกัน ฉนวน และการไหลของอากาศ ซึ่งแตกต่างกันไปตามการติดตั้ง
ถาม: แผ่นกันความร้อนสามารถแก้ปัญหาเรื่องอุณหภูมิแทนการใช้จาระบีราคาแพงได้หรือไม่?
ในหลายกรณี คำตอบคือใช่ และเป็นวิธีแก้ปัญหาที่คุ้มค่าที่สุด แผ่นสะท้อนความร้อนสแตนเลสขัดเงาที่ติดตั้งระหว่างผนังเตาอบและตัวเรือนเฟืองตัวหนอนจะสะท้อนความร้อนได้ 70 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ แผ่นสแตนเลส 304 ขัดเงาหนา 1 มม. ตัดตามขนาดและยึดติดกับโครงเตาอบมีราคา 50 ถึง 150 ดอลลาร์สหรัฐ และโดยทั่วไปจะช่วยลดอุณหภูมิของตัวเรือนลงได้ 20 ถึง 40 องศาเซลเซียส การลดลงนี้มักจะทำให้อุณหภูมิของตัวเรือนจากช่วง PAG (80-120 องศาเซลเซียส) กลับมาอยู่ในช่วงลิเธียมมาตรฐาน (ต่ำกว่า 80 องศาเซลเซียส) ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้จาระบีสังเคราะห์ราคาแพงลงได้อย่างสิ้นเชิง แผ่นกันความร้อนบวกจาระบีมาตรฐานมีราคาถูกกว่าการไม่ใช้แผ่นกันความร้อนบวกจาระบี PAG และจาระบีมาตรฐานยังมีคุณสมบัติฟิล์ม EP ที่ดีกว่า ควรประเมินการป้องกันความร้อนก่อนระบุสารหล่อลื่นอุณหภูมิสูงเสมอ
ถาม: ฝุ่นแป้งที่อยู่ใกล้เฟืองตัวหนอนในเครื่องอบขนม จำเป็นต้องได้รับการรับรองมาตรฐาน ATEX หรือไม่?
ฝุ่นแป้งติดไฟได้ (ความเข้มข้นที่ทำให้เกิดการระเบิดขั้นต่ำประมาณ 60 กรัม/ลูกบาศก์เมตร อุณหภูมิการติดไฟขั้นต่ำประมาณ 380-440 องศาเซลเซียส ขึ้นอยู่กับชนิดของแป้ง) หากชุดเฟืองตัวหนอนทำงานในพื้นที่ที่จัดอยู่ในประเภท ATEX Zone 21 หรือ Zone 22 (อาจเกิดฝุ่นฟุ้งกระจายได้ในระหว่างการทำงานปกติหรือผิดปกติ) ตัวเรือนต้องเป็นไปตามประเภทอุปกรณ์ ATEX ที่เกี่ยวข้อง ในทางปฏิบัติ ตัวเรือนเฟืองตัวหนอนสำหรับเบเกอรี่ส่วนใหญ่จะปิดสนิทและไม่มีแหล่งกำเนิดประกายไฟภายใน โดยทั่วไปแล้วจะตรงตามข้อกำหนด Zone 22 โดยไม่ต้องดัดแปลง เนื่องจากอุณหภูมิพื้นผิวของตัวเรือนที่ปิดสนิท (แม้ที่ 120 องศาเซลเซียส) ก็ต่ำกว่าอุณหภูมิการติดไฟเองของฝุ่นแป้งมาก ข้อควรระวังหลักคือการป้องกันไม่ให้แป้งสะสมบนพื้นผิวด้านนอกของตัวเรือน ซึ่งอาจติดไฟได้จากพื้นผิวที่ร้อน การทำความสะอาดพื้นผิวตัวเรือนอย่างสม่ำเสมอในระหว่างการผลิตจะช่วยให้ชั้นฝุ่นอยู่ต่ำกว่าระดับวิกฤต
ถาม: การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (การเปิด/ปิดเตาอบทุกวัน) ส่งผลกระทบต่อชุดเฟืองตัวหนอนอย่างไร?
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องทุกวัน (จาก 20 องศาเซลเซียสเย็นจัดไปเป็น 90 องศาเซลเซียสขึ้นไปร้อนจัด แล้วกลับมาเย็นจัดอีกครั้ง) ก่อให้เกิดผลกระทบสองประการ ประการแรก การขยายตัวและการหดตัวของตัวเรือนเนื่องจากความร้อนทำให้เกิดการปั๊มขนาดเล็กที่ซีล – อากาศถูกดูดเข้าไปในระหว่างการทำความเย็นและถูกขับออกในระหว่างการทำความร้อน – ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปหลายเดือนจะทำให้ความชื้นในอากาศและฝุ่นแป้งเข้าไปภายในซีลได้ ประการที่สอง การควบแน่นจะก่อตัวขึ้นภายในตัวเรือนในระหว่างช่วงการทำความเย็นเมื่ออุณหภูมิของตัวเรือนผ่านจุดน้ำค้าง การควบแน่นนี้จะทำให้จาระบีแตกตัวเป็นอิมัลชันและกัดกร่อนพื้นผิวเหล็กที่ไม่ได้เคลือบ การป้องกัน: ติดตั้งวาล์วระบายอากาศขนาดเล็กพร้อมตลับสารดูดความชื้นที่ช่วยปรับสมดุลความดันในขณะที่ป้องกันความชื้นและฝุ่น เปลี่ยนตลับสารดูดความชื้นทุก 6 เดือน อุปกรณ์เสริมราคา 15 ดอลลาร์สหรัฐนี้ช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพของจาระบีที่เกิดจากความชื้น ซึ่งจะทำให้จาระบีมีอายุการใช้งานสั้นลง 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ในสภาพแวดล้อมเบเกอรี่ที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างต่อเนื่อง
ถาม: อายุการใช้งานของชุดเฟืองตัวหนอนในเตาอบเบเกอรี่คือเท่าไร?
หากใช้สารหล่อลื่นที่ถูกต้องเหมาะสมกับอุณหภูมิของตัวเครื่อง: อายุการใช้งาน 4 ถึง 8 ปี ในการใช้งานโรงงานเบเกอรี่แบบกะเดียว (2,500 ถึง 3,000 ชั่วโมงต่อปี) ล้อทองแดงเป็นชิ้นส่วนที่สึกหรอมากที่สุด ส่วนเฟืองตัวหนอนเหล็กมีอายุการใช้งานมากกว่า 10 ปี หากใช้สารหล่อลื่นที่ไม่ถูกต้อง (จาระบีมาตรฐานในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง): อายุการใช้งาน 3 ถึง 12 เดือน ก่อนที่จาระบีจะไหม้เกรียมทำให้เกิดการสึกหรออย่างรวดเร็วและอาจทำให้เครื่องหยุดทำงาน การเลือกใช้สารหล่อลื่นเป็นปัจจัยสำคัญที่สุดที่กำหนดอายุการใช้งานในการใช้งานในโรงงานเบเกอรี่ — คู่เครื่องจักรที่ใช้จาระบีที่ถูกต้องจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าคู่เครื่องจักรเดียวกันที่ใช้จาระบีที่ไม่ถูกต้องถึง 5 เท่า ในอุณหภูมิสูง การตรวจสอบประจำปีควรรวมถึงการวัดอุณหภูมิของตัวเครื่อง การตรวจสอบสภาพของจาระบี (สี ความสม่ำเสมอ) และการวัดระยะห่างของฟันเฟือง
สายพานลำเลียงในเตาอบเบเกอรี่และอุปกรณ์จัดการแป้งก่อให้เกิดความท้าทายด้านความร้อนที่ไม่เหมือนใครในบรรดาการใช้งานเฟืองตัวหนอน: ความร้อนจากภายนอกที่เกิดจากความใกล้ชิดกับเตาอบ ไม่ใช่ความร้อนภายในจากแรงเสียดทานของเฟือง ตารางการเลือกสารหล่อลื่นที่อุณหภูมิสูง — ตั้งแต่อุณหภูมิของตัวเรือนไปจนถึงชนิดของจาระบี — เป็นเครื่องมือกำหนดคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดสำหรับคู่เฟืองตัวหนอนในเตาอบเบเกอรี่ เนื่องจากสารหล่อลื่นเป็นตัวกำหนดว่าคู่เฟืองจะใช้งานได้นาน 5 ปีหรือ 5 สัปดาห์ที่อุณหภูมิสูง การขยายตัวทางความร้อนที่อุณหภูมิ 60 ถึง 120 องศาเซลเซียสทำให้ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางและระยะคลายตัวเปลี่ยนแปลงไปอย่างเห็นได้ชัด — ซึ่งต้องชดเชยด้วยการกำหนดระยะคลายตัวเริ่มต้นที่แคบลงที่อุณหภูมิการประกอบ การป้องกันความร้อนระหว่างเตาอบและตัวเรือนเฟืองมักเป็นการแก้ไขที่คุ้มค่าที่สุด ช่วยลดอุณหภูมิของตัวเรือนลง 20 ถึง 40 องศาเซลเซียส และอาจช่วยลดความจำเป็นในการใช้สารหล่อลื่นสังเคราะห์ราคาแพง การจำแนกโซนอาหาร (ก่อนเตาอบเทียบกับโซนเตาอบ) จะกำหนดว่าสารหล่อลื่น NSF H1 เป็นสิ่งจำเป็นหรือเป็นทางเลือก และการประเมินฝุ่นแป้งจะกำหนดว่าจำเป็นต้องปฏิบัติตามมาตรฐาน ATEX สำหรับตัวเรือนหรือไม่
สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์เบเกอรี่และวิศวกรโรงงาน ฝ่ายวิศวกรรมของเราจะทำการเลือกใช้สารหล่อลื่นโดยพิจารณาจากอุณหภูมิของตัวเรือนที่วัดได้หรือคาดการณ์ไว้ แคตตาล็อกมาตรฐาน ชุดเฟืองตัวหนอนเกรดอาหาร จัดส่งพร้อมตัวเลือกจาระบีมาตรฐาน, PAG และซิลิโคน สำหรับระยะห่างศูนย์กลาง 63 ถึง 160 มม. ส่งคำขอ ข้อกำหนดไดรฟ์เบเกอรี่ โดยจะต้องระบุอุณหภูมิของเตาอบ ตำแหน่งการขับเคลื่อน (ระยะห่างจากเตาอบ) และการวัดอุณหภูมิของตัวเครื่อง (ถ้ามี)
กำลังระบุคู่เฟืองตัวหนอนสำหรับเตาอบเบเกอรี่หรืออุปกรณ์จัดการแป้งใช่หรือไม่?
โปรดระบุอุณหภูมิของเตาอบ ตำแหน่งของมอเตอร์ขับเคลื่อนเทียบกับเตาอบ อุณหภูมิของตัวเรือน (หรือเราจะประมาณค่าให้) และระบุว่ามอเตอร์ขับเคลื่อนอยู่ในโซนอาหารหรือโซนหลังการอบ เราจะแนะนำสารหล่อลื่น วัสดุ และวิธีการจัดการความร้อนที่เหมาะสมให้คุณ
บรรณาธิการ: Cxm
