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バイブレータ
(バイブレータ)
バイブレータとは、ホッパー、サイロ、シュート、配管などへ振動を与え、粉体や粒体の付着、ブリッジ、詰まりを防ぎ、原料の流れを補助する機器です。粉粒体設備では、供給量の安定化、残留原料の低減、排出時間の短縮などを目的として使用されます。
バイブレータには、電動式、空気式、電磁式などがあり、発生する振動の周波数や振幅が異なります。原料の性質や設備構造に合わない機種を使用すると、効果が得られないだけでなく、原料の締固めや設備の疲労破壊を招く可能性があります。
ハカルプラスでは、原料特性、ホッパー形状、板厚、必要な排出能力を確認し、バイブレータの選定、取付補強、制御まで含む構成を検討します。
バイブレータの役割
粉体や粒体は、粒子間の摩擦、付着力、水分、静電気などによって流れにくくなることがあります。ホッパー内で原料がアーチ状に固まるブリッジや、中央部だけが流れるラットホールが発生すると、供給機が動いていても原料が安定して排出されません。
バイブレータは、設備壁面や原料へ振動を伝え、粒子間の摩擦を低減して流動を促します。
主な種類
- 電動バイブレータ：偏心おもりをモーターで回転させて振動を発生
- エアバイブレータ：圧縮空気でピストン、ボール、タービンなどを動かす
- 電磁バイブレータ：電磁力によって一定周期の振動を発生
電動式は連続運転や大型設備に適し、空気式は防爆性や小型化が求められる場所で使われることがあります。電磁式は振動フィーダーなど、振動量を細かく調整する用途に利用されます。
振動数と振幅
振動数は1秒間に何回振動するかを表し、振幅は振動する距離の大きさを表します。一般に、高周波・小振幅の振動は細かい粉体に、低周波・大振幅の振動は粒体や大きな付着物に適する場合があります。
ただし、同じ原料でも含水率、締まり方、設備形状によって効果は変わります。実際の原料を使用して確認することが重要です。
取付位置
バイブレータは、原料が滞留する位置へ振動が伝わるように取り付けます。ホッパー下部の排出口付近にブリッジが発生する場合は下部へ、壁面全体に付着する場合は複数台を分散して配置することがあります。
補強材の近くへ取り付けると振動が広がりにくい場合があります。一方、薄い板へ直接取り付けると局部的に変形するため、補強板を設けます。
取付補強と設備への影響
バイブレータの振動は、取付部だけでなく設備全体へ繰り返し荷重を与えます。板厚、溶接部、支持構造が不十分な場合、亀裂、ボルトの緩み、異音が発生する可能性があります。
補強板やリブを設け、振動が適切な範囲へ伝わるようにします。既設設備への追加では、腐食や疲労による強度低下も確認します。
原料の締固めに注意
振動を長時間与え続けると、粉体内の空気が抜けて原料が締まり、かえって流動しにくくなる場合があります。特に圧縮性の高い粉体や微粉では注意が必要です。
連続運転ではなく、供給開始時、排出終了時、供給量低下時など、必要なタイミングだけ作動させる方法が有効です。
供給装置との連動
バイブレータは、スクリューフィーダー、振動フィーダー、ゲートなどと連動させます。供給装置の運転開始前に短時間作動させたり、原料が流れない場合に追加作動させたりします。
レベルセンサ、重量値、モーター電流などから供給異常を検出し、自動的にバイブレータを作動させることもできます。
計量設備での注意点
計量ホッパーやロードセル支持設備に振動を与えると、重量値が大きく変動します。計量安定判定中はバイブレータを停止し、振動が収まってから重量を確定します。
排出後の残留原料を落とす目的で使用する場合は、排出工程の最後に作動させ、その後ゼロ点を確認します。
エアノッカーとの違い
バイブレータは連続または一定時間の振動を与える機器です。エアノッカーは瞬間的な強い衝撃を与えます。
連続的な流動補助にはバイブレータ、強固なブリッジや壁面付着の剥離にはエアノッカーが適する場合があります。設備や原料によっては両者を使い分けます。
異常時の確認
振動が弱い場合は、電源電圧、エア圧力、回転方向、取付ボルト、内部部品の摩耗を確認します。作動していても原料が流れない場合は、取付位置、振動方向、原料の締固め、ホッパー構造を見直します。
異音や振動増加が発生した場合は、ボルトの緩み、軸受の摩耗、偏心おもりのずれ、溶接部の亀裂を点検します。
保守と点検
取付ボルト、補強板、溶接部、配線、エア配管を定期的に点検します。電動式では軸受やモーターの温度、空気式ではフィルタ、ドレン、潤滑状態を確認します。
振動によって周辺機器の端子や配管が緩むこともあるため、設備全体を点検対象とします。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、粉体の流動性、付着性、ホッパー形状、取付構造を確認し、バイブレータの種類、能力、台数、取付位置を検討します。
PLCやタッチパネルを用いて、供給機との連動、間欠運転、異常時作動、作動回数管理を行う構成にも対応します。
よくある質問
Q. バイブレータを付ければブリッジは必ず解消できますか？
A. 原料特性やホッパー形状によっては、振動だけで解消できない場合があります。構造改善も検討します。
Q. バイブレータは連続運転してもよいですか？
A. 原料の締固めや設備疲労につながる場合があるため、必要な時間だけ作動させる方法が一般的です。
Q. 計量ホッパーにも取り付けられますか？
A. 取り付けられる場合がありますが、計量中は停止し、振動が収まってから重量を確定します。
Q. エア式と電動式はどちらがよいですか？
A. 必要な振動、使用環境、電源、圧縮空気、防爆条件などから選定します。
Q. 既設ホッパーへ後付けできますか？
A. 板厚、補強、設置スペース、設備強度を確認し、後付けできる場合があります。