King Machine公司是生產輪胎側面與胎面模具的專業製造商。這些模具通常由低碳鋼和鋁坯加工而成。King Machine公司用CNC切削機把模具加工成所需的大概形狀,然後再用特殊的雕刻設備製作最終的細節,例如輪胎側面上的字母。
壓縮空氣供給的重要性
壓縮空氣是加工操作過程中最關鍵的供給之一。生產模具的過程中會產生大量的細小粉屑,如果不及時除去這些粉屑,它們就會積聚在精確的設備上,以致不能達到工藝所要求的嚴格容限。在每一次加工循環中,切削設備上的刀具要完成要求動作,是被自動的移進或移出機器轉軸的。每次更換工具時,新舊工具都會暴露在粉屑和切削機床產生的其他顆料中。如果這些粉屑或顆料粘附在軸桿上,刀具就不能正確的安裝,導致機器達不到生產輪胎模具所需要的精度。
為了避免這種情況,在每次更換刀具時,都要把轉軸和刀具用壓縮空氣吹乾凈。切削設備上的轉軸和刀具由安裝在機器上的壓縮空氣自動清潔,而雕刻轉軸則需要操作人員手工清潔。過去的問題在於:用於清潔轉軸的空氣中含有的水分,會凝聚在壓縮空氣管道中。然後就會隨著空氣噴射到轉軸上,造成轉軸生鏽,這也會產生影響精度的問題。
維護問題
氣流含有的水分也會造成其他的維護問題。工廠的許多工具,如風鑽,都要使用壓縮空氣發動機。這些發動機可能會因為生鏽在使用幾周后就失去作用。Napier不得不每個周重新安裝大約十台,這需要5個小時的時間和500美元的費用。他大概還要花同樣的時間來清除機器轉軸上的鐵鏽。意識到他花在除銹上的時間使得他很難再去完成其他的工作后,他從管理層得到授權,尋求一種解決辦法,通過除去壓縮空氣中的水分來從根本上解決問題。
Napier在解決這個問題的過程中考慮了許多方案。他首先想到了價格相對便宜的冷凍乾燥機。但是當他考慮到操作冷凍乾燥機的費用,包括每年650美元的電費和發動機及其他活動部件的維護費,看起來也不便宜。然後他就從雜誌上看到一篇文章,文章內容是關於由位於馬薩諸塞州Tweksbury市的Parker Hannifin』s Filtration and Separation Division公司生產的一種新型Balston壓縮空氣乾燥機。這種乾燥機的價格只比最初的預算高一點點,但是它卻沒有活動部件,除了每年更換一次過濾器外,不需要另外的維護。Napier的計算表明這種乾燥機從長期使用的角度看比冷凍乾燥機更便宜,所以他向管理層建議並被批准購買這種空氣乾燥機。
膜式過濾器的操作
在進入Balston乾燥機的膜式乾燥單元之前,壓縮空氣先要經過高效的聯合過濾器。這些過濾器能除去油、水滴和99.9%的0.01微米級的微粒。Balston脫水膜由若干中空的、只能透過水蒸氣的膜纖維束構成。當壓縮空氣經過這些纖維中央時,水蒸氣透過纖維壁滲透出去,剩下的乾燥空氣則從纖維另一頭輸送出去。一小部分空氣沿著膜纖維的方向重新運動把附近的潮濕空氣帶走,剩下的大部分乾燥空氣就被傳送到需要使用的地方。
解決問題
Napier選擇了流速為200標準立方英尺/分的76-200-35型乾燥機,他還同時購買了能用五年的備用過濾器。當他再次清潔壓縮空氣管道的時候,他就能檢驗這種空氣乾燥機的性能了。在過去,當他打開泄水口時就會有水噴出來。自從裝了這種乾燥機后,他沒有再看到一滴水。這種乾燥機用了大約有一年的時間,完全杜絕了轉軸與空氣壓縮機的生鏽問題。
另外,乾燥機本身也不需要任何的維護。當購買這種乾燥機時,生產商告訴Napier說過濾器至少可以用一年。到了一年的時候,一名Parker公司的服務工程師拜訪了他們的工廠並檢查了這些過濾器的狀況。這些過濾器幾乎還是全新的狀態,於是這位服務工程師對管理人員說他估計這些過濾器的壽命還可以有好幾年。
根據Napier的經驗,這種新型的膜式乾燥機用於解決壓縮空氣管道中的水分問題,自從安裝之後,公司就再沒有因為生鏽的事煩惱過。因為不必修理轉軸和空氣壓縮機而省下的錢和時間可以用於過濾器上。杜絕了轉軸的生鏽問題也幫助提高了產品的精度。事實上,這種乾燥機不需電力和維護使得它的運行成本可以保持在一個比較低的水平上。