Verbesserung der Walzenausrichtung und Produktqualität in einer Papierfabrik in Quebec

Ein Kunde in Quebec, der zweitgrößten Provinz Kanadas, wandte sich an ParAlign von Fluke Reliability Service zur Reparatur der Rollenmaschinen in seinem Werk, nachdem bei der Papierproduktion Produktfalten und Probleme bei der Papierführung festgestellt wurden.

Ein Team von Prüftechnik-Ingenieuren vermaß im Rahmen dieser Neuausrichtung alle drei Pressenpartien einer Papiermaschine. In weniger als 12 Stunden führten die Ingenieure ihre Messungen durch und arbeiteten gemeinsam mit den Mechanikern der Anlage an den Walzen, die als kritisch eingestuft wurden.

Das Ergebnis: Der Kunde ist mit dieser Maßnahme äußerst zufrieden. Bevor wir jedoch die Ergebnisse im Werk Quebec besprechen, möchten wir etwas mehr darüber erfahren, warum die korrekte Ausrichtung der Walzen in der Papierindustrie so wichtig ist.

Hintergrund

Um in dieser hart umkämpften Branche führend zu bleiben, ist Leistung entscheidend. Die Herstellung von Qualitätspapier erfordert komplexe Maschinen mit mehreren ineinandergreifenden Systemen, die harmonisch zusammenarbeiten. Die Walzenausrichtung ist entscheidend.

Ebenso wichtig ist die korrekte Ausrichtung der Walzen, also die Fähigkeit, die Walzen innerhalb einer festgelegten Toleranz an einer Referenzwalze auszurichten. Korrekt ausgerichtete Maschinenwalzen reduzieren Material- und Wartungskosten, da Papierbrüche, Faltenbildung, Spurführungsprobleme, vorzeitiger Lagerverschleiß und vieles mehr vermieden werden.

Historisch betrachtet wurde der Walzenausrichtung in der Branche nicht so viel Bedeutung beigemessen wie anderen vorbeugenden Wartungstechniken. Eine übermäßige Fehlausrichtung der Walzen steht jedoch in direktem Zusammenhang mit verminderter Produktqualität und ungeplanten Ausfallzeiten.

Das Erkennen von Fehlausrichtungen während des Maschinenbetriebs kann schwierig sein. Angesichts der hohen Anforderungen an die Maschinenlaufzeit, einschließlich der Notwendigkeit, Maschinen wochenlang rund um die Uhr laufen zu lassen, ist es hilfreich, die typischen Symptome falsch ausgerichteter Maschinen zu kennen.

Diese umfassen:

• Schwierigkeiten bei der Verfolgung des Produkts
• Teleskop-Produktrollen
• inhomogene Filz-/Drahtspannung
• ungleichmäßige Produktdicke
• Spannungen und Belastungen an Wälzlagern

Viele dieser Anzeichen sind zu ernst, um sie zu ignorieren. Unsachgemäß gewartete Maschinen können zu Komponentenausfällen, dauerhaften Maschinenschäden und im schlimmsten Fall zu Verletzungen und Todesfällen der Mitarbeiter führen.

Bislang haben viele Hersteller von Papierprodukten selbst verfügbare Werkzeuge und Techniken zur Lösung ihrer Probleme mit der Walzenausrichtung eingesetzt:

• Das Lot, das seit Jahrtausenden verwendet wird, ist eine einfache, aber primitive Methode zur Messung der Maschinenausrichtung. Es bietet nicht die heute erforderliche Präzision, und es gibt keine digitale Mess- oder Berichtsmethode für diese Technik.
• Optische Instrumente sind zwar fortschrittlicher, benötigen aber für Messungen Sichtkontakt. Faktoren wie Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Rollenzugänglichkeit und die Fähigkeiten des Benutzers können die Genauigkeit der mit optischen Geräten erfassten Daten beeinträchtigen. Zudem erfordert der Ausrichtungsprozess mit optischen Geräten erhebliche Maschinenausfallzeiten. Selbst die fortschrittlichsten Geräte können Tage oder sogar Wochen benötigen, um alle erforderlichen Messungen durchzuführen.

Prüftechnik, Teil von Fluke Reliability, hat eine innovative nicht-optische Technik entworfen und entwickelt, um die Einschränkungen anderer Methoden zur Rollenausrichtung zu überwinden.

Das ParAlign-System ist ein einzigartiges, proprietäres Handgerät mit drei Ringlaser-Gyroskopen, jeweils einem Gyroskop pro Achse. Da es sich bei Ringlaser-Gyroskopen um militärische Technologie handelt, ist ihre Verwendung stark eingeschränkt. Prüftechnik bietet ParAlign daher als Dienstleistung und nicht als Gerät zum Kauf an.

Zur Messung schiebt der Anwender das ParAlign mindestens 20 Grad über den Umfang der Rolle. Die resultierenden Daten werden sofort per Bluetooth an einen Laptop übertragen und visuell angezeigt. Eine Referenzrolle wird – üblicherweise vom Kunden – ausgewählt und die Abweichungen anderer Rollen mit dieser verglichen. Die Referenzrolle kann während oder nach der Messung jederzeit gewechselt werden.

Nach Abschluss der Dienstleistung erhält der Kunde einen vollständigen Bericht mit den ersten und endgültigen Ausrichtungsergebnissen.

Abbildung 1.1 – ParAlign-Visual-Bericht

Abbildung 1.1 zeigt ein Beispiel für einen visuellen Bericht der ParAlign-Software. Die Fehlausrichtung jeder Walze wird durch einen roten und einen grünen Kreis dargestellt. Der grüne Kreis stellt die Bedienerseite der Walze dar, der rote die Maschinenseite. Der blaue Kreis in der Abbildung stellt die aktive Referenzwalze dar.

Die in dieser Abbildung als „Gut ausgerichtet“ gekennzeichnete Rolle befindet sich horizontal um 0.001 Zoll im Vergleich zur Referenzrolle. Vertikal liegt die Maschinenseite um 0.012 Zoll tiefer als die Bedienerseite. Um diese Rolle einzustellen, legen Sie eine Unterlegscheibe unter das Lager auf der Maschinenseite.

In diesem Fall können wir davon ausgehen, dass diese Rolle innerhalb der gewählten Toleranz liegt. Die Rolle mit der Bezeichnung „Schlechte Ausrichtung“ liegt maschinenseitig 0.069 Zoll tiefer und horizontal 0.001 Zoll tiefer. Diese Rolle liegt vermutlich außerhalb der Solltoleranz und sollte angepasst werden, um den Zustand der Maschine zu verbessern.

Korrigieren Sie die Ausrichtung dieser Walze, indem Sie die Maschinenseite anheben oder die Bedienerseite absenken. Es ist wichtig, jede mögliche Ausrichtungskorrektur vor der Durchführung zu analysieren, um sicherzustellen, dass sie keine nachteiligen Auswirkungen auf benachbarte Maschinenstrukturen hat. Wenn die Antriebsseite der oben genannten Walze mit einem Getriebe und einem Motor verbunden ist, kann die Einstellung auf der Bedienerseite der Walze möglicherweise einfacher sein.

Hinweis: Zu den besten Wartungspraktiken gehört das Messen der Wellenausrichtung zwischen diesen Komponenten, wenn eine Einstellung an einer Verbindungskomponente vorgenommen wird – beispielsweise einer Rolle, einem Getriebe, einem Motor usw.

Probleme

Zurück zur Situation unseres Kunden in Quebec. Das folgende Diagramm veranschaulicht die Fehlausrichtung, die in einem Pressabschnitt im Werk festgestellt wurde.

Abbildung 1.2 – Wie gefunden, Presseabschnitt Nr. 2

Abbildung 1.2 zeigt die Ausgangsdaten der zweiten Pressenpartie. Die Walzen 30 und 29 sind als Streck- bzw. Führungswalzen gekennzeichnet. Diese Walzen neigen im Normalbetrieb der Maschine zu Bewegungen. Die Ausrichtung dieser Walzen wurde vom Kunden als unkritisch erachtet.

Die Walzen mit der stärksten Draht- oder Produktumwicklung haben den größten Einfluss auf die Maschine und sollten entsprechend eingestellt werden. Die unterste Walze wurde als Referenz für die Pressenabschnitte gewählt, da sie feststehend und extrem schwer zu bewegen ist. Die anderen Walzen bieten typischerweise mehr Spielraum für Anpassungen.

Abbildung 1.3 – Wie links, drücken Sie Abschnitt Nr. 2

Die Rollen 35, 32, 31 und 27 wurden vom Kunden als kritisch eingestuft und daher angepasst. Der Unterschied in der Ausrichtung ist schnell erkennbar. Das endgültige Bild, Abbildung 1.3, weist deutlich weniger Rot auf als das Ausgangsbild, was auf eine geringere Fehlausrichtung hindeutet.

Die Rollen 35 und 32 ließen sich problemlos einstellen. Die vertikale Position von Rolle 31 stellte einige Herausforderungen dar. Aufgrund der physikalischen Einschränkungen des umgebenden Rahmens war eine einfache Anpassung während der Servicezeit nicht möglich.

Walze 27 konnte aufgrund physikalischer Einschränkungen nicht innerhalb der Toleranz bewegt werden. Der Kunde entschied, dass eine Anpassung nicht kritisch sei oder dass weitere Maschinenänderungen später vorgenommen werden könnten.

Übermäßiger Verschleiß der Oberfläche von Walze 28 führte zu einer dauerhaften Beschädigung der Walzenoberfläche, wodurch eine Messung unmöglich wurde. Es wurde geplant, die beschädigte Walze zu ersetzen, sobald die neue Walze auf Lager war.

Ergebnisse

Wenige Wochen nach Projektabschluss teilte der Kunde Prüftechnik mit, dass sich die Produktqualität verbessert habe und die Tracking-Probleme dank des ParAlign-Service behoben seien. Er zeigte sich außerdem zufrieden mit der Geschwindigkeit und dem Service von ParAlign.

Mit ParAlign konnten die Prüftechnik-Ingenieure die verschiedenen Pressenabschnitte innerhalb eines Tages vermessen und Anpassungen vornehmen. Mit anderen Technologien hätte dies mehrere Tage gedauert, und die Daten wären nicht so präzise gewesen.
In einer Branche, in der erhebliche Geldverluste entstehen, wenn eine Maschine nicht in Betrieb ist, ist ParAlign die klare Wahl für die Walzenausrichtung.