Mejora de la alineación de los rodillos y de la calidad del producto en una planta de papel de Quebec

Un cliente de Quebec, la segunda provincia más grande de Canadá, recurrió a ParAlign de Fluke Reliability servicio para arreglar las máquinas de rollos en su planta después de notar problemas de arrugas y seguimiento del producto durante la producción de papel.

Un equipo de ingenieros de Prüftechnik midió las tres secciones de prensa de una máquina de papel durante este servicio de realineación. En menos de 12 horas, los ingenieros del equipo tomaron las medidas y trabajaron junto con los mecánicos de la planta para realizar los ajustes necesarios en los rodillos.

Resultado: El cliente está sumamente satisfecho de haber tomado esta medida. Sin embargo, antes de analizar los hallazgos en la planta de Quebec, es necesario explicar por qué es tan crucial mantener la alineación de los rodillos en la industria papelera.

Fondo

El rendimiento es esencial para mantenerse como líder en esta industria altamente competitiva. Producir papel de calidad requiere máquinas complejas con múltiples sistemas interconectados que funcionan en armonía. La alineación de los rodillos es crucial.

Igualmente importante es el mantenimiento de la alineación de los rodillos, es decir, la capacidad de alinear los rodillos con un rodillo de referencia dentro de una tolerancia especificada. La correcta alineación de los rodillos de la máquina permite reducir el gasto en materiales y mantenimiento gracias a la disminución de roturas de papel, arrugas, problemas de alineación, desgaste prematuro de los rodamientos, etc.

Históricamente, la alineación de rodillos no se ha enfatizado tanto en la industria como otras técnicas de mantenimiento preventivo. Sin embargo, una desalineación excesiva de los rodillos está directamente relacionada con la disminución de la calidad del producto y las paradas no programadas.

Detectar la desalineación durante el funcionamiento de una máquina puede ser complicado. Dadas las altas exigencias de tiempo de funcionamiento de las máquinas, incluyendo la necesidad de operarlas 24/7 durante semanas, es útil conocer los síntomas comunes que se detectan visualmente en máquinas desalineadas.

Éstos incluyen:

• dificultades en el seguimiento del producto
• rollos de productos telescópicos
• estiramiento no homogéneo de fieltro/alambre
• espesor desigual del producto
• tensiones y esfuerzos en los rodamientos de rodillos

Muchas de estas señales son demasiado graves como para ignorarlas. El mantenimiento inadecuado de las máquinas puede provocar fallos en los componentes, daños permanentes en la máquina y, en el peor de los casos, lesiones y la muerte de los empleados.

Hasta la fecha, muchos fabricantes de productos de papel han utilizado las herramientas y técnicas disponibles para resolver sus problemas de alineación de rodillos:

• La plomada, utilizada durante miles de años, es un método simple pero primitivo para medir la alineación de máquinas. No ofrece la precisión requerida hoy en día, y no existe un método digital de lectura o generación de informes para esta técnica.
• Los instrumentos ópticos son más avanzados, pero requieren línea de visión para realizar mediciones. Otros factores, como la temperatura del aire, la humedad, la accesibilidad a los rodillos y la habilidad del usuario, pueden distorsionar la precisión de los datos recopilados con dispositivos ópticos. Además, el proceso de alineación con dispositivos ópticos requiere un tiempo de inactividad considerable de la máquina. Incluso los dispositivos más avanzados pueden requerir días o incluso semanas de inactividad para completar todas las mediciones necesarias.

Prüftechnik, parte de Fluke Reliability, ha diseñado y desarrollado una innovadora técnica no óptica para contrarrestar las limitaciones de otros métodos de alineación de rodillos.

El sistema ParAlign es un dispositivo portátil exclusivo y patentado que contiene tres giroscopios láser de anillo, uno por eje. Dado que los giroscopios láser de anillo son una tecnología de uso militar, su uso está muy restringido. Por ello, Prüftechnik ofrece ParAlign como servicio, en lugar de como dispositivo de compra.

Para realizar una medición, el usuario desliza el ParAlign sobre el rodillo un mínimo de 20 grados de su circunferencia. Los datos resultantes se transmiten instantáneamente a una computadora portátil por Bluetooth y se muestra una lectura visual. Se elige un rodillo de referencia, generalmente por el cliente, y se comparan las compensaciones de otros rodillos con este. El rodillo de referencia se puede cambiar en cualquier momento durante o después del proceso de medición.

Una vez finalizado el servicio, el cliente recibe un informe completo con los resultados de la alineación inicial y final.

La Figura 1.1 es un ejemplo de un informe visual generado por el software ParAlign. La desalineación de cada rodillo se representa con un círculo rojo y uno verde. El círculo verde representa el lado del operador del rodillo, mientras que el círculo rojo representa el lado de la máquina. El círculo azul en el informe visual es el rodillo de referencia activo.

El rodillo identificado como "Buena Alineación" en esta figura se encuentra a 0.001″ en la posición horizontal negativa con respecto al rodillo de referencia. Verticalmente, el lado de la máquina está 0.012″ más bajo que el lado del operador. Para ajustar este rodillo, coloque una cuña debajo del rodamiento en el lado de la máquina.

En este caso, podemos asumir que este rodillo se encuentra dentro de la tolerancia seleccionada. El rodillo etiquetado como "Mala Alineación" está 0.069" más abajo en el lado de la máquina, mientras que también está 0.001" en la posición horizontal negativa. Se asume que este rodillo está fuera de la tolerancia objetivo y debe ajustarse para mejorar el estado de la máquina.

Corrija la alineación de este rodillo elevando el lado de la máquina o bajando el lado del operador. Es importante analizar cada posible corrección de alineación antes de realizarla para garantizar que no perjudique la estructura cercana de la máquina. Si el lado de accionamiento del rodillo mencionado anteriormente está acoplado a una caja de engranajes y un motor, podría ser más fácil ajustarlo en el lado del operador.

Nota: Las mejores prácticas de mantenimiento incluirían medir la alineación del eje entre estos componentes cuando se realiza cualquier ajuste a un componente de conexión, por ejemplo, un rodillo, una caja de engranajes, un motor, etc.

Desafíos

Volviendo a la situación de nuestro cliente de Quebec, el diagrama a continuación ilustra la desalineación detectada en una sección de prensa de la planta.

La Figura 1.2 muestra los datos iniciales de la segunda sección de prensa. Los rodillos 30 y 29 están etiquetados como rodillos de estiramiento y guía, respectivamente. Estos rodillos tienden a moverse durante el funcionamiento normal de la máquina. El cliente consideró que la alineación de estos rodillos no era crítica.

Los rodillos con mayor envoltura de alambre o producto son los que más influyen en la máquina y deben ajustarse adecuadamente. El rodillo inferior se seleccionó como referencia para las secciones de prensado porque es fijo y extremadamente difícil de mover. Los demás rodillos suelen tener mayor margen de maniobra para realizar ajustes.

El cliente consideró que los rodillos 35, 32, 31 y 27 eran críticos, por lo que los ajustó. La diferencia de alineación es evidente enseguida. La imagen final (Figura 1.3) muestra una cantidad significativamente menor de rojo que la imagen inicial, lo que indica una menor desalineación.

Los rodillos 35 y 32 se ajustaron fácilmente. La posición vertical del rodillo 31 presentó algunos desafíos. Las restricciones físicas de la estructura circundante impidieron un ajuste sencillo durante el servicio.

El rollo 27 no pudo moverse dentro de los límites de tolerancia debido a restricciones físicas. El cliente decidió que no era crucial ajustarlo o que se podrían realizar modificaciones adicionales a la máquina posteriormente.

El desgaste excesivo de la superficie del rodillo 28 causó daños permanentes en la cara del rodillo, lo que imposibilitó la medición. Se planeó reemplazar el rodillo dañado una vez que el nuevo estuviera disponible.

Resultados

Unas semanas después de finalizar el proyecto, el cliente informó a Prüftechnik que la calidad de sus productos había mejorado y que los problemas de seguimiento habían desaparecido gracias al servicio ParAlign. También expresó su satisfacción con la rapidez y el servicio de ParAlign.

Los ingenieros de Prüftechnik pudieron medir y ajustar las múltiples secciones de la prensa en un solo día con ParAlign. Con otras tecnologías, el proceso habría llevado varios días y los datos no habrían sido tan precisos.
En una industria donde se pierde mucho dinero si una máquina no funciona, ParAlign es la opción clara para la alineación de rodillos.