Amélioration de l'alignement des rouleaux et de la qualité des produits dans une usine de papier du Québec

Un client du Québec, la deuxième plus grande province du Canada, s'est tourné vers ParAlign de Fluke Reliability service de réparation des machines à rouleaux de son usine après avoir constaté des problèmes de froissement et de suivi des produits lors de la production de papier.

Une équipe d'ingénieurs de Prüftechnik a mesuré les trois sections de presse d'une machine à papier lors de cette intervention de réalignement. En moins de 12 heures, ils ont pris leurs mesures et collaboré avec les mécaniciens de l'usine pour effectuer les réglages sur les rouleaux jugés critiques.

Résultat : le client est extrêmement satisfait de cette mesure. Mais avant d'aborder les résultats obtenus à l'usine de Québec, il convient de rappeler l'importance cruciale du maintien de l'alignement des rouleaux dans l'industrie papetière.

Biographie

La performance est essentielle pour rester leader dans ce secteur hautement concurrentiel. Produire du papier de qualité nécessite des machines complexes dotées de multiples systèmes interconnectés fonctionnant en harmonie. L'alignement des rouleaux est crucial.

L'entretien de l'alignement des rouleaux est tout aussi important, c'est-à-dire la capacité à aligner les rouleaux sur un rouleau de référence dans les limites de tolérance spécifiées. Des rouleaux de machine correctement alignés permettent de réduire les dépenses en matériaux et en maintenance grâce à la diminution des casses de papier, des plis, des problèmes de suivi, de l'usure prématurée des roulements, etc.

Historiquement, l'alignement des rouleaux n'a pas été autant mis en avant dans l'industrie que d'autres techniques de maintenance préventive. Pourtant, un désalignement excessif des rouleaux est directement lié à une baisse de la qualité des produits et à des temps d'arrêt imprévus.

Détecter un désalignement pendant le fonctionnement d'une machine peut s'avérer délicat. Compte tenu des exigences élevées en termes de durée de fonctionnement des machines, notamment leur fonctionnement 24h/7 et XNUMXj/XNUMX pendant des semaines, il est utile de connaître les symptômes courants détectés visuellement sur les machines mal alignées.

Il s'agit notamment de:

• difficultés de suivi du produit
• rouleaux de produits télescopiques
• étirement non homogène du feutre/fil
• épaisseur inégale du produit
• tensions et contraintes sur les roulements à rouleaux

Nombre de ces signes sont trop graves pour être ignorés. Des machines mal entretenues peuvent entraîner la défaillance de composants, des dommages permanents et, dans le pire des cas, des blessures, voire la mort, des employés.

À ce jour, de nombreux fabricants de produits en papier ont eux-mêmes utilisé des outils et des techniques disponibles pour résoudre leurs problèmes d’alignement des rouleaux :

• Le fil à plomb, utilisé depuis des millénaires, est un moyen simple mais primitif de mesurer l'alignement des machines. Il n'offre pas la précision requise aujourd'hui, et il n'existe pas de méthode de lecture ou de rapport numérique pour cette technique.
• Les instruments optiques sont plus perfectionnés, mais nécessitent une visibilité directe pour effectuer les mesures. D'autres facteurs peuvent fausser la précision des données recueillies à l'aide d'appareils optiques, notamment la température de l'air, l'humidité, l'accessibilité des rouleaux et le niveau de compétence de l'utilisateur. De plus, le processus d'alignement avec des appareils optiques entraîne des temps d'arrêt importants des machines. Même les appareils les plus perfectionnés peuvent nécessiter des jours, voire des semaines, d'arrêt pour effectuer toutes les mesures nécessaires.

Prüftechnik, qui fait partie de Fluke Reliability, a conçu et développé une technique non optique innovante pour contrer les limites des autres méthodes d'alignement des rouleaux.

Le système ParAlign est un appareil portable exclusif, équipé de trois gyroscopes laser annulaires, un par axe. Les gyroscopes laser annulaires étant une technologie de niveau militaire, leur utilisation est très restreinte. Prüftechnik propose donc ParAlign comme un service et non comme un appareil à l'achat.

Pour effectuer une mesure, l'utilisateur fait glisser le ParAlign sur le rouleau sur au moins 20 degrés de sa circonférence. Les données obtenues sont instantanément transmises à un ordinateur portable via Bluetooth et un affichage visuel s'affiche. Un rouleau de référence est choisi, généralement par le client, et les décalages des autres rouleaux sont comparés à celui-ci. Le rouleau de référence peut être modifié à tout moment pendant ou après la mesure.

Une fois le service terminé, le client reçoit un rapport complet avec les résultats d'alignement initiaux et finaux.

Figure 1.1 – Rapport visuel ParAlign

La figure 1.1 est un exemple de rapport visuel généré par le logiciel ParAlign. Le désalignement de chaque rouleau est représenté par un cercle rouge et un cercle vert. Le cercle vert représente le côté opérateur du rouleau, tandis que le cercle rouge représente le côté machine. Le cercle bleu dans le visuel représente le rouleau de référence actif.

Le rouleau identifié comme « Bon alignement » sur cette figure est positionné horizontalement à 0.001 pouce par rapport au rouleau de référence. Verticalement, le côté machine est plus bas de 0.012 pouce que le côté opérateur. Pour ajuster ce rouleau, placez une cale sous le roulement côté machine.

Dans ce cas, nous pouvons supposer que ce rouleau respecte la tolérance sélectionnée. Le rouleau étiqueté « Mauvais alignement » est 0.069 pouce plus bas côté machine et 0.001 pouce en position horizontale négative. Ce rouleau est supposé se situer hors de la tolérance ciblée et doit être ajusté pour améliorer l'état de la machine.

Corrigez l'alignement de ce rouleau en relevant le côté machine ou en abaissant le côté opérateur. Il est important d'analyser chaque correction d'alignement potentielle avant de l'effectuer afin de s'assurer qu'elle ne nuit pas à une structure de machine voisine. Si le côté entraînement du rouleau mentionné ci-dessus est couplé à un réducteur et à un moteur, il peut être plus facile d'effectuer le réglage côté opérateur.

Remarque : les meilleures pratiques de maintenance incluent la mesure de l’alignement de l’arbre entre ces composants lorsqu’un réglage est effectué sur un composant de connexion, par exemple un rouleau, une boîte de vitesses, un moteur, etc.

Défis

Revenons à la situation de notre client québécois. Le schéma ci-dessous illustre le désalignement constaté dans une section de presse de l'usine.

Figure 1.2 – Tel que trouvé, section de presse n° 2

La figure 1.2 présente les données initiales de la deuxième section de presse. Les rouleaux 30 et 29 sont respectivement appelés rouleaux d'étirement et de guidage. Ces rouleaux sont susceptibles de se déplacer pendant le fonctionnement normal de la machine. Le client a jugé leur alignement non critique.

Les rouleaux les plus chargés en fil ou en produit ont le plus d'influence sur la machine et doivent être correctement réglés. Le rouleau inférieur a été choisi comme référence pour les sections de presse, car il est fixe et extrêmement difficile à déplacer. Les autres rouleaux offrent généralement plus de latitude pour les réglages.

Figure 1.3 – Comme à gauche, section de presse n° 2

Les rouleaux 35, 32, 31 et 27 ont été jugés critiques par le client et ont donc été ajustés. La différence d'alignement est rapidement apparente. L'image finale (figure 1.3) présente nettement moins de rouge que l'image initiale, ce qui indique un moindre désalignement.

Les rouleaux 35 et 32 ​​ont été facilement ajustés. La position verticale du rouleau 31 a posé quelques difficultés. Les contraintes physiques de la structure environnante ne permettaient pas un ajustement aisé pendant la durée du service.

Le rouleau 27 n'a pas pu être déplacé dans les limites de tolérance en raison de contraintes physiques. Le client a estimé qu'il n'était pas indispensable de procéder à un réglage ou que d'autres modifications pourraient être apportées ultérieurement à la machine.

L'usure excessive de la surface du rouleau 28 a causé des dommages permanents à la face du rouleau, rendant impossible toute mesure. Il a été prévu de remplacer le rouleau endommagé dès que le nouveau rouleau serait en stock.

Résultats

Quelques semaines après la fin du projet, le client a informé Prüftechnik que la qualité de ses produits s'était améliorée et que les problèmes de suivi avaient disparu grâce au service ParAlign. Il s'est également déclaré satisfait de la rapidité et du service de ParAlign.

Grâce à ParAlign, les ingénieurs de Prüftechnik ont ​​pu mesurer et ajuster les différentes sections de la presse en une seule journée. Avec d'autres technologies, cela aurait pris plusieurs jours et les données auraient été moins précises.
Dans un secteur où des pertes considérables sont subies si une machine ne fonctionne pas, ParAlign est le choix évident pour l’alignement des rouleaux.