Allineamento della macchina ondulatrice mediante ParAlign e un laser tracker Faro

By Chelsea Fiegel

Il team di allineamento di Fluke Reliability si è recato presso l'impianto di produzione di cartone ondulato di un cliente per eseguire un servizio di allineamento su una macchina ondulatrice. Implementando una nuova metodologia che richiedeva l'uso del sistema di allineamento rulli Pruftechnik ParAlign in combinazione con un Faro Laser Tracker, il team ha misurato l'intera wet-end, comprendente 126 rulli, e tutte le 15 piastre calde in un solo fine settimana. L'aggiunta delle applicazioni Faro Tracker alla procedura ParAlign ha fornito al team di Fluke Reliability Service le risorse per fornire un allineamento completo, al contrario dei metodi di allineamento convenzionali più limitati.

Figura 1. Produzione di cartone ondulato. Illustrazione di Fefco.org

Informazioni sulla tecnica ParAlign

Il dispositivo ParAlign comprende tre giroscopi laser ad anello posizionati rispettivamente nelle direzioni x, y e z. I giroscopi, un prodotto Honeywell, sono spesso utilizzati in applicazioni aerospaziali/aeronautiche militari. I giroscopi misurano il rollio, il beccheggio e l'imbardata del dispositivo ParAlign mentre viene spazzato lungo la circonferenza del rollio. Sono necessari almeno 20 gradi di sweep per misurare l'asse centrale del rollio.

Man mano che i punti vengono raccolti lungo l'arco, il software corrispondente equivarrà un angolo tramite equazioni geometriche e utilizzerà la lunghezza da cuscinetto a cuscinetto di ogni rullo per determinare gli offset orizzontali e verticali. Il formato di reporting grafico e di facile interpretazione consente ai meccanici di comprendere facilmente quali regolazioni devono essere apportate e di apportare quindi le correzioni appropriate con spessori di precisione e indicatori a quadrante. Ogni misurazione del rullo richiede circa 30 secondi, il che consente di misurare intere macchine in meno di sei ore.

Figura 2. Il sistema di allineamento dei rulli Pruftechnik ParAlign

Il reporting è una rappresentazione bidimensionale del parallelismo dei rulli rispetto ai rulli di riferimento. Per il settore dell'ondulatore, il riferimento è in genere definito come preriscaldamento inferiore della pila tripla. Ad esempio, la Figura 3 mostra tre rulli misurati con i rispettivi offset verticali e orizzontali. Il rullo blu indica il rullo di riferimento. Il cerchio verde rappresenta il lato operatore della macchina e il cerchio rosso rappresenta il lato di azionamento. Interpretando i risultati, il rullo sulla destra è posizionato a 0.069″ di altezza e 0.001″ a sinistra del rullo di riferimento sul lato operatore. Per regolare questo rullo, si dovrebbe regolare il lato operatore del rullo verso il basso di 0.069″. Inoltre, se una regolazione è disponibile solo sul lato di azionamento, è possibile posizionare uno spessore da 0.069″ sotto il cuscinetto lato di azionamento del rullo per correggere il disallineamento.

Figura 3. Esempio di reporting ParAlign di tre rulli con offset verticali e orizzontali.

Il software può cambiare il rullo di riferimento in qualsiasi momento per mostrare tutti gli offset relativi al rullo appena selezionato. In particolare, questo è utile quando si osserva il disallineamento in alcune sezioni, come i facer dei moduli con le corrispondenti unità di giunzione. 

Descrizione dettagliata del servizio di allineamento ondulatore

La parte umida dell'ondulatore ospitava un totale di 126 rotoli, tutti misurati entro le prime cinque ore del primo giorno. La squadra ha trascorso il resto del primo giorno apportando modifiche a 1 dei rotoli inizialmente disallineati.

• I rulli sono stati regolati dal personale di manutenzione interno con una tolleranza di +/- 0.030″ nelle direzioni verticale e orizzontale.
• Il segmento ParAlign del servizio prevedeva la misurazione di tutti i rulli posizionati all'interno dei componenti, dal doppio supporto alla prima unità di giunzione.
• Degli 89 rulli misurati, 45 sono stati regolati e misurati nuovamente per determinare la posizione finale.
• I rulli sono stati regolati per ottenere una tolleranza di +/- 0.030".
• I rulli che non erano in grado di rispettare la tolleranza erano ristretti a causa della disposizione preesistente della struttura o delle condizioni di vincolo dei bulloni.

Le regolazioni principali includevano il sollevamento del lato operatore del telaio della puleggia di coda di circa 0.150″ per allineare l'inizio del doppio supporto al preriscaldatore inferiore del triplo stack. Una volta completata questa regolazione, il team ha utilizzato il Faro Laser Tracker per misurare il bordo d'attacco della prima piastra calda e il bordo d'uscita dell'ultima piastra calda per coltivare un piano ideale da utilizzare come riferimento per l'allineamento della piastra calda.

Figura 4. Il Faro Laser Tracker.

L'obiettivo era di allineare il bordo anteriore di ogni piastra calda in modo che non si trovasse più di 0.010″ sotto la piastra precedente. Le misurazioni iniziali delle piastre indicavano che le piastre non si inclinavano gradualmente come avrebbero dovuto, ma piuttosto, si abbassavano al centro per formare un arco. Questi dati sono stati raccolti misurando ogni angolo di ogni piastra calda e collegando la sua posizione al piano ideale generato. La correzione del disallineamento ha richiesto che alcuni angoli della piastra venissero regolati di oltre 0.100″. L'allineamento delle piastre può essere visualizzato nelle immagini corrispondenti di seguito.

Figura 5. Misurazioni iniziali della piastra calda effettuate con il Faro Laser Tracker

Figura 6. Misurazioni finali della piastra calda (dopo le regolazioni)

Figura 7: Cattura dello schermo dei risultati iniziali di ParAlign. Il cerchio verde rappresenta il lato operatore della macchina e il rosso rappresenta l'azionamento. Tutti gli offset sono relativi al rullo di riferimento (etichettato in blu). In tale immagine, si può facilmente comprendere la quantità di disallineamento presente poiché più rosso si vede, maggiore è il disallineamento.

Figura 8. Screenshot dei risultati finali di ParAlign (dopo le regolazioni). Dopo aver effettuato le regolazioni, ogni rollio "spostato" è stato rimisurato per mostrare il nuovo posizionamento. Osservando la quantità di rosso che è stata rimossa dall'immagine è possibile determinare quanto disallineamento è stato corretto.

Conclusione

L'esecuzione di questo allineamento sull'ondulatore ha prodotto miglioramenti, tra cui l'eliminazione di problemi di grinze, deformazioni di torsione e problemi di delaminazione o legame. Il cliente ha notato una differenza evidente nelle prestazioni della macchina e nella qualità del prodotto. Inoltre, il cartone ora giaceva piatto sulla macchina, utilizzando meno amido con regolazioni minime necessarie.

Chelsea Fiegel è una Test Tecnico commerciale e applicativo per Fluke Reliability.