Miglioramento dell'allineamento dei rulli e della qualità del prodotto in una cartiera del Quebec

Un cliente del Quebec, la seconda provincia più grande del Canada, si è rivolto a ParAlign di Fluke Reliability servizio di riparazione delle macchine a rulli nel suo stabilimento dopo aver notato grinze nel prodotto e problemi di tracciamento durante la produzione della carta.

Un team di ingegneri Prüftechnik ha misurato tutte e tre le sezioni della pressa in una macchina per la carta durante l'esecuzione di questo servizio di riallineamento. In meno di 12 ore, gli ingegneri del team hanno preso le loro misure e hanno lavorato insieme ai meccanici dell'impianto per eseguire regolazioni sui rulli ritenuti critici da correggere.

Il risultato: il cliente è estremamente soddisfatto di aver intrapreso questa azione. Ma prima di discutere i risultati dello stabilimento del Quebec, è necessario fare un po' di contesto sul perché mantenere l'allineamento dei rulli nell'industria della carta sia così critico.

sfondo

Le prestazioni sono essenziali per rimanere leader in questo settore altamente competitivo. La produzione di carta di qualità richiede macchinari complessi con più sistemi interconnessi che lavorano in armonia. L'allineamento dei rulli è fondamentale.

Altrettanto importante è la manutenzione dell'allineamento dei rulli, ovvero la capacità di allineare i rulli a un rullo di riferimento entro una tolleranza specificata. I rulli della macchina correttamente allineati portano a una riduzione della spesa per materiali e manutenzione attraverso diminuzioni di rotture della carta, pieghe, problemi di tracciamento, usura prematura dei cuscinetti e altro ancora.

Storicamente, l'allineamento dei rulli non è stato enfatizzato nel settore tanto quanto altre tecniche di manutenzione preventiva. Tuttavia, un eccessivo disallineamento dei rulli è direttamente collegato a una qualità del prodotto ridotta e a tempi di fermo non programmati.

Rilevare un disallineamento durante il funzionamento della macchina può essere complicato. Date le elevate richieste di tempo di esecuzione poste sulle macchine, inclusa la necessità di far funzionare le macchine 24 ore su 7, XNUMX giorni su XNUMX per settimane alla volta, è utile conoscere i sintomi comuni rilevati visivamente nelle macchine disallineate.

Questi includono:

• difficoltà nel tracciamento del prodotto
• rulli telescopici per prodotti
• allungamento non omogeneo del feltro/filo
• spessore irregolare del prodotto
• tensioni e sollecitazioni sui cuscinetti a rulli

Molti di questi segnali sono troppo gravi per essere ignorati. Macchine non sottoposte a manutenzione adeguata possono causare guasti ai componenti, danni permanenti alla macchina e, nel caso peggiore, lesioni e morte dei dipendenti.

Finora, molti produttori di prodotti di carta hanno utilizzato autonomamente strumenti e tecniche disponibili per risolvere i problemi di allineamento dei rulli:

• Il filo a piombo, utilizzato per migliaia di anni, è un modo semplice ma primitivo di misurare l'allineamento delle macchine. Non può offrire la precisione richiesta oggi e non esiste un metodo di lettura o di segnalazione digitale per questa tecnica.
• Gli strumenti ottici sono più avanzati, ma richiedono una linea di vista per effettuare le misurazioni. Altri fattori possono distorcere l'accuratezza dei dati raccolti tramite dispositivi ottici, tra cui temperatura dell'aria, umidità, accessibilità del rullo e livelli di abilità dell'utente. Inoltre, il processo di allineamento con dispositivi ottici richiede tempi di fermo macchina significativi. Anche i dispositivi più avanzati possono richiedere giorni o addirittura settimane di fermo macchina per completare tutte le misurazioni necessarie.

Prüftechnik, parte di Fluke Reliability, ha progettato e sviluppato un'innovativa tecnica non ottica per contrastare i limiti di altri metodi di allineamento dei rulli.

Il sistema ParAlign è un dispositivo portatile esclusivo e proprietario che contiene tre giroscopi laser ad anello, con un giroscopio per asse. Poiché i giroscopi laser ad anello sono una tecnologia di livello militare, il loro utilizzo è fortemente limitato. Prüftechnik offre quindi ParAlign come servizio piuttosto che come dispositivo da acquistare.

Per eseguire una misurazione, l'utente fa scorrere il ParAlign sul rullo per un minimo di 20 gradi della circonferenza del rullo. I dati risultanti vengono trasmessi istantaneamente a un laptop tramite Bluetooth e viene visualizzata una lettura visiva. Viene scelto un rullo di riferimento, in genere dal cliente, e gli offset degli altri rulli vengono confrontati con il rullo di riferimento. Il rullo di riferimento può essere cambiato in qualsiasi momento durante o dopo il processo di misurazione.

Una volta completato il servizio, il cliente riceve un rapporto completo con i risultati dell'allineamento iniziale e finale.

Figura 1.1 – Rapporto visivo ParAlign

La Figura 1.1 è un esempio di report visivo generato dal software ParAlign. Il disallineamento di ogni rullo è rappresentato da un cerchio rosso e da un cerchio verde. Il cerchio verde rappresenta il lato operatore del rullo, mentre il cerchio rosso rappresenta il lato macchina. Il cerchio blu nel visual è il rullo di riferimento attivo.

Il rullo identificato come "Good Alignment" in questa figura è posizionato a 0.001″ nella posizione orizzontale negativa rispetto al rullo di riferimento. Verticalmente, il lato macchina è più basso del lato operatore di 0.012″. Per regolare questo rullo, posizionare uno spessore sotto il cuscinetto sul lato macchina.

In questo caso, possiamo supporre che questo rotolo rientri nella tolleranza selezionata. Il rotolo etichettato "Bad Alignment" è 0.069" più basso sul lato macchina e anche 0.001" nella posizione orizzontale negativa. Si suppone che questo rotolo sia al di fuori della tolleranza mirata e dovrebbe essere regolato per migliorare le condizioni della macchina.

Correggere l'allineamento di questo rullo sollevando il lato macchina o abbassando il lato operatore. È importante analizzare ogni potenziale correzione dell'allineamento prima di eseguirla per assicurarsi che non sia dannosa per una struttura macchina vicina. Se il lato di azionamento del rullo menzionato sopra è accoppiato a un riduttore e a un motore, potrebbe essere più facile regolarlo sul lato operatore del rullo.

Nota: le migliori pratiche di manutenzione includono la misurazione dell'allineamento dell'albero tra questi componenti quando si apporta una regolazione a un componente di collegamento, ad esempio un rullo, un riduttore, un motore, ecc.

Le sfide

Torniamo alla situazione del nostro cliente del Quebec. Il diagramma seguente illustra il disallineamento riscontrato in una sezione pressa presso l'impianto.

Figura 1.2 – Come trovato, premere la sezione n. 2

La Figura 1.2 mostra i dati iniziali della seconda sezione di stampa. I rulli 30 e 29 sono etichettati rispettivamente come rulli di stiramento e rulli di guida. Questi rulli sono inclini a muoversi durante il normale funzionamento della macchina. L'allineamento di questi rulli è stato ritenuto non critico dal cliente.

I rulli con più filo o avvolgimento di prodotto hanno la maggiore influenza sulla macchina e devono essere regolati in modo adeguato. Il rullo inferiore è stato selezionato come riferimento per le sezioni di stampa perché è fisso ed estremamente difficile da spostare. Gli altri rulli hanno in genere più libertà per quanto riguarda le regolazioni.

Figura 1.3 – Come a sinistra, premere la sezione n. 2

I rulli 35, 32, 31 e 27 sono stati ritenuti critici dal cliente e quindi regolati. La differenza di allineamento è subito evidente. L'immagine finale, Figura 1.3, ha decisamente meno rosso dell'immagine iniziale, il che indica un minore disallineamento.

I rulli 35 e 32 sono stati facilmente regolati. La posizione verticale del rullo 31 ha presentato alcune sfide. Le restrizioni fisiche della struttura circostante non avrebbero consentito una facile regolazione durante il periodo di servizio.

Il rullo 27 non poteva essere spostato entro la tolleranza a causa di limitazioni fisiche. Il cliente ha deciso che non era essenziale regolarlo o che ulteriori modifiche alla macchina potevano essere apportate in seguito.

L'usura eccessiva della superficie del rullo 28 ha causato danni permanenti alla faccia del rullo, rendendo impossibile ottenere una misurazione. Sono stati fatti dei piani per sostituire il rullo danneggiato una volta che il nuovo rullo fosse stato disponibile in magazzino.

Risultati

Poche settimane dopo il completamento del progetto, il cliente ha informato Prüftechnik che la qualità del suo prodotto era migliorata e che i problemi di tracciamento erano scomparsi grazie al servizio ParAlign. Hanno anche espresso soddisfazione per la velocità e il servizio ParAlign.

Gli ingegneri di Prüftechnik sono stati in grado di misurare ed eseguire regolazioni alle diverse sezioni di pressatura in un giorno con ParAlign. Utilizzando altre tecnologie avrebbero potuto richiedere diversi giorni e i dati non sarebbero stati così precisi.
In un settore in cui si verificano perdite considerevoli di denaro se una macchina non è in funzione, ParAlign è la scelta ideale per l'allineamento dei rulli.