Poprawa wyrównania wałków i jakości produktu w fabryce papieru w Quebecu

Klient z Quebecu, drugiej co do wielkości prowincji Kanady, zwrócił się do ParAlign firmy Fluke Reliability naprawę maszyn rolowych w zakładzie po zauważeniu marszczenia się produktu i problemów z jego przesuwaniem w trakcie produkcji papieru.

Zespół inżynierów Prüftechnik zmierzył wszystkie trzy sekcje prasy w maszynie papierniczej podczas wykonywania tej usługi ponownego ustawienia. W ciągu niecałych 12 godzin inżynierowie zespołu wykonali pomiary i pracowali razem z mechanikami zakładu, aby dokonać regulacji rolek uznanych za krytyczne do skorygowania.

Wynik: Klient jest niezwykle zadowolony z podjęcia takiego działania. Jednak przed omówieniem ustaleń w zakładzie w Quebecu konieczne jest przedstawienie pewnych informacji na temat tego, dlaczego utrzymanie wyrównania wałków w przemyśle papierniczym jest tak krytyczne.

Tło

Wydajność jest niezbędna, aby pozostać liderem w tej wysoce konkurencyjnej branży. Produkcja papieru wysokiej jakości wymaga skomplikowanych maszyn z wieloma powiązanymi systemami, które działają w harmonii. Wyrównanie wałków ma kluczowe znaczenie.

Równie ważne jest utrzymanie wyrównania rolek lub możliwość wyrównania rolek do rolki referencyjnej w ramach określonej tolerancji. Prawidłowo wyrównane rolki maszyny prowadzą do zmniejszenia wydatków na materiały i konserwację poprzez zmniejszenie pękania papieru, zmarszczek, problemów ze śledzeniem, przedwczesnego zużycia łożysk i innych.

Historycznie rzecz biorąc, wyrównanie rolek nie było podkreślane w branży tak bardzo jak inne techniki konserwacji zapobiegawczej. Jednak nadmierne rozbieżności w rolkach są bezpośrednio powiązane ze zmniejszoną jakością produktu i nieplanowanymi przestojami.

Wykrywanie nieprawidłowego ustawienia podczas pracy maszyny może być trudne. Biorąc pod uwagę wysokie wymagania dotyczące czasu pracy maszyn, w tym konieczność uruchamiania maszyn 24/7 przez tygodnie, przydatna jest znajomość typowych objawów wizualnie wykrywanych w przypadku nieprawidłowego ustawienia maszyn.

Obejmują one:

• trudności ze śledzeniem produktu
• rolki produktów teleskopowych
• nierównomierne rozciągnięcie filcu/drutu
• nierówna grubość produktu
• napięcia i naprężenia w łożyskach tocznych

Wiele z tych oznak jest zbyt poważnych, aby je ignorować. Niewłaściwie konserwowane maszyny mogą prowadzić do awarii podzespołów, trwałego uszkodzenia maszyny, a w najgorszym przypadku do obrażeń i śmierci pracowników.

Do tej pory wielu producentów wyrobów papierniczych korzystało z dostępnych narzędzi i technik rozwiązywania problemów z ustawieniem wałków:

• Pionowy ciężarek, używany od tysięcy lat, jest prostym, ale prymitywnym sposobem pomiaru ustawienia maszyn. Nie może zapewnić precyzji wymaganej dzisiaj i nie ma cyfrowej metody odczytu ani raportowania dla tej techniki.
• Instrumenty optyczne są bardziej zaawansowane, ale wymagają linii wzroku, aby wykonać pomiary. Inne czynniki mogą zniekształcać dokładność danych zebranych za pomocą urządzeń optycznych, w tym temperatura powietrza, wilgotność, dostępność rolki i poziom umiejętności użytkownika. Ponadto proces wyrównywania za pomocą urządzeń optycznych wymaga znacznego przestoju maszyny. Nawet najbardziej zaawansowane urządzenia mogą wymagać dni, a nawet tygodni przestoju, aby wykonać wszystkie niezbędne pomiary.

Firma Prüftechnik, będąca częścią Fluke Reliability, zaprojektowała i opracowała innowacyjną, nieoptyczną technikę niwelującą ograniczenia innych metod ustawiania wałków.

System ParAlign to unikalne, zastrzeżone urządzenie przenośne, które zawiera trzy pierścieniowe żyroskopy laserowe, z jednym żyroskopem na oś. Ponieważ pierścieniowe żyroskopy laserowe są technologią klasy wojskowej, ich stosowanie jest bardzo ograniczone. Prüftechnik oferuje więc ParAlign jako usługę, a nie urządzenie do kupienia.

Aby wykonać pomiar, użytkownik przesuwa ParAlign na rolce o co najmniej 20 stopni obwodu rolki. Uzyskane dane są natychmiast przesyłane do laptopa przez Bluetooth, a następnie wyświetlany jest odczyt wizualny. Rolka referencyjna jest wybierana, zazwyczaj przez klienta, a przesunięcia innych rolek są porównywane z rolką referencyjną. Rolkę referencyjną można zmienić w dowolnym momencie podczas lub po procesie pomiaru.

Po zakończeniu usługi klient otrzymuje pełny raport zawierający początkowe i końcowe wyniki ustawienia.

Rysunek 1.1 – Raport wizualny ParAlign

Rysunek 1.1 to przykład raportu wizualnego wygenerowanego przez oprogramowanie ParAlign. Niewspółosiowość każdej rolki jest reprezentowana przez czerwone i zielone kółko. Zielone kółko reprezentuje stronę operatora rolki, a czerwone kółko reprezentuje stronę maszyny. Niebieskie kółko na wizualizacji to aktywna rolka odniesienia.

Rolka oznaczona jako „Dobre wyrównanie” na tym rysunku znajduje się na 0.001″ w ujemnym położeniu poziomym względem rolki odniesienia. W pionie strona maszyny jest niższa od strony operatora o 0.012″. Aby wyregulować tę rolkę, umieść podkładkę pod łożyskiem po stronie maszyny.

W tym przypadku możemy założyć, że rolka mieści się w wybranej tolerancji. Rolka oznaczona jako „Bad Alignment” jest o 0.069″ niższa po stronie maszyny, a także o 0.001″ w pozycji ujemnej poziomej. Zakłada się, że rolka ta znajduje się poza docelową tolerancją i należy ją wyregulować, aby poprawić stan maszyny.

Skoryguj wyrównanie tego walca, podnosząc stronę maszyny lub opuszczając stronę operatora. Ważne jest, aby przeanalizować każdą potencjalną korektę wyrównania przed jej wykonaniem, aby upewnić się, że nie jest ona szkodliwa dla pobliskiej konstrukcji maszyny. Jeśli strona napędowa walca, o którym mowa powyżej, jest sprzężona ze skrzynią biegów i silnikiem, łatwiej będzie ją wyregulować po stronie operatora walca.

Uwaga: Do najlepszych praktyk konserwacyjnych należy pomiar wyrównania wału pomiędzy tymi komponentami podczas dokonywania jakiejkolwiek regulacji komponentu łączącego — na przykład rolki, przekładni, silnika itp.

Wyzwania

Wracając do sytuacji naszego klienta z Quebecu. Poniższy diagram ilustruje niewspółosiowość znalezioną w sekcji prasy w zakładzie.

Rycina 1.2 – Jak znaleziono, sekcja prasowa nr 2

Rysunek 1.2 przedstawia dane początkowe drugiej sekcji prasy. Rolki 30 i 29 są oznaczone odpowiednio jako rolki rozciągające i prowadzące. Rolki te są podatne na przesuwanie się podczas normalnej pracy maszyny. Klient uznał, że wyrównanie tych rolek nie jest krytyczne.

Rolki z największą ilością drutu lub owinięcia produktem mają największy wpływ na maszynę i powinny być odpowiednio wyregulowane. Dolna rolka została wybrana jako punkt odniesienia dla sekcji prasy, ponieważ jest stała i niezwykle trudna do przesunięcia. Pozostałe rolki mają zazwyczaj większą swobodę w zakresie dokonywania regulacji.

Rycina 1.3 – Jak po lewej, sekcja prasowa nr 2

Rolki 35, 32, 31 i 27 zostały uznane przez klienta za krytyczne i dlatego zostały skorygowane. Różnica w wyrównaniu jest szybko widoczna. Ostateczny obraz, Rysunek 1.3, ma wyraźnie mniej czerwieni niż obraz początkowy, co wskazuje na mniejsze rozbieżności.

Rolki 35 i 32 można było łatwo dostosować. Pionowa pozycja rolki 31 stanowiła pewne wyzwanie. Ograniczenia fizyczne otaczającej ramy nie pozwalały na łatwą regulację w czasie trwania usługi.

Rolki 27 nie można było przesunąć w granicach tolerancji z powodu ograniczeń fizycznych. Klient zdecydował, że nie jest to krytyczne, aby dostosować lub że dalsze zmiany maszyny mogą zostać wprowadzone później.

Nadmierne zużycie powierzchni rolki 28 spowodowało trwałe uszkodzenie powierzchni rolki, uniemożliwiając wykonanie pomiaru. Zaplanowano wymianę uszkodzonej rolki, gdy tylko nowa rolka znajdzie się w magazynie.

Efekt

Kilka tygodni po zakończeniu projektu klient poinformował Prüftechnik, że jakość jego produktu uległa poprawie, a problemy ze śledzeniem zniknęły dzięki usłudze ParAlign. Wyrazili również zadowolenie z szybkości i usługi ParAlign.

Inżynierowie Prüftechnik byli w stanie zmierzyć i wykonać regulacje wielu sekcji prasy w ciągu jednego dnia dzięki ParAlign. Użycie innych technologii mogłoby zająć kilka dni, a dane nie byłyby tak precyzyjne.
W branży, w której straty są duże, gdy maszyna nie pracuje, ParAlign jest oczywistym wyborem w zakresie ustawiania wałków.