Efektivita zvýšená o 129,67 %! Rýchlo vyriešte problémy s údržbou hĺbkotlače

Spoločnosť, pre ktorú pracujem, má dva 10-farebné hĺbkotlačové stroje: jeden je taliansky Cerutti R960-3 10-farebný hĺbkotlač a druhý je Zhongshan Songde SAY10820 10-farebný hĺbkotlač (ako je znázornené na obrázku 1). Používajú sa najmä na výrobu balíčkov cigariet Seven Wolves. Oba stroje majú vysokú efektívnu prevádzkovú rýchlosť, ale keď vzduchové expanzné pásy v odvíjacom hriadeli začnú unikať, papier sa bude posúvať zo strany na stranu, čo spôsobí nesprávne zarovnanie počas tlače a výsledkom je veľké množstvo odpadu. Údržba vzduchového expanzného hriadeľa je navyše časovo-náročná a pracovná.

Obrázok 1: Odvíjací mechanizmus hĺbkotlače Zhongshan Songde SAY10820 (vľavo) a odvíjacieho mechanizmu Italy Cerutti R960-3 (vpravo).

Autor vykonal-hĺbkovú štúdiu o problémoch údržby vzduchového-expanzného hriadeľa. Výsledky ukázali, že počas inštalácie a demontáže vzduchového-expanzného hriadeľa v odvíjacom mechanizme hĺbkotlačového lisu je v dôsledku nedostatku špecializovaných nástrojov a vysokej hmotnosti hriadeľa potrebný početný personál údržby na koordináciu používania základnej dosky a hydraulického vysokozdvižného vozíka na podopretie a vytiahnutie hriadeľa. Okrem toho, počas inštalácie, keďže príruba potrebuje presné zarovnanie predtým, ako ju možno zasunúť, pracovníci údržby často strávia veľa času kontrolou polohy hriadeľa, pričom spotrebúvajú obrovské množstvo pracovnej sily a zdrojov, čo je v rozpore s cieľom spoločnosti zlepšiť efektívnu prevádzkovú rýchlosť zariadenia. Na vyriešenie tohto problému sa naša spoločnosť rozhodla vyvinúť zariadenie, ktoré dokáže rýchlo nainštalovať a odstrániť vzduchový-expanzný hriadeľ.

Aktuálny stav údržby

Aby technici lepšie pochopili aktuálnu situáciu údržby vzduchového-výťahového hriadeľa, zisťovali priemerný čas údržby od októbra do decembra 2020 a zistili, že priemerný čas údržby bol až 95,14 minúty. Aby sa predišlo ovplyvneniu výroby, musia operátori stroja spomaliť stroj, aby mali pracovníci údržby viac času, a niekedy dokonca aj po vytlačení celého kotúča nie je hriadeľ stále opravený, čo núti hĺbkotlač zastaviť. Ovplyvňuje to nielen efektivitu výroby, ale tiež generuje množstvo odpadu (za predpokladu, že čas údržby vzduchového-expanzného hriadeľa je T1, čas odvíjacieho personálu na dokončenie prípravy spoja hriadeľa A a B je T2 a minimálny čas, za ktorý stroj vytlačí kotúč pri najnižšej rýchlosti, je T3: ak T1 + T2 < T3, ak nie je potrebné T2 >1, stroj sa nezastaví{5}; stroj sa musí zastaviť).

Výzvy v údržbe{0}}vzduchových expanzných hriadeľov

Vzduchový -expanzný hriadeľ je súčasťou odvíjacieho mechanizmu, ktorý drží pevné kotúče papiera. Vstrekovaním stlačeného vzduchu sa pásy z expandovateľnej gumy na hriadeli nafúknu, čím sa pásy expanznej ocele zaistia, aby sa papierový kotúč zaistil. To umožňuje, aby sa kotúč otáčal synchrónne s hriadeľom, čo umožňuje odvíjaciemu mechanizmu aktívne podávať kotúč. Technici vykonali prieskum a analýzu údržby vzduchového-expanzného hriadeľa a zmapovali proces vo vývojovom diagrame (obrázok 2). Prostredníctvom-hĺbkového vyšetrovania a analýzy procesu údržby boli identifikované dve hlavné výzvy.

Obrázok 2 Vývojový diagram údržby pneumatického hriadeľa

01/ Ťažkosti s inštaláciou príruby pneumatického hriadeľa

Pri inštalácii príruby pneumatického hriadeľa (obrázok 3) je možné prírubu presne namontovať na hriadeľ iba vtedy, ak sú polohovacie kolíky zarovnané s otvormi pre kolíky na hriadeli. Pretože príruba váži 25 kg, vyžaduje si to dvoch inštalatérov, ktorí spolupracujú, aby držali prírubu stabilne pri zarovnaní kolíkov s otvormi. Pretože na podopretie príruby sa väčšinou používajú obe ruky inštalatérov, nemôžu rýchlo a presne umiestniť kolíky. Ako sa čas strávený držaním príruby zvyšuje, inštalatéri sú unavení, čo sťažuje zarovnanie polohovacích kolíkov s otvormi.

Obrázok 3 Schéma štruktúry príruby

02 / Náročnosť inštalácie expanzného hriadeľa

Inštalácia expanzného hriadeľa (obrázok 4) vyžaduje zabezpečenie dvoch vecí súčasne: po prvé, kruhový výstupok na základnej prírube presne zapadá do kruhového vybrania na prírube expanzného hriadeľa pre správne umiestnenie; po druhé, závitové otvory na základnej prírube presne lícujú so závitovými otvormi na prírube expanzného hriadeľa. Až pri splnení oboch podmienok môže byť montáž expanznej šachty dokončená. Predtým sa však spoločnosť spoliehala na hydraulický vozík a zdvíhaciu funkciu mechanizmu odvíjača, aby sa dosiahlo zarovnanie prírubového návarku a vybrania pre expanzný hriadeľ, zatiaľ čo presné vyrovnanie závitových otvorov sa vykonávalo výlučne ručne otáčaním expanzného hriadeľa. Táto metóda má nízku presnosť polohovania a často vyžaduje viac pokusov na dosiahnutie presného vyrovnania expanzného hriadeľa.

Obrázok 4 Inštalácia expanzného hriadeľa

Požiadavky a nápady na dizajn inštalácie

01/ Požiadavky na dizajn

Na zlepšenie účinnosti údržby expanzného hriadeľa a zníženie pracovného zaťaženia a ťažkostí personálu údržby sa navrhujú tieto požiadavky:

(1) Môže účinne skrátiť čas údržby vzduchového expanzného hriadeľa odvíjacieho mechanizmu.

(2) Zariadenie je mobilné, schopné presného zdvíhania a spúšťania a môže flexibilne otáčať vzduchovým expanzným hriadeľom.

(3) Vybavené špeciálnou svorkou pre príruby, ktorá sa môže prispôsobiť rôznym veľkostiam prírub.

(4) Žiadne rušenie zariadenia a žiadny negatívny vplyv na zariadenie.

02 / Koncepcia dizajnu

Navrhnite a vyrobte odnímateľné zariadenie na inštaláciu a demontáž plynového expanzného hriadeľa, ktoré pozostáva z troch hlavných komponentov: mobilnej plošiny na údržbu, vozíka na inštaláciu a demontáž prírubových svoriek a zariadenia na rýchle polohovanie.

Polohovanie a podopieranie sa vykonáva cez oporné kolieska a vzduchový expanzný hriadeľ možno otáčať na opornom koliesku, čo uľahčuje výmenu dilatačných líšt pod rôznymi uhlami. Pri inštalácii vzduchového expanzného hriadeľa je možné rýchlo umiestniť závitové otvory otáčaním hriadeľa v pevných bodoch a presné zdvíhanie je možné dosiahnuť zmenou rozstupu štyroch oporných kolies. Konkrétna implementácia je nasledovná:

a. Celkovo sú navrhnuté 4 oporné kolesá rozdelené do 2 skupín, ktoré sa používajú na podopretie plynového expanzného hriadeľa, čo umožňuje jeho otáčanie pozdĺž osovej línie, vďaka čomu je pri inštalácii vzduchového expanzného hriadeľa vhodné odstrániť akýkoľvek expanzný pás plynu a rýchlo umiestniť závitové otvory otáčaním hriadeľa v pevných bodoch;

b. Pomocou lichobežníkových vodiacich skrutiek, kužeľových ozubených kolies a párov lineárnych vodiacich koľajníc sa môžu dve sady oporných kolies pohybovať symetricky pozdĺž osi Y-, čo umožňuje jemné nastavenie vzduchového expanzného hriadeľa nahor a nadol (hoci odvíjací mechanizmus môže nezávisle nastavovať vzduchový expanzný hriadeľ nahor a nadol, je ťažké ovládať amplitúdu nastavenia a nedá sa presne doladiť-);

c. Pomocou ozubených tyčí a párov lineárnych vodiacich koľajníc na dosiahnutie pohybu osi X- súpravy oporných kolies sa táto funkcia predovšetkým vyhýba vyčnievajúcej konštrukcii na plynovom expanznom hriadeli;

d. Nainštalujte dve smerové kolesá a dve univerzálne kolesá na spodok plošiny údržby a pomocou softvéru Solidworks nakreslite montážne schémy mobilnej plošiny údržby na základe vyššie uvedených konkrétnych nápadov.

(2) Prírubová svorka na inštaláciu a demontáž vozíka

Použitie upínacieho zariadenia na upnutie príruby zaisťuje, že jej výška zostane nezmenená. Pri inštalácii príruby zaisťuje rýchle-polohovacie zariadenie, aby sa poloha príruby zhodovala s polohou pri demontáži, vďaka čomu je inštalácia veľmi pohodlná. Konkrétna implementácia je nasledovná:

a. Modelovaním upínacej štruktúry stolových zverákov a pomocou princípu určenia kružnice v troch bodoch sú vytvorené tri upínacie mechanizmy na dosiahnutie upínacej funkcie príruby;

b. Pomocou závitového upevňovacieho mechanizmu a posúvača posúvajte svorku prírubovej dosky v smere osi Y-, pričom upravte vzdialenosť pozdĺž osi Y- tak, aby vyhovovala prírubovým doskám rôznych priemerov;

c. Použitím lichobežníkových vodiacich skrutiek, kužeľových ozubených kolies a párov lineárnych vodiacich koľajníc na umožnenie pohybu upevnenia prírubovej dosky v osi Z{1}} je možné umiestniť prírubové dosky rôznych priemerov a nastaviť vertikálnu výšku prírubovej dosky;

d. Použitie páru lichobežníkovej vodiacej skrutky a lineárnej vodiacej koľajnice na umožnenie pohybu prípravku prírubovej dosky v osi X{1}}, čím sa dosiahne oddelenie prírubovej dosky a plynového expanzného hriadeľa;

e. Dve smerové kolieska a dve univerzálne kolieska sú nainštalované v spodnej časti držiaka prírubovej svorky a na základe vyššie uvedených konkrétnych nápadov použite softvér SolidWorks na nakreslenie montážnej schémy montážneho vozíka prírubovej svorky na inštaláciu.

(3) Zariadenie na rýchle polohovanie

Použitím dvojice kužeľových valcových hláv a kruhových drážok sa dosiahne rýchle umiestnenie mobilnej údržbovej plošiny a vozíka na inštaláciu a demontáž prírubovej svorky. Predný koniec hriadeľa tohto zariadenia je navrhnutý ako kužeľ, ktorý slúži ako vodiaci mechanizmus. Použitím gravitačných blokov na súčasné umiestnenie oboch vozidiel sa dokončí gravitačné samo-uzamykanie, čím sa bráni demontáži plošiny údržby a príruby a demontáži vozíka počas inštalácie a demontáže prírubovej dosky. Na základe vyššie uvedených konkrétnych myšlienok bol na nakreslenie schémy zostavy zariadenia na rýchle polohovanie (ako je znázornené na obrázku 5) použitý softvér SolidWorks.

Obrázok 5: Zostava zariadenia na rýchle polohovanie SolidWorks

Overenie účinku údržby

Aby sa overil účinok údržby zariadenia na inštaláciu a odstránenie expanzného hriadeľa hĺbkotlačou (obrázok 6), technici zisťovali a zbierali údaje o priemernom čase opravy expanzných hriadeľov pomocou zariadenia. Zistili, že priemerný čas na opravu expanzného hriadeľa odvíjacieho mechanizmu sa znížil z 91,66 minúty na 39,91 minúty. Výpočty ukazujú, že použitie zariadenia na opravu expanzného hriadeľa zlepšilo účinnosť o 129,67 %.

Obrázok 6 Simulačná schéma zariadenia na inštaláciu a odstránenie vzduchového-rozťahovacieho hriadeľa

Vývoj zariadenia na inštaláciu a odstránenie vzduchového-expanzného hriadeľa hĺbkotlače znižuje prestoje spôsobené údržbou, znižuje pracovnú náročnosť operátorov, eliminuje potrebu rozsiahlych príprav na reštartovanie stroja a výrazne zlepšuje efektívnu rýchlosť tlače a kvalitu výstupu. Znižuje tiež pracovné zaťaženie personálu údržby a zvyšuje efektivitu opráv vzduchových-šácht. Okrem toho môže personál údržby použiť toto zariadenie na manipuláciu a opravu iných komponentov hĺbkotlače, ako sú tlačové valce, chladiace valce a trakčné valce, vďaka čomu je stroj všestrannejší.