Οι μηχανές χαρτιού συγκαταλέγονται στα πιο απαιτητικά μηχανικά περιβάλλοντα που μπορεί να αντιμετωπίσει οποιοδήποτε εξάρτημα μετάδοσης ισχύος. Μια σύγχρονη μηχανή Fourdrinier ή μηχανή χαρτομάντιλων εκτείνεται σε απόσταση άνω των εκατό μέτρων από το υγρό άκρο έως το στεγνό άκρο, με κάθε λειτουργικό τμήμα - διαμόρφωση, συμπίεση, ξήρανση, καλανδράρισμα και τύλιγμα - να κινείται μέσω της δικής του ανεξάρτητης διάταξης μετάδοσης. Μέσα σε αυτή τη διάταξη, ο σύνδεσμος τύπου γραναζιού δεν είναι περιφερειακό εξάρτημα. Είναι ο κρίσιμος μηχανικός σύνδεσμος μεταξύ κινητήρα, κιβωτίου ταχυτήτων και κυλίνδρου που διατηρεί κάθε μέρος της μηχανής να περιστρέφεται σε συγχρονισμένη αρμονία με τη σωστή ροπή και τη σωστή αναλογία ταχύτητας. Αν κάνετε λάθος σε αυτόν τον σύνδεσμο, μια γραμμή παραγωγής χαρτιού που μπορεί να αντιπροσωπεύει μια επένδυση δεκάδων εκατομμυρίων λιρών σταματά. Αν το κάνετε σωστά, η μηχανή θα λειτουργεί συνεχώς, βάρδια με βάρδια, με ελάχιστη παρέμβαση από την ομάδα συντήρησης.
Η πρόκληση της επιλογής ενός συνδέσμου για την επισκευή μηχανών χαρτιού δεν αφορά απλώς την ονομαστική ροπή στρέψης. Ένας σύνδεσμος γραναζιών σε αυτό το περιβάλλον πρέπει ταυτόχρονα να αντιστέκεται στη συνεχή εισροή υγρασίας — το τμήμα διαμόρφωσης μιας μηχανής χαρτιού λειτουργεί σε σχεδόν κορεσμένη υγρασία με ψεκασμό νερού παντού — να ανέχεται την κακή ευθυγράμμιση που συμβαίνει καθώς οι κύλινδροι διαστέλλονται θερμικά κατά την προθέρμανση, να απορροφά τα φορτία κραδασμών που συμβαίνουν κάθε φορά που ένα σπάσιμο χαρτιού προκαλεί ξαφνικό τράνταγμα στο σύστημα μετάδοσης κίνησης και να διατηρεί την ακριβή αναλογία ταχύτητας που εμποδίζει την τάση του ιστού να κυμαίνεται και να παράγει κακή ποιότητα καρουλιού. Αυτός ο συνδυασμός απαιτήσεων περιορίζει σημαντικά το πεδίο και εξηγεί γιατί οι σύνδεσμοι τύπου γραναζιών, με τα προφίλ των ελικοειδών δοντιών τους, τα ισχυρά συστήματα λίπανσης και τη γενναιόδωρη ικανότητα κακής ευθυγράμμισης, έχουν γίνει η προεπιλεγμένη επιλογή για συστήματα μετάδοσης κίνησης με ονομαστική ισχύ άνω των περίπου 50 kW σε σοβαρές εγκαταστάσεις παραγωγής χαρτιού σε όλη την Αγγλία, τη Σκωτία και την Ουαλία.
Πώς οι σύνδεσμοι γραναζιών μεταδίδουν ισχύ σε άξονες που δεν είναι ευθυγραμμισμένοι
Πλέγμα δοντιών με ενέλιξη
Ένας σύνδεσμος τύπου γραναζιού αποτελείται από δύο πλήμνες, καθεμία από τις οποίες φέρει εξωτερικά εξελισσόμενα δόντια, και ένα εξωτερικό χιτώνιο — που μερικές φορές ονομάζεται δακτύλιος ή κύλινδρος γραναζιού — που φέρει αντίστοιχα εσωτερικά δόντια. Η ροπή περνά από τον κινητήριο άξονα μέσω των δοντιών της πλήμνης στα δόντια του μανικιού και εξέρχεται μέσω της απέναντι πλήμνης στον κινούμενο άξονα. Επειδή οι πλευρές των δοντιών είναι καμπύλες σύμφωνα με τη λειτουργία εξελισσόμενης κίνησης, το πλέγμα μπορεί να δεχθεί γωνιακή απόκλιση ευθυγράμμισης έως και περίπου 1,5 μοίρες και παράλληλη μετατόπιση αρκετών χιλιοστών χωρίς να δημιουργεί σημαντικές δευτερεύουσες ροπές κάμψης στα άκρα του άξονα. Αυτό διαφέρει θεμελιωδώς από έναν άκαμπτο σύνδεσμο, όπου οποιαδήποτε απόκλιση ευθυγράμμισης μεταφέρεται απευθείας ως φορτίο κάμψης στα ρουλεμάν και τους άξονες, επιταχύνοντας τη ζημιά από κόπωση και τη φθορά των ρουλεμάν.
Λίπανση και Σφράγιση
Το πλέγμα των γραναζιών απαιτεί συνεχή λίπανση για τη μείωση της φθοράς και την απομάκρυνση της θερμότητας τριβής. Στις εργασίες συντήρησης μηχανών χαρτιού, οι παραλλαγές που λιπαίνονται με γράσο με στεγανοποιήσεις λαβυρίνθου και φράγματα δακτυλίων Ο είναι στάνταρ, επειδή το περιβάλλον θα μολύνει τα συστήματα λουτρού λαδιού σχεδόν αμέσως. Το γράσο παγιδεύεται μεταξύ του χιτωνίου και της πλήμνης από έναν συνδυασμό φυγοκεντρικής δύναμης και της γεωμετρίας της στεγανοποίησης, σχηματίζοντας μια μεμβράνη που διατηρεί τις επιφάνειες των δοντιών χωρισμένες κατά τη λειτουργία. Τα διαστήματα επαναλίπανσης ορίζονται από τον κατασκευαστή και εξαρτώνται από την ταχύτητα λειτουργίας, τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και το επίπεδο μόλυνσης — στην πράξη, ένας σωστά σφραγισμένος σύνδεσμος γραναζιών στις εργασίες συντήρησης μηχανών χαρτιού μπορεί να λειτουργεί για τρεις έως έξι μήνες μεταξύ των συμβάντων επαναλίπανσης, κάτι που ευθυγραμμίζεται εύκολα με τις προγραμματισμένες διακοπές λειτουργίας συντήρησης.
Διαδρομή ροπής και λόγος ταχύτητας
Επειδή ο σύνδεσμος μεταδίδει ροπή μέσω ενός μεγάλου αριθμού ταυτόχρονα εμπλεκόμενων επαφών δοντιών αντί για ένα μόνο σημείο επαφής, το φορτίο κατανέμεται σε όλο το πλάτος του δοντιού και ο κίνδυνος τοπικής υπερφόρτωσης μειώνεται σημαντικά σε σύγκριση με τους συνδέσμους σιαγόνων ή πείρων και δακτυλίων. Ο σύνδεσμος δεν εισάγει καμία αλλαγή στην αναλογία ταχύτητας — η ταχύτητα εισόδου ισούται με την ταχύτητα εξόδου — επομένως δεν έχει καμία επίδραση στις αναλογίες ταχύτητας που καθορίζονται από το κύριο κιβώτιο ταχυτήτων. Αυτό είναι σημαντικό στις κινήσεις μηχανών χαρτιού, όπου η αναλογία ταχύτητας μεταξύ γειτονικών τμημάτων πρέπει να διατηρείται σε πολύ αυστηρές ανοχές για τον έλεγχο της τάσης του ιστού. Ένας σύνδεσμος γραναζιών που εισήγαγε ακόμη και ένα κλάσμα του ποσοστού ολίσθησης θα προκαλούσε απαράδεκτη διακύμανση τάσης σε όλο το πλάτος του ιστού, με αποτέλεσμα σπασίματα και ελαττώματα προϊόντος.
Από τι κατασκευάζονται οι σύνδεσμοι γραναζιών — και γιατί έχει σημασία
Η επιλογή του βασικού υλικού για μια πλήμνη ζεύξης γραναζιών έχει άμεση επίδραση στην ονομαστική ροπή, την αντοχή στη διάβρωση, το βάρος και το κόστος. Στη συντριπτική πλειονότητα των εφαρμογών μηχανών χαρτιού, οι πλήμνες κατασκευάζονται από χάλυβα μεσαίου άνθρακα - συνήθως χάλυβα 45 ή το βρετανικό ισοδύναμο EN 8 - και στη συνέχεια υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία για να επιτευχθεί επιφανειακή σκληρότητα 50 έως 58 HRC στις πλευρές των δοντιών. Αυτός ο συνδυασμός ενός σκληρού πυρήνα με μια σκληρή επιφάνεια δίνει στη ζεύξη εξαιρετική αντοχή τόσο στην φόρτιση από κραδασμούς όσο και στη φθορά των δοντιών. Το χιτώνιο, το οποίο δέχεται μικρότερες τάσεις επαφής επειδή τα εσωτερικά του δόντια εμπλέκονται σε έναν μεγαλύτερο κύκλο βήματος, κατασκευάζεται συνήθως από την ίδια ποιότητα ή από ένα κράμα ελαφρώς χαμηλότερης περιεκτικότητας σε άνθρακα, καθιστώντας το οριακά πιο όλκιμο, έτσι ώστε να λειτουργεί ως το στοιχείο θυσίας σε περίπτωση υπερφόρτωσης, προστατεύοντας τους πιο ακριβούς άξονες και κιβώτια ταχυτήτων.
Σε εφαρμογές όπου ο σύνδεσμος εκτίθεται σε χημικό πολτό, λευκαντικές ενώσεις ή αντιαφριστικά μέσα — συνθήκες που συναντώνται σε ολοκληρωμένα εργοστάσια χαρτοπολτού και χαρτιού που βρίσκονται στη Σκωτία και τη βόρεια Αγγλία — προδιαγράφονται ποιότητες ανοξείδωτου χάλυβα όπως το 316L για εξωτερικές επιφάνειες και συνδετήρες, ενώ η γεωμετρία του φέροντος δοντιού διατηρείται σε κράμα χάλυβα με κατάλληλη επίστρωση ή επιμετάλλωση για προστασία από τη διάβρωση. Η επεξεργασία με φωσφορικό ψευδάργυρο ακολουθούμενη από εποξειδικό αστάρι είναι μια κοινή προσέγγιση στις εγκαταστάσεις του Ηνωμένου Βασιλείου που πρέπει να πληροί τους περιβαλλοντικούς κανονισμούς σχετικά με την απορροή από τις περιοχές συντήρησης. Για εφαρμογές υψηλότερης ταχύτητας, όπως η κίνηση του καρουλιού πάπα στο ξηρό άκρο μιας μηχανής ιστών όπου οι περιφερειακές ταχύτητες στον κύκλο βήματος του συνδέσμου μπορεί να φτάσουν τα 10 m/s ή περισσότερο, το συγκρότημα πλήμνης και μανικιού ζυγοσταθμίζεται με ακρίβεια μετά την τελική κατεργασία σε βαθμό συμβατό με το ISO 1940 G2.5, διασφαλίζοντας ότι η υπολειμματική ανισορροπία δεν δημιουργεί κραδασμούς στη συχνότητα λειτουργίας και τις αρμονικές της.
Υλικό πλήμνης
45 / EN8 ανθρακούχος χάλυβας, θερμικά επεξεργασμένος· ανοξείδωτος χάλυβας 316L για διαβρωτικά περιβάλλοντα
Μανίκι / Βαρέλι
Κράμα ή όλκιμος σίδηρος· χάλυβας με εποξειδικό αστάρι για ζώνες υψηλής υγρασίας
Σφραγίδες & Συνδετήρες
Δακτύλιοι Ο από νιτρίλιο ή βιτόν· συνδετήρες από ανοξείδωτο χάλυβα κατηγορίας Α4 όπου υπάρχει κίνδυνος πιτσιλίσματος χημικών ουσιών
Επιφανειακή επεξεργασία
Αστάρι φωσφορικού ψευδαργύρου + εποξειδικής ρητίνης· προαιρετική επιμετάλλωση ψευδαργύρου-νικελίου για αντοχή στη διάβρωση σε υπεράκτιες συνθήκες
Έξι λόγοι για τους οποίους οι σύνδεσμοι γραναζιών υπερτερούν των εναλλακτικών λύσεων στις μονάδες κίνησης μηχανών χαρτιού
Υψηλή αναλογία ροπής προς βάρος
Οι σύνδεσμοι γραναζιών μεταδίδουν ροπή μέσω πολλαπλών επαφών δοντιών ταυτόχρονα, παρέχοντας ονομαστικές ροπές που θα απαιτούσαν πολύ μεγαλύτερο σύνδεσμο σιαγόνων ή δίσκο για να αντιστοιχιστούν. Αυτή η συμπαγής πυκνότητα ισχύος αποτιμάται σε μηχανές κίνησης χαρτιού όπου ο χώρος μεταξύ γειτονικών κυλίνδρων είναι περιορισμένος και η διάταξη κίνησης πρέπει να ταιριάζει στο δομικό περίβλημα της μηχανής.
Ανοχή Γωνιακής και Παράλληλης Μετατόπισης
Οι κύλινδροι της μηχανής χαρτιού αλλάζουν διάμετρο καθώς ο ιστός χαρτιού συσσωρεύεται στους κυλίνδρους και το δομικό πλαίσιο της μηχανής υφίσταται θερμική διαστολή κατά την προθέρμανση από το κρύο. Αυτά τα φαινόμενα δημιουργούν πραγματική κακή ευθυγράμμιση που πρέπει να αντιμετωπιστεί χωρίς να μεταφερθούν καταστροφικά πλευρικά φορτία στα ρουλεμάν κυλίνδρων. Οι σύνδεσμοι γραναζιών χειρίζονται γωνιακή κακή ευθυγράμμιση έως περίπου 1,5° και παράλληλη μετατόπιση έως 1 mm ανά 100 mm μήκους συνδέσμου, προσφέροντας πολύ μεγαλύτερη ανοχή από τους άκαμπτους συνδέσμους με φλάντζες.
Απορρόφηση φορτίου κραδασμών
Όταν ένα χάρτινο πλέγμα σπάει στο τμήμα πρέσας, η ξαφνική απελευθέρωση της τάσης στέλνει μια ώθηση ροπής πίσω μέσω του συστήματος μετάδοσης κίνησης που μπορεί να είναι αρκετές φορές η ονομαστική ροπή λειτουργίας. Οι σύνδεσμοι γραναζιών, ιδιαίτερα εκείνοι που έχουν σχεδιαστεί με προφίλ δοντιών με στέμμα, κατανέμουν αυτήν την ώθηση σε όλα τα εμπλεκόμενα δόντια και επιτρέπουν έναν βαθμό γωνιακής ταλάντωσης που απορροφά τη μέγιστη ενέργεια πριν φτάσει στο κιβώτιο ταχυτήτων ή στον κινητήρα. Αυτό το χαρακτηριστικό μειώνει σημαντικά τη συχνότητα ζημιάς στο κιβώτιο ταχυτήτων που αποδίδεται σε συμβάντα θραύσης χαρτιού.
Μεγάλη διάρκεια ζωής με προβλέψιμη φθορά
Οι σωστά λιπασμένοι και ευθυγραμμισμένοι σύνδεσμοι γραναζιών επιτυγχάνουν συνήθως διάρκεια ζωής 30.000 ωρών ή περισσότερο σε λειτουργία μηχανών χαρτιού. Τα πρότυπα φθοράς στα δόντια των γραναζιών είναι εύκολο να αξιολογηθούν κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων διακοπών λειτουργίας συντήρησης χρησιμοποιώντας τυπικά όργανα μέτρησης έναρξης/μη έναρξης λειτουργίας, δίνοντας στους μηχανικούς συντήρησης ένα σαφές σημείο λήψης απόφασης για αντικατάσταση αντί να βασίζονται μόνο στην παρακολούθηση της κατάστασης. Αυτή η προβλεψιμότητα υποστηρίζει τους προγραμματισμένους κύκλους συντήρησης που είναι στάνταρ στις εγκαταστάσεις παραγωγής χαρτιού στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Δυνατότητα υψηλής ταχύτητας λειτουργίας
Όταν ισορροπούνται σύμφωνα με το πρότυπο ISO 1940 G2.5 ή καλύτερο, οι γραναζωτοί σύνδεσμοι μπορούν να λειτουργούν σε ταχύτητες γραμμής βήματος που υπερβαίνουν τα 20 m/s χωρίς να προκαλούν απαράδεκτους κραδασμούς. Αυτό τους καθιστά κατάλληλους για χρήση σε τμήματα υψηλής ταχύτητας σύγχρονων μηχανών χαρτιού και μηχανών λεπτού χαρτιού που λειτουργούν με ταχύτητες σύρματος άνω των 1.800 m/min — επίπεδα απόδοσης που θα υπερθερμάνονταν γρήγορα ή θα αστοχούσαν μηχανικά στα περισσότερα σχέδια ελαστομερών συνδέσμων.
Επισκευασιμότητα και εναλλαξιμότητα
Σε αντίθεση με τους ελαστομερείς συνδέσμους ή τα πολυστρωματικά πακέτα δίσκων, ένας φθαρμένος σύνδεσμος γραναζιών μπορεί συχνά να επισκευαστεί αντικαθιστώντας μόνο το χιτώνιο διατηρώντας παράλληλα τις αρχικές πλήμνες, μειώνοντας τόσο το κόστος των εξαρτημάτων όσο και τις εργασίες επανακατεργασίας του άξονα. Η τυποποίηση σε διαστατικές σειρές ISO ή DIN σημαίνει επίσης ότι οι πλήμνες από πολλαπλούς προμηθευτές μπορούν συχνά να συνδυαστούν με ένα ανταλλακτικό χιτώνιο σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, ένα πρακτικό όφελος στο οποίο έχουν βασιστεί οι μηχανικοί των εργοστασίων στο Μπέρμιγχαμ, το Λιντς και άλλα κέντρα παραγωγής για την ελαχιστοποίηση του μη προγραμματισμένου χρόνου διακοπής λειτουργίας.
Σύνδεσμος τύπου γραναζιού — Βασικές παράμετροι απόδοσης
| Παράμετρος | Τυπικό εύρος | Σημειώσεις |
|---|---|---|
| Ονομαστική ροπή | 100 Nm – 2.500.000 Nm | Υπόκειται σε επιλογή σειράς και ενότητας |
| Μέγιστη ταχύτητα λειτουργίας | Έως 6.500 σ.α.λ. | Ισορροπημένο σε ISO 1940 G2.5 σε υψηλές ταχύτητες |
| Ικανότητα γωνιακής κακής ευθυγράμμισης | Έως 1,5° | Ανά στοιχείο σύνδεσης· προφίλ δοντιού με στέμμα |
| Χωρητικότητα παράλληλης μετατόπισης | Έως 1 mm ανά 100 mm | Εξαρτάται από τη διάμετρο της οπής και τη γεωμετρία του δοντιού |
| Εύρος διαμέτρου οπής πλήμνης | 20 χιλ. – 520 χιλ. | Επιλογές προσαρμογής κλειδαριάς, σφηνοειδούς ή παρεμβολής |
| Μέγιστη (στιγμιαία) ροπή | 2,5× ονομαστική ροπή | Τυπικός συντελεστής εξυπηρέτησης· υψηλότερος κατόπιν αιτήματος |
| Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας | -30 °C έως +150 °C | Εξαρτάται από τις προδιαγραφές γράσου. Οι στεγανοποιήσεις Viton επεκτείνουν το ανώτερο όριο |
| Πρότυπο προφίλ δοντιών | Ενελικοειδής (στεφανωμένη) γωνία πίεσης 20° | Συμμορφώνεται με τα πρότυπα DIN 740 / ISO 14691 |
| Σκληρότητα επιφάνειας πλήμνης | 50 – 58 HRC | Επαγωγικά σκληρυμένες πλευρές δοντιών |
| Βαθμός ισορροπίας | Πρότυπο ISO 1940 G6.3· G2.5 κατόπιν αιτήματος | Απαιτείται G2.5 για ταχύτητες άνω των 3.000 σ.α.λ. |
| Βαθμολογία προστασίας | Πρότυπο IP55; IP65 με βελτιωμένη στεγανοποίηση | Κρίσιμο για την υπηρεσία υγρού άκρου και πρέσας |
Έξι κρίσιμες θέσεις μετάδοσης κίνησης όπου οι σύνδεσμοι γραναζιών λειτουργούν σε λειτουργία μηχανής χαρτιού
Κάθε τμήμα μιας μηχανής χαρτιού παρουσιάζει μια ξεχωριστή μηχανική πρόκληση. Τα ακόλουθα σενάρια αντικατοπτρίζουν τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας που αντιμετωπίζουν οι ολοκληρωμένες μονάδες παραγωγής χαρτιού και οι εγκαταστάσεις μετατροπής σε όλη την Αγγλία, τη Σκωτία και την Ουαλία.
Σενάριο Εφαρμογής 1: Τμήμα Διαμόρφωσης Υγρού Άκρου — Μηχανισμοί Κίνησης με Ρολλό Στήθους και Ρολλό Τραπεζιού
Το τμήμα διαμόρφωσης είναι το σημείο όπου το χαρτί — ένα αιώρημα ινών σε νερό με περιεκτικότητα σε νερό περίπου 99% — παραδίδεται στο κινούμενο σύρμα διαμόρφωσης. Κάθε ρολό τραπεζιού, λεπίδα αλουμινίου και κιβώτιο αναρρόφησης πρέπει να κινείται μέσα από την ίδια υγρή ατμόσφαιρα. Οι σύνδεσμοι γραναζιών που χρησιμοποιούνται εδώ αντιμετωπίζουν τις πιο σκληρές συνθήκες υγρασίας στο μηχάνημα. Η κίνηση του ρολού στήθους ειδικότερα λειτουργεί σε χαμηλή ταχύτητα αλλά πολύ υψηλή ροπή, τραβώντας το σύρμα σε όλο το πλάτος του μηχανήματος ενάντια στην αντίσταση της αποστράγγισης του νερού. Οι σύνδεσμοι σε αυτή τη θέση προδιαγράφονται με στεγανοποιήσεις λαβυρίνθου με βαθμολογία IP65 και γράσο υψηλού ιξώδους, επειδή το νερό που είναι φορτωμένο με λεπτές ίνες και πληρωτικά θα διεισδύσει σε οποιαδήποτε ανεπαρκή διάταξη στεγανοποίησης μέσα σε λίγες μέρες. Οι συνέπειες μιας αστοχίας σύνδεσης στο υγρό άκρο είναι σοβαρές: ένα σπασμένο σύρμα ή ένας σταματημένος ρολό στήθους κατά την παραγωγή μπορεί να χρειαστούν οκτώ έως δώδεκα ώρες για να ανακτηθεί, αντιπροσωπεύοντας χαμένη παραγωγή που οι μικρότερες χαρτοβιομηχανίες του Ηνωμένου Βασιλείου — ιδιαίτερα εκείνες που λειτουργούν γραμμές παραγωγής χάρτου και χαρτονιού στα Midlands — απλά δεν μπορούν να αντέξουν οικονομικά. Ένας σύνδεσμος γραναζιών με συντηρητική βαθμολόγηση 2,5 φορές την υπολογισμένη ροπή λειτουργίας, με χιτώνιο από ανοξείδωτο χάλυβα, παρέχει το περιθώριο αξιοπιστίας που χρειάζονται οι διαχειριστές συντήρησης για να εγκρίνουν ένα διάστημα επανελέγχου 12 μηνών.
Σενάριο Εφαρμογής 2: Τμήμα Πίεσης — Κίνηση Ρόλου Πίεσης από Τσόχα υπό Φόρτιση με Μανόμετρο
Το τμήμα πρέσας αφαιρεί νερό από το υγρό φύλλο χαρτιού περνώντας το μέσα από μία ή περισσότερες ακίδες κυλίνδρων υπό πιέσεις που μπορούν να ξεπεράσουν τα 900 kN/m πλάτους ακίδας. Οι κύλινδροι από τσόχα που μεταφέρουν το φύλλο μέσα από τις ακίδες πρέσας κινούνται μέσω συνδέσμων γραναζιών που πρέπει ταυτόχρονα να χειρίζονται συνεχή ροπή από την κύρια κίνηση, να προσαρμόζονται στην παραμόρφωση του άξονα που προκαλείται από το φορτίο της ακίδας — η οποία δημιουργεί μια μετρήσιμη γωνιακή κακή ευθυγράμμιση στη σύζευξη — και να αντιστέκονται στον συνδυασμό ζεστού νερού, ψεκασμού πλύσης από τσόχα και λεπτών ινών χαρτιού που χαρακτηρίζει την ατμόσφαιρα του τμήματος πρέσας. Κεντρικό στοιχείο για τη σωστή επιλογή σύνδεσης εδώ είναι η γεωμετρία της κορυφής των δοντιών του γραναζιού: ένα δόντι με κακή κορυφή θα δημιουργήσει φορτίο ακμής όταν ο άξονας παραμορφώνεται υπό το φορτίο της ακίδας, επιταχύνοντας την κόπωση της επιφάνειας και οδηγώντας σε πρόωρη απολέπιση των πλευρών των δοντιών. Η σειρά συνδέσμων τμημάτων πρέσας της Ever Power χρησιμοποιεί μια βελτιστοποιημένη από υπολογιστή ακτίνα κορυφής που διατηρεί πλήρη επαφή των δοντιών υπό συνθήκες γωνιακής κακής ευθυγράμμισης έως 0,8°, παρέχοντας ένα περιθώριο ασφαλείας πάνω από την τυπική γωνία παραμόρφωσης του άξονα σε φορτία ακίδας του τμήματος πρέσας. Οι μεγάλοι ολοκληρωμένοι μύλοι που λειτουργούν στο Σέφιλντ και το Νότιγχαμ έχουν υιοθετήσει αυτήν την προδιαγραφή για τις ανακατασκευές των τμημάτων πρέσας τους ακριβώς επειδή μπορούν να επιδείξουν μειωμένη φθορά των δοντιών μεταξύ των προγραμματισμένων γενικών επισκευών.
Σενάριο Εφαρμογής 3: Τμήμα Ξηραντηρίου — Πολυκύλινδρος θερμαινόμενος με ατμό μηχανισμός κίνησης με έλεγχο ταχύτητας άντλησης
Ένα τυπικό τμήμα στεγνωτηρίου πολλαπλών κυλίνδρων σε μια μηχανή γραφικού χαρτιού περιέχει μεταξύ 40 και 80 κυλίνδρους ξήρανσης διατεταγμένους σε δύο επίπεδα, κάθε κύλινδρος θερμαίνεται εσωτερικά με ατμό σε θερμοκρασίες μεταξύ 100 °C και 160 °C. Οι κύλινδροι ομαδοποιούνται σε τμήματα κίνησης — συνήθως τέσσερις έως οκτώ κύλινδροι ανά ομάδα — που συνδέονται μέσω ενός κοινού εναέριου γραναζιού κίνησης, με κάθε ομάδα να λειτουργεί με ελαφρώς υψηλότερη ταχύτητα από την προηγούμενη για να διατηρείται ένας ελεγχόμενος λόγος έλξης που εμποδίζει τη χαλάρωση του χαρτιού και την πρόκληση ρυτίδων. Οι σύνδεσμοι γραναζιών που συνδέουν κάθε άξονα κυλίνδρου με το γρανάζι κίνησης πρέπει επομένως να λειτουργούν σε αυξημένη θερμοκρασία, σε περιβάλλον ατμού και συμπυκνωμάτων, και σε διαμέτρους άξονα που μπορούν να υπερβούν τα 200 mm σε μηχανές ευρείας μεμβράνης. Η θερμική ανάπτυξη του κελύφους του κυλίνδρου μεταξύ της θερμοκρασίας εκκίνησης εν ψυχρώ και της θερμοκρασίας λειτουργίας μετατοπίζει τη θέση του άξονα κατά αρκετά χιλιοστά, δημιουργώντας γωνιακή απόκλιση ευθυγράμμισης στη σύζευξη που πρέπει να απορροφηθεί χωρίς να αυξηθεί η ροπή αντίστασης που παρατηρείται από τον κινητήρα κίνησης. Στο τμήμα ξηραντήρων μεγάλων μηχανημάτων που βρίσκονται σε εργοστάσια χαρτονιού στη βορειοδυτική Αγγλία, μια μεμονωμένη βλάβη συνδέσμου μπορεί να απαιτήσει μερική αποσυναρμολόγηση της ομάδας κυλίνδρων, καθιστώντας τον μέσο χρόνο μεταξύ των βλαβών κρίσιμο κριτήριο προμήθειας και δικαιολογώντας μια σύνδεση υψηλότερων προδιαγραφών ακόμη και σε υψηλότερο κόστος.
Σενάριο Εφαρμογής 4: Στοίβα Ημερολογίου — Μονάδα Ακριβείας Υψηλής Ταχύτητας για Έλεγχο Ποιότητας Επιφανειών
Η στοίβα καλανδριού λειαίνει την επιφάνεια του χαρτιού περνώντας την μέσα από μια σειρά από οδοντωτούς κυλίνδρους με υψηλή ταχύτητα και ελεγχόμενο φορτίο οδοντωτών κυλίνδρων. Σε μια μηχανή που παράγει επικαλυμμένο γραφικό χαρτί με ταχύτητα 1.200 m/min ή υψηλότερη, οι κύλινδροι καλανδριού περιστρέφονται με αρκετές εκατοντάδες σ.α.λ. και οποιαδήποτε περιστροφική ανωμαλία στη σύζευξη - που προκαλείται από έκκεντρη μάζα, σφάλμα απόστασης δοντιών ή ανεπαρκή λίπανση - παράγει μια περιοδική μεταβολή στην πίεση οδοντωτών κυλίνδρων που εκτυπώνει ένα μοτίβο ζωνών στην επιφάνεια του χαρτιού. Αυτό το επιφανειακό ελάττωμα, γνωστό στο εμπόριο ως φραγμός ή φραγμός καλανδριού, είναι ένα από τα πιο δύσκολα προβλήματα ποιότητας για διάγνωση και εξάλειψη. Οι σύνδεσμοι γραναζιών που επιλέγονται για σέρβις καλανδριού πρέπει επομένως να πληρούν αυστηρότερες κατασκευαστικές ανοχές στην απόσταση και την εκκεντρότητα των δοντιών από τους αντίστοιχους συνδέσμους για θέσεις κίνησης χαμηλότερης ταχύτητας. Συγκεκριμένα, το σφάλμα απόστασης δοντιών δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 5 μικρά σε συνδέσμους γραναζιών που προορίζονται για σέρβις καλανδριού και η ζυγοστάθμιση πρέπει να πραγματοποιείται με τη σύζευξη συναρμολογημένη σε έναν άξονα που αντιπροσωπεύει τον πραγματικό άξονα και όχι ένα αυθαίρετο στέλεχος. Οι παραγωγοί χαρτιού στο Ηνωμένο Βασίλειο που προμηθεύουν αγορές εκτύπωσης που είναι ευαίσθητες στην ποιότητα — συμπεριλαμβανομένων αρκετών εγκαταστάσεων στη Νοτιοανατολική Αγγλία και στο Μέρσεϊσαϊντ — έχουν στραφεί τα τελευταία χρόνια σε προεπιλεγμένους, ατομικά πιστοποιημένους συνδέσμους ημερολογίου που παρέχονται με αρχεία επιθεώρησης, αντί να επιλέγουν από το γενικό απόθεμα, για να προσφέρουν στα συστήματα διαχείρισης ποιότητας την τεκμηριωμένη ιχνηλασιμότητα που απαιτούν οι σύγχρονες συμβάσεις εκτύπωσης.
Σενάριο Εφαρμογής 5: Μηχανισμός περιτύλιξης και τυλίγματος Pope — Μεταβλητή ροπή κατά την κατασκευή ρολού
Στο στεγνό άκρο της μηχανής, το χαρτί τυλίγεται σε ένα αρχικό καρούλι, γνωστό στο Ηνωμένο Βασίλειο ως καρούλι τύπου pape, με την πλήρη ταχύτητα της μηχανής. Καθώς το καρούλι αυξάνεται σε διάμετρο, η ροπή που απαιτείται για τη διατήρηση σταθερής τάσης του ιστού μειώνεται, αλλά η περιστροφική αδράνεια του καρουλιού αυξάνεται δραματικά - ένα γεμάτο αρχικό καρούλι σε μια μηχανή χαρτονιού μπορεί να ζυγίζει 40 τόνους ή περισσότερο. Ο σύνδεσμος κίνησης στο καρούλι του καρουλιού τύπου pape πρέπει επομένως να χειρίζεται την πολύ υψηλή μέγιστη ροπή κατά την αρχική συλλογή του πυρήνα, όταν ο κινητήρας της μηχανής επιταχύνει το άδειο καρούλι από την ηρεμία στην πλήρη ταχύτητα του σύρματος σε λίγα δευτερόλεπτα, καθώς και τη χαμηλότερη ροπή σταθερής κατάστασης κατά την κατασκευή του καρουλιού και την ξαφνική αντιστροφή ροπής που συμβαίνει όταν το καρούλι κόβεται και ο μηχανισμός κίνησης μεταφέρεται σε ένα νέο άδειο καρούλι. Αυτή η κυκλική λειτουργία, που επαναλαμβάνεται πολλές φορές ανά βάρδια σε μια μηχανή χάρτου, δημιουργεί φορτίο κόπωσης στα δόντια του συνδέσμου που συσσωρεύεται κατά την περίοδο λειτουργίας. Συνεπώς, οι σύνδεσμοι γραναζιών για την υπηρεσία περιέλιξης καθορίζονται με υψηλότερο συντελεστή λειτουργίας — συνήθως 2,0 έως 3,0 — και μπορούν να σχεδιαστούν με υψηλότερη μονάδα δοντιού από αυτήν που θα απαιτούσε μόνο η ονομαστική ροπή, παρέχοντας πρόσθετη αντοχή σε κάμψη ρίζας για αντοχή στους κύκλους κόπωσης που χαρακτηρίζουν την εργασία περιέλιξης.
Σενάριο Εφαρμογής 6: Αντλία Ανεμιστήρα Κεφαλής — Υδραυλική Κίνηση Υψηλής Ταχύτητας και Υψηλής Ροής
Η αντλία ανεμιστήρα κυκλοφορεί το χαρτί από το κιβώτιο της μηχανής στο κιβώτιο κεφαλής με ελεγχόμενη πίεση και ρυθμό ροής, διασφαλίζοντας ότι η ταχύτητα του πίδακα που προέρχεται από το χείλος κοπής του κιβωτίου κεφαλής ταιριάζει ακριβώς με την ταχύτητα του σύρματος διαμόρφωσης για την ποιότητα χαρτιού που παράγεται. Οι αντλίες ανεμιστήρα σε μηχανές χαρτιού μεγάλου πλάτους, υψηλής ταχύτητας, συνήθως κινούνται από κινητήρες ονομαστικής ισχύος μεταξύ 200 kW και 2.000 kW, με τον κινητήρα και την αντλία να συνδέονται μέσω μιας άμεσης ή γραναζωτής διάταξης κίνησης στην οποία εμφανίζονται γραναζωτοί σύνδεσμοι τόσο στην έξοδο του κινητήρα όσο και στην είσοδο της αντλίας. Οι κινητήρες αντλίας χαρακτηρίζονται από συνεχή λειτουργία σε ονομαστική ροπή με χαμηλό φορτίο κραδασμών, αλλά οι ταχύτητες είναι υψηλές — οι κινητήρες αντλίας ανεμιστήρα μπορεί να λειτουργούν από 1.500 rpm έως 3.000 rpm — και οι συνέπειες της αστοχίας της σύνδεσης είναι σοβαρές, επειδή η διακοπή της αντλίας ανεμιστήρα θα προκαλέσει άμεση αλλαγή στην ταχύτητα του πίδακα του κιβωτίου κεφαλής, παράγοντας μια γραμμή βάρους σε όλο το πλάτος του ιστού χαρτιού που μολύνει τον κύλινδρο παραγωγής. Οι χαρτοβιομηχανίες του Ηνωμένου Βασιλείου που διαχειρίζονται αυστηρές προδιαγραφές ποιότητας για χαρτί εφημερίδων και χαρτί έκδοσης έχουν διαπιστώσει ότι η αναβάθμιση των συνδέσμων αντλίας ανεμιστήρα σε προδιαγραφές γραναζιών υψηλότερης ακρίβειας — με πιστοποιημένη επιθεώρηση προφίλ δοντιών — είναι μια από τις πιο οικονομικά αποδοτικές επενδύσεις διασφάλισης ποιότητας που διατίθενται χωρίς σημαντικές κεφαλαιουχικές δαπάνες.
Σειρά προϊόντων ζεύξης τύπου γραναζιού Ever Power
Συμπληρωματικές λύσεις κίνησης από την Ever Power
Κιβώτιο ταχυτήτων PTO HC-RC31
Το HC-RC31 είναι ένα κιβώτιο ταχυτήτων PTO ορθής γωνίας σχεδιασμένο για απαιτητικές εφαρμογές συνεχούς λειτουργίας σε γεωργικές και βιομηχανικές αντλίες ισχύος. Το συμπαγές, στιβαρό περίβλημά του ενσωματώνεται άψογα με τους κόμβους ζεύξης τύπου γραναζιού στη φλάντζα εξόδου, καθιστώντας το έναν αποτελεσματικό συνδυασμό για εξοπλισμό που απαιτεί τόσο αλλαγή κατεύθυνσης κίνησης ορθής γωνίας όσο και ανοχή απόκλισης ευθυγράμμισης που μόνο μια διάταξη ζεύξης γραναζιών μπορεί να παρέχει. Οι πελάτες στο Ηνωμένο Βασίλειο που προμηθεύονται ενσωματωμένα συγκροτήματα κιβωτίου ταχυτήτων και ζεύξης για ειδικά κατασκευασμένα βιομηχανικά μηχανήματα θα βρουν το HC-RC31 μια οικονομικά αποδοτική βάση για προσαρμοσμένα συστήματα μετάδοσης κίνησης.
Κιβώτιο ταχυτήτων PTO HC-RC30-193
Το HC-RC30-193 προσφέρει διαμόρφωση εξόδου υψηλότερης αναλογίας, κατάλληλη για εφαρμογές που απαιτούν σημαντική μείωση ταχύτητας στη διεπαφή PTO, όπως αντλίες ανεμιστήρα, αναδευτήρες και κινητήρες κυλίνδρων χαμηλής ταχύτητας. Όταν συνδυάζεται με ένα σύνδεσμος τύπου γραναζιού Στην είσοδο του κινούμενου μηχανήματος, το πλήρες σύστημα μετάδοσης κίνησης προσφέρει ακριβή έλεγχο ταχύτητας, καλή ανοχή απόκλισης ευθυγράμμισης και πολλαπλασιασμό ροπής που απλοποιεί τη διαστασιολόγηση του κινητήρα για μεγαλύτερες βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Αυτό το κιβώτιο ταχυτήτων διατίθεται με προσαρμοσμένες φλάντζες εξόδου που ταιριάζουν με τα υπάρχοντα πρότυπα άξονα εργοστασίων σε όλες τις εγκαταστάσεις παραγωγής του Ηνωμένου Βασιλείου.
Πώς ένα εργοστάσιο σανίδων στο Σέφιλντ εξάλειψε τον χρόνο διακοπής λειτουργίας των τμημάτων πρέσας με τους συνδέσμους Ever Power Gear
Ένα εργοστάσιο χαρτονιού μεσαίου μεγέθους που λειτουργούσε δύο γραμμές Fourdrinier στο Σέφιλντ αντιμετώπιζε επαναλαμβανόμενες απρογραμμάτιστες διακοπές λειτουργίας στο τμήμα πρέσας του μηχανήματος Νο. 2, με μέσο όρο 4,2 ώρες απώλειας παραγωγής ανά μήνα σε διάστημα 18 μηνών. Η ανάλυση συντήρησης απέδωσε τις διακοπές στην επιταχυνόμενη φθορά των συνδέσμων κίνησης κυλίνδρων πρέσας, οι οποίοι παρουσίαζαν αστοχία στις πλευρές των δοντιών εντός 8.000 έως 9.000 ωρών λειτουργίας - πολύ κάτω από τον στόχο διάρκειας ζωής των 25.000 ωρών που είχε θέσει ο διευθυντής συντήρησης ως σημείο αναφοράς για το τμήμα.
Η έρευνα για την αιτία που διεξήχθη από κοινού με την ομάδα εφαρμογών Ever Power εντόπισε δύο παράγοντες που συνέβαλαν. Οι αρχικοί σύνδεσμοι είχαν επιλεγεί χωρίς να ληφθεί υπόψη η γωνιακή κακή ευθυγράμμιση που αναπτύχθηκε όταν ο κύλινδρος κεντρικής πρέσας θερμάνθηκε και διασταλεί υπό κανονικές συνθήκες παραγωγής. Το προκύπτον φορτίο στις άκρες κατανάλωνε το περιθώριο στεφάνης των δοντιών εντός των πρώτων 3.000 ωρών λειτουργίας. Επιπλέον, ο τύπος γράσου που αρχικά καθορίστηκε για την εφαρμογή υποβαθμίστηκε γρήγορα στον συνδυασμό της αυξημένης θερμοκρασίας και των υδρατμών που υπήρχαν στην ατμόσφαιρα του τμήματος πρέσας, οδηγώντας σε συνθήκες οριακής λίπανσης και επιταχυνόμενη κόπωση της επιφάνειας.
Η Ever Power προμήθευσε ένα σετ ανταλλακτικών γραναζιών με αναθεωρημένη γεωμετρία στέψης που υπολογίστηκε από τα μετρούμενα δεδομένα παραμόρφωσης του άξονα που παρείχε η μονάδα, μαζί με μια σύνθεση γράσου υψηλής θερμοκρασίας, ανθεκτική στο νερό και μια στεγανοποίηση λαβυρίνθου εκτεταμένου μήκους που διπλασίασε τον όγκο συγκράτησης γράσου. Οι νέοι σύνδεσμοι εγκαταστάθηκαν κατά τη διάρκεια μιας προγραμματισμένης διακοπής λειτουργίας έξι ημερών για συντήρηση. Στους 24 μήνες μετά την εγκατάσταση, το τμήμα πρέσας Number 2 κατέγραψε μηδενικές απρόβλεπτες διακοπές λειτουργίας που σχετίζονται με τους συνδέσμους. Η ομάδα συντήρησης εκτίμησε το κόστος διακοπής λειτουργίας που αποφεύχθηκε σε πάνω από 340.000 £, έναντι συνολικού κόστους προμήθειας για το σετ συνδέσμων Ever Power περίπου 18.500 £ - μια απόδοση επένδυσης που δικαιολογούσε την αναβάθμιση του μηχανήματος Number 1 στις ίδιες προδιαγραφές κατά την επόμενη προγραμματισμένη γενική επισκευή του.
Τι λένε οι πελάτες μας στο Ηνωμένο Βασίλειο
«Η αναθεωρημένη γεωμετρία στέψης που υπολόγισαν οι μηχανικοί της Ever Power για τους κυλίνδρους της τομής πρέσας μας έκανε άμεση διαφορά. Περάσαμε από την καταπολέμηση της φθοράς των συνδέσμων κάθε τρίμηνο σε ένα πλήρως προβλέψιμο καθεστώς επιθεώρησης 12 μηνών. Η ποιότητα της τεκμηρίωσης επιθεώρησης που παρέχουν ικανοποιεί επίσης τους ελεγκτές μας ISO 9001 χωρίς καμία πρόσθετη εργασία από την πλευρά μας.»
— Διευθυντής Συντήρησης Εργοστασίου, Board Mill, Σέφιλντ
«Καθορίσαμε ειδικές διαμέτρους οπών και διάταξη διαιρεμένου χιτωνίου για επιτόπια εγκατάσταση στο τμήμα ξηραντηρίου μας — κάτι για το οποίο ο προηγούμενος προμηθευτής μας αρνήθηκε να μας δώσει προσφορά. Η Ever Power παρέδωσε πιστοποιημένα σχέδια εντός πέντε εργάσιμων ημερών και παρέδωσε τους τελικούς συνδέσμους σε έξι εβδομάδες. Η εφαρμογή στους κυλίνδρους πρέσας μας ήταν ακριβής. Δεν χρειάστηκε καμία επανεπεξεργασία, καμία ρύθμιση επί τόπου.»
— Μηχανικός Συστημάτων Κινητήρων, Εργοστάσιο Ιστών, Μάντσεστερ
«Η τιμή είναι πάντα ένα ζήτημα που πρέπει να ληφθεί υπόψη, αλλά αυτό που έκλεισε τη συμφωνία για εμάς ήταν το πιστοποιητικό δυναμικής ισορροπίας και η υποστήριξη εφαρμογών. Όταν ενημερώσαμε την Ever Power για την ταχύτητα του μηχανήματος ημερολογίου μας και τις προδιαγραφές ποιότητας που παράγουμε, μας έδωσαν μια συγκεκριμένη σύσταση και τα δεδομένα δοκιμών που την υποστηρίζουν. Αυτό το επίπεδο τεχνικής εμπλοκής από έναν προμηθευτή είναι σπάνιο και πραγματικά χρήσιμο σε ένα περιβάλλον παραγωγής όπου δεν μπορείτε να αντέξετε οικονομικά να κάνετε λάθος στην επιλογή σύνδεσης.»
— Ανώτερος Μηχανολόγος Μηχανικός, Γραφιστική Χαρτοποιία, Λιντς
Συνήθεις ερωτήσεις από μηχανικούς κίνησης στη βιομηχανία χαρτιού στο Ηνωμένο Βασίλειο
Είστε έτοιμοι να καθορίσετε τον κατάλληλο σύνδεσμο γραναζιών για τη μηχανή χαρτιού σας;
Στείλτε τα σχέδια του άξονα και τα δεδομένα λειτουργίας σας στην τεχνική ομάδα της Ever Power για μια γρήγορη, ειδική για την εφαρμογή προσφορά — χωρίς υποχρέωση, απάντηση εντός 48 ωρών.
επεξεργασία από gzl