Kaip popieriaus plokščių formavimo mašinos hidraulinė sistema užtikrina pastovų slėgį ir gaminio kokybę?
Atsižvelgiant į aplinkos apsaugos pakuočių medžiagų poreikio padidėjimą, kartono mašinų hidraulinė sistema, kaip gamybos vienkartinių popierinių maitinimo konteinerių pagrindinė įranga, tiesiogiai veikia produkto formavimo kokybę ir gamybos efektyvumą. Užhidraulinė popieriaus plokščių formavimo mašina, šiame darbe aptariama, kaip užtikrinti slėgio ir gaminių kokybės nuoseklumą šiose sistemose iš keturių aspektų: veikimo principo, slėgio valdymo mechanizmų, pagrindinių komponentų optimizavimo ir kokybės užtikrinimo priemonių.
1. Hidraulinių sistemų veikimo principai ir slėgio perdavimo mechanizmai
popieriaus plokščių formavimo mašinos hidraulinė sistema veikia pagal Paskalio dėsnį, mechaninę energiją paverčia hidrauline energija per hidraulinį siurblį, kuris vėliau varo hidraulinį cilindrą, kad ši energija būtų paversta mechanine jėga formavimo operacijoms, tokioms kaip popieriaus masės siurbimas, presavimas ir išmontavimas. Ahidraulinė popieriaus plokščių formavimo mašina, pagrindinius komponentus sudaro jėgos agregatai (hidrauliniai siurbliai), pavaros (hidrauliniai cilindrai), valdymo blokai (slėgio vožtuvai ir krypties vožtuvai), pagalbiniai blokai (alyvos bakai, filtrai) ir darbo terpės (hidrauliniai skysčiai).
Presavimo etape hidraulinis siurblys gamina aukšto slėgio alyvą. Taip pat labai tiksliai kontroliuoja srautą ir slėgį. Tai daroma su proporciniais vožtuvais arba servo vožtuvais. Dėl to stūmoklis hidrauliniame cilindre juda žemyn nustatytu greičiu. Tada stūmoklis tolygiai siunčia alyvos slėgį į štampo paviršių. Taip užtikrinama, kad pluoštai suliptų ir tolygiai išdžiūtų tinklinės formos viduje. Slėgio stabilumas priklauso nuo hidraulinio siurblio išėjimo charakteristikų, vožtuvo reakcijos tikslumo ir alyvos švarumo/klampumo kontrolės.
2. Slėgio valdymo mechanizmai: kelių{1}}lygių reguliavimas ir dinaminis kompensavimas
2.1 Electro-Hidraulinė integruoto valdymo technologija
Šiuolaikinėse popieriaus plokščių formavimo mašinose dažniausiai naudojamas elektro-hidraulinis valdymas. Šiuo metodu elektrinės dalys derinamos su hidraulinėmis dalimis. Elektrinės dalys yra slėgio jutikliai ir PLC valdiklis. Hidraulinės dalys yra proporciniai vožtuvai arba servo vožtuvai. Šios dalys veikia kartu, kad sudarytų uždarą{5} kilpos sistemą, kuri valdo slėgį. Pavyzdžiui, štampavimo metu slėgio jutikliai visą laiką stebi spaudimą ant štampo paviršiaus.
Jie siunčia tuos duomenis PLC valdikliams. Tada valdiklis pats pakeičia vožtuvo atsidarymo būdą. Tai atliekama pagal nustatytus parametrus. Tokiu būdu slėgis yra tikslus. Tikslumas yra ±0,1 MPa. Šis greitas atsakas įvyksta per milisekundes. Dėl šios priežasties gaminio deformacija arba netolygus storis dėl slėgio pokyčių yra daug mažesnis.
2.2 Slėgio palaikymo ir kompensavimo projektavimas
Hidrauliniai atbuliniai vožtuvai ir akumuliatorius naudojami siekiant išvengti slėgio mažėjimo presavimo proceso metu. Kai hidraulinis cilindras pasiekia tikslinį slėgį, atbulinis vožtuvas užsidaro, kad alyva negrįžtų, o akumuliatorius kaupia alyvą aukštu slėgiu, kad automatiškai kompensuotų, jei nutekėjimas arba slėgis sumažėtų. Eksperimentai rodo, kad techninės priežiūros metu konstrukcijos slėgis yra stabilus ±0,05 MPa, o tai užtikrina vienodą kartono tankį.
2.3 Kelių{1}}pakopų slėgio reguliavimas
Sistema palaiko slėgio nustatymų pritaikymą pagal skirtingus plokštelių dydžius. Pavyzdžiui, mažoms plokštėms, kurių plotis 150 mm ar mažesnis, reikia 8–10 MPa slėgio. Didelėms plokštėms, kurių plotis 200 mm ar daugiau, reikia 12–15 MPa slėgio. Operatoriai gali greitai perjungti daugelį išsaugotų slėgio nustatymų PLC programoje. Taip pašalinsite klaidas dėl rankinio reguliavimo. Tai taip pat daro gamybą lankstesnę.
3. Pagrindinių komponentų optimizavimo optimizavimas: sistemos patikimumo ir tarnavimo laiko gerinimas
3.1 Didelio{1}}tikslumo hidrauliniai siurbliai ir vožtuvai
Hidrauliniai siurbliai yra sistemos „širdis“. Šiuolaikinėje įrangoje naudojami mažo-triukšmo mentiniai siurbliai (mažoms, vidutinio{2} dydžio mašinoms) arba aukšto-slėgio stūmokliniai siurbliai (didelėms mašinoms). Mentelių siurblių srautas vienodas, minimali slėgio pulsacija minimali (Mažiau arba lygi 0,5MPa), stūmoklinių siurblių slėgis iki 35MPa. Vožtuvai, kurių atsako dažnis yra didesnis nei 200 Hz, gali greitai sekti slėgį, tuo pačiu sumažinant viršijimą ir delsą.
3.2-Dėvėjimui atsparūs hidrauliniai cilindrai ir sandarinimo technologija
Cilindrų strypai yra chromuoti (HRC60+ kietumas) kartu su didelio-stiprumo legiruotojo plieno cilindrais ir gali atlaikyti daugiau nei 100 000 kasdienių ciklų be iškraipymų. Politetrafluoretileno (PTFE) kompozitiniai sandarikliai yra atsparūs dilimui ir senėjimui, jų tarnavimo laikas yra daugiau nei 2 metai, tuo pačiu sumažinant vidinį nuotėkį ir išlaikant slėgio stabilumą.
3.3 Maistas-Hidraulinė alyva ir švaros kontrolė
Kad būtų laikomasi maisto saugos taisyklių, sistemoje naudojama H1-sertifikuota maistinė hidraulinė alyva. Tokiu būdu, net ir esant nedideliam nuotėkiui, galima sustabdyti taršą. Sistema taip pat palaiko labai švarią alyvą (NAS 10 arba naujesnė). Jame naudojami daugiapakopiai filtrai, kurių tikslumas yra 5-10 mikronų. Šie filtrai išfiltruoja nešvarumus. Taip išvengiama dalių susidėvėjimo ar užsikimšimo.
4. Kokybės užtikrinimo priemonės: visapusiška proceso stebėsena ir prevencinė priežiūra
4.1 Slėgio stebėjimas ir pavojaus signalai realiuoju laiku-
Slėgio jutikliai yra sumontuoti pagrindiniame štampo taške. Jie rinko duomenis. Jie siunčia tuos duomenis stebėjimo platformoms. Kai slėgis viršija nustatytas ribas daugiau nei ±10%, sistema įjungia aliarmą. Jis taip pat išsijungia. Taip sustabdomi blogi gaminiai ar įrangos sugadinimas. Vienas gamintojas sumažino defektų skaičių nuo 3 iki 0,5 proc., įdiegęs IoT{9}}pagrįstą slėgio stebėjimą.
4.2 Bendras pelėsių temperatūros ir slėgio valdymas
Produkto kokybė priklauso nuo slėgio ir formos temperatūros. Sistema sujungia šilumos valdymo modulį su PID algoritmais, kad reguliuotų kaitinimo plokščių temperatūrą (180-220 laipsnių) su slėgio valdymu. Pavyzdžiui, pradinis kriopresavimas (180 laipsnių) skatina pradinę dehidrataciją, po to spaudžiamas aukštu slėgiu (220 MPa) aukštoje temperatūroje (220 laipsnių C), kad būtų užtikrintas pluošto susiliejimas ir dydžio stabilumas.
4.3 Prevencinė priežiūra ir komponentų gyvavimo ciklo valdymas
Gyvenimo ciklo valdymo sistema seka pagrindinių komponentų naudojimą ir pasirūpina susidėvėjusių komponentų, pvz., filtrų ir sandariklių, pakeitimu. Filtrai keičiami kas 500 valandų, alyva keičiama kas 2 000 valandų, o vandens bakai valomi kas 2 000 valandų, kad būtų išvengta su tarša susijusių problemų. Vibracijos jutikliai gali stebėti siurblio ir variklio būklę, atlikti numatomą techninę priežiūrą ir sumažinti prastovos laiką nuo 4 valandų iki mažiau nei 1 valandos.
V. Technologijų evoliucijos tendencijos: intelektas ir tvarumas
5.1 AI-pritaikomas valdymas
Mašininio mokymosi algoritmai leidžia sistemai pačiai keisti slėgio nustatymus. Jis pagrįstas minkštimo drėgme ir pluošto tankiu. Didelės-drėgmės minkštimą sistema leidžia ilgiau laikyti (nuo 5 iki 8 sekundžių). Tai taip pat padidina įtampą (nuo 12 MPa iki 14 MPa). Tai užtikrina, kad vanduo būtų visiškai pašalintas, neiškraipant gaminio.
5.2 Energijos atgavimas ir ekologiškas dizainas
Kai cilindras atsitraukia, regeneracinis stabdymas kinetinę energiją paverčia elektra. Ši elektros energija kaupiama superkondensatoriuose ir naudojama būsimiems startams. Tai sumažina energijos suvartojimą 15-20%. Tai atitinka ekologiškos gamybos tikslus.
5.3 Modularizacija ir greiti keitimai
Modulinės hidraulinės sistemos turi standartines jungtis. Tai leidžia greitai pakeisti formą (pjovimo nustatymo laikas nuo 4 valandų iki 30 minučių). Tai taip pat leidžia greitai pakeisti nustatymus. Tai padeda patenkinti poreikį gaminti daug skirtingų produktų mažomis partijomis.
Išvada:
Kartoninėje hidraulinėje sistemoje taikomas elektro-hidraulinis valdymas, kelių-pakopių slėgio valdymas, geresnės dalys, kiekviename žingsnyje atliekami kokybės patikrinimai. Dėl šių priežasčių,hidraulinė popieriaus plokščių formavimo mašinaturi gerą slėgio stabilumą. Tai taip pat užtikrina gaminio kokybę. Dėl naujų pažangaus valdymo ir ekologiškos gamybos pažangos būsimos sistemos bus tikslesnės, efektyvesnės energijos ir lankstesnės. Tai suteiks tvirtesnę techninę pagalbą ekologiškų -pakuočių pramonei.