Kartono formavimo mašinos yra pagrindinė pakavimo pramonės įranga, jos veikimo stabilumas tiesiogiai veikia gamybos efektyvumą ir gaminių kokybę. Tačiau faktiniame gamybos procese dažnai užstringa popierius, dėl kurio prastovos įranga, švaistomos žaliavos, vėluoja užsakymai ir kt. Šiame straipsnyje analizuojamos popieriaus strigimo kartono formavimo mašinose priežastys ir pateikiami tikslingi sprendimai, kuriais remiantis būtų galima pasinaudoti pramonės specialistais.
I. Popieriaus strigimo priežastys
1. Su medžiaga susiję veiksniai
(1) Netolygus drėgmės kiekis yra netolygus.
Popieriaus drėgnumas yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos liejimo kokybei. Jei popierius laikomas labai drėgnoje aplinkoje, jo pluoštai sugeria drėgmę ir plečiasi, todėl „susilenkia“ arba „sandari kraštai“. Ir atvirkščiai, sausomis sąlygomis popierius gali susitraukti ir tapti trapus. Dėl netolygaus drėgmės kiekio popierius gali susisukti arba deformuotis transportuojant, todėl popierius įstrigs formelėse arba konvejerio vėžėse. Pavyzdžiui, pakavimo įmonė tris dienas iš eilės naudojo drėgną gofruotą kartoną. Problema buvo išspręsta pakeitus šlapią popierių ir į sandėlį įdėjus sausinimo įrangą.
(2) Popieriaus pluošto kryptis ir liejimo kryptis.
Popieriaus pluoštai yra kryptingi. Jei dėžutės atidarymo kryptis yra lygiagreti pluošto krypčiai, susidariusi anga linkusi išsipūsti. Taip yra dėl to, kad pluoštai deformuojasi, kai spausdinimo metu sugeria drėgmę, ir nupjaunami, todėl fiksuojant dėžutė išsiplečia į išorę. Spausdinimo įmonė susidūrė su šia problema gamindama vyno dėžutes. Reguliuojant išdėstymo kryptį, kampas tarp pluošto krypties ir formavimo krypties pasiekia 45 laipsnius, o perforacijos iškilimo problema išspręsta.
(3) Netinkamas popieriaus storio ir įrangos atitikimas.
Skirtinga įranga ir popieriaus storis turi skirtingus specifinius reikalavimus. Naudojant per ploną popierių (pavyzdžiui, kartoną, kurio svoris mažesnis nei 200 g/m2), trūks standumo ir jis gali būti sutraiškytas arba susiraitęs transportavimo metu. Ir atvirkščiai, per storas popierius (pavyzdžiui, pilkos plokštės, sveriančios daugiau nei 400 g/m2) gali sukelti transportavimo problemų dėl per didelės trinties. Viena įmonė kažkada gamino dovanų dėžutes iš dovanų dėžučių g/m2 specialaus specialaus popieriaus. Dėl popieriaus trinties koeficiento ir įrangos nesutampa, dažnai atsiranda popieriaus strigimo reiškinys. Problema buvo išspręsta perėjus prie 300 g/m2 popieriaus popieriaus ir sureguliavus konvejerio būgno slėgį.
2. Su įranga susiję veiksniai
(1) Konvejerio sistemos gedimai
konvejerio sistema yra įprasta vieta, kur užsikimšęs popierius. Problemos apima:
- Susidėvėję padavimo ritinėliai: padavimo ritinėlių guminis paviršius laikui bėgant susidėvės, taip sumažindamas trintį ir neleis veiksmingai atskirti vieno lakšto. Viena įmonė sumažino popieriaus užsikimšimą nuo 15 procentų iki 3 procentų, reguliariai keisdama tiekimo volelius kas šešis mėnesius.
- Atsilaisvinę arba netinkamai išlygiuoti diržai: dėl atsilaisvinusių konvejerio juostų popierius gali paslysti arba pasislinkti, o pasislinkęs popierius gali lengvai įstrigti ant formos krašto. Viename įrenginyje buvo įdiegtas diržo įtempimo įrenginys ir fotoelektriniai jutikliai, leidžiantys stebėti diržo padėtį realiu laiku, efektyviai sumažinant tokius gedimus.
- Netinkamas atstumas tarp kreipiamųjų bėgių: per siauras atstumas tarp kreipiamųjų bėgių gali suspausti popierių, o per didelis atstumas gali sukelti išnirimą. Viena įmonė pakoregavo atstumą tarp kreipiamųjų bėgelių iki popieriaus pločio + 2mm, pridėdama reguliuojamus kreipiamuosius bėgius ir sumažindama popieriaus strigimo dažnį 40%.
(2) Formavimo štampo konstrukcijos trūkumai.
Prastas pelėsių dizainas yra pagrindinė popieriaus strigimo priežastis, pavyzdžiui:
- Seklios raukšlių linijos: nepakankamai gilios raukšlių linijos neleidžia visiškai atsiskirti pluoštams, todėl formuojant susidaro plyšimai arba užsikimšimai. Viena įmonė padidino raukšlių linijos gylį nuo 0,3 mm iki 0,5 mm ir naudojo lazerinį štampavimą-, kad pagerintų tikslumą ir pašalintų užsikimšimą dovanų dėžučių šonuose.
- Netinkamas lenkimo kampas: per mažas lenkimo kampas lemia popieriaus lenkimo spindulį, todėl popierius įstringa formos kampuose. Atnaujinus vieną įrangą, lenkimo kampas padidintas nuo 60 laipsnių iki 90 laipsnių ir pridėtas apskritas perėjimas, kuris sumažino popieriaus strigimo greitį 60%.
- Formos paviršius šiurkštus: formos paviršiaus įbrėžimai ar įbrėžimai gali subraižyti popierių, todėl pluoštai gali lūžti arba prilipti. Viena įmonė sumažino popieriaus spūstis ir švaistymą reguliariai poliruodama formų paviršių ir padengdama jas klijais.
(3) Jutiklio ir valdymo sistemos gedimai
Jutikliai yra „akys“, kuriose veikia įrenginiai, o jutiklių gedimai gali lemti prastą sprendimą arba prarasti kontrolę:
- Užteršti fotoelektriniai jutikliai: jutiklio paviršių dengiančios dulkės arba rašalo milteliai gali lemti klaidingą popieriaus padėties nuskaitymą. Viena įmonė sumažino jutiklių gedimų skaičių nuo trijų iki vieno per mėnesį, pridėjo jutiklių valymo įrenginius, pvz., suspausto oro pūstuvus{1}}, ir įdiegė įprastas rankinio valymo procedūras.
- Neteisingi valdymo sistemos parametrai: neteisingi nustatymo parametrai, tokie kaip konvejerio greitis ir slėgis, gali sukelti asinchroninį popieriaus ir įrangos judėjimą. Įmonė sukūrė parametrų duomenų bazę, kuri automatiškai iškviečia optimalius parametrus pagal popieriaus rūšį ir sumažina popieriaus strigimo rodiklį 50%.
3. Eksploatacijos ir priežiūros veiksniai
(1) Netinkamas veikimas
Nepakankami operatoriaus įgūdžiai yra dažnos popieriaus strigimo priežastys:
- Netinkamas popierius: pavyzdžiui, neteisingai išlygiuotas, per daug sukrautas arba įvairaus dydžio popierius su kreipiamaisiais bėgiais. Viena įmonė sumažino popieriaus trukdžius 30 %, apmokydama operatorius naudoti „trijų{2} žingsnių lygiavimą“ – pirmiausia nukreipti į uodegą, tada į šoną, tada nuspausti popierių.
- Nesugebėjimas laiku išvalyti atliekų: popieriaus ir lipnios juostos šiukšlės gali užkimšti konvejerio linijas. Viena įmonė sumažino popieriaus spūstis ir įrangos gedimus, įdiegusi „5S valdymo“ sistemą (rūšiavimas, tvarkymas, poliravimas, standartizavimas, priežiūra), kuri reikalauja, kad operatoriai po kiekvienos pamainos išvežtų atliekas.
(2) Netinkama priežiūra
Ilgalaikis{0}}naudojimas gali sukelti įrangos komponentų nusidėvėjimą arba dulkių kaupimąsi, dėl ko gali pablogėti jų veikimas:
- Nepakankamas tepimas: Nepakankamas konvejerio ritinėlių, grandinių ir kitų komponentų tepimas gali padidinti trintį, todėl popierius gali slysti arba užsikimšti. Viena įmonė pailgino įrangos eksploatavimo laiką ir sumažino popieriaus strigčių skaičių, sukurdama tepimo grafiką (pvz., tepant kas dvi savaites) ir naudodama automatinę tepimo sistemą.
- Senstantys elektriniai komponentai: Oksiduoti kontaktai ant relių ir kontaktorių pertraukia valdymo signalus. Viena įmonė sumažino elektros gedimų dažnį nuo penkių kartų per mėnesį iki vieno, reguliariai tikrindama elektrinių komponentų atsparumą ir keisdama senstančias dalis.
Popieriaus strigimo sprendimai
1. Optimizuokite medžiagų pasirinkimą ir saugojimą
- Kontroliuokite popieriaus drėgmę: stebėkite sandėlio drėgmę naudodami drėgmės matuoklį ir palaikykite nuo 45% iki 65%. Jei reikia, naudokite infraraudonųjų spindulių džiovintuvą šlapiam popieriui išdžiovinti.
- Sureguliuokite pluošto kryptį: sulygiuokite popieriaus pluošto orientaciją su dėžutės atidarymo kryptimi, kad sumažintumėte išsipūtimą.
- Match Paper Thickness: Popierius parinktas pagal įrangos specifikacijas, plonas popierius lengvoms pakuotėms (200–250 g/m2) ir storas popierius sunkioms pakuotėms (300–400 g/m2).
2. Patobulintas įrangos projektavimas ir priežiūra
konvejerio sistema:
- Pakeiskite padavimo volelius silikoninės gumos voleliu, turinčiu didelę trintį, ir pridėkite paviršiaus tekstūros, kad pagerintumėte popieriaus sukibimą.
- Įdiekite reguliuojamą diržo įtempimo įtaisą ir fotoelektrinius jutiklius, kad galėtumėte stebėti diržo padėtį realiuoju laiku.
- Kreipiamieji bėgiai, kurių atstumas yra ± 0,1 mm, buvo pagaminti naudojant lazerinio štampavimo{1}}techniką.
Optimizuokite formos dizainą:
- Pagilinkite raukšlių linijas iki 0,5–0,8 mm ir pridėkite apskritą perėjimą, kad sumažintumėte įtempių koncentraciją.
- Padidinkite formos paviršiaus kietumą (pvz., chromavimas) ir užtepkite lipnią dangą (pvz., tefloną).
- Sukurkite greitą pelėsių keitimo struktūrą, sumažinkite pelėsių keitimo laiką iki mažiau nei 10 minučių.
Stiprinti jutiklių ir valdymo sistemas:
- Naudokite IP67{1}}apsaugotus vandeniui ir dulkėms jutiklius savaiminiam išsivalymui.
- Šiame straipsnyje pristatoma PLC valdymo sistema, skirta automatiniam parametrų reguliavimui ir gedimų aliarmui.
- Sukurkite Prognostikos ir sveikatos valdymo (PHM) sistemą, kad, analizuojant duomenis, būtų galima numatyti popieriaus strigimo riziką.
3. Standartizuoti operacijas ir mokymą
Standartizuotų darbo procedūrų kūrimas:
- Popieriaus padėjimo, parametrų nustatymo ir įrangos paleidimo žingsniai yra aiškiai apibrėžti ir iliustruoti.
- Kiekvienos pamainos pabaigoje operatoriai turi užpildyti Įrangos eksploatavimo įrašo formą, kad užfiksuotų trukdžių vietą ir dažnumą.
Įgūdžių lavinimas:
- Periodiškai organizuokite imituojamus popieriaus strigimo pratimus, kad pagerintumėte operatorių gebėjimus valdyti avarines situacijas.
- Pakvieskite įrangos gamintojus surengti techninius formų reguliavimo ir jutiklių kalibravimo mokymus.
Įdiekite našumo įvertinimą:
- popieriaus strigimo rodiklį operatorių KPI ir susieti juos su premijomis, kad būtų skatinama aktyvi gedimų prevencija.
- Sukurkite apdovanojimą „Nemokama{0}} Popieriaus strigdymo komanda“, kad pripažintumėte puikias komandas.
4. Įdiegti išmaniąsias stebėjimo technologijas
Įdiekite regėjimo tikrinimo sistemas:
- Virš konvejerio juostos kanalų sumontuotos greičio matavimo kameros, leidžiančios realiu laiku stebėti popieriaus padėtį ir formą.
- Vaizdo apdorojimo algoritmas naudojamas aptikti neįprastas sąlygas, pvz., popieriaus susilinkimą ar išnirimą, ir automatiškai reguliuoti įrangos parametrus.
IoT modulių diegimas:
- Ant pagrindinių įrangos komponentų sumontuoti jutikliai, skirti duomenims apie vibraciją, temperatūrą ir srovę rinkti.
- Duomenys analizuojami naudojant debesų platformą, siekiant numatyti popieriaus strigimo riziką ir išankstines priežiūros rekomendacijas.
Taikykite skaitmeninę dvynių technologiją:
- Sukurkite virtualų įrenginio modelį, kad imituotumėte operacijas su skirtingais popieriaus tipais ir parametrais.
- Modeliuojant ir optimizuojant proceso parametrus sumažinamas popieriaus strigimo bandymų skaičius faktinėje gamyboje.
III. Atvejo analizė: praktiniai popieriaus strigimo tam tikroje įmonėje sprendimai
Didelė pakavimo įmonė buvo dėl kartono formavimo popieriaus strigimo, daugiau nei 2 milijonų juanių metinių nuostolių, o popieriaus strigimo net 8%. Remiantis sistemine analize, pagrindinės priežastys yra šios:
- Medžiagos problemos: naudojamas šlapias perdirbtas kartonas, kurio drėgmės kiekis yra 18 % (standartinis Mažesnis arba lygus 12 %).
- Įrangos senėjimas: Labai susidėvėję padavimo ritinėliai 40 % sumažina trintį; negilios raukšlių linijos štampelyje (0,2 mm).
- Netinkamas elgesys: operatorius laiku nesureguliavo kreipiamojo bėgio ir nesuvalė popieriaus likučių.
Reaguodama į šias problemas, bendrovė ėmėsi šių priemonių:
- Medžiagos tobulinimas: pereiti prie sauso originalaus kartono su 10% – 12% drėgnumo; sandėlius papildė sausinimo įranga.
- Įrangos atnaujinimas: pakeisti silikoniniai padavimo ritinėliai, padidinę trintį 60 %; pagilinti raukšlių linijas iki 0,6 mm ir pridėti apskrito perėjimo.
- Eksploatacijos standartizavimas: Sukurtos SOP, reikalaujančios, kad operatoriai po kiekvienos pamainos išvalytų atliekas ir įdiegtų kreipiamųjų bėgių išlygiavimo priemones.
Sumanus stebėjimas: įdiegta vizualinė aptikimo sistema, skirta stebėti popieriaus padėtį realiuoju laiku, popieriaus strigimo rizikos prognozė 95 %.
Po trijų mėnesių diegimo popieriaus užsikimšimo lygis sumažėjo iki 1,5%, kasmet sutaupoma daugiau nei 1,5 mln. USD ir 25% padidinamas bendras įrangos efektyvumas.
IV. ĮVADAS Išvados ir perspektyvos
Kartoninių mašinų popieriaus strigimo priežastys yra sudėtingesnės, susijusios su medžiagomis, įranga, veikimu ir kitais veiksniais. Optimizavus medžiagų pasirinkimą, tobulinant įrangos dizainą, standartizuojant veikimą ir įdiegus pažangias technologijas, galima žymiai sumažinti popieriaus užsikimšimo greitį ir pagerinti gamybos efektyvumą bei produktų kokybę. Ateityje, plėtojant pramonę 4.0 ir išmanią gamybą, kartoninių dėžių formavimo mašinos vystysis aukšto tikslumo, automatizavimo ir intelekto kryptimi, efektyviai spręsdamos popieriaus strigimo problemas. Pramonės įmonės turėtų aktyviai naudoti naujas technologijas, kad pagerintų konkurencingumą ir pasiektų tvarų vystymąsi per skaitmeninę transformaciją.