Eficiência aumentada em 129,67%! Resolva rapidamente problemas de manutenção de impressoras de rotogravura

A empresa em que trabalho tem duas máquinas de rotogravura colorida de 10{7}}cores: uma é uma impressora de rotogravura colorida italiana Cerutti R960-3 10-e a outra é uma impressora de rotogravura colorida Zhongshan Songde SAY10820 10-(conforme mostrado na Figura 1). Eles são usados ​​​​principalmente para produzir maços de cigarros Seven Wolves. Ambas as máquinas têm uma alta taxa operacional efetiva, mas quando as tiras de expansão de ar no eixo de desenrolamento começam a vazar, o papel se desloca de um lado para o outro, causando desalinhamento durante a impressão e resultando em uma grande quantidade de desperdício. Além disso, a manutenção do eixo de expansão de ar é demorada-e exige muita mão-de-obra.

Figura 1: Mecanismo de desenrolamento da prensa de rotogravura Zhongshan Songde SAY10820 (esquerda) e mecanismo de desenrolamento Itália Cerutti R960-3 (direita).

O autor conduziu um estudo-profundo sobre os problemas de manutenção do eixo de expansão-de ar. Os resultados mostraram que durante a instalação e remoção do eixo de expansão de ar no mecanismo de desenrolamento da prensa de rotogravura, devido à falta de ferramentas especializadas e ao grande peso do eixo, são necessários vários funcionários de manutenção para coordenar usando a placa de base e uma empilhadeira hidráulica para apoiar e puxar o eixo. Além disso, durante a instalação, como o flange precisa de alinhamento preciso antes de ser inserido, a equipe de manutenção muitas vezes gasta muito tempo controlando a posição do eixo, consumindo uma enorme quantidade de mão de obra e recursos, o que vai contra o objetivo da empresa de melhorar a taxa operacional efetiva do equipamento. Para resolver esse problema, nossa empresa decidiu desenvolver um dispositivo que pode instalar e remover rapidamente o eixo de expansão-de ar.

Status de manutenção atual

Para entender melhor a situação atual de manutenção do eixo-de expansão de ar, os técnicos pesquisaram o tempo médio de manutenção de outubro a dezembro de 2020 e descobriram que o tempo médio de manutenção chegava a 95,14 minutos. Para evitar afetar a produção, os operadores da máquina precisam desacelerar a máquina para dar mais tempo à equipe de manutenção e, às vezes, mesmo depois de um rolo completo ser impresso, o eixo ainda não é reparado, forçando a parada da prensa de rotogravura. Isso não só afeta a eficiência da produção, mas também gera muito desperdício (assumindo que o tempo de manutenção do eixo de expansão de ar-é T1, o tempo para o pessoal de desenrolamento concluir a preparação de emenda do eixo A e B é T2, e o tempo mínimo para a máquina imprimir um rolo na velocidade mais baixa é T3: se T1 + T2 < T3, a máquina não precisa parar; se T1 + T2 > T3, a máquina tem que parar).

Desafios na manutenção-do eixo de expansão aérea

O eixo-de expansão de ar é a parte do mecanismo de desenrolamento que segura os rolos de papel fixos. Ao injetar ar comprimido, as tiras de borracha expansíveis no eixo inflam, empurrando para cima as tiras de aço de expansão para fixar o rolo de papel. Isto permite que o rolo gire de forma síncrona com o eixo, permitindo que o mecanismo de desenrolamento alimente ativamente o rolo. Os técnicos realizaram uma pesquisa e análise da manutenção do-eixo de expansão de ar e mapearam o processo em um fluxograma (Figura 2). Por meio de-investigação e análise aprofundadas do processo de manutenção, dois desafios principais foram identificados.

Figura 2 Fluxograma de manutenção do eixo pneumático

01/ Dificuldade na Instalação do Flange do Eixo Pneumático

Ao instalar o flange do eixo pneumático (Figura 3), o flange só poderá ser montado com precisão no eixo se os pinos de posicionamento estiverem alinhados com os orifícios dos pinos no eixo. Como o flange pesa 25 kg, são necessários dois instaladores trabalhando juntos para segurar o flange firmemente enquanto alinham os pinos com os furos. Como ambas as mãos dos instaladores são usadas principalmente para apoiar o flange, eles não conseguem posicionar os pinos com rapidez e precisão. À medida que o tempo gasto segurando o flange aumenta, os instaladores ficam cansados, dificultando o alinhamento dos pinos de posicionamento com os furos.

Figura 3 Diagrama da Estrutura do Flange

02 / Dificuldade de Instalação do Eixo Expansor

A instalação do eixo de expansão (Figura 4) requer a garantia de duas coisas ao mesmo tempo: primeiro, a saliência circular no flange de base se encaixa precisamente no recesso circular no flange do eixo de expansão para um posicionamento adequado; segundo, os furos roscados no flange base se alinham precisamente com os furos roscados no flange do eixo de expansão. Somente quando ambas as condições forem atendidas a instalação do eixo de expansão poderá ser concluída. Porém, anteriormente, a empresa contava com o carro hidráulico e a função de elevação do mecanismo desbobinador para conseguir o alinhamento da saliência do flange e do recesso do eixo de expansão, enquanto o alinhamento preciso dos furos roscados era inteiramente feito manualmente girando o eixo de expansão. Este método tem baixa precisão de posicionamento e muitas vezes requer múltiplas tentativas para obter um alinhamento preciso do eixo de expansão.

Figura 4 Instalação do eixo de expansão

Requisitos e ideias de projeto de instalação

01/ Requisitos de projeto

Para melhorar a eficiência da manutenção do eixo de expansão e reduzir a carga de trabalho e a dificuldade do pessoal de manutenção, são propostos os seguintes requisitos:

(1) Pode efetivamente reduzir o tempo de manutenção do eixo de expansão de ar do mecanismo de desenrolamento.

(2) O dispositivo é móvel, capaz de levantar e abaixar com precisão e pode girar com flexibilidade o eixo de expansão de ar.

(3) Equipado com uma braçadeira dedicada para flanges, que pode acomodar vários tamanhos de flanges.

(4) Nenhuma interferência com o equipamento e nenhum impacto negativo no equipamento.

02 / Conceito de Design

Projetar e fabricar um dispositivo removível de instalação e desmontagem de eixo de expansão de gás, composto por três componentes principais: a plataforma móvel de manutenção, o carrinho de instalação e remoção da braçadeira de flange e o dispositivo de posicionamento rápido.

O posicionamento e o suporte são realizados através das rodas de suporte, e o eixo de expansão de ar pode ser girado na roda de suporte, facilitando a substituição das tiras de expansão em vários ângulos. Ao instalar o eixo de expansão de ar, os furos roscados podem ser posicionados rapidamente girando o eixo em pontos fixos, e um levantamento preciso pode ser alcançado alterando o espaçamento das quatro rodas de suporte. A implementação específica é a seguinte:

um. São projetadas um total de 4 rodas de suporte, divididas em 2 grupos, utilizadas para apoiar o eixo de expansão de gás, permitindo que ele gire ao longo da linha do eixo, facilitando a remoção de qualquer faixa de expansão de gás e posicionando rapidamente os furos roscados girando o eixo em pontos fixos ao instalar o eixo de expansão de ar;

b. Usando parafusos trapezoidais, engrenagens cônicas e pares de trilhos-guia lineares, os dois conjuntos de rodas de suporte podem se mover simetricamente ao longo do eixo Y-, permitindo o ajuste fino do eixo de expansão de ar para cima e para baixo (embora o mecanismo de desenrolamento possa ajustar independentemente o eixo de expansão de ar para cima e para baixo, é difícil controlar a amplitude de ajuste e não pode ser ajustado-com precisão);

c. Usando cremalheiras e pares de trilhos-guia lineares para obter o movimento do eixo X- de um conjunto de rodas de suporte, esta função evita principalmente a estrutura saliente no eixo de expansão do gás;

d. Instale duas rodas direcionais e duas rodas universais na parte inferior da plataforma de manutenção e use o software Solidworks para desenhar diagramas de montagem da plataforma de manutenção móvel com base nas ideias específicas acima.

(2) Grampo de flange para instalação e desmontagem do carrinho

O uso de um dispositivo de fixação para fixar o flange garante que sua altura permaneça inalterada. Ao instalar o flange, um dispositivo-de posicionamento rápido garante que a posição do flange corresponda à posição durante a desmontagem, tornando a instalação muito conveniente. A implementação específica é a seguinte:

um. Modelando a estrutura de fixação das morsas de bancada, e utilizando o princípio de determinação de um círculo em três pontos, são feitos três mecanismos de fixação para atingir a função de fixação do flange;

b. Usando um mecanismo de fixação rosqueado e controle deslizante para mover o grampo da placa de flange na direção do eixo Y-, ajustando a distância ao longo do eixo Y- para acomodar placas de flange de diferentes diâmetros;

c. Usando parafusos trapezoidais, engrenagens cônicas e pares de trilhos-guia lineares para permitir o movimento do eixo Z-do acessório da placa de flange, ele pode acomodar placas de flange de diferentes diâmetros e ajustar a altura vertical da placa de flange;

d. Usando um parafuso de avanço trapezoidal e um par de trilhos-guia lineares para permitir o movimento do eixo X-do acessório da placa de flange, conseguindo assim a separação entre a placa de flange e o eixo de expansão de gás;

e. Duas rodas direcionais e duas rodas universais são instaladas na parte inferior do acessório de fixação de flange e, com base nas idéias específicas acima, use o software SolidWorks para desenhar o diagrama de montagem do carrinho de montagem do grampo de flange para instalação.

(3) Dispositivo de posicionamento rápido

Usando um par de cabeças cilíndricas cônicas e ranhuras circulares, é obtido um rápido posicionamento da plataforma móvel de manutenção e do carrinho de instalação e desmontagem do grampo flangeado. A extremidade frontal do eixo deste dispositivo é projetada como um cone para servir como mecanismo de orientação. O uso de blocos de gravidade para posicionar ambos os veículos simultaneamente completa o auto-travamento por gravidade, evitando a desmontagem e desmontagem da plataforma de manutenção e do acessório de flange do carrinho durante a instalação e remoção da placa de flange. Com base nas ideias específicas acima, o software SolidWorks foi utilizado para desenhar o diagrama de montagem do dispositivo de posicionamento rápido (conforme mostrado na Figura 5).

Figura 5: Montagem SolidWorks do dispositivo de posicionamento rápido

Verificação do efeito de manutenção

Para verificar o efeito de manutenção do dispositivo de instalação e remoção do eixo de expansão da prensa de rotogravura (Figura 6), os técnicos pesquisaram e coletaram dados sobre o tempo médio para reparar os eixos de expansão usando o dispositivo. Eles descobriram que o tempo médio para reparar o eixo de expansão do mecanismo de desenrolamento diminuiu de 91,66 minutos para 39,91 minutos. Os cálculos mostram que o uso do dispositivo para reparar o eixo de expansão melhorou a eficiência em 129,67%.

Figura 6 Diagrama de Simulação do Dispositivo de Instalação e Remoção do Eixo Expansor-de Ar

O desenvolvimento do dispositivo de instalação e remoção do eixo de expansão de ar-da prensa de rotogravura reduz o tempo de inatividade causado pela manutenção, reduz a intensidade de trabalho dos operadores, elimina a necessidade de preparativos extensos para reiniciar a máquina e melhora significativamente a taxa operacional efetiva e a qualidade de saída da prensa. Ele também reduz a carga de trabalho da equipe de manutenção e aumenta a eficiência dos reparos-de eixos de expansão de ar. Além disso, o pessoal de manutenção pode usar este dispositivo para manusear e reparar outros componentes da impressora de rotogravura, como rolos de impressão, rolos de resfriamento e rolos de tração, tornando a máquina mais versátil.