¡La eficiencia aumentó en un 129,67%! Resuelva rápidamente los problemas de mantenimiento de la prensa de huecograbado
La empresa para la que trabajo tiene dos máquinas de impresión de huecograbado de 10-colores: una es una prensa de huecograbado en color italiana Cerutti R960-3 10-y la otra es una prensa de huecograbado en color Zhongshan Songde SAY10820 10-(como se muestra en la Figura 1). Se utilizan principalmente para producir paquetes de cigarrillos Seven Wolves. Ambas máquinas tienen una alta tasa de operación efectiva, pero cuando las tiras de expansión de aire en el eje de desenrollado comienzan a tener fugas, el papel se desplazará de lado a lado, causando desalineación durante la impresión y generando una gran cantidad de desperdicio. Además, el mantenimiento del eje de expansión de aire requiere mucho tiempo-y mano de obra.
Figura 1: Mecanismo de desenrollado de la prensa de huecograbado Zhongshan Songde SAY10820 (izquierda) y mecanismo de desenrollado Italy Cerutti R960-3 (derecha).
El autor realizó un{0}}estudio en profundidad sobre los problemas de mantenimiento del eje de expansión de aire-. Los resultados mostraron que durante la instalación y extracción del eje de expansión de aire-en el mecanismo de desenrollado de la prensa de huecograbado, debido a la falta de herramientas especializadas y al gran peso del eje, se necesita personal de mantenimiento múltiple para coordinar el uso de la placa base y un montacargas hidráulico para sostener y extraer el eje. Además, durante la instalación, dado que la brida necesita una alineación precisa antes de poder insertarse, el personal de mantenimiento suele dedicar mucho tiempo a controlar la posición del eje, lo que consume una gran cantidad de mano de obra y recursos, lo que va en contra del objetivo de la empresa de mejorar la tasa de funcionamiento eficaz del equipo. Para resolver este problema, nuestra empresa decidió desarrollar un dispositivo que pueda instalar y quitar rápidamente el eje de expansión de aire-.
Estado de mantenimiento actual
Para comprender mejor la situación actual del mantenimiento del eje de expansión de aire-, los técnicos examinaron el tiempo promedio de mantenimiento de octubre a diciembre de 2020 y descubrieron que el tiempo promedio de mantenimiento llegó a 95,14 minutos. Para evitar afectar la producción, los operadores de la máquina necesitan reducir la velocidad de la máquina para darle más tiempo al personal de mantenimiento y, a veces, incluso después de imprimir un rollo completo, el eje aún no se repara, lo que obliga a detener la prensa de huecograbado. Esto no solo afecta la eficiencia de la producción sino que también genera muchos desperdicios (asumiendo que el tiempo de mantenimiento del eje de expansión de aire-es T1, el tiempo para que el personal de desenrollado complete la preparación de empalme de los ejes A y B es T2, y el tiempo mínimo para que la máquina imprima un rollo a la velocidad más baja es T3: si T1 + T2 < T3, la máquina no necesita parar; si T1 + T2 > T3, la la máquina tiene que pararse).
Desafíos en el mantenimiento del eje de expansión del aire-
El eje de expansión de aire-es la parte del mecanismo de desenrollado que sujeta los rollos de papel fijos. Al inyectar aire comprimido, las tiras de goma expandibles del eje se inflan, empujando hacia arriba las tiras de acero de expansión para asegurar el rollo de papel. Esto permite que el rollo gire sincrónicamente con el eje, lo que permite que el mecanismo de desenrollado alimente activamente el rollo. Los técnicos realizaron una encuesta y un análisis del mantenimiento del eje de expansión de aire-y trazaron el proceso en un diagrama de flujo (Figura 2). A través de-una investigación y un análisis en profundidad del proceso de mantenimiento, se identificaron dos desafíos principales.
Figura 2 Diagrama de flujo de mantenimiento del eje neumático
01/ Dificultad para instalar la brida del eje neumático
Al instalar la brida del eje neumático (Figura 3), la brida solo se puede montar con precisión en el eje si los pasadores de posicionamiento están alineados con los orificios para pasadores en el eje. Dado que la brida pesa 25 kg, se requieren dos instaladores que trabajen juntos para sujetar la brida de manera constante mientras alinean los pasadores con los orificios. Debido a que ambas manos de los instaladores se utilizan principalmente para sostener la brida, no pueden colocar los pasadores de manera rápida y precisa. A medida que aumenta el tiempo dedicado a sujetar la brida, los instaladores se cansan, lo que dificulta la alineación de los pasadores de posicionamiento con los orificios.
Figura 3 Diagrama de estructura de brida
02 / Dificultad de Instalación del Eje de Expansión
La instalación del eje de expansión (Figura 4) requiere garantizar dos cosas al mismo tiempo: primero, el saliente circular de la brida de la base encaja con precisión en el hueco circular de la brida del eje de expansión para un posicionamiento adecuado; en segundo lugar, los orificios roscados de la brida de la base se alinean con precisión con los orificios roscados de la brida del eje de expansión. Sólo cuando se cumplan ambas condiciones se podrá completar la instalación del eje de expansión. Sin embargo, anteriormente, la empresa confiaba en el carro hidráulico y la función de elevación del mecanismo desenrollador para lograr la alineación del saliente de la brida y el hueco del eje de expansión, mientras que la alineación precisa de los orificios roscados se hacía completamente manualmente girando el eje de expansión. Este método tiene una precisión de posicionamiento baja y a menudo requiere múltiples intentos para lograr una alineación precisa del eje de expansión.
Figura 4 Instalación del eje de expansión.
Requisitos e ideas de diseño de instalación.
01/ Requisitos de diseño
Para mejorar la eficiencia del mantenimiento del eje de expansión y reducir la carga de trabajo y la dificultad del personal de mantenimiento, se proponen los siguientes requisitos:
(1) Puede reducir efectivamente el tiempo de mantenimiento del eje de expansión de aire del mecanismo de desenrollado.
(2) El dispositivo es móvil, capaz de subir y bajar con precisión y puede girar de manera flexible el eje de expansión de aire.
(3) Equipado con una abrazadera dedicada para bridas, que puede acomodar varios tamaños de bridas.
(4) Sin interferencia con el equipo ni impacto negativo en el equipo.
02 / Concepto de diseño
Diseñar y fabricar un dispositivo de instalación y desmontaje de eje de expansión de gas desmontable, compuesto por tres componentes principales: la plataforma móvil de mantenimiento, el carro de instalación y desmontaje de abrazaderas de brida y el dispositivo de posicionamiento rápido.
El posicionamiento y el soporte se realizan a través de las ruedas de soporte, y el eje de expansión de aire se puede girar sobre la rueda de soporte, lo que facilita el reemplazo de las tiras de expansión en varios ángulos. Al instalar el eje de expansión de aire, los orificios roscados se pueden colocar rápidamente girando el eje en puntos fijos y se puede lograr una elevación precisa cambiando el espaciado de las cuatro ruedas de soporte. La implementación específica es la siguiente:
a. Se diseñan un total de 4 ruedas de soporte, divididas en 2 grupos, que se utilizan para soportar el eje de expansión de gas, permitiéndole girar a lo largo de la línea del eje, lo que hace conveniente quitar cualquier tira de expansión de gas y posicionar rápidamente los orificios roscados girando el eje en puntos fijos al instalar el eje de expansión de aire;
b. Utilizando tornillos de avance trapezoidales, engranajes cónicos y pares de rieles guía lineales, los dos juegos de ruedas de soporte pueden moverse simétricamente a lo largo del eje Y-, lo que permite un ajuste fino del eje de expansión de aire hacia arriba y hacia abajo (aunque el mecanismo de desenrollado puede ajustar independientemente el eje de expansión de aire hacia arriba y hacia abajo, es difícil controlar la amplitud del ajuste y no se puede ajustar-con precisión);
do. Al utilizar cremalleras de engranajes y pares de rieles guía lineales para lograr el movimiento del eje X- de un conjunto de ruedas de soporte, esta función evita principalmente la estructura que sobresale en el eje de expansión de gas;
d. Instale dos ruedas direccionales y dos ruedas universales en la parte inferior de la plataforma de mantenimiento y utilice el software Solidworks para dibujar diagramas de ensamblaje de la plataforma de mantenimiento móvil según las ideas específicas anteriores.
(2) Abrazadera de brida para instalar y desmontar el carro
El uso de un dispositivo de sujeción para sujetar la brida garantiza que su altura permanezca sin cambios. Al instalar la brida, un dispositivo de posicionamiento-rápido garantiza que la posición de la brida coincida con la del desmontaje, lo que hace que la instalación sea muy conveniente. La implementación específica es la siguiente:
a. Modelando la estructura de sujeción de las prensas de banco y utilizando el principio de determinar un círculo en tres puntos, se crean tres mecanismos de sujeción para lograr la función de sujeción de la brida;
b. Usar un mecanismo de sujeción roscado y un control deslizante para mover la abrazadera de la placa de brida en la dirección del eje Y-, ajustando la distancia a lo largo del eje Y-para acomodar placas de brida de diferentes diámetros;
do. Al utilizar tornillos de avance trapezoidales, engranajes cónicos y pares de rieles guía lineales para permitir el movimiento del eje Z- del accesorio de la placa de brida, se pueden acomodar placas de brida de diferentes diámetros y ajustar la altura vertical de la placa de brida;
d. Usar un par de tornillo de avance trapezoidal y riel guía lineal para permitir el movimiento del eje X- del accesorio de la placa de brida, logrando así la separación entre la placa de brida y el eje de expansión de gas;
mi. Se instalan dos ruedas direccionales y dos ruedas universales en la parte inferior del accesorio de abrazadera de brida y, según las ideas específicas anteriores, utilice el software SolidWorks para dibujar el diagrama de ensamblaje del carro de ensamblaje de abrazadera de brida para su instalación.
(3) Dispositivo de posicionamiento rápido
Utilizando un par de cabezas cilíndricas cónicas y ranuras circulares, se logra un posicionamiento rápido de la plataforma de mantenimiento móvil y del carro de instalación y desmontaje de la abrazadera de brida. El extremo frontal del eje de este dispositivo está diseñado como un cono para servir como mecanismo de guía. El uso de bloques de gravedad para colocar ambos vehículos simultáneamente completa el auto-bloqueo por gravedad, lo que evita el desmontaje de la plataforma de mantenimiento y el accesorio de brida y el desmontaje del carro durante la instalación y extracción de la placa de brida. Con base en las ideas específicas anteriores, se utilizó el software SolidWorks para dibujar el diagrama de ensamblaje del dispositivo de posicionamiento rápido (como se muestra en la Figura 5).
Figura 5: Ensamblaje de SolidWorks del dispositivo de posicionamiento rápido
Verificación del efecto del mantenimiento
Para verificar el efecto de mantenimiento del dispositivo de instalación y extracción del eje de expansión de la prensa de huecograbado (Figura 6), los técnicos inspeccionaron y recopilaron datos sobre el tiempo promedio para reparar los ejes de expansión utilizando el dispositivo. Descubrieron que el tiempo promedio para reparar el eje de expansión del mecanismo de desenrollado disminuyó de 91,66 minutos a 39,91 minutos. Los cálculos muestran que el uso del dispositivo para reparar el eje de expansión mejoró la eficiencia en un 129,67%.
Figura 6 Diagrama de simulación del dispositivo de instalación y extracción del eje de expansión de aire-
El desarrollo del dispositivo de instalación y extracción del eje de expansión de aire-de la prensa de huecograbado reduce el tiempo de inactividad causado por el mantenimiento, reduce la intensidad de la mano de obra de los operadores, elimina la necesidad de grandes preparativos para reiniciar la máquina y mejora significativamente la tasa de operación efectiva y la calidad de salida de la prensa. También reduce la carga de trabajo del personal de mantenimiento y aumenta la eficiencia de las reparaciones de ejes de expansión de aire-. Además, el personal de mantenimiento puede utilizar este dispositivo para manipular y reparar otros componentes de la prensa de huecograbado, como los rodillos de impresión, los rodillos de enfriamiento y los rodillos de tracción, lo que hace que la máquina sea más versátil.