Eficiència augmentada un 129,67%! Resoldre ràpidament els problemes de manteniment de la premsa de gravat

L'empresa per a la qual treballo té dues màquines d'impressió de gravat en color 10-: una és una premsa de gravat en color italiana Cerutti R960-3 10- i l'altra és una premsa de gravat en color Zhongshan Songde SAY10820 10- (com es mostra a la figura 1). S'utilitzen principalment per produir paquets de cigarrets Seven Wolves. Ambdues màquines tenen un alt índex de funcionament efectiu, però quan les tires d'expansió d'aire de l'eix de desenrotllament comencen a filtrar, el paper es desplaçarà d'un costat a l'altre, provocant una desalineació durant la impressió i donant lloc a una gran quantitat de residus. A més, mantenir l'eix d'expansió d'aire requereix temps-i molta mà d'obra.

Figura 1: Mecanisme de desenrotllament de la premsa de gravat Zhongshan Songde SAY10820 (esquerra) i mecanisme de desenrotllament d'Itàlia Cerutti R960-3 (dreta).

L'autor va realitzar un-estudi en profunditat sobre els problemes de manteniment de l'eix d'expansió-d'aire. Els resultats van mostrar que durant la instal·lació i l'eliminació de l'eix d'expansió d'aire-en el mecanisme de desenrotllament de la premsa de gravat, a causa de la manca d'eines especialitzades i el gran pes de l'eix, calen múltiples personals de manteniment per coordinar-se mitjançant la placa base i un carretó elevador hidràulic per suportar i extreure l'eix. A més, durant la instal·lació, atès que la brida necessita una alineació precisa abans de poder-la inserir, el personal de manteniment sovint passa molt de temps controlant la posició de l'eix, consumint una gran quantitat de mà d'obra i recursos, la qual cosa va en contra de l'objectiu de l'empresa de millorar la velocitat operativa efectiva de l'equip. Per resoldre aquest problema, la nostra empresa va decidir desenvolupar un dispositiu que pugui instal·lar i treure ràpidament l'eix d'expansió d'aire-.

Estat actual de manteniment

Per entendre millor la situació actual de manteniment de l'eix d'expansió d'aire-, els tècnics van estudiar el temps mitjà de manteniment d'octubre a desembre de 2020 i van trobar que el temps mitjà de manteniment era de fins a 95,14 minuts. Per evitar afectar la producció, els operadors de màquines han de frenar la màquina per donar més temps al personal de manteniment i, de vegades, fins i tot després d'imprimir un rotlle complet, l'eix encara no s'ha reparat, cosa que obliga a aturar la premsa de gravat. Això no només afecta l'eficiència de la producció, sinó que també genera molts residus (suposant que el temps de manteniment de l'eix d'expansió d'aire-és T1, el temps perquè el personal de desenrotllament completi la preparació de l'empalmament de l'eix A i B és T2 i el temps mínim perquè la màquina imprimeixi un rotlle a la velocitat més baixa és T3: si T1 + T2 < si T3, la màquina necessita aturar-se T2 < si T3, {1} > 2}; T3, la màquina s'ha d'aturar).

Reptes en el manteniment-de l'eix d'expansió d'aire

L'eix d'expansió d'aire-és la part del mecanisme de desenrotllament que subjecta els rotlles de paper fixos. Injectant aire comprimit, les tires de goma expandible de l'eix s'inflen, empenyent cap amunt les tires d'acer d'expansió per assegurar el rotllo de paper. Això permet que el rotlle giri de manera sincrònica amb l'eix, permetent que el mecanisme de desenrotllament alimente activament el rotlle. Els tècnics van realitzar una enquesta i anàlisi del manteniment de l'eix d'expansió d'aire-i van traçar el procés en un diagrama de flux (figura 2). Mitjançant una-investigació i anàlisi en profunditat del procés de manteniment, es van identificar dos reptes principals.

Figura 2 Diagrama de flux de manteniment de l'eix pneumàtic

01/ Dificultat per instal·lar la brida de l'eix pneumàtic

Quan instal·leu la brida de l'eix pneumàtic (Figura 3), la brida només es pot muntar amb precisió a l'eix si els passadors de posicionament estan alineats amb els forats de l'eix de l'eix. Com que la brida pesa 25 kg, requereix que dos instal·ladors treballin junts per subjectar la brida de manera constant mentre s'alineen els passadors amb els forats. Com que les dues mans dels instal·ladors s'utilitzen principalment per suportar la brida, no poden col·locar els pins de manera ràpida i precisa. A mesura que augmenta el temps dedicat a subjectar la brida, els instal·ladors es cansen, cosa que dificulta l'alineació dels passadors de posicionament amb els forats.

Figura 3 Diagrama d'estructura de brida

02 / Dificultat d'instal·lació de l'eix d'expansió

La instal·lació de l'eix d'expansió (figura 4) requereix assegurar-se dues coses al mateix temps: en primer lloc, el cap circular de la brida de la base s'ajusta amb precisió a la cavitat circular de la brida de l'eix d'expansió per a un posicionament adequat; en segon lloc, els forats roscats de la brida de la base s'alineen amb precisió amb els forats roscats de la brida de l'eix d'expansió. Només quan es compleixin ambdues condicions es pot completar la instal·lació de l'eix d'expansió. No obstant això, anteriorment, l'empresa confiava en el cotxe hidràulic i la funció d'elevació del mecanisme de desbobinador per aconseguir l'alineació del cap de la brida i la caiguda de l'eix d'expansió, mentre que l'alineació precisa dels forats roscats es feia totalment manualment girant l'eix d'expansió. Aquest mètode té una precisió de posicionament baixa i sovint requereix múltiples intents per aconseguir una alineació precisa de l'eix d'expansió.

Figura 4 Instal·lació de l'eix d'expansió

Requisits i idees de disseny de la instal·lació

01/ Requisits de disseny

Per millorar l'eficiència del manteniment de l'eix d'expansió i reduir la càrrega de treball i la dificultat del personal de manteniment, es proposen els requisits següents:

(1) Pot reduir eficaçment el temps de manteniment de l'eix d'expansió d'aire del mecanisme de desenrotllament.

(2) El dispositiu és mòbil, capaç d'aixecar i baixar amb precisió i pot girar de manera flexible l'eix d'expansió de l'aire.

(3) Equipat amb una pinça dedicada per a brides, que pot adaptar-se a diferents mides de brida.

(4) Sense interferències amb l'equip i cap impacte negatiu en l'equip.

02 / Concepte de disseny

Dissenyar i fabricar un dispositiu d'instal·lació i desmuntatge d'eix d'expansió de gas desmuntable, que consta de tres components principals: la plataforma de manteniment mòbil, el carro d'instal·lació i extracció de la brida de la brida i el dispositiu de posicionament ràpid.

El posicionament i el suport es realitzen a través de les rodes de suport, i l'eix d'expansió d'aire es pot girar a la roda de suport, facilitant la substitució de les tires d'expansió en diversos angles. Quan s'instal·la l'eix d'expansió d'aire, els forats roscats es poden col·locar ràpidament girant l'eix en punts fixos i es pot aconseguir una elevació precisa canviant l'espaiat de les quatre rodes de suport. La implementació específica és la següent:

a. Es dissenyen un total de 4 rodes de suport, dividides en 2 grups, que s'utilitzen per suportar l'eix d'expansió de gas, cosa que li permet girar al llarg de la línia de l'eix, cosa que fa que sigui convenient eliminar qualsevol tira d'expansió de gas i col·loqueu ràpidament els forats roscats girant l'eix en punts fixos en instal·lar l'eix d'expansió d'aire;

b. Utilitzant cargols trapezoïdals, engranatges cònics i parells de guies lineals, els dos conjunts de rodes de suport es poden moure simètricament al llarg de l'eix Y-, permetent un ajust fi de l'eix d'expansió de l'aire cap amunt i cap avall (tot i que el mecanisme de desenrotllament pot ajustar de manera independent l'eix d'expansió de l'aire cap amunt i cap avall, no és difícil controlar l'amplitud i l'ajust amb precisió). afinat-);

c. Utilitzant cremalleres i parells de guies lineals per aconseguir el moviment de l'eix X-d'un conjunt de rodes de suport, aquesta funció evita principalment l'estructura que sobresurt de l'eix d'expansió del gas;

d. Instal·leu dues rodes direccionals i dues rodes universals a la part inferior de la plataforma de manteniment i utilitzeu el programari Solidworks per dibuixar diagrames de muntatge de la plataforma de manteniment mòbil basats en les idees específiques anteriors.

(2) Pinça de brida per instal·lar i desmuntar el carro

L'ús d'un dispositiu de subjecció per subjectar la brida garanteix que la seva alçada no canviï. Quan instal·leu la brida, un dispositiu de posicionament-ràpid garanteix que la posició de la brida coincideixi amb la durant el desmuntatge, cosa que fa que la instal·lació sigui molt còmoda. La implementació específica és la següent:

a. Modelant l'estructura de subjecció dels mors de banc i utilitzant el principi de determinar un cercle en tres punts, es fan tres mecanismes de subjecció per aconseguir la funció de subjecció de la brida;

b. Utilitzant un mecanisme de fixació roscat i un control lliscant per moure la pinça de la placa de brida en la direcció de l'eix Y-, ajustant la distància al llarg de l'eix Y- per acomodar plaques de brida de diferents diàmetres;

c. Utilitzant cargols trapezoïdals, engranatges cònics i parells de rails de guia lineals per permetre el moviment de l'eix Z-de la fixació de la placa de brida, pot allotjar plaques de brida de diferents diàmetres i ajustar l'alçada vertical de la placa de brida;

d. Utilitzant un cargol trapezoïdal i un parell de carrils de guia lineal per permetre el moviment de l'eix X-de la fixació de la placa de brida, aconseguint així la separació entre la placa de la brida i l'eix d'expansió del gas;

e. Dues rodes direccionals i dues rodes universals s'instal·len a la part inferior de la fixació de la brida de la brida i, segons les idees específiques anteriors, utilitzeu el programari SolidWorks per dibuixar el diagrama de muntatge del carro de muntatge de la brida per a la instal·lació.

(3) Dispositiu de posicionament ràpid

Mitjançant un parell de capçals cilíndrics cònics i ranures circulars, s'aconsegueix un posicionament ràpid de la plataforma de manteniment mòbil i el carro d'instal·lació i desmuntatge de la brida. L'extrem frontal de l'eix d'aquest dispositiu està dissenyat com un con per servir com a mecanisme de guia. L'ús de blocs de gravetat per col·locar els dos vehicles simultàniament completa l'autobloqueig per gravetat, evitant que la plataforma de manteniment i els accessoris de la brida es desmuntin i el carretó durant la instal·lació i l'extracció de la placa de la brida. A partir de les idees específiques anteriors, es va utilitzar el programari SolidWorks per dibuixar el diagrama de muntatge del dispositiu de posicionament ràpid (com es mostra a la figura 5).

Figura 5: Muntatge de SolidWorks del dispositiu de posicionament ràpid

Verificació de l'efecte del manteniment

Per verificar l'efecte de manteniment del dispositiu d'instal·lació i eliminació de l'eix d'expansió de la premsa de gravat (figura 6), els tècnics van enquestar i van recopilar dades sobre el temps mitjà per reparar els eixos d'expansió mitjançant el dispositiu. Van trobar que el temps mitjà per reparar l'eix d'expansió del mecanisme de desenrotllament va disminuir de 91,66 minuts a 39,91 minuts. Els càlculs mostren que l'ús del dispositiu per reparar l'eix d'expansió va millorar l'eficiència en un 129,67%.

Figura 6 Diagrama de simulació del dispositiu d'instal·lació i extracció de l'eix d'expansió d'aire-

El desenvolupament del dispositiu d'instal·lació i retirada de l'eix expansiu d'aire-de la premsa de gravat redueix el temps d'inactivitat causat pel manteniment, redueix la intensitat de la mà d'obra per als operaris, elimina la necessitat de preparatius extensos per reiniciar la màquina i millora significativament el ritme de funcionament efectiu i la qualitat de sortida de la premsa. També redueix la càrrega de treball del personal de manteniment i augmenta l'eficiència de les reparacions de l'eix-expansor d'aire. A més, el personal de manteniment pot utilitzar aquest dispositiu per manipular i reparar altres components de la premsa de gravat com els corrons d'impressió, els corrons de refrigeració i els corrons de tracció, fent que la màquina sigui més versàtil.