Efficienza aumentata del 129,67%! Risolvi rapidamente i problemi di manutenzione della macchina rotocalco

L'azienda per cui lavoro ha due macchine da stampa rotocalco a 10-colori: una è una macchina da stampa rotocalco a colori italiana Cerutti R960-3 10-e l'altra è una macchina da stampa rotocalco a colori Zhongshan Songde SAY10820 10- (come mostrato nella Figura 1). Vengono utilizzati principalmente per produrre i pacchetti di sigarette Seven Wolves. Entrambe le macchine hanno un'elevata velocità operativa effettiva, ma quando le strisce di espansione dell'aria nell'albero di svolgimento iniziano a perdere, la carta si sposterà da un lato all'altro, causando un disallineamento durante la stampa e provocando una grande quantità di scarti. Inoltre, la manutenzione dell'albero di espansione dell'aria è-dispendiosa in termini di tempo e manodopera.

Figura 1: Meccanismo di svolgimento della macchina da stampa rotocalco Zhongshan Songde SAY10820 (a sinistra) e del meccanismo di svolgimento Italia Cerutti R960-3 (a destra).

L'autore ha condotto uno studio approfondito-sulle problematiche di manutenzione dell'albero di espansione-dell'aria. I risultati hanno mostrato che durante l'installazione e la rimozione dell'albero di espansione dell'aria-nel meccanismo di svolgimento della pressa rotocalco, a causa della mancanza di strumenti specializzati e del peso elevato dell'albero, è necessario più personale di manutenzione per coordinarsi utilizzando la piastra di base e un carrello elevatore idraulico per sostenere ed estrarre l'albero. Inoltre, durante l'installazione, poiché la flangia necessita di un allineamento preciso prima di poter essere inserita, il personale di manutenzione spesso trascorre molto tempo a controllare la posizione dell'albero, consumando un'enorme quantità di manodopera e risorse, il che va contro l'obiettivo dell'azienda di migliorare la velocità operativa effettiva delle apparecchiature. Per risolvere questo problema, la nostra azienda ha deciso di sviluppare un dispositivo in grado di installare e rimuovere rapidamente l'albero di espansione dell'aria-.

Stato di manutenzione attuale

Per comprendere meglio l'attuale situazione di manutenzione dell'albero di espansione dell'aria-, i tecnici hanno esaminato il tempo medio di manutenzione da ottobre a dicembre 2020 e hanno scoperto che il tempo medio di manutenzione era pari a 95,14 minuti. Per evitare di compromettere la produzione, gli operatori della macchina devono rallentare la macchina per dare più tempo al personale di manutenzione e, a volte, anche dopo aver stampato un rotolo intero, l'albero non viene ancora riparato, costringendo la macchina da stampa rotocalco a fermarsi. Ciò non solo influisce sull'efficienza produttiva ma genera anche molti sprechi (assumendo che il tempo di manutenzione per l'albero di espansione dell'aria- sia T1, il tempo impiegato dal personale svolgitore per completare la preparazione della giunzione degli alberi A e B sia T2 e il tempo minimo affinché la macchina stampi un rotolo alla velocità più bassa sia T3: se T1 + T2 < T3, la macchina non ha bisogno di fermarsi; se T1 + T2 > T3, la macchina ha fermarsi).

Sfide nella manutenzione-dell'albero di espansione dell'aria

L'albero di espansione dell'aria- è la parte del meccanismo di svolgimento che trattiene i rotoli di carta fissi. Iniettando aria compressa, le strisce di gomma espandibili sull'albero si gonfiano, spingendo verso l'alto le strisce di acciaio di espansione per fissare il rotolo di carta. Ciò consente al rotolo di ruotare in sincronia con l'albero, consentendo al meccanismo di svolgimento di alimentare attivamente il rotolo. I tecnici hanno condotto un sondaggio e un'analisi della manutenzione dell'albero di espansione dell'aria-e hanno mappato il processo in un diagramma di flusso (Figura 2). Attraverso-indagine e analisi approfondite del processo di manutenzione, sono state identificate due sfide principali.

Figura 2 Diagramma di flusso per la manutenzione dell'albero pneumatico

01/ Difficoltà nell'installazione della flangia dell'albero pneumatico

Quando si installa la flangia dell'albero pneumatico (Figura 3), la flangia può essere montata con precisione sull'albero solo se i perni di posizionamento sono allineati con i fori dei perni sull'albero. Poiché la flangia pesa 25 kg, è necessario che due installatori lavorino insieme per tenere saldamente la flangia mentre si allineano i perni con i fori. Poiché entrambe le mani degli installatori vengono utilizzate principalmente per sostenere la flangia, non possono posizionare i perni in modo rapido e preciso. Man mano che il tempo trascorso a tenere la flangia aumenta, gli installatori si stancano, rendendo più difficile allineare i perni di posizionamento con i fori.

Figura 3 Diagramma della struttura della flangia

02 / Difficoltà di installazione dell'albero di espansione

L'installazione dell'albero di espansione (Figura 4) richiede la verifica di due cose contemporaneamente: in primo luogo, la sporgenza circolare sulla flangia di base si inserisce perfettamente nella rientranza circolare sulla flangia dell'albero di espansione per un corretto posizionamento; in secondo luogo, i fori filettati sulla flangia di base si allineano perfettamente con i fori filettati sulla flangia dell'albero di espansione. Solo quando entrambe le condizioni sono soddisfatte è possibile completare l'installazione dell'albero di espansione. Tuttavia, in precedenza, l'azienda si affidava al carrello idraulico e alla funzione di sollevamento del meccanismo dell'avvolgitore per ottenere l'allineamento della borchia della flangia e della rientranza per l'albero di espansione, mentre l'allineamento preciso dei fori filettati veniva eseguito interamente manualmente ruotando l'albero di espansione. Questo metodo ha una bassa precisione di posizionamento e spesso richiede più tentativi per ottenere un allineamento preciso dell'albero di espansione.

Figura 4 Installazione dell'albero di espansione

Requisiti e idee per la progettazione dell'installazione

01/ Requisiti di progettazione

Per migliorare l'efficienza della manutenzione dell'albero di espansione e ridurre il carico di lavoro e le difficoltà del personale di manutenzione, vengono proposti i seguenti requisiti:

(1) Può ridurre efficacemente il tempo di manutenzione dell'albero di espansione dell'aria del meccanismo di svolgimento.

(2) Il dispositivo è mobile, in grado di sollevare e abbassare con precisione e può ruotare in modo flessibile l'albero di espansione dell'aria.

(3) Dotato di un morsetto dedicato per flange, che può ospitare flange di varie dimensioni.

(4) Nessuna interferenza con l'attrezzatura e nessun impatto negativo sull'attrezzatura.

02 / Idea progettuale

Progettare e produrre un dispositivo di installazione e smontaggio dell'albero di espansione del gas rimovibile, costituito da tre componenti principali: la piattaforma di manutenzione mobile, il carrello di installazione e rimozione del morsetto a flangia e il dispositivo di posizionamento rapido.

Il posizionamento e il supporto vengono eseguiti tramite le ruote di supporto e l'albero di espansione dell'aria può essere ruotato sulla ruota di supporto, facilitando la sostituzione delle strisce di espansione a varie angolazioni. Quando si installa l'albero di espansione dell'aria, i fori filettati possono essere posizionati rapidamente ruotando l'albero in punti fissi e si può ottenere un sollevamento preciso modificando la spaziatura delle quattro ruote di supporto. L'implementazione specifica è la seguente:

UN. Sono previste complessivamente 4 ruote di supporto, divise in 2 gruppi, utilizzate per sostenere l'albero di espansione del gas, permettendogli di ruotare lungo la linea dell'asse, rendendo conveniente rimuovere qualsiasi striscia di espansione del gas e posizionare rapidamente i fori filettati ruotando l'albero in punti fissi durante l'installazione dell'albero di espansione dell'aria;

B. Utilizzando viti trapezoidali, ingranaggi conici e coppie di guide lineari, i due set di ruote di supporto possono muoversi simmetricamente lungo l'asse Y-, consentendo la regolazione precisa dell'albero di espansione dell'aria su e giù (sebbene il meccanismo di svolgimento possa regolare in modo indipendente l'albero di espansione dell'aria su e giù, è difficile controllare l'ampiezza di regolazione e non può essere regolato con precisione-);

C. Utilizzando cremagliere e coppie di guide lineari per ottenere il movimento dell'asse X- di una serie di ruote di supporto, questa funzione evita principalmente la struttura sporgente sull'albero di espansione del gas;

D. Installa due ruote direzionali e due ruote universali nella parte inferiore della piattaforma di manutenzione e utilizza il software Solidworks per disegnare schemi di assemblaggio della piattaforma di manutenzione mobile in base alle idee specifiche di cui sopra.

(2) Morsetto flangiato per l'installazione e lo smontaggio del carrello

L'utilizzo di un dispositivo di bloccaggio per bloccare la flangia garantisce che la sua altezza rimanga invariata. Durante l'installazione della flangia, un dispositivo di posizionamento rapido-garantisce che la posizione della flangia corrisponda a quella durante lo smontaggio, rendendo l'installazione molto pratica. L'implementazione specifica è la seguente:

UN. Modellando la struttura di bloccaggio delle morse da banco e utilizzando il principio di determinare un cerchio in tre punti, vengono realizzati tre meccanismi di bloccaggio per ottenere la funzione di bloccaggio della flangia;

B. Utilizzando un meccanismo di fissaggio filettato e un cursore per spostare il morsetto della piastra flangiata nella direzione dell'asse Y-, regolando la distanza lungo l'asse Y- per accogliere piastre flangiate di diversi diametri;

C. Utilizzando viti trapezoidali, ingranaggi conici e coppie di guide lineari per consentire il movimento dell'asse Z-del dispositivo della piastra flangiata, può accogliere piastre flangiate di diversi diametri e regolare l'altezza verticale della piastra flangiata;

D. Utilizzo di una vite trapezoidale e di una coppia di guide lineari per consentire il movimento dell'asse X- del dispositivo della piastra flangiata, ottenendo così la separazione tra la piastra flangiata e l'albero di espansione del gas;

e. Due ruote direzionali e due ruote universali sono installate nella parte inferiore del dispositivo di fissaggio del morsetto a flangia e, in base alle idee specifiche di cui sopra, utilizzare il software SolidWorks per disegnare lo schema di assemblaggio del carrello di montaggio del morsetto a flangia per l'installazione.

(3) Dispositivo di posizionamento rapido

Utilizzando una coppia di teste cilindriche coniche e scanalature circolari, si ottiene il rapido posizionamento della piattaforma di manutenzione mobile e del carrello di installazione e smontaggio del morsetto a flangia. L'estremità anteriore dell'albero di questo dispositivo è progettata come un cono per fungere da meccanismo di guida. L'utilizzo dei blocchi a gravità per posizionare entrambi i veicoli contemporaneamente completa l'autobloccaggio a gravità-, impedendo lo smontaggio della piattaforma di manutenzione e del dispositivo di flangia e lo smontaggio del carrello durante l'installazione e la rimozione della piastra della flangia. Sulla base delle idee specifiche di cui sopra, è stato utilizzato il software SolidWorks per disegnare lo schema di assemblaggio del dispositivo di posizionamento rapido (come mostrato nella Figura 5).

Figura 5: assemblaggio SolidWorks del dispositivo di posizionamento rapido

Verifica dell'effetto di mantenimento

Per verificare l'effetto di manutenzione del dispositivo di installazione e rimozione dell'albero di espansione della pressa rotocalco (Figura 6), i tecnici hanno esaminato e raccolto dati sul tempo medio necessario per riparare gli alberi di espansione utilizzando il dispositivo. Hanno scoperto che il tempo medio per riparare l'albero di espansione del meccanismo di svolgimento è diminuito da 91,66 minuti a 39,91 minuti. I calcoli mostrano che l'utilizzo del dispositivo per riparare l'albero di espansione ha migliorato l'efficienza del 129,67%.

Figura 6 Diagramma di simulazione del dispositivo di installazione e rimozione dell'albero di espansione dell'aria-

Lo sviluppo del dispositivo di installazione e rimozione per l'albero di espansione dell'aria della pressa rotocalco-riduce i tempi di inattività causati dalla manutenzione, diminuisce l'intensità del lavoro per gli operatori, elimina la necessità di lunghi preparativi per riavviare la macchina e migliora significativamente la velocità operativa effettiva della macchina da stampa e la qualità di output. Riduce inoltre il carico di lavoro del personale di manutenzione e aumenta l'efficienza delle riparazioni degli alberi di espansione dell'aria-. Inoltre, il personale di manutenzione può utilizzare questo dispositivo per gestire e riparare altri componenti della macchina rotocalco come i rulli di stampa, i rulli di raffreddamento e i rulli di trazione, rendendo la macchina più versatile.