Mikä on paperin juomapillien valmistuskoneen käyttöikä?

Olkien tuotantolaitteisiin investoimiseen liittyy muutakin kuin ostohinta. Merkittävämpi luku on se, kuinka monta vuotta - ja kuinka monta metriä olkiputkea - kone tuottaa luotettavasti ennen kuin sen tulostuslaatu heikkenee tai sen ylläpitokustannukset ylittävät vaihtokustannukset. Tämä luku ei ole kiinteä: se riippuu koneen rakenteen laadusta, käyttöintensiteetistä, kunnossapidon kurinalaisuudesta sekä liiman ja paperipölyn kemiallisesta ympäristöstä, jossa kone toimii päivittäin. Tässä artikkelissa käydään läpi tekniset tekijät, jotka määrittävät a.:n käyttöiänPaperin juomapillien valmistuskone, vikatilat, jotka lyhentävät käyttöikää, huoltokäytännöt, jotka pidentävät sitä, ja päätöksentekokehys tietää, milloin vaihtaminen on järkevämpi valinta.

1. Mitä "elinikä" todellisuudessa tarkoittaa tämän luokan koneille

Teollisuuden koneiden käyttöikä on hyödyllistä jakaa kolmeen eri käsitteeseen:

Mekaanisen suunnittelun käyttöikä- kesto, jonka rakennerunko, valukappaleet ja ensisijaiset käyttökomponentit on suunniteltu kestämään ilman väsymisvaurioita nimelliskuormitusolosuhteissa.

Komponenttien vaihto-ikä- kuluvien tai voimakkaasti{1}}kuluvien osien (laakerit, karat, leikkuuterät, kiristysrullat, hihnat) vaihtojen välinen aika.

Taloudellinen käyttöikä- ajanjakso, jonka aikana omistamisen kokonaiskustannukset (käyttökustannukset + ylläpito + seisokkien häviöt) pysyvät vaihtoyksikön vuosittaisia ​​kustannuksia pienempänä.

aPaperin juomapillien valmistuskoneJatkuvassa kaksivuorotuotannossa (noin 6 000–7 000 käyttötuntia vuodessa) hyvin rakennetun koneen mekaaninen suunnitteluikä on tyypillisesti 10–15 vuotta. Komponenttien vaihtovälit mitataan osasta riippuen kuukausista muutamaan vuoteen. Taloudellinen käyttöikä voi olla mekaanista suunnittelua lyhyempi tai pidempi riippuen siitä, miten tekniikka muuttuu ja miltä koneen OEE (Overall Equipment Effectiveness) -käyrä näyttää myöhempinä vuosina.

2. Korkeimmat-kulutusosat ja niiden odotettavissa olevat välit

Koneen käyttöiän ymmärtäminen alkaa sen useimmin vaihdetuista komponenteista.

2.1 Kelauskara

Kara on teräs- tai karkaistu{0}}kromitanko, jonka ympärille paperinauhaa kierretään jatkuvasti kierteellä- olkiputken muodostamiseksi. Sen pinta on jatkuvassa hankaavassa kosketuksessa paperikuidusta ja kuivuneista liimajäämistä. Tyypillisissä käyttöolosuhteissa - putken ulkohalkaisijat välillä 6–12 mm, paperinauhan nopeudet 50–100 m/min - pinnan kulumisnopeudet luovat mitattavissa olevan halkaisijan pienenemisen, joka vaikuttaa putken seinämän samankeskisyyteen. Useimmat käyttäjät suunnittelevat karan vaihdon tai{11}}uudelleenhiontamisen 6–18 kuukauden jaksolla riippuen paperin hankauskyvystä ja siitä, sisältääkö paperimassa kalsiumkarbonaattitäyteainetta (joka nopeuttaa karan kulumista).

2.2 Vierintälaakerit (ISO 281 -kehys)

Pääkäyttöakselin laakerit, kiristysrullakokoonpanot ja muovausasema ovat analyyttisesti ennustettavimpia kuluvia komponentteja. ISO 281 -standardi määrittelee L10 käyttöiän - käyttötuntien lukumäärän, jolloin 10 % tietystä laakerijoukosta on kokenut väsymishalkeilua määritellyissä kuormitus- ja nopeusolosuhteissa. Paperinoljen käärintäkoneille tyypillisillä kohtalaisilla akselinopeuksilla (100–500 1/min) oikein valitut urakuulalaakerit tai sylinterimäiset rullalaakerit voivat saavuttaa L10-arvot 20 000–50 000 tuntia suunnitellun -nimelliskuormituksen aikana.

Käytännössä olkikoneen todellista laakerin käyttöikää ei usein säätele kosketusväsymys vaan sekontaminaatiohäiriö- paperipölyä ja liima-aerosolia tunkeutuvat laakeritiivisteet. ISO 11171 ja elintarvikealan koneiden huollosta saadut empiiriset tiedot osoittavat, että pölykontaminaatio voi lyhentää laakerien todellista käyttöikää 30–50 prosenttiin luettelon L10 arvoista ilman positiivista huuli-tiiviste- tai sokkelotiiviste{8}}suojausta. Hyvin määritellyssä{10}koneessa käytetään tiivistettyjä tai suojattuja laakereita, joiden voiteluvälit ovat 500–1 000 tuntia. puutteellisesti tiivistetty kone saattaa vaatia laakereiden vaihtoa 6–12 kuukauden välein 3–5 vuoden välein.

2.3 Leikkuuterät

Lentävät{0}}leikkausyksiköt käyttävät joko pyöriviä kiekkoteriä tai värähteleviä giljotiiniteriä leikkaamaan jatkuvan putken oljen pituudelta. Terän geometria ohjaa suoraan leikkaus-pään laatua - kulunut terä tuottaa puristuneita tai rispaantuneita putken päitä, jotka epäonnistuvat kosmeettisessa tarkastuksessa. Yksi-kerroksisen voimapaperipillin (60–120 gsm, 3–5 kerrosta) terän terävyys heikkenee tyypillisesti kelpaamattomaan leikkauslaatuun 4–8 viikossa kahdessa vuorossa, jolloin terän pyörittäminen tai vaihtaminen on tavanomaista kuukausittaista huoltoa eikä rakenteellista käyttöikää{13}.

2.4 Kiristysrullat ja muotoiluohjaimet

Polyuretaani-päällystetyt tai kumi-holkkiset kiristysrullat pitävät paperinauhan kireyden kelauksen aikana. Kosketuspinta vanhenee liiman kemiallisen vaikutuksen (vesi-pohjaisten tärkkelys- tai PVOH-liimojen pH 4–8), mekaanisen puristusväsymisen ja kuivausosasta lähtevän lämpökierron yhdistelmän seurauksena. Elastomeerin pinnan kovuuden kasvu (5–15 pisteen Shore A -ryömintä) osoittaa ikään liittyvän-pitoisuuden heikkenemisen. Telan vaihto on tyypillisesti tarpeen 2–4 vuoden välein liimakemian aggressiivisuudesta ja käyttölämpötilasta riippuen.

3. Kuinka käyttöolosuhteet nopeuttavat tai hidastavat ikääntymistä

Kolmella ympäristötekijällä on suhteeton vaikutus koneen käyttöikään:

Liiman tyyppi ja levityskonsistenssi.Vesi{0}}elintarvikkeiden-kosketusliimat - dekstriini, modifioitu tärkkelys, PVOH - ovat kemiallisesti mietoja, mutta niiden aerosoli- ja tippumisjätteet luovat syövyttävän mikroympäristön päällystämättömille mietoille teräspinnoille liimausaseman lähellä. Koneet, joissa on ruostumatonta terästä tai epoksipinnoitettua-kosketusvyöhykekomponenttia (yhdenmukaisesti EHEDG:n hygieenisten suunnitteluperiaatteiden ja ISO 14159 -hygieniavaatimusten kanssa) tällä vyöhykkeellä vanhenevat huomattavasti hitaammin kuin koneet, joissa on paljain, pehmeä{8}}teräsrakenne. Liimausaseman alueella tapahtuva ruostekuppi on klassinen ennenaikainen{10}}käyttöikä{11}vikatila.

Paperin kosteus ja pöly.ISO 186 määrittelee paperin vakionäytteenotto- ja kosteustestausprotokollan; olki-laatuinen voimapaperi on yleensä käsitelty 4–8 %:n kosteuspitoisuuteen. Tämän alueen (tai kosteissa ympäristöolosuhteissa) käsitelty paperi siirtää lisää kosteutta tuurna- ja käämityspinnoille, mikä nopeuttaa korroosiota. Paperipöly - hienojakoisen selluloosan ja mineraalitäyteaineen sekoitus - on erittäin hankaavaa ja sähköä eristävää, mikä tekee siitä ongelmallisen sekä mekaanisen kulumisen että sähkökaapin osien (taajuusmuuttajat, PLC I/O -kortit), jotka vaativat puhdasta-ilmaa.

Käyttövuorojen intensiteetti.Kone, jota käytetään nimellisnopeudella kolmessa vuorossa päivässä, kerää käyttötunteja noin 50 % nopeammin kuin kaksivuorotyössä. Koska useimmat kulumismekanismit ovat syklin-laskentaa-ohjattuja eikä kalenteri-ohjattuja, kolmen-vuoron tuotanto pakkaa mekaanista käyttöikää vastaavasti. Kone, jonka suunniteltu käyttöikä on 10-vuotta kahdessa-vuorokäytössä, saattaa saavuttaa saman mekaanisen tilan 6–7 vuodessa kolmivuorokäytössä.

4. Huoltokäytännöt, jotka pidentävät käyttöikää huomattavasti

Tämän laiteluokan ennaltaehkäisevät huoltoaikataulut noudattavat tyypillisesti porrastettua aikavälirakennetta. Perustuu julkaistuihin ohjeisiin massa-ja-paperikoneiden huoltokirjallisuudesta ja yleisistä teollisuuslaitteiden hallintakehyksistä (SMRP Best Practice Metrics, IEC 60300-3-14 ylläpidosta ja luotettavuudesta):

Operaattorit, jotka noudattavat tätä aikataulua johdonmukaisesti, raportoivat, että aPaperin juomapillien valmistuskonesaavuttaa 12–15 vuoden suunniteltu käyttöikä ilman suuria rakenneosien vaihtoa. Ne, jotka toimivat reaktiivisesti - vaihtaen vain vikatilanteessa -, kohtaavat tyypillisesti ensimmäiset suuret seisokit 4–6 vuoden iässä ja kohtaavat peräkkäisiä komponenttivikoja, koska kuluneet komponentit kuormittavat vierekkäisiä osia epänormaalisti.

5. Keski-elämän muutospäätös

Noin 7–10 vuoden iässä useimmat tämän luokan asennukset saavuttavat käännepisteen. Laakereiden kumulatiivinen kuluminen, karan huononeminen ja ohjaimen vanheneminen (kymmen vuotta aikaisemmat PLC-ohjelmat ja servokäytöt eivät ehkä ole saatavilla toimitusketjusta saatavilla olevia varaosia) lähentyvät. Tässä vaiheessa operaattorit joutuvat tekemään jäsennellyn valinnan:

Vaihtoehto A: Suuri kunnostus.Vaihda kaikki laakerit, kara, rullat, terät, kulumisohjaimet ja ohjausjärjestelmä. Hinta on tyypillisesti 25–45 % uuden koneen hankintahinnasta. Tämä palauttaa koneen lähes -suunniteltuun suorituskykyyn ja pidentää käyttöikää 5–8 vuodella.

Vaihtoehto B: Vaihto.Uusi kone sisältää teknologian parannuksia, joita ei ollut saatavilla alkuperäisen ostohetkellä, - suurempia lähtönopeuksia (jotkut nykyisen-sukupolven nopeat-laitteet saavuttavat 100–120 m/min verrattuna 50–70 m/min vuosikymmenen takaiseen, parannetun servointegraation, paremman liimajärjestelmän energiankulutuksen mittaria kohden ja usein pienemmän energiankulutuksen.

Järkevä valinta määritetään vertaamalla kunkin skenaarion tasoitettuja kustannuksia olkituotantoyksikköä kohti. Jos kunnostetun koneen tuotantoaste ja OEE eivät pysty vastaamaan uuden yksikön taloudellista tuottoa, vaihto on taloudellisesti perusteltua jo ennen mekaanisen käyttöiän loppumista. IAS 16 (Kansainvälinen aineellisten käyttöomaisuushyödykkeiden tilinpäätösstandardi) tarjoaa kirjanpitokehyksen tälle analyysille - se määrittelee taloudellisen vaikutusajan ajanjaksoksi, jonka kuluessa omaisuuserän odotetaan olevan taloudellisesti käyttökelpoinen, mikä ei välttämättä ole samanaikaista sen fyysisen käyttöiän kanssa.

6. Merkkejä siitä, että kone on lähestymässä taloudellisen käyttöiän loppua

Yksinkertaisen iän jälkeen erityiset toimintaoireet osoittavat, että laitteisto on lähestymässä taloudellista käyttöikänsä--loppua:

Kasvava leikkaus{0}}lopun hylkäysprosenttihuolimatta säännöllisestä terän vaihdosta - osoittaa tuurnan loppumisen tai ohjauskanavan kulumisen korjattavan toleranssin yli

Liiman levityksen epäjohdonmukaisuusaiheuttaa delaminaatiovirheitä - tarkoittaa pumpun kulumista tai venttiilin tiivisteen huonontumista, jota ei voida kompensoida parametrien säädöllä

Ajolaitteen lämpötilan nousunimellisnopeudella - viittaa laakerin esijännityshäviöön tai sisäisen kitkan lisääntymiseen kulumisen kertymisestä

Suunnittelemattomien seisokkien taajuus ylittää 5 % suunnitellusta tuotantoajasta- laajalti mainittu kynnys (SMRP Metric 2.1.1), jonka yläpuolella reaktiiviset ylläpitokustannukset tyypillisesti ylittävät jatkuvan toiminnan taloudelliset kustannukset

Ohjausjärjestelmän varaosia ei ole saatavilla- vanhoja PLC-kortteja ja HMI-paneeleja yli 12–15 vuotta vanhoista koneista ei saa enää valmistaa, joten yksittäinen elektroniikkavika on käytännössä päätetapahtuma.

7. Yhteenveto

Hyvin pidetty{0}}Paperin juomapillien valmistuskonekohtuullisen{0}}intensiteetin palvelussa voi saavuttaa 12–15 vuoden tuottavan toiminnan. Rajoittavia tekijöitä eivät ole koneen runko tai valukappaleet -, jotka on tyypillisesti yli-suunniteltu kuormituksiltaan -, vaan kuluvat ja puoli{7}}kulutusaineet: laakerit, tuurnat, rullat, terät ja liimajärjestelmän tiivisteet. Pölykontaminaatio, liimajäämien korroosio ja ohjausjärjestelmän vanheneminen ovat kolme vikareittiä, jotka luotettavimmin lyhentävät käyttöikää ennen kuin rakennesuunnittelun käyttöikä saavutetaan. Käyttäjä, joka ylläpitää kurinalaista ennaltaehkäisevää huoltoaikataulua, määrittelee koneet, joissa on asianmukainen tiivistys paperipölyn sisäänpääsyä vastaan, ja suunnittelee keskipitkän -käyttöiän valvontajärjestelmän päivityksen noin vuoden 8–10 tienoilla, saavuttaa jatkuvasti käyttöiän ylärajan.

Viitteet

ISO.ISO 281:2007 - Vierintälaakerit: dynaamiset kuormitukset ja kestoikä. Kansainvälinen standardointijärjestö.

ISO.ISO 11171:2020 - Hydraulinesteen teho: Nesteiden automaattisten hiukkaslaskurien kalibrointi(laakeriympäristön arviointiin sovellettavat kontaminaatioluokitusperiaatteet).

ISO.ISO 186:2002 - Paperi ja kartonki: Näytteenotto keskimääräisen laadun määrittämiseksi. Kansainvälinen standardointijärjestö.

ISO.ISO 14159:2002 - Koneturvallisuus: Hygieniavaatimukset koneiden suunnittelulle. Kansainvälinen standardointijärjestö.

EHEDG.EHEDG Doc. 8: Hygienic Equipment Design Criteria, 2. painos. Euroopan hygieniatekniikan ja -suunnittelun ryhmä.

IEC.IEC 60300-3-14:2004 - Luotettavuuden hallinta: huolto ja ylläpitotuki. Kansainvälinen sähkötekninen komissio.

SMRP.SMRP:n parhaiden käytäntöjen mittarit, 5. painos. Society for Maintenance and Reliability Professionals (mittari 2.1.1: Ylläpitokustannukset prosenttiosuutena korvausomaisuuden arvosta).

IASB.IAS 16 - Aineelliset käyttöomaisuushyödykkeet. International Accounting Standards Board (taloudellinen vaikutusaika ja jäännösarvon määrittely).

TAPPI.T 412 - Massan, paperin ja kartongin kosteus. TAPPI Press, nykyinen painos.

CEN.EN ISO 4287:1998 - Geometriset tuotteen tekniset tiedot: Pintarakenne - Profiilimenetelmä(soveltuu karan pinnan kulumisen mittaukseen).