Saman üretim ekipmanına yatırım yapmak, satın alma fiyatından daha fazlasını gerektirir. Daha önemli olan sayı, çıktı kalitesi bozulmadan veya onu çalışır durumda tutma maliyeti değiştirme maliyetini aşmadan önce, bir makinenin kaç yıl - ve kaç metre saman borusunu - güvenilir bir şekilde üreteceğidir. Bu sayı sabit değildir: makinenin üretim kalitesine, çalışma yoğunluğuna, bakım disiplinine ve makinenin her gün çalıştığı yapışkan ve kağıt tozunun kimyasal ortamına bağlıdır. Bu makale, bir aracın faydalı hizmet ömrünü belirleyen mühendislik faktörleri üzerinde durmaktadır.Kağıt İçme Pipeti Yapma Makinesiömrü kısaltan arıza modları, ömrü uzatan bakım uygulamaları ve ne zaman değiştirmenin daha akılcı bir seçim olduğunu bilmek için karar çerçevesi.
1. Bu Makine Kategorisi İçin "Ömür" Aslında Ne İfade Ediyor?
Endüstriyel makinelerin ömrü yararlı bir şekilde üç farklı kavrama ayrılmıştır:
Mekanik tasarım ömrü- yapısal çerçevenin, dökümlerin ve birincil tahrik bileşenlerinin, nominal yük koşulları altında yorulma arızası olmadan dayanacak şekilde tasarlandığı süre.
Bileşen değiştirme ömrü- sarf malzemesi veya yüksek-aşınan parçaların (rulmanlar, mandreller, kesme bıçakları, gergi makaraları, kayışlar) gerekli değiştirilmeleri arasındaki aralık.
Ekonomik servis ömrü- toplam sahip olma maliyetinin (işletme maliyeti + bakım + arıza süresi kayıpları), değiştirme biriminin yıllık maliyetinin altında kaldığı dönem.
bir içinKağıt İçme Pipeti Yapma Makinesisürekli iki{0}}vardiyalı üretimde (yılda yaklaşık 6.000–7.000 çalışma saati), iyi tasarlanmış bir makinenin mekanik tasarım ömrü- genellikle 10–15 yıl aralığındadır. Bileşen değiştirme aralıkları, parçaya bağlı olarak aylardan birkaç yıla kadar ölçülür. Ekonomik hizmet ömrü, teknolojinin nasıl değiştiğine ve makinenin OEE (Genel Ekipman Etkinliği) eğrisinin sonraki yıllarda nasıl görüneceğine bağlı olarak mekanik tasarım ömründen daha kısa veya daha uzun olabilir.
2. En Yüksek-Aşınma Bileşenleri ve Bunların Beklenen Aralıkları
Makinenin ömrünü anlamak, en sık değiştirilen bileşenleriyle başlar.
2.1 Sarma Mandreli
Mandrel, etrafına kağıt şeridin sürekli olarak spiral- sarılarak saman tüpünü oluşturduğu çelik veya sertleştirilmiş-krom çubuktur. Yüzeyi, kağıt elyafı ve kurumuş yapışkan kalıntısı nedeniyle sürekli aşındırıcı temasa maruz kalır. Tipik çalışma koşulları altında, 6–12 mm aralığındaki - tüpün dış çapı, 50–100 m/dak'lık kağıt şerit hızları - yüzey aşınma oranları, tüp duvarı eşmerkezliliğini etkileyen ölçülebilir çap azalması yaratır. Çoğu operatör, kağıdın aşındırıcılığına ve kağıt stoğunun (mandrel aşınmasını hızlandıran) kalsiyum karbonat dolgu maddesi içerip içermediğine bağlı olarak mandrel değiştirmeyi veya{11}}yeniden taşlamayı 6-18 aylık bir döngüde planlar.
2.2 Makaralı Rulmanlar (ISO 281 Çerçevesi)
Ana tahrik milindeki rulmanlar, gergi makarası düzenekleri ve şekillendirme istasyonu analitik olarak en fazla tahmin edilebilen aşınma bileşenleridir. ISO 281 standardı, L10 ömrünü -, belirli bir rulman popülasyonunun %10'unun, tanımlanmış yük ve hız koşulları altında yorulma dökülmesine maruz kalacağı çalışma saati sayısını tanımlar. Kağıt saman sarma makinelerine özgü orta düzey şaft hızları (100–500 RPM) için, doğru seçilmiş derin oluklu bilyalı rulmanlar veya silindirik makaralı rulmanlar, tasarım nominal yükleri altında 20.000–50.000 saatlik L10 değerlerine ulaşabilir.
Uygulamada, bir saman makinesindeki gerçek yatak ömrü çoğunlukla temas yorgunluğuna göre değil,kirlenme hatası- kağıt tozu ve yapışkan aerosol yatak contalarına giriyor. ISO 11171 ve gıda-sektörü makine bakımından elde edilen ampirik veriler, pozitif dudak-sızdırmazlık veya labirent-sızdırmazlık koruması olmadığında, toz kirliliğinin gerçek yatak ömrünü katalog L10 değerlerinin %30-50'sine kadar azaltabileceğini göstermektedir. İyi{10}}belirtilmiş bir makine, 500-1.000 saatlik yeniden yağlama aralıklarına sahip sızdırmaz veya korumalı rulmanlar kullanır; Sızdırmazlığı yetersiz olan bir makinede rulmanların 3-5 yılda bir yerine 6-12 ayda bir değiştirilmesi gerekebilir.
2.3 Kesici Bıçaklar
Uçan-kesme üniteleri, sürekli boruyu saman uzunluğunda kesmek için döner disk bıçakları veya salınımlı giyotin bıçakları kullanır. Bıçak geometrisi doğrudan kesim-uç kalitesini kontrol eder - aşınmış bir bıçak, kozmetik incelemede başarısız olan sıkıştırılmış veya yıpranmış boru uçları üretir. Tek-katmanlı kraft kağıt samanı (60–120 gsm, 3–5 katman) için, bıçak keskinliği genellikle 4–8 haftalık iki vardiya işleminde kabul edilemez kesim kalitesine düşer, bu da bıçağın rotasyonunu veya değiştirilmesini yapısal ömrü belirleyen bir faktör olmaktan ziyade rutin bir aylık bakım öğesi haline getirir.
2.4 Gergi Makaraları ve Şekillendirme Kılavuzları
Poliüretan-kaplamalı veya kauçuk-manşonlu gergi silindirleri, sarma sırasında kağıt şeridinin gerginliğini korur. Temas yüzeyi, yapıştırıcının kimyasal saldırısı (su-bazlı nişasta veya PVOH yapıştırıcıların pH'ı 4–8'dir), mekanik sıkıştırma yorgunluğu ve kurutma bölümünden gelen termal döngünün bir kombinasyonu yoluyla yaşlanır. Elastomer yüzey sertliğindeki artış (5-15 puanlık Shore A sapması), yaşla-ilişkili kavrama tutarlılığı kaybını gösterir. Yapışkan kimyasının agresifliğine ve çalışma sıcaklığına bağlı olarak silindirin genellikle her 2-4 yılda bir değiştirilmesi gerekir.
3. Çalışma Koşulları Yaşlanmayı Nasıl Hızlandırır veya Geciktirir
Üç çevresel faktörün makine ömrü üzerinde orantısız etkisi vardır:
Yapıştırıcı tipi ve uygulama tutarlılığı.Su-bazlı gıda-temaslı yapıştırıcılar - dekstrin, değiştirilmiş nişasta, PVOH - kimyasal olarak yumuşaktır ancak aerosolleri ve damlama atıkları, yapıştırma istasyonu yakınındaki kaplanmamış yumuşak çelik yüzeyler üzerinde aşındırıcı bir mikro ortam oluşturur. Paslanmaz çelik veya epoksi-kaplanmış temas-bölgesi bileşenlerine sahip makineler (EHEDG hijyenik tasarım ilkeleri ve makineler için ISO 14159 hijyen gereklilikleriyle tutarlıdır), bu bölgede çıplak yumuşak-çelik yapıya sahip makinelere göre önemli ölçüde daha yavaş eskir. Yapıştırma istasyonu alanındaki pas çukurlaşması, klasik bir erken{10}}ömür boyu-arıza modudur.
Kağıdın nem içeriği ve toz.ISO 186, kağıt için standart numune alma ve nem testi protokolünü belirtir; saman-sınıf kraft kağıdı genellikle %4–8 neme göre şartlandırılır. Bu aralığın en üst noktasında (veya nemli ortam koşullarında) işlenen kağıt, mandrel ve sarım kılavuz yüzeylerine ilave nem aktararak korozyonu hızlandırır. Kağıt tozu - ince selüloz ve mineral dolgu maddesi karışımı - oldukça aşındırıcıdır ve elektriksel olarak yalıtkandır; bu da onu hem mekanik aşınma hem de temiz hava ortamları gerektiren elektrik kabini bileşenleri (sürücü invertörleri, PLC I/O kartları) açısından sorunlu hale getirir-.
Çalışma vardiya yoğunluğu.Günde üç vardiya boyunca nominal hızda çalıştırılan bir makine, çalışma saatlerini iki-vardiyalı bir çalışmaya göre kabaca %50 daha hızlı biriktirir. Aşınma mekanizmalarının çoğu takvime dayalı olmaktan ziyade döngü-sayıma-bağlı olduğundan-, üç-vardiyalı üretim mekanik yaşam takvimini buna göre sıkıştırır. İki vardiyalı çalışmada 10{{9}yıllık tasarım ömrüne sahip bir makine-üç vardiyalı kullanımda aynı mekanik duruma 6-7 yılda ulaşabilir.
4. Ömrü Ölçülebilir Şekilde Uzatan Bakım Uygulamaları
Bu ekipman sınıfı için önleyici bakım programları genellikle kademeli bir aralık yapısını takip eder. Kağıt hamuru{1}}ve-kağıt makineleri bakım literatüründen ve genel endüstriyel ekipman yönetimi çerçevelerinden (SMRP En İyi Uygulama Metrikleri, bakım ve güvenilirlik hakkında IEC 60300-3-14) yayınlanan kılavuzlara dayanmaktadır:
| Aralık | Anahtar Görevler |
|---|---|
| Günlük | Yapıştırıcı uygulama homojenliğinin görsel kontrolü; kesim{0}}kalite kontrolünü sonlandır; yatak sıcaklığı noktasının-kontak termometresi ile kontrolü; bıçak kenarı durumu |
| Haftalık | Aşınma olukları için mandrel yüzey denetimi; gergi silindiri yüzey durumu; yapışkan pompa filtresini temizleyin; tahrik kayışı gerginlik kontrolü |
| Aylık | Bıçak değişimi veya rotasyonu; tüm gresleme noktalarında yatağın-tam olarak yeniden yağlanması; kılavuz kanal temizliği; elektrik kabini hava filtresi değişimi |
| Üç ayda bir | Mandrel çapı ölçümü ve eş merkezlilik kontrolü; silindir sertliği kontrolü (durometre); sarma açısı kılavuzlarının hizalama kontrolü; servo sürücü parametre yedekleme |
| Yıllık | Yüksek{0}}yük konumlarında tam yatağın değiştirilmesi; mandrelin yeniden-taşlanması veya değiştirilmesi; tahrik zincirinin veya triger kayışının değiştirilmesi; tam elektrik yalıtım testi; makine çerçevesi hizalama doğrulaması |
Bu programı tutarlı bir şekilde uygulayan operatörler şunu bildirmektedir:Kağıt İçme Pipeti Yapma MakinesiBüyük yapısal bileşen değişimi gerektirmeden 12-15 yıllık tasarım ömrü tavanına ulaşır. Tepkisel olarak - yalnızca arıza durumunda değiştirmeyle çalışanlar - genellikle ilk büyük arıza süresi olaylarıyla 4-6 yıl içinde karşılaşırlar ve aşınmış bileşenlerin bitişik parçalara anormal yükler yüklemesi nedeniyle ardışık bileşen arızalarıyla karşı karşıya kalırlar.
5. Orta-Ömür Revizyon Kararı
7-10 yıl civarında, bu kategorideki çoğu kurulum bir dönüm noktasına ulaşır. Kümülatif yatak aşınması, mandrel bozulması ve kontrol cihazının eskimesi (on yıl öncesinden kalma PLC programları ve servo sürücüler, tedarik zincirinde mevcut yedek parçaya sahip olmayabilir) birbirine yaklaşıyor. Bu aşamada operatörler yapılandırılmış bir seçimle karşı karşıyadır:
Seçenek A: Büyük revizyon.Tüm yatakları, mandreli, makaraları, bıçakları, aşınma kılavuzlarını ve kontrol sistemini değiştirin. Maliyet genellikle yeni bir makinenin satın alma fiyatının %25-45'i kadardır. Bu, makineyi neredeyse tasarım performansına-geri getirir ve kullanım ömrünü 5-8 yıl uzatır.
Seçenek B: Değiştirme.Yeni bir makine, ilk satın alma sırasında mevcut olmayan teknoloji iyileştirmelerini içerir - daha yüksek çıkış hızları (bazı mevcut-yüksek-jenerasyon yüksek hızlı birimler, on yıl öncesine göre 50-70 m/dak'ya kıyasla 100–120 m/dak'ya ulaşır), geliştirilmiş servo entegrasyonu, daha iyi yapıştırma sistemi hassasiyeti ve genellikle üretilen samanın metresi başına daha düşük enerji tüketimi.
Rasyonel seçim, her senaryoda birim saman çıktısı başına seviyelendirilmiş maliyetin karşılaştırılmasıyla belirlenir. Yenilenen makinenin üretim hızı ve OEE'si yeni birimin ekonomik çıktısını karşılayamıyorsa, mekanik ömür tükenmeden bile değiştirme mali açıdan haklı hale gelir. UMS 16 (Maddi Varlıklar için Uluslararası Muhasebe Standardı) bu analiz için muhasebe çerçevesini sağlar - faydalı ömrü, bir varlığın ekonomik olarak kullanılabilir olmasının beklendiği ve fiziksel ömrüyle mutlaka aynı olması gerekmediği süre olarak tanımlar.
6. Makinenin Ekonomik Ömrünün Sonuna Yaklaştığının İşaretleri
Basit yaşlanmanın ötesinde belirli operasyonel belirtiler, ekipmanın ekonomik ömrünün-sonuna-yaklaştığının sinyalini verir:
Artan kesim-son red oranıdüzenli bıçak değişimine rağmen -, mandrel salgısının veya kılavuz kanalının kurtarılabilir toleransın ötesinde aşınmasını gösterir
Yapıştırıcı uygulama tutarsızlığıkatmanlara ayrılma kusurlarına neden olmak -, parametre ayarlaması yoluyla telafi edilemeyen pompa aşınmasını veya valf contası bozulmasını gösterir
Sürücü sıcaklığı artışınominal hızda -, rulman ön yükleme kaybının veya aşınma birikiminden kaynaklanan iç sürtünmenin arttığını önerir
Planlanmamış üretim süresinin %5'ini aşan plansız kesinti sıklığı- üzerinde reaktif bakım maliyetinin genellikle sürekli operasyonun ekonomisini aştığı, yaygın olarak bahsedilen bir eşik (SMRP Metrik 2.1.1)
Kontrol sistemi yedek parçasının bulunmaması12-15 yıldan daha eski makinelere ait - eski PLC kartları ve HMI panelleri artık üretilemeyebilir, bu da tek bir elektronik arızayı etkili bir şekilde terminal olayı haline getirebilir
7. Özet
Bakımlı-birKağıt İçme Pipeti Yapma Makinesiorta-yoğunlukta hizmet, 12-15 yıllık verimli çalışma sağlayabilir. Sınırlayıcı faktörler, makinenin çerçevesi veya genellikle yüklerine göre aşırı-mühendisliğe tabi tutulan döküm parçaları - değil, sarf malzemesi ve yarı-sarf malzemesi bileşenleridir: yataklar, mandreller, makaralar, bıçaklar ve yapışkan sistem contaları. Toz kirliliği, yapışkan kalıntısı korozyonu ve kontrol sisteminin eskimesi, yapısal tasarım ömrüne ulaşılmadan ömrü en güvenilir şekilde kısaltan üç arıza yoludur. Disiplinli bir önleyici bakım programını sürdüren, kağıt tozu girişine karşı uygun yalıtıma sahip makineleri belirleyen ve 8-10 yıl civarında orta ömür kontrol sistemi yükseltmesi planlayan bir operatör, sürekli olarak kullanım ömrü aralığının üst sınırına ulaşacaktır.
Referanslar
ISO.ISO 281:2007 - Makaralı Rulmanlar: Dinamik Yük Değerleri ve Derecelendirme Ömrü. Uluslararası Standardizasyon Örgütü.
ISO.ISO 11171:2020 - Hidrolik Akışkan Gücü: Sıvılar için Otomatik Parçacık Sayaçlarının Kalibrasyonu(Rulman ortamı değerlendirmesine uygulanabilir kirlilik sınıflandırma ilkeleri).
ISO.ISO 186:2002 - Kağıt ve Karton: Ortalama Kaliteyi Belirlemek İçin Örnekleme. Uluslararası Standardizasyon Örgütü.
ISO.ISO 14159:2002 - Makine Güvenliği: Makine Tasarımına İlişkin Hijyen Gereksinimleri. Uluslararası Standardizasyon Örgütü.
EHEDG.EHEDG Dokümanı. 8: Hijyenik Ekipman Tasarım Kriterleri, 2. baskı. Avrupa Hijyenik Mühendislik ve Tasarım Grubu.
IEC.IEC 60300-3-14:2004 - Güvenilirlik Yönetimi: Bakım ve Bakım Desteği. Uluslararası Elektroteknik Komisyonu.
SMRP.SMRP En İyi Uygulama Metrikleri, 5. baskı. Bakım ve Güvenilirlik Uzmanları Derneği (Metrik 2.1.1: Yenilenen Varlık Değerinin Yüzdesi Olarak Bakım Maliyeti).
IASB.IAS 16 - Maddi Duran Varlıklar, Tesis ve Ekipman. Uluslararası Muhasebe Standartları Kurulu (faydalı ömrün tanımı ve kalıntı değer değerlendirmesi).
TAPPI.T 412 - Kağıt Hamuru, Kağıt ve Mukavvada Nem. TAPPI Press, güncel baskı.
CEN.EN ISO 4287:1998 - Geometrik Ürün Özellikleri: Yüzey Dokusu - Profil Yöntemi(mandrel yüzey aşınma ölçümü için geçerlidir).