Книга “Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”
Удосконалення: завжди можна зробити краще
У главі описано основні події з середини 1980-х до 2002 р., які допоможуть зрозуміти історичні передумови та доповнять опис єдиного технологічного процесу в мокрій та сухій частинах гофроагрегата, про які йтиметься в наступних главах.
Винаходи представлені в логічній послідовності, а не в хронологічному порядку, інакше було б непросто розібратися з посиланнями. Тому підемо шляхом слідування паперу машиною та почнемо з мокрої частини.
Щоб зрозуміти витоки цих винаходів, потрібно звернути увагу на події, описані у попередній главі. Вони відіграли значну роль у створенні бази для збільшення робочої швидкості гофроагрегатів, дозволили створити безперервний цикл роботи, зменшити деформацію та вирішити інші проблеми з якістю.
Вважають, що основні етапи розвитку були пройдені до середини 1980-х:
– перехід на крохмальний клей у 1960-х;
– автоматичний стопоукладальник;
– гофропрес без гребінчатої системи;
– автоматична поздовжня різка з рильовкою;
– принцип централізованого управління;
– система швидкої регулювання подачі тепла на плити попереднього нагріву та гофропрес для виробництва тришарового гофрованого картону;
– поперечна різка з прямим приводом.
Всі винаходи, за винятком крохмального клею, дійсно були зроблені в 1970-х. Більшість винаходів були лише теоретично описані в доповідях центру промислового розвитку.
Наприкінці 70-х – на початку 80-х новатори (спочатку це були відчайдушні приватні компанії) тестували нове обладнання та методики безпосередньо на заводах. Потрібно було працювати над доводкою та з’єднанням вузлів обладнання, зрозуміти та вдосконалити систему внутрішнього зв’язку між секціями та вузлами машин.
Також потрібно було звернути увагу на цифрову електроніку, що стрімко розвивалася, та застосувати її в технологічному процесі по випуску гофрокартону.
В середині 1980-х спостерігаємо ще один стрибок у розвитку, причому, в двох принципових напрямах: проектування обладнання та електронне управління. Це призвело до появи швидших, ширших, надійніших та продуктивніших гофроагрегатів, на яких працювала така ж або менша кількість працівників. Ці машини випускали картон вищої якості з меншою кількістю відходів, також діяла система виявлення та усунення несправностей.
Поступово, крок за кроком, підвищували точність та міцність механічного обладнання, додатково використовували новаторські рішення в галузі цифрових технологій, електронні схеми управління, крокові електродвигуни та частотно регульовані приводи змінного струму.
Тоді ж з’явилося глибше розуміння хімічних та фізичних характеристик технологічного процесу гофрування, джерел вібрації та системи управління на машині.
І останнє, про що варто сказати перед тим, як перейти до опису винаходів, це те, що в той період виробники гофрокартону не могли підтримувати мінімальний рівень запасу та сильно занижували витрати виробництва.
Фінансування було скорочено в трьох галузях: науково-дослідні та дослідно-конструкторські роботи, навчання та технічне обслуговування. Через це всі роботи з удосконалення обладнання та технологічного процесу опинилися в руках у постачальників обладнання.
Більше не було центрів промислового розвитку, хоча залишилося кілька вагомих винятків, до яких відносяться Rengo в Японії, Otor у Франції та Weyerhauser у США — того часу лише вони були конкурентоспроможними.
Розробки 1970-2000 рр. допомогли виробникам гофротари знизити витрати та досягти кращих результатів фінансової діяльності. При правильній експлуатації нових гофроагрегатів можна було досягти збільшення продуктивності від 10 тис. кв. м за годину в 1972 р. до 17 тис. у 1985-му та більше 30 тис. — у 2000 р.
Більше того, модульний принцип, застосовуваний при конструюванні машин деякими постачальниками, дозволив виробникам гофрокартону вдосконалити та модернізувати існуюче обладнання з мінімальними зупинками виробництва та меншими витратами.
У мокрій частині було виконано наступні конструктивні зміни:
Сплайсер
Параметри замовлення вводять на центральному пульті управління вручну або вони надходять з системи планування виробництва. При встановленні параметрів на сплайсері враховують марку паперу, ширину та відповідну лінійну швидкість.
Отримавши дані, система управління сплайсером програмується на встановлення гальм розкату. Налаштування гальм завжди регулюються відповідно до діаметру рулона, який постійно вимірюють. Основна цільова функція — підтримання заданого рівня натягу полотна для певного замовлення. Система вимірювання натягу та система управління є інтегрованими блоками сплайсерів.
Для натягу на проміжному накопичувачі вже не використовують пружинний або пневматичний тиск. Для регулювання використовують двигун з регулятором крутного моменту або аналогічним пристроєм, що запобігає серйозним коливанням натягу відразу після сплайсування, що було характерно для попередніх систем.
Щоб забезпечити плавний перехід з одного рулона на другий, використовують двоконтурну гальмову систему регулювання натягу.
Гофропрес для виробництва двошарового гофрокартону
Запроваджені наступні конструктивні зміни:
– автоматично регульована система точного нанесення клею;
– централізована система управління налаштуваннями машини;
– можливість отримання декількох профілів на одному гофропресі зі швидкою зміною гофровалів;
– видалення притискних валів;
– периферійний нагрів гофровала;
– підвищення терміну служби гофровалів завдяки використанню нового способу обробки поверхні.
Система нанесення клею на сучасних гофропресах оснащена валом з підшипником кочення (ексцентриситета), що гарантує високу точність нанесення порівняно з машинами 15-20-річної давнини. Система може забезпечити зазори в одну десяту міліметра. Автоматична система управління налаштування зазору забезпечує механічну точність приводки.
Протягом багатьох років вважали, що для того, щоб збільшити робочу швидкість та покращити якість, на вершини гофрів потрібно наносити мінімально допустиму кількість клею, достатню для зчеплення, причому товщина клейової плівки повинна бути однакова по всій ширині полотна при різних робочих швидкостях.
Щоб досягти цього на практиці, потрібно було набагато більше часу. Якщо фактично виключити послідовний ексцентриситет, то потрібно звернути увагу на три основні питання:
– обробка поверхні клеєнаносного вала;
– відносна поверхнева швидкість шаберного та клеєнаносного валів;
– точність вимірювання та контроль фактичного зазору між клеєнаносним валом та вершинами гофрів гофровала.
Незалежно від того, яким способом оброблена поверхня клеєнаносного вала, вона повинна успішно виконувати функцію перенесення певної кількості крохмального клею на полотно по всій ширині та на вершини гофрів.
Плівка крохмального клею оновлюється при кожному обертанні вала та точно дозується шаберним валом на будь-яких швидкостях.
Слід пам’ятати, що при кожному обертанні вала наносять лише кілька смуг клею. Якби клей пройшов через гаряче середовище гофропреса кілька разів, то став би гелеподібним і застиг на валу, що вплинуло б на якість поверхні вала та його геометрію.
Що стосується відносних поверхневих швидкостей шаберного та клеєнаносного валів, то їх регулюють так, щоб можна було підтримувати постійну товщину плівки на клеєнаносному валу.
Коли рідина проходить через зазор між двома валами, завжди спостерігається гідродинамічний клиновий ефект. Рідина стискається до розміру щілини, і внаслідок ефекту зсуву товщина рідини на виході може бути більше розміру самого зазору.
Цей ефект залежить від поверхневих швидкостей і, відповідно, в нашому випадку — від швидкості машини. Значні кошти були витрачені на проведення досліджень, метою яких було створити умови, сприятливі для отримання рівномірної товщини плівки за будь-яких робочих швидкостей.
Але найважливішим параметром був контроль за величиною зазору між клеєнаносним валом і вершинами гофрів. Нині пройшли великий шлях удосконалення контрольно-вимірювальні прилади, які можуть працювати на гофропресі в умовах вібрації, за високої температури та вологості.
Це дуже важливо для забезпечення постійного контролю та підтримання рівня зазору між клеєнаносним валом і гофровалом. Один із приладів — це вихреструмовий датчик.
Гладка поверхня кільця з обох сторін — це базова торцева поверхня. Калібрують систему регулювання, потім, використовуючи регулювальний пристрій з регулювальним клиновим упором, встановлюють необхідний рівень зазору залежно від застосовуваного клею та паперу.
Упор потрібен для страховки, щоб не пошкодити поверхню вала через дотик металу з металом. За будь-якого теплового розширення або люфту ходу регульованого приводу двигуна система перебудовується автоматично та підтримує постійний рівень зазору, як показано на ілюстрації.
Інше технологічне рішення полягає в тому, щоб забезпечити негерметичний контакт між клеєнаносним валом і вершинами гофрів. За такого рішення клеєнаносний вал наближається до паперу доти, доки датчик не виявить опору.
Уявіть собі, які чутливі прилади повинні бути встановлені на такому важкому обладнанні. Сучасний гофроагрегат — це важка машина з високою точністю, для якої потрібні надійні, але чутливі елементи управління.
Централізована система управління встановлюваними параметрами машини реалізує дві основні функції. По-перше, це канал передачі даних з системи управління та планування виробництва на машину, який автоматично впливає на швидкість налаштування параметрів, відтворюючи дані останніх налаштувань для заданої марки паперу або картону без залучення ручного регулювання.
По-друге, система дозволяє майстру перевірити стан заданих параметрів та виконати необхідні коригування без зупинки машини. За необхідності майстер може змінити налаштування в програмному забезпеченні відповідно до потреб сьогодення.
Тому важливо скрізь, де це можливо, встановити саморегулювальні системи, наприклад пружини або м’які захвати (замість жорстких налаштувань по товщині картону) та самокомпенсуючі системи контролю натягу.
Основні дані по налаштуваннях повинні бути зручно розташовані на центральному пульті управління, причому налаштування повинні бути простими.
По гофропресу мають бути представлені дані не тільки щодо всіх основних зазорів, точок притиску, ступеня охоплення валу нагрівача папером і температурами на самій машині, але також щодо крутного моменту при гальмуванні, натягу паперу, положення сплайсера на розкаті, налаштувань швидкості на нагрівачах і кондиціонерах, щоб можна було контролювати і налаштовувати роботу агрегату і слідкувати за якістю продукції.
Вихід гофрокартону на нові ринки і заповнення нових ніш призвели до збільшення асортименту профілів гофрокартону і, як результат, до збільшення варіативності гофропресу. У цей час з’являються і отримують визнання подвійні або багатопрофільні гофропреси.
Найпростіше і дешевше рішення — використання валів касетного або картриджного типу. Вважають, що вперше цей принцип був представлений у 1985 р. фірмою Langston. Другий гофровал встановлюють в збірний корпус, відомий під назвою касета.
Цю касету можна вставляти і виймати з машини протягом 4-5 хвилин, потім знову заправляють папір і температуру валів доводять до максимуму. Час переходу на іншу композицію складає близько 15 хвилин.
Можна мати будь-яку кількість касет, причому з різними профілями, що значно підвищує маневровість у роботі.
При частих замінах профілів спостерігаємо знос обладнання, тому технічному обслуговуванню треба приділяти більше уваги. Деякий час вали потрібно прокрутити на пару, щоб досягти стабільного стану, навіть якщо вони були підігріті до зміни замовлення. За 10 хвилин температура значно знижується.
Ця процедура не так важлива на лініях з двома вбудованими гофропресами, позаяк одна з машин може бути запрограмована на роботу, тоді як на іншій проводять зміну замовлення.
Інше рішення — встановити на машині два постійних комплекта гофровалів різного профілю. При цьому на перехід з одного комплекта на другий витрачається небагато часу (зазвичай для цього потрібно 5 хвилин), фізичні зусилля не застосовуються, вали можуть обертатися в режимі очікування без відключення подачі пари до тих пір, поки не настане час зміни замовлення.
Фізично на заміну потрібна приблизно хвилина. Це краще інженерне рішення, яке використовується при частій зміні профілів, адже воно не передбачає фізичних зусиль, але здебільшого обмежується використанням двох профілів на машині.
Компанія BHS пішла далі в розвитку цієї концепції і поєднала переваги обох рішень. Вони створили двопрофільний гофропрес Modul Facer, де можна було використовувати касету будь-якого третього додаткового профілю.
Таким чином, вали, встановлені на машині, використовують для виробництва двох найбільш часто застосовуваних профілів, а будь-які інші профілі вставляють в касету протягом більш тривалого періоду часу (15-20 хвилин) при зміні замовлення.
Досягнутий показник часу, витраченого на зміну замовлення, дійсно вражає, особливо якщо ми згадаємо про те, що на заміну гофровалів на звичайних гофропресах витрачалося близько 8 годин і більшість підприємств залишали цю роботу на вихідні дні, щоб бути впевненими у тому, що її можна буде закінчити вчасно.
Наступним етапом модернізації гофропресів була заміна притискного валу, який вважали чутливим елементом, що створює вібрацію і шум. Це був третій життєво важливий вал, який додавав проблем при точній наладці, установці і обробці валів.
Критичною була точка з’єднання притискного валу і верхнього гофровалу. Контактний тиск має бути рівномірним по лінії контакту, а лінія контакту — абсолютно горизонтальною і прямою, інакше картон ніколи не буде рівним. У цьому випадку зазвичай проводять легке бомбування нижнього гофровалу. На краї притискного валу і на нижній гофровал подають тиск. Рівень тиску залежить від ширини використовуваного паперу.
Основна причина вібрації і шуму на гофропресі — контакт між притискним валом і верхнім гофровалом. Притискний вал ніби провалюється в западини між гофрами, а потім піднімається на їх вершини. Цей ефект можна тільки зменшити, використовуючи опори притискного валу.
Коли частота досягає рівня власної частоти конструкції гофропресу, рівень шуму підвищується, а при вібрації виникає стук, що призводить до неякісного формування гофр, поганого зчеплення, пошкодження або зам’яття лайнера, що знижує міцнісні характеристики картону.
Агрегат просто повинен працювати при швидкостях трохи нижче або трохи вище гармонійного діапазону швидкостей, які зазвичай з’являються приблизно при 110 м/хв і 220 м/хв для профілю С.
Зазначені експлуатаційні характеристики і фактор впливу навколишнього середовища спільно з бажанням збільшити швидкість машини призвели до того, що дизайнери виключили контакт між притискним валом і гофровалом і збільшили тривалість контакту при нагріванні і зчепленні між вершинами гофр і лайнером. Було запропоновано три варіанти рішення.
Першим промисловим рішенням був гофропрес Mitsubishi Pacer з системою притискної тканини. Це не зовсім нова концепція. Оригінальний патент BHS від липня 1975 р. зазнав свого часу краху у продажах, адже тоді просто ще не розробили матеріалу для тканини з відповідним терміном служби в умовах роботи на гофропресі. Термін дії цього патенту закінчився.
На перших машинах з притискною тканиною виникали три основні проблеми:
– короткий термін служби тканини;
– неможливість виходу вологи через тканину;
– процедура заміни тканини була тривалою (простої).
Потім BHS представила гофроагрегат Bandleader з притискною тканиною. На машині використовували тканину з тонкої металевої проволоки. Термін служби перших тканин був коротким, але картон міг вільно дихати, а система заміни тканини дозволяла замінювати її протягом 20 хвилин. Згодом термін служби тканини збільшили до 10 млн м і більше, і витрати знизилися.
Далі компанія Оtor, незалежний великий виробник тари, запропонувала гофропрес з подовженою зоною пресування. Систему використовувала також компанія Peters. Пізніше фірми Agnati в Європі, Master і Marquip у США представили концепцію, де був встановлений гофровал великого діаметра навпроти маленького валу. Концепція була продемонстрована на виставці Corrugated у 1998 р. в Парижі.
Вал для балансування натягу
Цей простий, але важливий пристрій механічно балансує поперечний натяг паперу. Встановлюється безпосередньо перед нагрівачем. Він ефективно гасить коливання і вирівнює папір з однієї сторони, а також забезпечує рівномірний контакт паперу з нагрівачем.
Це — саморегульована система, тобто при збільшенні натягу з однієї сторони вал з цієї сторони подається вперед до
тих пір, поки не відновиться баланс.
Напрямні для полотна двошарового гофрокартону
Сталеві бічні напрямні замінили на м’які напрямні коліщатка з високим поверхневим тертям. Вони постійно підтримують рівень полотна відносно осі машини або по краю нижнього лайнера, не пошкоджуючи і навіть не торкаючись країв полотна двошарового гофрокартону.
Клейова машина
Притискний валик замінили на пружинний притискний башмак Contact Ваr. Його запропонувала компанія Interfic.
Використовуючи башмак, можна переходити з однієї висоти гофр на іншу без додаткових ручних налаштувань. Покращено процес нанесення клею по ширині машини і полегшено доступ до машини для чистки.
Для регулювання швидкості ковзання клеєнаносного валу по вершинах гофр відповідно до профілю і використовуваного матеріалу на кожній станції клейової машини встановили прямий привід з електронним управлінням.
Мікропроцесорне управління з базою зберігання даних для кожної марки дозволяє автоматично попередньо задати необхідні параметри на машині для кожного нового замовлення. Система управління також відповідає за регулювання зазору між клеєнаносним валом і притискним валом відповідно до робочої швидкості і забезпечує постійний рівень нанесеного клею за будь-якої швидкості.
Автоматичне регулювання шаберів виконують по краях нижнього лайнера, щоб запобігти вичавлюванню клею на нагрівальні пластини і тканину гофропресу для виробництва тришарового гофрованого картону.
Про те, як працювали над удосконаленням клеєвих суспензій, розповідається в розділі Крохмальні клеї. Витрати клею скоротили на 20-30%.
Гофропрес для виробництва тришарового гофрокартону
Основні модернізовані зони:
– покращена конструкція нагрівальних плит;
– покращена система контролю подачі тепла і теплового навантаження;
– модернізовано тканину (збільшена ширина цільного шмата тканини, неткане голчасте полотно + плетене полотно + полотно відкритого плетіння);
– парова система.
Нагрівальні плити зробили менш глибокими, щоб рівень робочої температури був однаковим на всій поверхні. Сталеві плити, просвердлені рушничним свердлом, більш чутливі до високих температур, вони не вимагають використання великого обсягу пари, тому на них не потрібно отримувати дозволи як на посудини під тиском, проводити регулярні перевірки та сертифікації.
Багато зусиль і уяви витрачено на те, щоб розробити таку систему притиску, яка буде міцно утримувати картон на нагрівальних плитах. Використання традиційних притискних роликів не викликало зауважень, за винятком недоліків, що виникають при роботі з легкими марками картону.
За якийсь час ролики, закріплені в певному положенні, протирали пази на поверхні чавунних нагрівальних плит. Виникало сильне тертя, при якому потрібно було посилити потужність приводу і зчеплення в секції протяжки. Спостерігалася тенденція до роздавлювання картону.
Перші нагрівальні пластини (відомі під назвою парові камери) нахиляли вниз, позаяк картон забирав тепло з верхніх поверхонь і вони ставали холоднішими. Це призводило до того, що уся вага роликів припадала на краї картону, що викликало їх пошкодження.
Проблеми вирішили завдяки повітряним ковпакам ZCC виробництва Langston, які дозволили посилити тиск на верхній лайнер, не пошкоджуючи його. Щоб забезпечити постійний контакт при склеюванні під час випуску п’ятишарового картону, знадобилися додаткові ролики.
При випуску п’ятишарового картону, картону профілю Е або з дрібнішим профілем виникали труднощі при видаленні надмірної вологості.
У пристрої Airtrol фірми BHS застосовували аналогічний принцип, де повітря під тиском подавалося на герметичне сукно, що проходило над сукном гофропреса з виробництва тришарового гофрованого картону.
Ідея полягала в тому, щоб призупинити низхідний потік повітря, який заважав виходу парів на сукно гофроагрегата. В результаті на гофропресах з випуску тришарового картону практично перестали використовувати системи подачі повітря, мабуть тому, що вони були дорогі в експлуатації і вимагали занадто серйозного технічного обслуговування.
Пізніше компанія Simon запропонувала Short Press з концепцією башмачного, або пластинчатого, притиску. Того часу Simon переслідували комерційну мету — створити нову концепцію гофропреса для виробництва тришарового гофрованого картону, який можна продавати як абсолютно новий вузол машини або встановлювати на існуючі гофроагрегати будь-якого виробника.
Концепція була успішною з технічної точки зору. Копіювання — це найкраща форма визнання, отже багато виробників обладнання визнали цю концепцію. Багато хто і досі пропонує системи на основі башмачного притиску — як з системою контролю по ширині, так і з системою підйому зовнішніх сегментів при роботі з картоном меншої ширини.
Система притиску відкрила шлях до проектування гофропресу для виробництва тришарового гофрокартону без сукна. Декілька нових установок продали на рубежі століть зі змінним успіхом. Пізніше деякі з цих машин були оснащені тканими сукнами, здебільшого через збільшений ризик обриву полотна. Компромісне рішення — використання відкритого сітчастого сукна. Його випробували ще в часи притискних роликів, але воно довго не затрималося. Системи з башмачним притиском показали себе краще.
Тим часом були значно удосконалені традиційні сукна, застосовувані на гофропресі для виробництва тришарового гофрокартону. Почали використовуватися волокна, отримані завдяки новим технологіям, які могли витримувати знос по краях об нагрівальні плити, а також на верхній поверхні, де вони піддаються зносу під дією притиску башмаків.
У сучасних парових системах на нижні елементи пар можна подавати під вищим тиском, ніж на верхні. Це цілком суперечить традиційній каскадній системі, в якій пар високого тиску подавали на групи гофропресу для виробництва двошарового картону, а потім збирали, відділяли від конденсату і направляли на наступну групу і т.д. Останнім етапом системи була подача пара найнижчого тиску на гофропрес для виробництва тришарового гофрокартону.
При виконанні певних замовлень, наприклад, при використанні крейдованого лайнера, мікрогофрокартону та інших особливих видів паперу, ми маємо велику перевагу від можливості підвищувати температуру на вході на гофропрес для виробництва тришарового гофрокартону.
Ротаційна різка
Ротаційна різка еволюціонувала від пилкоподібного ножа, що різав по підкладці з синтетичного каучуку з лінійною швидкістю близько 30 м/хв, до спрощеної подвійної ротаційної різки зі спареними ножами, які забезпечують чисте різання картону за швидкостей до 300 м/хв.
На деяких моделях ножі можна регулювати за довжиною листа і синхронізувати з поперечною різкою для отримання придатних для продажу заготовок після останнього різу при зміні замовлення.
Поздовжна різка з рильовкою
У 80-х з’явилися автоматизовані вузли для поздовжної різки і рильовки. Для переходу з одного замовлення на друге витрачали одну хвилину, але частіше — довше, адже перед переходом на нове замовлення всі інструменти потрібно було перевести у стартове положення, щоб оновити перед проведенням наступних налаштувань.
Сьогодні завдяки винятково точній системі абсолютного позиціонування і швидкодіючим електродвигунам зміну налаштувань при переході з одного замовлення на друге виконують за долі секунди. В систему можна додатково встановити набір рильовочних профілів.
При поздовжній різці використовують надтонкий високошвидкісний ніж, який сприяє швидкому налаштуванню, адже занурюється в картонне полотно у будь-який час і починає різати.
Автоматичне налаштування видалення кромки і зміна замовлення відбуваються без ручного втручання. Деякі постачальники обладнання пропонують безперервну систему, під час якої зміна замовлення відбувається на повній швидкості без переривання потоку видалення бокової кромки навіть при зміні формату картону.
Поперечна різка
Завдяки досягненням в галузі технологій електричних приводів, удосконаленню механічної конструкції і матеріалів були покращені експлуатаційні характеристики і знижений рівень споживання енергії на поперечній різці з прямим приводом.
На кожній станції встановили по два ножі по спіралі навколо ножетримача і приладили на контакт один з одним. Це розподілило навантаження при різці. Ножетримачі спроектовані таким чином, щоб мінімізувати момент інерції.
Цього можна досягти, зменшивши площу поперечного перерізу ножа або виготовивши ніж з легшого матеріалу, або зробивши і те і інше, щоб зберегти рівень опору згину при опору зусиллю кручення при прискоренні і гальмуванні, а також силу різу.
З’явилася можливість встановлювати електроприводи безпосередньо на осі ножетримача, а не приводити ножі в дію через зубчасту передачу, як це робилося раніше.
Синхронні електродвигуни змінного струму з буферизацією енергії конденсатора менш вимогливі до зниження пікового навантаження в мережі. Всі ці нововведення дозволили знизити витрати енергії, удвічі збільшили швидкість різки, підвищивши точність різу листа по довжині до ±0,5 мм.
Відбраковка листів
Відбраковані листи видаляють на повній швидкості, використовуючи відкидний клапан (для звичайного картону) або кулачковий упор ексцентрика для важкого картону.
Стопоукладальник
Ця секція постійно змагалася з секцією поперечної різки за обмеження максимальної робочої швидкості, особливо при роботі з п’ятишаровим гофрокартоном. На стопоукладальнику з нижнім завантаженням цикл зміни стопи становив більше 20 секунд ще в 1990-х рр. Крім того, складно було сформувати стопу, щоб вона була рівною з боків, спереду і ззаду і підходила б для завантаження сучасних автоматичних підживлювачів на переробних лініях.
Час зміни циклу на стопоукладальнику скоротився завдяки тому, що почали використовувати стопоукладальники з верхнім завантаженням (з коротшим циклом завантаження) і значно збільшили швидкість підйомних конвеєрів. Час циклу на стопоукладальниках з верхнім завантаженням становив 7 секунд, тоді як з нижнім завантаженням — 16 секунд.
На гофроагрегатах, де виробляють невеликі замовлення (переважно заготовки), можна встановити дві камери для укладання стоп на верхній станції поперечного різання. Невеликі замовлення можна подавати почергово на кожну станцію або велике замовлення можна перервати невеликим замовленням, яке можна направити в запасну камеру.
Якість стопи покращилася після проведення наступних модернізацій:
– покращенню якості ступінчастої укладки завдяки удосконаленню системи контролю за якістю картону та його укладкою після виходу з поперечної різки;
– системі автоматичного регулювання висоти і кута виходу з конвеєра залежно від сорту картону і довжини заготовки, яку встановлюють над стопою;
– контролю рівня ступінчастої укладки на конвеєрі;
– розділення чистим листом при зміні замовлення або зміні стопи;
– контролю швидкості розділення кінцевих листів на вершині стопи;
– контролю верхнього притиску листів, укладених в стопу, для запобігання бокового зміщення;
– планці, що вирівнює верхні листи формуючої стопи за напрямком руху потоку листів;
– планці з обох сторін для вирівнювання верхніх листів формуючої стопи (зазвичай як опція).
Система централізованого управління
Система централізованого управління, введені в пам’ять налаштування по кожній марці картону та інші функції, керовані за допомогою програмного забезпечення в процесі роботи і особливо при переході з одного замовлення на інше, значно підвищили продуктивність і знизили рівень кваліфікації персоналу, що працює на гофроагрегаті. Детальніше про це написано в розділі Автоматизація і система управління на гофроагрегаті.
Безперервна робота
На високотехнологічних машинах будь-яке замовлення можна виконати на оптимальній швидкості. Більше не потрібно змінювати швидкість при сплайсуванні або при зміні замовлень в мокрій або сухій частині. На початку 90-х рр. компанія MHI виступила зі слоганом і концепцією Steady Starter (стабільна робота на високих швидкостях), метою якої було випускати рівний картон на оптимальній швидкості з урахуванням всіх основних вимог.
Система електронного управління
З розвитком цифрової електроніки і запровадженням програмованих логічних контролерів (ПЛК), що контролюють окремі основні вузли гофроагрегата, відкрилися нові можливості для централізованої системи управління і автоматизації завдяки спроможності передавати дані на всі системи машини.
Крім того, вдосконалення кольорової графіки на пристроях візуального відображення спростили візуалізацію процесу як для операторів, так і для обслуги. Недорога, але ємна пам’ять комп’ютера дозволила виявляти несправності і послідовно керувати виробництвом.
Система управління і автоматизації сучасних гофроагрегатів детально описана в окремому розділі, тому нижче ми надамо лише стислий огляд основних досягнень, починаючи приблизно з 1985 р.
Більшість основних вузлів гофроагрегата сьогодні має кольорові графічні монітори. Дані можна легко передати на центральний пульт управління, який зазвичай встановлюють біля поперечної різки, щоб добре бачити мокру частину, зміну замовлення в сухій частині і стопоукладальник.
Для кожного вузла існує власна програма діагностики несправностей. Оператор або обслуга може швидко знайти проблемну ділянку за цифровими зображеннями і ознайомитися з інструкцією з усунення несправностей. Ба більше, якщо машина зупинилася і її не можна запустити, не потрібно витрачати багато часу на пошук несправності, адже вона буде ідентифікована.
Сучасний спосіб пошуку несправностей, таких як, наприклад, відмова програмного забезпечення, полягає в тому, що систему за допомогою модемної або телефонної лінії підключають до інженерного або сервісного центру виробника обладнання для проведення дистанційного обслуговування, що значно скорочує час і витрати.
Виробництву завжди потрібно володіти інформацією про виконувані замовлення, відходи і швидкості. Сьогодні можна зберігати найважливішу інформацію протягом тривалого періоду. Довгий час виробники обладнання не могли розібратися з реальними причинами виникнення претензій у замовників. Замовник може чітко пояснити наслідок проблеми і навіть показати приклади помилок (наприклад, помилка при склеюванні на гофропресі або погана якість різу на поперечній різці). При цьому зазвичай незрозуміло, які марки картону використовувалися під час виникнення помилки і які були параметри (швидкість, довжина заготовки і попередня обробка). Сьогодні можна відновити дані по параметрах за останні декілька місяців, що дуже допомагає при вирішенні проблем і виявленні причин їх виникнення.
За допомогою каналу передачі даних ПК/ПЛК були автоматизовані наступні функції та дії:
– система управління завантаженням паперових рулонів з визначенням марки паперу і ширини замовлення;
– синхронізація при сплайсуванні, потрібна для перевірки місця склеювання — вона пов’язана з різанням на сухій частині та іншими функціями, що виконуються при зміні замовлення;
– при переході на інше замовлення в мокрій частині попередньо встановлюють ширину, зазори, ступінь охоплення нагрівача папером та інші параметри, відповідні композиції паперу, яку будуть використовувати для виробництва замовлення (дублюючи раніше введені дані для тих же марок); це пов’язано з синхронізацією сплайсера і налаштуваннями на клейовому вузлі;
– система управління поточними даними по ширині поздовжнього різу, рильовкам, довжині різу, висоті стоп та іншим значенням на сухій частині; багато попередніх і кілька наступних замовлень можна зберегти в пам’яті;
– послідовність дій при зміні замовлення в сухій частині з вибором кращого варіанту для зміни замовлення, попередній контроль послідовності виконання дій і швидкості картону до, під час і після зміни замовлення;
– аналіз роботи виробництва, оператора або зміни, включаючи зупинки, використовувані швидкості по марках картону, відходи і багато іншого.
Багато було досягнуто, а в майбутньому буде досягнуто ще більше. Наприкінці ХХ ст. було продемонстровано повне розуміння робочого процесу і можливість керувати ним, тобто процес був відчутий або спостерігалося інстинктивне застосування наявного досвіду. Відкрилися великі можливості для проведення корисного навчання і об’єктивної оцінки знань персоналу.
Ширші машини
Наприкінці 80-х рр. знову виник інтерес до гофроагрегатів шириною 2,8 м. Попит зріс завдяки Річарду Пратту (Richard Pratt), який працював над підвищенням продуктивності нового обладнання в компанії Visy Board (Австралія).
Visy вже досягла найвищої у світі продуктивності і середньої швидкості за демонстраційну годину на своїх двох гофроагрегатах, але цього було недостатньо для нового запланованого проекту в Кулару (Coolaroo) поблизу Мельбурна.
У той час тільки Langston і BHS могли виготовити агрегати такої ширини. До кінця 90-х рр. BHS виробляла понад 25% гофроагрегатів такої ширини і планувала перейти на випуск гофроагрегатів шириною 3,3 м.
Нова ідея зародилася з концепції організації Pratt, перший гофроагрегат Millugator якої був встановлений на заводі фірми Conyers поблизу Атланти (США). В концепції були представлені паперова машина і гофроагрегат з однаковою робочою шириною, причому працювали вони в одному цеху. У фірми Conyers обидві машини мали ширину 2,8 м.
Паперові рулони більшої ширини, ніж ця, несуть певні (нехай і не непереборні) проблеми для логістики при транспортуванні автотранспортом, але Millugator не був обмежений з цих питань і пропонував навіть вищі стандарти продуктивності.
Завод фірми Conyers досяг видатних успіхів, що призвело до створення нових установок Millugator, на яких практично повністю використовували макулатурну сировину.
Перший у світі гофроагрегат шириною 3,3 м був запущений в Європі літом 2002 р., і це був не Millugator. Рулони паперу для переробки доставляли автотранспортом.
Справді критичними для такої ширини з технічної точки зору були гофропрес і поперечна різка, решту вузлів потрібно було тільки посилити.
Конструктори не хотіли просто збільшувати діаметр гофровала на гофропресі, щоб посилити машину в поперечному напрямку, оскільки при цьому збільшилося б тертя флютинга при подачі на секцію гофрування. Тому основна увага була спрямована на бомбування валів.
Великий досвід в цьому питанні набули під час конструювання і модернізування гофроагрегатів шириною 2,8 м. Були розроблені методики для коригування форми гофрів.
При шліфуванні домагалися, щоб бомбування не впливало на боковий зазор поперек валу. Це велике досягнення в геометрії і машинній обробці.
На поперечній різці все можна розрахувати, але для того, щоб ідеально встановити секції ножетримача залежно від ваги картону, налаштування приводу, спіралі і навантаження на ніж, потрібно було провести серйозні випробування і скоригувати все на практиці.
Інші досягнення описані в останньому розділі книги, але точно можна сказати, що прогресивні зміни, що почалися у 1970-х рр., розвиватимуться наростаючим темпом.
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ І
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ІІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ V
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ VІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ VІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ VІІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ІХ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ Х
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХІІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХІV
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХV
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХVІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХVІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХVІІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХІХ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХІІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХІV
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХV
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХVІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХVІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХVІІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХІХ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХХ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХХІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХХІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХХІІІ
“Гофроіндустрія. У пошуках досконалості”. Розділ ХХХІV
 |
З питань придбання книги «Гофроіндустрія. У пошуках досконалості» звертайтеся до: Костянтина Шабуневича Тел. моб: +38 093 246 21 21 (Viber, WhatsApp, Telegram) [email protected] |
