Hiệu suất tăng 129,67%! Giải quyết nhanh chóng các vấn đề bảo trì máy ép ống đồng

Công ty tôi làm việc có hai máy in ống đồng 10-màu: một là máy in ống đồng màu Cerutti R960-3 10-của Ý và chiếc còn lại là máy in ống đồng màu Zhongshan Songde SAY10820 10-(như trong Hình 1). Chúng chủ yếu được sử dụng để sản xuất bao thuốc lá Seven Wolves. Cả hai máy đều có hiệu suất hoạt động cao, tuy nhiên khi dải giãn nở không khí ở trục cuốn giấy bắt đầu bị rò rỉ, giấy sẽ bị dịch chuyển sang bên, gây ra tình trạng lệch trong quá trình in và gây lãng phí lớn. Hơn nữa, việc bảo trì trục giãn nở không khí tốn nhiều thời gian{8}}và công sức.

Hình 1: Cơ cấu tháo cuộn của máy ép ống đồng Zhongshan Songde SAY10820 (trái) và cơ cấu tháo cuộn Cerutti R960-3 của Italy (phải).

Tác giả đã thực hiện một nghiên cứu-chuyên sâu về các vấn đề bảo trì trục giãn nở không khí-. Kết quả cho thấy trong quá trình lắp đặt và tháo trục giãn nở không khí-trong cơ cấu tháo ống đồng, do thiếu dụng cụ chuyên dụng và trọng lượng trục nặng nên cần có nhiều nhân viên bảo trì phối hợp sử dụng tấm đế và xe nâng thủy lực để đỡ và kéo trục ra. Hơn nữa, trong quá trình lắp đặt, do mặt bích cần căn chỉnh chính xác trước khi lắp vào nên nhân viên bảo trì thường mất nhiều thời gian để kiểm soát vị trí của trục, tiêu tốn một lượng lớn nhân lực và tài nguyên, đi ngược lại mục tiêu của công ty là cải thiện tốc độ vận hành hiệu quả của thiết bị. Để giải quyết vấn đề này, công ty chúng tôi đã quyết định phát triển một thiết bị có thể nhanh chóng lắp và tháo trục giãn nở không khí.

Tình trạng bảo trì hiện tại

Để hiểu rõ hơn về tình trạng bảo trì hiện tại của trục giãn nở không khí-, các kỹ thuật viên đã khảo sát thời gian bảo trì trung bình từ tháng 10 đến tháng 12 năm 2020 và nhận thấy rằng thời gian bảo trì trung bình lên tới 95,14 phút. Để tránh ảnh hưởng đến sản xuất, người vận hành máy cần giảm tốc độ máy để nhân viên bảo trì có thêm thời gian, thậm chí đôi khi in hết cuộn mà trục vẫn không được sửa chữa khiến máy ép ống đồng phải dừng lại. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất mà còn tạo ra nhiều lãng phí (giả sử thời gian bảo dưỡng trục giãn nở không khí-là T1, thời gian để nhân viên tháo cuộn hoàn tất việc chuẩn bị nối trục A và B là T2, và thời gian tối thiểu để máy in một cuộn ở tốc độ thấp nhất là T3: nếu T1 + T2 < T3 thì máy không cần dừng; nếu T1 + T2 > T3 thì máy phải dừng dừng lại).

Những thách thức trong không khí-Bảo trì trục mở rộng

Trục giãn nở không khí-là một phần của cơ cấu tháo cuộn để giữ các cuộn giấy cố định. Bằng cách bơm khí nén, các dải cao su có thể giãn nở trên trục sẽ phồng lên, đẩy các dải thép giãn nở lên để cố định cuộn giấy. Điều này cho phép cuộn quay đồng bộ với trục, tạo điều kiện cho cơ cấu tháo cuộn chủ động nạp cuộn. Các kỹ thuật viên đã tiến hành khảo sát và phân tích quá trình bảo trì-trục giãn nở không khí và vạch ra quy trình dưới dạng sơ đồ (Hình 2). Thông qua-điều tra và phân tích chuyên sâu về quy trình bảo trì, hai thách thức chính đã được xác định.

Hình 2 Sơ đồ bảo dưỡng trục khí nén

01/ Khó khăn khi lắp đặt mặt bích trục khí nén

Khi lắp mặt bích trục khí nén (Hình 3), mặt bích chỉ có thể được lắp chính xác vào trục nếu các chốt định vị thẳng hàng với các lỗ chốt trên trục. Vì mặt bích nặng 25 kg nên cần có hai người lắp đặt làm việc cùng nhau để giữ mặt bích ổn định đồng thời căn chỉnh các chốt với các lỗ. Bởi vì cả hai tay của người lắp đặt chủ yếu được sử dụng để đỡ mặt bích nên họ không thể định vị các chốt một cách nhanh chóng và chính xác. Khi thời gian giữ mặt bích tăng lên, người lắp đặt sẽ cảm thấy mệt mỏi, khiến việc căn chỉnh các chốt định vị với các lỗ trở nên khó khăn hơn.

Hình 3 Sơ đồ kết cấu mặt bích

02/ Khó khăn khi lắp đặt Trục giãn nở

Việc lắp đặt trục giãn nở (Hình 4) yêu cầu phải đảm bảo đồng thời hai điều: thứ nhất, trùm tròn trên mặt bích đế khớp chính xác vào hốc tròn trên mặt bích trục giãn nở để định vị thích hợp; thứ hai, các lỗ ren trên mặt bích đế căn chỉnh chính xác với các lỗ ren trên mặt bích trục giãn nở. Chỉ khi cả hai điều kiện đều được đáp ứng thì việc lắp đặt trục giãn nở mới có thể hoàn thành. Tuy nhiên, trước đây, công ty đã dựa vào toa thủy lực và chức năng nâng của cơ cấu trang trí để đạt được sự căn chỉnh của trùm mặt bích và hốc cho trục giãn nở, trong khi việc căn chỉnh chính xác các lỗ ren hoàn toàn được thực hiện thủ công bằng cách xoay trục giãn nở. Phương pháp này có độ chính xác định vị thấp và thường cần nhiều nỗ lực để đạt được sự căn chỉnh chính xác của trục giãn nở.

Hình 4 Lắp đặt trục giãn nở

Yêu cầu và ý tưởng thiết kế lắp đặt

01/ Yêu cầu thiết kế

Để nâng cao hiệu quả bảo trì trục giãn nở và giảm khối lượng công việc cũng như khó khăn của nhân viên bảo trì, các yêu cầu sau được đề xuất:

(1) Nó có thể giảm thời gian bảo trì trục giãn nở không khí của cơ cấu tháo cuộn một cách hiệu quả.

(2) Thiết bị có tính di động, có khả năng nâng hạ chính xác và có thể xoay linh hoạt trục giãn nở không khí.

(3) Được trang bị kẹp chuyên dụng cho mặt bích, có thể chứa nhiều kích cỡ mặt bích khác nhau.

(4) Không can thiệp vào thiết bị và không có tác động tiêu cực đến thiết bị.

02/ Ý tưởng thiết kế

Thiết kế và chế tạo thiết bị tháo lắp trục giãn nở khí có thể tháo rời, bao gồm ba bộ phận chính: bệ bảo trì di động, xe đẩy lắp và tháo kẹp mặt bích và thiết bị định vị nhanh.

Việc định vị và hỗ trợ được thực hiện thông qua các bánh xe hỗ trợ và trục giãn nở không khí có thể xoay trên bánh xe hỗ trợ, giúp dễ dàng thay thế các dải giãn nở ở nhiều góc độ khác nhau. Khi lắp đặt trục giãn nở không khí, các lỗ ren có thể được định vị nhanh chóng bằng cách xoay trục tại các điểm cố định và có thể đạt được lực nâng chính xác bằng cách thay đổi khoảng cách của bốn bánh xe đỡ. Cách thực hiện cụ thể như sau:

Một. Tổng cộng có 4 bánh đỡ được thiết kế, chia thành 2 nhóm, dùng để đỡ trục giãn nở khí, cho phép xoay dọc theo đường trục, giúp thuận tiện trong việc tháo dải giãn nở khí và nhanh chóng định vị các lỗ ren bằng cách xoay trục tại các điểm cố định khi lắp đặt trục giãn nở khí;

b. Sử dụng vít me hình thang, bánh răng côn và cặp ray dẫn hướng tuyến tính, hai bộ bánh xe hỗ trợ có thể di chuyển đối xứng dọc theo trục Y-, cho phép điều chỉnh tinh tế trục giãn nở không khí lên xuống (mặc dù cơ cấu tháo cuộn có thể điều chỉnh độc lập trục giãn nở không khí lên xuống nhưng rất khó kiểm soát biên độ điều chỉnh và không thể tinh chỉnh-chính xác);

c. Sử dụng giá đỡ bánh răng và cặp ray dẫn hướng tuyến tính để đạt được chuyển động trục X{1}} của một bộ bánh xe đỡ, chức năng này chủ yếu tránh được cấu trúc nhô ra trên trục giãn nở khí;

d. Lắp đặt hai bánh xe định hướng và hai bánh xe vạn năng ở dưới cùng của bệ bảo trì và sử dụng phần mềm Solidworks để vẽ sơ đồ lắp ráp của bệ bảo trì di động dựa trên ý tưởng cụ thể trên.

(2) Kẹp mặt bích để lắp và tháo xe đẩy

Sử dụng thiết bị kẹp để kẹp mặt bích đảm bảo chiều cao của nó không thay đổi. Khi lắp mặt bích, thiết bị định vị-nhanh sẽ đảm bảo vị trí của mặt bích khớp với vị trí đó trong quá trình tháo, giúp việc lắp đặt trở nên rất thuận tiện. Cách thực hiện cụ thể như sau:

Một. Mô hình hóa cấu trúc kẹp của các tấm kẹp và sử dụng nguyên lý xác định đường tròn tại ba điểm, ba cơ cấu kẹp được chế tạo để đạt được chức năng kẹp của mặt bích;

b. Sử dụng cơ cấu buộc ren và thanh trượt để di chuyển kẹp tấm mặt bích theo hướng trục Y-, điều chỉnh khoảng cách dọc theo trục Y- để phù hợp với các tấm mặt bích có đường kính khác nhau;

c. Sử dụng vít me hình thang, bánh răng côn và cặp ray dẫn hướng tuyến tính để cho phép chuyển động trục Z- của bộ cố định tấm mặt bích, nó có thể chứa các tấm mặt bích có đường kính khác nhau và điều chỉnh chiều cao thẳng đứng của tấm mặt bích;

d. Sử dụng vít me hình thang và cặp ray dẫn hướng tuyến tính để cho phép chuyển động trục X{1}} của bộ cố định tấm mặt bích, từ đó đạt được sự tách biệt giữa tấm mặt bích và trục giãn nở khí;

đ. Hai bánh xe định hướng và hai bánh xe vạn năng được lắp ở phía dưới của đồ gá kẹp mặt bích, dựa trên ý tưởng cụ thể trên sử dụng phần mềm SolidWorks vẽ sơ đồ lắp ráp xe đẩy lắp ráp kẹp mặt bích để lắp đặt.

(3) Thiết bị định vị nhanh

Bằng cách sử dụng một cặp đầu hình trụ côn và các rãnh tròn, có thể định vị nhanh chóng bệ bảo trì di động và xe đẩy lắp đặt và tháo gỡ kẹp mặt bích. Đầu trước trục của thiết bị này được thiết kế dưới dạng hình nón để đóng vai trò là cơ cấu dẫn hướng. Việc sử dụng khối trọng lực để định vị cả hai phương tiện đồng thời hoàn tất việc tự khóa trọng lực, ngăn chặn việc tháo rời bệ bảo trì và thiết bị cố định mặt bích cũng như xe đẩy trong quá trình lắp đặt và tháo tấm mặt bích. Dựa trên những ý tưởng cụ thể trên, phần mềm SolidWorks đã được sử dụng để vẽ sơ đồ lắp ráp thiết bị định vị nhanh (như hình 5).

Hình 5: Lắp ráp thiết bị định vị nhanh SolidWorks

Xác minh hiệu quả bảo trì

Để kiểm chứng hiệu quả bảo trì của thiết bị lắp và tháo trục giãn nở máy ép ống đồng (Hình 6), các kỹ thuật viên đã khảo sát và thu thập dữ liệu về thời gian trung bình để sửa chữa trục giãn nở sử dụng thiết bị. Họ phát hiện ra rằng thời gian trung bình để sửa chữa trục giãn nở của cơ cấu bung giảm từ 91,66 phút xuống còn 39,91 phút. Tính toán cho thấy, sử dụng thiết bị sửa chữa trục giãn nở nâng cao hiệu suất lên 129,67%.

Hình 6 Sơ đồ mô phỏng của thiết bị lắp đặt và tháo dỡ cho trục mở rộng không khí-

Sự phát triển của thiết bị lắp đặt và tháo rời cho trục giãn nở khí-của máy ép ống đồng giúp giảm thời gian ngừng hoạt động do bảo trì, giảm cường độ lao động cho người vận hành, loại bỏ nhu cầu chuẩn bị kỹ lưỡng để khởi động lại máy và cải thiện đáng kể tốc độ vận hành hiệu quả và chất lượng đầu ra của máy ép. Nó cũng giảm bớt khối lượng công việc cho nhân viên bảo trì và tăng hiệu quả sửa chữa trục giãn nở không khí. Ngoài ra, nhân viên bảo trì có thể sử dụng thiết bị này để xử lý và sửa chữa các bộ phận máy ép ống đồng khác như con lăn in, con lăn làm mát và con lăn kéo, giúp máy trở nên linh hoạt hơn.