Машини для формування картону є ключовим обладнанням пакувальної промисловості, стабільність його роботи безпосередньо впливає на ефективність виробництва та якість продукції. Однак у реальному виробничому процесі часто трапляється застрягання паперу, що призводить до простою обладнання, втрат сировини, затримок замовлень тощо. У цьому документі аналізуються причини застрягання паперу в машині для формування картону та пропонуються цільові рішення, які є довідковими для практиків галузі.
I. Причини зминання паперу
1.Матеріальні фактори
(1) Нерівномірний вміст вологи нерівномірний.
Вологість паперу є ключовим фактором, що впливає на якість формування. Якщо папір зберігається у дуже вологому середовищі, його волокна поглинають вологу та розширюються, що призводить до «скручування» або «затягування країв». І навпаки, сухі умови можуть спричинити усадку паперу та його крихкість. Нерівномірний вміст вологи може спричинити скручування або деформацію паперу під час транспортування, що призведе до застрягання паперу у формах або конвеєрних доріжках. Наприклад, пакувальне підприємство три дні поспіль використовувало вологий гофрокартон. Проблему вдалося вирішити шляхом заміни мокрого паперу та додавання обладнання для осушення на складі.
(2) Напрямок паперового волокна та напрямок формування.
Волокна паперу спрямовані. Якщо напрямок відкривання коробки паралельний напрямку волокон, утворений отвір має тенденцію випирати. Це відбувається тому, що волокна деформуються, коли вони вбирають вологу під час друку та-висікання, через що картонна коробка розширюється назовні, коли вона зафіксована. Поліграфічна компанія зіткнулася з цією проблемою під час виготовлення ящиків для вина. Регулюючи напрямок макета, кут між напрямком волокна та напрямком формування досягає 45 градусів, і вирішується проблема опуклості перфорації.
(3) Невідповідність між товщиною паперу та обладнанням.
Різне обладнання має різні вимоги до товщини паперу. Використання надто тонкого паперу (наприклад, картону щільністю менше 200 г/м2) матиме недостатню жорсткість і буде схильним до зім’ятості або скручування під час транспортування. І навпаки, надто товстий папір (наприклад, сірі панелі понад 400 г/м2) може спричинити проблеми з транспортуванням через надмірне тертя. Одна компанія одного разу виготовила подарункові коробки з подарункових коробок г/м2 спеціального паперу спеціального паперу. Через коефіцієнт тертя паперу коефіцієнт і обладнання не збігаються, часто явище зминання паперу. Проблема була вирішена шляхом переходу на папір щільністю 300 г/м2 і регулюванням тиску на конвеєрному барабані.
2. Фактори, пов'язані з обладнанням
(1) Збої конвеєрної системи
конвеєрна система є звичайним місцем, де блокується папір. Проблеми включають:
- Зношені подаючі ролики: гумова поверхня подаючих роликів з часом зношується, таким чином зменшуючи тертя та перешкоджаючи ефективному відокремленню окремого аркуша. Одна компанія зменшила засмічення паперу з 15 до 3 відсотків завдяки регулярній заміні подаючих роликів кожні шість місяців.
- Ослаблені або зміщені стрічки: ослаблені конвеєрні стрічки можуть спричинити ковзання або зміщення паперу, а зміщений папір може легко застрягти на краю форми. Один пристрій було оновлено за допомогою пристрою натягу ременя та фотоелектричних датчиків для моніторингу положення ременя в режимі реального часу, що ефективно зменшує кількість таких збоїв.
- Неправильна відстань між напрямними: занадто вузька відстань між напрямними може стиснути папір, а занадто велика відстань може призвести до зміщення. Одна компанія відрегулювала відстань між направляючими відповідно до ширини паперу + 2 мм, додавши регульовані напрямні та зменшивши рівень зминання паперу на 40%.
(2) Недоліки конструкції формувальної матриці.
Погана конструкція форми є основною причиною зминання паперу, наприклад:
- Неглибокі лінії згину: лінії згину, які недостатньо глибокі, перешкоджають повному відокремленню волокон, спричиняючи розриви або блокування під час формування. Одна компанія збільшила глибину лінії згину з 0,3 мм до 0,5 мм і застосувала лазерне висікання, щоб підвищити точність і усунути блокування збоку подарункових коробок.
- Неправильний кут згинання: занадто малий кут згинання призводить до радіуса згинання паперу, що призводить до застрягання паперу в кутах форми. Оновлення однієї частини обладнання збільшило кут вигину з 60 градусів до 90 градусів і додало круговий перехід, що зменшило рівень зминання паперу на 60%.
- Шорстка поверхня прес-форми: подряпини або задирки на поверхні форми можуть подряпати папір, що призведе до розриву або прилипання волокон. Одна компанія зменшила кількість паперу та відходів, регулярно поліруючи поверхню форм і покриваючи їх клеєм.
(3) Несправності датчика та системи керування
Датчики – це «очі», в яких працюють пристрої, і несправності датчиків можуть призвести до поганого оцінювання або втрати контролю:
- Забруднені фотоелектричні датчики: пил або чорнильний порошок, що вкривають поверхню датчика, можуть призвести до неправильного зчитування положення паперу. Одна компанія зменшила кількість відмов датчиків із трьох до одного на місяць, додала пристрої для очищення датчиків, як-от осушувачі-стисненим повітрям, і запровадила регулярні ручні процедури протирання.
- Неправильні параметри системи керування: Неправильні параметри налаштування, такі як швидкість і тиск конвеєра, можуть призвести до асинхронного руху між папером і обладнанням. Компанія створила базу даних параметрів, яка автоматично викликає оптимальні параметри залежно від типу паперу, зменшуючи рівень зминання паперу на 50%.
3. Фактори експлуатації та технічного обслуговування
(1) Неналежна експлуатація
Поширеними причинами зминання паперу є недостатня кваліфікація оператора:
- Неправильно розміщений папір: наприклад, неправильно вирівняний, надлишковий стос або змішаний папір різних розмірів із напрямними. Одна компанія зменшила перешкоди від паперу на 30%, навчивши операторів використовувати «три-етапне вирівнювання» — спочатку наводити на хвіст, потім збоку, а потім натискати на папір.
- Нездатність вчасно прибрати відходи: стоси паперу та сміття із клейкої стрічки можуть блокувати конвеєрні лінії. Одна компанія зменшила кількість паперу та збої в роботі обладнання, впровадивши систему «5S Management» (сортування, упорядкування, полірування, стандартизація, обслуговування), яка вимагає від операторів вивозити відходи після кожної зміни.
(2) Неналежне технічне обслуговування
Тривале -користування може призвести до зносу або накопичення пилу на компонентах обладнання, що призведе до погіршення продуктивності:
- Недостатнє змащення: відсутність змащення конвеєрних роликів, ланцюгів та інших компонентів може збільшити тертя, спричиняючи ковзання або засмічення паперу. Одна компанія подовжила термін служби обладнання та зменшила застрягання паперу, розробивши графік змащування (наприклад, змащування кожні два тижні) і використовуючи автоматичну систему змащування.
- Старіння електричних компонентів: окислені контакти на реле та контакторах переривають сигнали керування. Одна компанія знизила частоту відмов електрообладнання з п’яти разів на місяць до одного, регулярно перевіряючи електричні компоненти на стійкість і замінюючи старі частини.
Рішення щодо зминання паперу
1. Оптимізуйте вибір і зберігання матеріалів
- Контролюйте вологість паперу: стежте за вологістю на складі за допомогою вологоміра та підтримуйте її в діапазоні від 45% до 65%. Використовуйте інфрачервону сушарку, щоб висушити вологий папір, якщо необхідно.
- Відрегулюйте напрямок волокон: вирівняйте орієнтацію волокон паперу з орієнтацією відкриття картонної коробки під градусом, щоб зменшити опуклість.
- Відповідна товщина паперу: папір вибирається відповідно до специфікацій обладнання, цигарковий папір для легкої упаковки (200–250 г/м2) і щільний папір для важкої упаковки (300–400 г/м2).
2. Покращена конструкція та обслуговування обладнання
конвеєрна система:
- Замініть ролики подавання роликом із силіконової гуми з високим коефіцієнтом тертя та додайте текстури поверхні, щоб покращити захоплення паперу.
- Встановіть регульований пристрій натягу ременя та фотоелектричні датчики для моніторингу положення ременя в реальному часі.
- Направляючі рейки з відстанню ± 0,1 мм були виготовлені методом лазерного висікання.
Оптимізуйте дизайн форми:
- Поглибте лінії складок до 0,5–0,8 мм і додайте круговий перехід, щоб зменшити концентрацію стресу.
- Збільште твердість поверхні форми (наприклад, хромування) і нанесіть клейове покриття (наприклад, тефлон).
- Спроектуйте конструкцію для швидкої заміни форми, скоротіть час заміни форми до менше 10 хвилин.
Посилення датчиків і систем керування:
- Використовуйте водонепроникні та пилонепроникні датчики IP67- для самоочищення.
- У цьому документі представлено систему керування ПЛК для автоматичного налаштування параметрів і сигналізації про несправності.
- Створіть систему прогнозування та управління здоров’ям (PHM), щоб передбачати ризики зминання паперу за допомогою аналізу даних.
3. Стандартизуйте операції та навчання
Розробка стандартизованих операційних процедур:
- Етапи розміщення паперу, налаштування параметрів і запуску обладнання чітко визначені та проілюстровані.
- Оператори зобов’язані наприкінці кожної зміни заповнювати Форму обліку роботи обладнання, щоб фіксувати місце та частоту глушіння.
Навчання навичкам:
- Періодично організовуйте імітацію застрявання паперу, щоб покращити здатність операторів керувати надзвичайними ситуаціями.
- Запросіть виробників обладнання провести технічне навчання з налаштування форми та калібрування датчика.
Впровадити оцінку продуктивності:
- швидкість застрягання паперу в KPI операторів і пов’язати їх з бонусами, щоб стимулювати проактивне запобігання несправностям.
- Створіть нагороду «Команда-без зминання паперу», щоб відзначити видатні команди.
4. Запровадити інтелектуальні технології моніторингу
Встановити системи контролю зору:
- Камери контролю встановлені над каналами конвеєрної стрічки, щоб контролювати положення та форму паперу в реальному часі.
- Алгоритм обробки зображень використовується для виявлення ненормальних умов, таких як скручування або зсув паперу, і для автоматичного налаштування параметрів обладнання.
Розгортання модулів IoT:
- Датчики встановлені на ключових компонентах обладнання для збору даних про вібрацію, температуру та струм.
- Дані аналізуються за допомогою хмарної платформи, щоб передбачити ризик застрягання паперу та отримати рекомендації щодо обслуговування.
Застосуйте технологію Digital Twin:
- Створіть віртуальну модель пристрою для імітації операцій із різними типами та параметрами паперу.
- Завдяки імітації та оптимізації параметрів процесу кількість тестів на застрягання паперу в реальному виробництві зменшується.
III. Практичний приклад із застрягання паперу на певному підприємстві
Велика пакувальна компанія була через коробку, що формує застрявання паперу, щорічні втрати понад 2 мільйони юанів, застрягання паперу, що застрягає швидкість до 8%. Завдяки систематичному аналізу основні причини такі:
- Матеріальні проблеми: використовується вологий перероблений картон із вмістом вологи 18%% (стандарт менше або дорівнює 12%).
- Старіння обладнання: сильно зношені подаючі ролики, зниження тертя на 40%; неглибокі лінії згину матриці (0,2 мм).
- Погане поводження: Оператор не вирівняв напрямну рейку та не прибрав уривки паперу вчасно.
У відповідь на ці проблеми компанія вжила наступних заходів:
- Покращення матеріалу: перейдіть на сухий оригінальний картон із вмістом вологи 10–12 %; додано обладнання для осушення на склади.
- Оновлення обладнання: замінено силіконові подавальні ролики зі збільшенням тертя на 60%; поглибили лінії складок до 0,6 мм і додали круговий перехід.
- Стандартизація операцій: розроблені СОП, які вимагають від операторів прибирати відходи після кожної зміни та встановлювати засоби вирівнювання напрямних рейок.
Інтелектуальний моніторинг: розгортання системи візуального виявлення для моніторингу положення паперу в режимі реального часу, прогнозування ризику зминання паперу на 95%%.
Через три місяці впровадження рівень блокування паперу було зменшено до 1,5%, що економить понад 1,5 мільйона доларів США щорічно та підвищує загальну ефективність обладнання на 25%.
IV. ВСТУП Висновки та перспективи
Причини застрягання паперу в картонній машині є більш складними, пов’язаними з матеріалами, обладнанням, роботою та іншими факторами. Завдяки оптимізації вибору матеріалів, вдосконаленню конструкції обладнання, стандартизації роботи та впровадженню інтелектуальних технологій можна значно зменшити кількість заторів паперу та підвищити ефективність виробництва та якість продукції. У майбутньому, з розвитком індустрії 4.0 та інтелектуального виробництва, машини для формування картону розвиватимуться в напрямку високої точності, автоматизації та інтелекту, ефективно вирішуючи проблеми застрягання паперу. Промислові підприємства повинні активно впроваджувати нові технології для підвищення конкурентоспроможності та досягнення сталого розвитку шляхом цифрової трансформації.