Desde la fase húmeda hasta la línea de acabado: soluciones para la industria de la celulosa en el Reino Unido y a nivel mundial.
Criticidad del sistema: Cuando 2000 metros por minuto exigen cero fallos
En el exigente entorno operativo de las modernas fábricas de papel, con máquinas que superan los 11 metros de ancho y velocidades superiores a los 2000 metros por minuto, la transmisión de par no es simplemente una función mecánica, sino la clave de la rentabilidad. Un solo tiempo de inactividad imprevisto en la sección de secado debido al atasco de una junta universal puede costar a una fábrica de papel hasta 15 000 libras esterlinas por hora. UK pto-drive-shafts.com Co., Ltd. comprende que usted necesita más que simples repuestos; necesita diseños de ingeniería que garanticen la continuidad de la producción, la resistencia al calor y la precisión dinámica.
Tanto si está renovando una antigua máquina de papel de alambre en Escocia como si está diseñando una nueva línea de producción de papel tisú de alta velocidad en Manchester, nuestros ejes industriales EVER-POWER están meticulosamente diseñados para soportar los desafíos únicos de la producción de papel: corrosión galvánica de la sección de alambre, expansión térmica extrema de la unidad de secado y vibraciones armónicas de la supercalandra.
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Resumen ejecutivo de ingeniería:
La maquinaria papelera moderna exige componentes de transmisión capaces de soportar entornos corrosivos C5-M, manteniendo al mismo tiempo un equilibrio dinámico G6.3 a altas velocidades. Nuestros ejes cardán EVER-POWER utilizan tecnologías avanzadas de recubrimiento Rilsan® y sistemas de lubricación de alta temperatura PFPE para eliminar el fenómeno de carbonización conocido como «muerte negra», común en las secciones de secado. Al cambiar a nuestros ejes especializados, las fábricas suelen experimentar una reducción de 35% en los intervalos de mantenimiento por vibraciones y una disminución significativa en el coste total de propiedad.
Información técnica fundamental para aplicaciones en fábricas de papel
- Compensación térmica: Nuestros diseños de ranuras deslizantes permiten una dilatación térmica de hasta 120 mm, algo fundamental para los recipientes de secado que funcionan a temperaturas superficiales de 180 °C.
- Resistencia a la corrosión: Los ejes de la parte húmeda incorporan sellos laberínticos multietapa y un recubrimiento específico (zinc-níquel) para resistir la entrada de agua de proceso con un pH de 4 a 10.
- Control de vibraciones: Existen opciones de materiales compuestos de fibra de carbono para accionamientos de calandras de gran envergadura que permiten alcanzar velocidades críticas superiores a las 3.500 RPM.
- Capacidad de carga: Valores de par desde 5 kNm hasta 900 kNm con factores de choque (K) diseñados para >2,5 para manejar la inercia de arranque.
- Cumplimiento: Cumple plenamente con la normativa PUWER del Reino Unido y las normas de seguridad ISO 12100 en materia de protección de maquinaria rotativa.
La sección de cables: Ingeniería contra la hidrocorrosión
La sección de conformado, o “extremo húmedo”, es el entorno más hostil para los componentes mecánicos estándar. Aquí, la pulpa es agua al 99% (TP5T), mezclada con agentes químicos agresivos, cargas (como carbonato de calcio) y agentes de encolado. La humedad se aproxima a 100% (TP5T) y se rocía constantemente agua de proceso salina o ácida.
Camilla de succión y rodillos de recogida
El rodillo de succión soporta la enorme carga de impulsar el tejido de conformado mientras extrae agua bajo alto vacío. El par de torsión requerido en este punto es considerable, representando a menudo la carga más alta en la sección de conformado.
El desafío de la ingeniería: Entrada de agua y corrosión galvánica. Los sellos labiales estándar fallan rápidamente al someterse a lavados a alta presión (hasta 100 bar). Una vez que el agua penetra en los cojinetes transversales, el lubricante se emulsiona, lo que provoca picaduras y agarrotamiento catastróficos. Además, el acoplamiento de vacío suele complicar la geometría del lado de la transmisión.
La solución EVER-POWER para la sección húmeda
Implementamos una estrategia de defensa de varios niveles para los pozos que operan en la sección de cables:
- Arquitectura de sellado: No nos basamos en simples labios de goma. Utilizamos un sistema de sellado laberíntico multietapa. Este diseño sin contacto crea un recorrido tortuoso que impide físicamente la entrada de agua y partículas, a la vez que retiene la grasa. Gracias a su diseño purgable, la grasa nueva elimina los contaminantes durante los ciclos de mantenimiento.
- Protección metalúrgica: Si bien los ejes de acero inoxidable macizo suelen ser prohibitivos en cuanto a costo para aplicaciones que requieren un par motor elevado, utilizamos acero aleado de alta resistencia (42CrMo4) recubierto con Rilsan® (poliamida 11) en las estrías deslizantes. El Rilsan ofrece una doble ventaja: es resistente a los ataques químicos y proporciona un bajo coeficiente de fricción que evita el deslizamiento intermitente durante los ajustes axiales.
- Especificaciones de hardware: Todos los engrasadores (boquillas de engrase), válvulas de ventilación y pernos de bloqueo están fabricados en acero inoxidable 316L para evitar que se atasquen durante el mantenimiento.
Sección de prensa: Manejo del desplazamiento dinámico
A medida que la banda de papel se desplaza hacia la sección de prensado para el deshidratado mecánico, el enfoque de ingeniería cambia de la corrosión a la articulación dinámica. Las modernas prensas de zapata y los rodillos Sym-Press requieren un movimiento significativo para los cambios de fieltro y los ajustes de la presión de contacto.
Articulación dinámica y ángulos elevados
Durante el cambio de fieltro o al abrir la prensa para su limpieza, los rodillos se elevan hidráulicamente o se colocan en voladizo. Esto genera un desplazamiento geométrico considerable entre el motor de accionamiento (fijado a la placa base) y el eje del rodillo.
La geometría del fracaso: Los ejes industriales estándar suelen atascarse al girar en ángulos superiores a 15 grados. Nuestra serie de perfiles estampados cuenta con un diseño de horquilla de amplio ángulo, que permite el funcionamiento en ángulos de hasta 25 grados durante los ciclos de mantenimiento (rotación a baja velocidad) y a 10 grados durante la producción sin comprometer la integridad de la cubierta antipolvo.
Diseños compactos de alto par
El espacio en la sección de prensado es limitado. Para alojar los cilindros de carga hidráulica y las estructuras del bastidor, los ejes de transmisión deben ser compactos. Utilizamos un diseño de "Serie Corta" donde la compensación de estrías se integra directamente en la horquilla interna o dentro de un cubo compacto, maximizando la densidad de par (Nm por kg de acero) para adaptarse a las reducidas dimensiones de la máquina.
Sección de secado: Cómo combatir la dilatación térmica y la “peste negra”
La sección de secado es la parte más larga de la máquina y consta de cilindros de hierro fundido calentados por vapor. Se trata de un entorno térmico donde las prácticas de ingeniería estándar resultan insuficientes.
La física de la elongación térmica
Cuando una máquina de papel arranca desde una temperatura ambiente fría (por ejemplo, 15 °C en invierno en el Reino Unido) hasta alcanzar una temperatura de funcionamiento de 180 °C, los bastidores de acero y los cilindros de hierro fundido se dilatan considerablemente. En una máquina de gran formato, la dilatación térmica axial acumulada puede superar los 20 mm o incluso los 50 mm.
La consecuencia: Si el Eje cardánCuando la sección telescópica se bloquea (se atasca), esta fuerza axial se propaga directamente a los cojinetes del motor y de los cojinetes del cilindro de la secadora. El resultado suele ser la falla de los cojinetes de empuje, lo cual es catastrófico para el tiempo de funcionamiento.
Derrotando la “Peste Negra”
En la jerga de mantenimiento de la industria papelera, la «muerte negra» se refiere a la carbonización de la grasa mineral. A temperaturas superiores a 120 °C, los jabones de litio estándar se separan del aceite base. Este se evapora, dejando un residuo duro, negro y abrasivo que bloquea las estrías deslizantes.
Calandrado y acabado: La búsqueda de una rotación sin vibraciones
En la etapa de secado, el papel pasa por la calandra para lograr suavidad y brillo. Aquí, la vibración es el enemigo. Incluso las vibraciones microscópicas pueden transmitirse a la banda de papel, provocando irregularidades (variaciones periódicas en el calibre/espesor) que perjudican la calidad del rollo.
Velocidad crítica y tecnología de materiales compuestos
A medida que aumenta la velocidad de la máquina, el eje de acero suele alcanzar su frecuencia natural (velocidad crítica), lo que provoca resonancia. Para solucionar este problema, hemos incorporado tubos de fibra de carbono compuesta (CFC) a la unidad de accionamiento de gran envergadura de la sección de acabado.
La rigidez específica de la fibra de carbono es significativamente mayor que la del acero, lo que resulta en un umbral de velocidad crítica mucho más alto que la velocidad de funcionamiento de la máquina (generalmente equivalente a más de 3000 rpm). Además, la matriz compuesta posee propiedades de amortiguación inherentes, que absorben las vibraciones armónicas de alta frecuencia generadas por los rodillos de presión, garantizando así una superficie de papel perfectamente lisa.
Especificaciones técnicas: Configuración estándar para el mercado del Reino Unido
La siguiente tabla muestra nuestra gama de configuraciones estándar disponibles para su implementación inmediata en fábricas del Reino Unido y Europa. Ofrecemos ingeniería a medida para fabricantes de equipos originales (OEM) específicos (Metso/Valmet, repuestos para Voith).
| Parámetro | Gama estándar | Uso intensivo (parte húmeda/prensa) | Alta velocidad (acabado) |
|---|---|---|---|
| Par nominal (Mn) | 25 kNm – 180 kNm | 200 kNm – 950 kNm | 10 kNm – 120 kNm |
| Par de fatiga (Tdw) | 1,5x Mn | 2,0x Mn | 1,3x Mn |
| Velocidad de rotación | Hasta 1500 RPM | Hasta 800 RPM | Hasta 3500 RPM |
| Diámetro de oscilación | 225 mm – 435 mm | 350 mm – 620 mm | 180 mm – 350 mm |
| Ángulo de trabajo | ≤ 15° | ≤ 25° (Intermitente) | ≤ 5° |
| Material de ranura | 42CrMo4 + Nitruración | 42CrMo4 + Recubrimiento Rilsan® | Acero nitrurado o estrías de bola |
| Material del tubo | Acero sin costura S355J2 | Acero aleado de alta resistencia | Filamento de fibra de carbono enrollado |
| Equilibrio de la calidad (ISO 1940) | G16 | G16 | G6.3 / G2.5 |
| Sistema de sellado | NBR de doble labio | Viton multilaberíntico | Laberinto sin contacto |
| Lubricación | Complejo de litio EP2 | Sulfonato de calcio hidrófugo | PFPE Alta Temperatura / Lubricante de Larga Duración |
El sistema de transmisión integrado: Combinando ejes con cajas de engranajes de precisión.
A Eje cardán Su eficacia depende de la caja de engranajes a la que se conecta. En EVER-POWER, consideramos el sistema de transmisión de forma integral. Fabricamos y suministramos una amplia gama de cajas de engranajes industriales con una impedancia perfectamente adaptada a nuestros ejes.
¿Por qué adquirir la caja de cambios junto con el eje?
La interfaz entre el eje de salida de la caja de engranajes y la brida del cardán es un punto crítico de fallo. Las tolerancias o los valores de rigidez incompatibles pueden provocar corrosión por fricción o resonancia. Al adquirir tanto la caja de engranajes de la máquina de papel como el eje del cardán de un único proveedor, usted garantiza:
- Compatibilidad de bridas: Acoplamiento perfecto de bridas DIN/SAE sin necesidad de placas adaptadoras que introduzcan desviaciones.
- Amortiguación de vibraciones: Nuestras cajas de engranajes para aplicaciones papeleras cuentan con carcasas reforzadas y perfiles de rectificado de engranajes especializados (precisión DIN 5/6) que minimizan la excitación por vibración que llega al eje.
- Gestión térmica: La lógica de lubricación compartida y las clasificaciones térmicas garantizan que todo el sistema de transmisión gestione de manera uniforme el calor de la sección del secador.
Serie de cajas de engranajes recomendada para fábricas de papel
Reductores helicoidales de ejes paralelos (serie H, repuesto para Flender/SEW): Ideales para la sección de secado y el accionamiento por cable. Estas unidades cuentan con una alta capacidad térmica y pueden equiparse con ejes huecos para montaje directo o ejes macizos para acoplamiento cardán.
Cajas de engranajes planetarios (serie P): La solución definitiva para aplicaciones de alto par y baja velocidad, como el accionamiento de la despulpadora o la descortezadora de tambor. Ofrecen una densidad de par excepcional y una gran resistencia a las cargas de impacto (factor de servicio > 2,5), complementando a la perfección nuestros ejes cardán de alta resistencia.
editado por gzl
