De la production à la finition : des solutions pour l'industrie de la pâte à papier au Royaume-Uni et dans le monde
Criticité du système : Lorsque 2 000 mètres par minute exigent zéro défaillance
Dans l'environnement exigeant des papeteries modernes, où les machines dépassent 11 mètres de large et atteignent des vitesses supérieures à 2 000 mètres par minute, la transmission du couple n'est pas qu'une simple fonction mécanique : c'est un facteur essentiel à la rentabilité. Un seul arrêt imprévu dans la section de séchage, dû au blocage d'un joint de cardan, peut coûter à une papeterie jusqu'à 15 000 £ par heure. La société UK pto-drive-shafts.com Co., Ltd. comprend que vous avez besoin de bien plus que de simples pièces de rechange ; vous avez besoin de conceptions techniques qui garantissent la continuité de la production, la résistance à la chaleur et une précision dynamique.
Que vous rénoviez une machine à papier à fil métallique vieillissante en Écosse ou que vous conceviez une toute nouvelle ligne de production de papier tissu à grande vitesse à Manchester, nos arbres industriels EVER-POWER sont conçus avec minutie pour résister aux défis uniques de la production de papier : corrosion galvanique de la section de fil, dilatation thermique extrême de l’unité de séchage et vibrations harmoniques de la supercalandre.
Demande de dessin technique et de devis
Résumé des directeurs techniques :
Les machines à papier modernes exigent des composants de transmission capables de résister aux environnements corrosifs C5-M tout en conservant un équilibre dynamique G6.3 à haute vitesse. Nos arbres de transmission EVER-POWER utilisent des technologies de revêtement Rilsan® avancées et des systèmes de lubrification haute température en PFPE pour éliminer le phénomène de carbonisation, surnommé « mort noire », fréquent dans les sections de séchage. En optant pour nos arbres de transmission spécialisés, les usines constatent généralement une réduction des intervalles de maintenance liés aux vibrations (35%) et une baisse significative du coût total de possession.
Principes fondamentaux d'ingénierie pour les applications en papeterie
- Compensation thermique : Nos conceptions de cannelures coulissantes permettent de compenser une dilatation thermique allant jusqu'à 120 mm, un point essentiel pour les boîtes de séchage fonctionnant à des températures de surface de 180 °C.
- Résistance à la corrosion : Les arbres de la partie humide sont dotés de joints labyrinthes à plusieurs étages et d'un placage spécifique (zinc-nickel) pour résister à la pénétration d'eau de process de pH 4-10.
- Contrôle des vibrations : Des options de composites en fibre de carbone sont disponibles pour les entraînements de calandre à longue portée afin de pousser les vitesses critiques au-delà de 3 500 tr/min.
- Capacité de charge : Couples de 5 kNm à 900 kNm avec des facteurs de choc (K) conçus pour >2,5 afin de gérer l'inertie au démarrage.
- Conformité: Entièrement conforme à la réglementation britannique PUWER et aux normes de sécurité ISO 12100 relatives à la protection des machines tournantes.
La section Câbles : Ingénierie contre l'hydrocorrosion
La section de formage, ou « partie humide », est l'environnement le plus hostile pour les composants mécaniques standard. La pâte à papier y est composée d'eau (99%), mélangée à des agents chimiques agressifs, des charges (comme le carbonate de calcium) et des agents d'encollage. L'humidité y atteint presque 100% et de l'eau de process saline ou acide est pulvérisée en continu.
Canapé à ventouses et rouleaux de ramassage
Le rouleau d'aspiration supporte l'immense charge nécessaire à l'entraînement du tissu de formage tout en extrayant l'eau sous vide poussé. Le couple requis est ici considérable, représentant souvent la charge la plus élevée dans la section de formage.
Le défi de l'ingénierie : Infiltration d'eau et corrosion galvanique. Les joints à lèvres standard se détériorent rapidement sous l'effet de lavages haute pression (jusqu'à 100 bars). L'eau qui pénètre dans les paliers de tourillon (croix) provoque l'émulsification du lubrifiant, entraînant une corrosion par piqûres et un grippage catastrophiques. De plus, le raccord sous vide complexifie souvent la géométrie côté transmission.
La solution EVER-POWER pour les parties humides
Nous déployons une stratégie de défense à plusieurs niveaux pour les puits fonctionnant dans la section de câblage :
- Architecture d'étanchéité : Nous n'utilisons pas de simples joints en caoutchouc. Nous avons recours à un système de joint labyrinthe multi-étages. Ce système sans contact crée un chemin tortueux qui empêche physiquement l'infiltration d'eau et de particules tout en retenant la graisse. Associé à une conception « purgeable », ce système permet à la graisse neuve d'éliminer les contaminants lors des opérations de maintenance.
- Protection métallurgique : Bien que les arbres en acier inoxydable massif soient souvent trop coûteux pour les applications nécessitant un couple élevé, nous utilisons un acier allié à haute résistance (42CrMo4) revêtu de Rilsan® (polyamide 11) sur les cannelures coulissantes. Le Rilsan offre un double avantage : il est insensible aux attaques chimiques et assure un faible coefficient de frottement, évitant ainsi les phénomènes de « stick-slip » lors des réglages axiaux.
- Spécifications matérielles : Tous les graisseurs (embouts), les soupapes de respiration et les boulons de verrouillage sont fabriqués en acier inoxydable 316L pour éviter le grippage lors de la maintenance.
Rubrique presse : Gestion des déplacements dynamiques
Lorsque la bande de papier est acheminée vers la section de presse pour l'essorage mécanique, l'enjeu technique passe de la corrosion à l'articulation dynamique. Les presses à patins modernes et les rouleaux Sym-Press nécessitent des mouvements importants pour le changement de feutre et le réglage de la pression de pincement.
Articulation dynamique et angles élevés
Lors d'un changement de feutre ou lors de l'ouverture de la presse pour nettoyage, les cylindres sont soulevés hydrauliquement ou mis en porte-à-faux. Ceci crée un important décalage géométrique entre le moteur d'entraînement (fixé à la semelle) et le tourillon des cylindres.
La géométrie de la défaillance : Les arbres industriels standard se bloquent souvent lorsqu'ils tournent à des angles supérieurs à 15 degrés. Notre série de sections d'emboutissage est dotée d'une conception de chape à grand angle, permettant un fonctionnement à des angles allant jusqu'à 25 degrés lors des cycles de maintenance (rotation à basse vitesse) et à 10 degrés pendant la production sans compromettre l'intégrité du couvercle anti-poussière.
Conception compacte à couple élevé
L'espace dans la section presse est précieux. Pour loger les vérins de chargement hydrauliques et la structure du châssis, les arbres de transmission doivent être compacts. Nous utilisons une conception « Série courte » où la compensation de cannelure est intégrée directement dans le joug intérieur ou dans un moyeu compact, optimisant ainsi la densité de couple (Nm par kg d'acier) pour s'adapter à l'encombrement réduit de la machine.
Section sèche-linge : Combattre la dilatation thermique et la « mort noire »
La section de séchage, la plus longue de la machine, est constituée de cylindres en fonte chauffés à la vapeur. Il s'agit d'un environnement thermique où les pratiques d'ingénierie classiques sont inefficaces.
La physique de l'allongement thermique
Lorsqu'une machine à papier démarre à partir d'une température ambiante froide (par exemple, 15 °C en hiver au Royaume-Uni) et atteint une température de fonctionnement de 180 °C, les châssis en acier et les cylindres en fonte se dilatent considérablement. Sur une machine grand format, la dilatation thermique axiale cumulée peut dépasser 20 à 50 mm.
La conséquence : Si le Arbre de transmission CardanLorsque la section télescopique se bloque, la force axiale se propage directement aux roulements du moteur et à ceux du cylindre du sèche-linge. Il en résulte souvent une défaillance de la butée axiale, ce qui interrompt considérablement la production.
Vaincre la « peste noire »
Dans le jargon de maintenance de l'industrie papetière, l'expression « mort noire » désigne la carbonisation des graisses minérales. À des températures supérieures à 120 °C, les savons au lithium classiques se séparent de l'huile de base. L'huile s'évapore, laissant un résidu dur, noir et abrasif qui bloque les cannelures coulissantes.
Calandre et finition : la recherche d'une rotation sans vibrations
À l'extrémité sèche, le papier passe dans la calandre pour obtenir un fini lisse et brillant. À ce stade, les vibrations sont à proscrire. Même des vibrations microscopiques peuvent se transmettre à la feuille de papier, provoquant des irrégularités (variations périodiques d'épaisseur) qui nuisent à la qualité des rouleaux.
Vitesse critique et technologie composite
Lorsque la vitesse de la machine augmente, l'arbre en acier atteint généralement sa fréquence naturelle (vitesse critique), ce qui provoque une résonance. Pour remédier à ce problème, nous avons intégré des tubes en composite de fibres de carbone (CFC) dans l'unité d'entraînement à grande portée de la section de finition.
La rigidité spécifique de la fibre de carbone est nettement supérieure à celle de l'acier, ce qui induit un seuil de vitesse critique bien plus élevé que la vitesse de fonctionnement de la machine (généralement supérieure à 3 000 tr/min). De plus, la matrice composite possède des propriétés d'amortissement intrinsèques, absorbant les vibrations harmoniques de haute fréquence générées par les rouleaux de pression et garantissant ainsi une surface de papier parfaitement lisse.
Spécifications techniques : Configuration standard pour le marché britannique
Le tableau ci-dessous présente notre gamme de configurations standard, disponibles pour un déploiement immédiat dans les usines britanniques et européennes. Des solutions sur mesure sont proposées pour certains équipementiers (remplacement de machines Metso/Valmet et Voith).
| Paramètre | Gamme standard | Usage intensif (partie humide/presse) | Haute vitesse (Finition) |
|---|---|---|---|
| Couple nominal (Mn) | 25 kNm – 180 kNm | 200 kNm – 950 kNm | 10 kNm – 120 kNm |
| Couple de fatigue (Tdw) | 1,5x Mn | 2,0x Mn | 1,3x Mn |
| Vitesse de rotation | Jusqu'à 1 500 tr/min | Jusqu'à 800 tr/min | Jusqu'à 3 500 tr/min |
| Diamètre de rotation | 225 mm – 435 mm | 350 mm – 620 mm | 180 mm – 350 mm |
| Angle de travail | ≤ 15° | ≤ 25° (Intermittent) | ≤ 5° |
| Matériau de spline | 42CrMo4 + Nitruration | 42CrMo4 + Revêtement Rilsan® | Acier nitruré ou cannelure à billes |
| Matériau du tube | Acier sans soudure S355J2 | Acier allié à haute résistance | Filaments de fibres de carbone enroulés |
| Équilibre de la qualité (ISO 1940) | G16 | G16 | G6.3 / G2.5 |
| Système d'étanchéité | Double lèvre NBR | Viton à labyrinthe multiple | Labyrinthe sans contact |
| Lubrification | Complexe de lithium EP2 | Sulfonate de calcium hydrofuge | Lubrifiant haute température/longue durée PFPE |
La transmission intégrée : association d’arbres et de boîtes de vitesses de précision
UN Arbre de transmission Cardan L'efficacité d'un système dépend de celle du réducteur auquel il est connecté. Chez EVER-POWER, nous adoptons une approche globale de la transmission. Nous fabriquons et fournissons une gamme complète de réducteurs industriels parfaitement adaptés à l'impédance de nos arbres.
Pourquoi choisir une boîte de vitesses avec arbre de transmission ?
L'interface entre l'arbre de sortie du réducteur et la bride de cardan est un point critique. Des tolérances ou des valeurs de rigidité différentes peuvent entraîner une corrosion de contact ou une résonance. En vous approvisionnant à la fois en réducteur et en arbre de cardan auprès d'un seul fournisseur, vous vous assurez :
- Compatibilité des brides : Ajustement parfait des brides DIN/SAE sans avoir besoin de plaques d'adaptation qui introduisent un faux-rond.
- Amortissement des vibrations : Nos réducteurs pour applications papetières sont dotés de carters renforcés et de profils de rectification d'engrenages spécialisés (précision DIN 5/6) qui minimisent l'excitation des vibrations entrant dans l'arbre.
- Gestion thermique : La logique de lubrification partagée et les valeurs thermiques communes garantissent que l'ensemble de la transmission gère uniformément la chaleur de la section sécheuse.
Séries de réducteurs recommandées pour les papeteries
Réducteurs à engrenages hélicoïdaux à arbres parallèles (série H remplaçant les modèles Flender/SEW) : Idéales pour la section séchage et l'entraînement par fil, ces unités présentent une capacité thermique élevée et peuvent être équipées d'arbres creux pour un montage direct ou d'arbres pleins pour un accouplement à cardan.
Réducteurs planétaires (série P) : La solution idéale pour les applications à couple élevé et à basse vitesse, comme l'entraînement d'une pulpeuse ou d'une écorceuse à tambour. Ces arbres de transmission offrent une densité de couple exceptionnelle et une résistance aux chocs remarquable (coefficient de service > 2,5), complétant parfaitement nos arbres de transmission à cardan haute résistance.
édité par gzl
