Dalla fase umida alla linea di finitura: soluzioni per l'industria della cellulosa nel Regno Unito e nel mondo
Criticità del sistema: quando 2.000 metri al minuto richiedono zero guasti
Nel difficile ambiente operativo delle moderne cartiere, con macchine di larghezza superiore a 11 metri e velocità che superano i 2000 metri al minuto, la trasmissione della coppia non è una mera funzione meccanica, ma la linfa vitale della redditività. Un singolo fermo macchina imprevisto nella sezione di essiccazione dovuto all'inceppamento di un giunto cardanico può costare a una cartiera fino a 15.000 sterline all'ora. UK pto-drive-shafts.com Co., Ltd. sa che non servono semplici pezzi di ricambio; servono progetti ingegneristici che garantiscano continuità produttiva, resistenza al calore e precisione dinamica.
Che si tratti di ristrutturare una vecchia macchina per la produzione di carta wireline in Scozia o di progettare una nuovissima linea di produzione di carta tissue ad alta velocità a Manchester, i nostri alberi industriali EVER-POWER sono progettati meticolosamente per resistere alle sfide uniche della produzione di carta: corrosione galvanica della sezione del filo, estrema dilatazione termica dell'unità di essiccazione e vibrazioni armoniche della supercalandra.
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Riassunto dell'ingegneria esecutiva:
I moderni macchinari per la carta richiedono componenti di trasmissione in grado di resistere ad ambienti corrosivi C5-M, mantenendo al contempo un equilibrio dinamico G6.3 ad alte velocità. I nostri alberi cardanici EVER-POWER utilizzano tecnologie avanzate di rivestimento Rilsan® e sistemi di lubrificazione ad alta temperatura in PFPE per eliminare il fenomeno di carbonizzazione "Morte Nera", comune nelle sezioni di essiccazione. Passando ai nostri alberi specializzati, le cartiere riscontrano in genere una riduzione degli intervalli di manutenzione dovuti alle vibrazioni e un calo significativo del costo totale di proprietà.
Informazioni fondamentali sull'ingegneria per le applicazioni nelle cartiere
- Compensazione termica: I nostri design con scanalature scorrevoli consentono una dilatazione termica fino a 120 mm, fondamentale per le lattine degli essiccatori che operano a temperature superficiali di 180 °C.
- Resistenza alla corrosione: Gli alberi lato umido sono dotati di guarnizioni a labirinto multistadio e di una placcatura specifica (zinco-nichel) per resistere all'ingresso di acqua di processo con pH 4-10.
- Controllo delle vibrazioni: Sono disponibili opzioni composite in fibra di carbonio per trasmissioni a calandra a lunga portata per spingere velocità critiche oltre i 3.500 giri/min.
- Capacità di carico: Valori di coppia da 5 kNm fino a 900 kNm con fattori di urto (K) progettati per >2,5 per gestire l'inerzia all'avviamento.
- Conformità: Completamente conforme alle normative PUWER del Regno Unito e agli standard di sicurezza ISO 12100 in materia di protezione delle macchine rotanti.
Sezione Wire: Ingegneria contro l'idrocorrosione
La sezione di formatura, o "Wet End", è l'ambiente più ostile per i componenti meccanici standard. Qui, la pasta è acqua a 99%, miscelata con agenti chimici aggressivi, riempitivi (come il carbonato di calcio) e agenti di collaggio. L'umidità si avvicina a 100% e viene costantemente spruzzata acqua di processo salina o acida.
Divano aspirante e rotoli di raccolta
Il rullo aspirante del divano sostiene l'enorme carico di trascinamento del tessuto di formatura durante l'estrazione dell'acqua sotto vuoto spinto. La coppia richiesta in questo caso è notevole, rappresentando spesso il carico più elevato nella sezione di formatura.
La sfida ingegneristica: Infiltrazioni d'acqua e corrosione galvanica. Le guarnizioni a labbro standard si deteriorano rapidamente se sottoposte a lavaggi ad alta pressione (fino a 100 bar). Una volta che l'acqua penetra nei cuscinetti a trunnion (a croce), il lubrificante si emulsiona, causando corrosione e grippaggio. Inoltre, il giunto a vuoto spesso complica la geometria del lato trasmissione.
La soluzione EVER-POWER per le estremità bagnate
Implementiamo una strategia di difesa a più livelli per gli alberi che operano nella sezione dei cavi:
- Architettura di sigillatura: Non ci affidiamo a semplici labbri di gomma. Utilizziamo un sistema di tenuta a labirinto multistadio. Questo design senza contatto crea un percorso tortuoso che impedisce fisicamente l'ingresso di acqua e particelle, trattenendo al contempo il grasso. In combinazione con un design "spurgabile", il grasso fresco elimina i contaminanti durante i cicli di manutenzione.
- Protezione metallurgica: Mentre gli alberi in acciaio inossidabile massiccio sono spesso proibitivi in termini di costi per elevate esigenze di coppia, utilizziamo acciaio legato ad alta resistenza (42CrMo4) rivestito in Rilsan® (poliammide 11) per le scanalature di scorrimento. Il Rilsan® offre un duplice vantaggio: è impermeabile agli attacchi chimici e fornisce un basso coefficiente di attrito che previene il fenomeno di "stick-slip" durante le regolazioni assiali.
- Specifiche hardware: Tutti gli ingrassatori (nippli), le valvole di sfiato e i bulloni di bloccaggio sono realizzati in acciaio inossidabile 316L per evitare grippaggi durante la manutenzione.
Sezione stampa: gestione dello spostamento dinamico
Mentre il nastro di carta si sposta verso la sezione pressa per la disidratazione meccanica, l'attenzione ingegneristica si sposta dalla corrosione all'articolazione dinamica. Le moderne presse a scarpa e i rulli Sym-Press richiedono movimenti significativi per i cambi di feltro e le regolazioni della pressione di contatto.
Articolazione dinamica e angoli elevati
Durante la sostituzione del feltro o quando la pressa viene aperta per la pulizia, i rulli vengono sollevati idraulicamente o spostati a sbalzo. Ciò crea un notevole spostamento geometrico tra il motore di azionamento (fissato alla piastra) e il perno del rullo.
La geometria del fallimento: Gli alberi industriali standard spesso si inceppano quando ruotano ad angoli superiori a 15 gradi. La nostra serie di sezioni di stampaggio presenta un design del giogo ad ampio angolo, che consente il funzionamento ad angoli fino a 25 gradi durante i cicli di manutenzione (rotazione a bassa velocità) e a 10 gradi durante la produzione, senza compromettere l'integrità del parapolvere.
Design compatti ad alta coppia
Lo spazio nella sezione presse è prezioso. Per ospitare i cilindri di carico idraulici e le strutture del telaio, gli alberi di trasmissione devono essere compatti. Utilizziamo un design "Short Series" in cui la compensazione delle scanalature è integrata direttamente nella forcella interna o in un mozzo compatto, massimizzando la densità di coppia (Nm per kg di acciaio) per adattarsi alle dimensioni ridotte della macchina.
Sezione Asciugatrice: combattere l'espansione termica e la "morte nera"
La sezione essiccatrice è la parte più lunga della macchina, costituita da cilindri in ghisa riscaldati a vapore. Si tratta di un ambiente termico in cui le pratiche ingegneristiche standard falliscono.
La fisica dell'allungamento termico
Quando una macchina continua passa da una temperatura ambiente fredda (ad esempio, 15 °C in un inverno nel Regno Unito) a una temperatura di esercizio di 180 °C, i telai in acciaio e i cilindri in ghisa si dilatano notevolmente. Su una macchina di grande formato, la dilatazione termica assiale cumulativa può superare i 20-50 mm.
La conseguenza: Se il albero cardanicoQuando la sezione telescopica si blocca (grippa), questa forza assiale si propaga direttamente ai cuscinetti del motore e ai cuscinetti del cilindro dell'essiccatore. Il risultato è spesso il guasto dei cuscinetti reggispinta, con conseguenze catastrofiche per i tempi di attività.
Sconfiggere la “Peste Nera”
Nel linguaggio colloquiale dell'industria cartaria, "Morte Nera" si riferisce alla carbonizzazione del grasso minerale. A temperature superiori a 120 °C, i saponi standard a base di litio si separano dall'olio base. L'olio evapora, lasciando un residuo duro, nero e abrasivo che blocca le scanalature scorrevoli.
Calandratura e finitura: la ricerca della rotazione senza vibrazioni
Nella fase di asciugatura, la carta passa attraverso la calandra per ottenere levigatezza e lucentezza. Qui, le vibrazioni sono nemiche. Anche le vibrazioni microscopiche possono trasferirsi al nastro di carta, causando "barring" (variazioni periodiche di calibro/spessore) che compromettono la qualità del rotolo.
Velocità critica e tecnologia composita
All'aumentare della velocità della macchina, l'albero in acciaio raggiunge tipicamente la sua frequenza naturale (velocità critica), dando origine a risonanza. Per risolvere questo problema, abbiamo introdotto tubi in composito di fibra di carbonio (CFC) nell'unità di azionamento a lunga campata della sezione di finitura.
La rigidità specifica della fibra di carbonio è significativamente superiore a quella dell'acciaio, con conseguente soglia di velocità critica molto più elevata della velocità operativa della macchina (tipicamente equivalente a oltre 3000 giri/min). Inoltre, la matrice composita possiede proprietà intrinseche di smorzamento, assorbendo le vibrazioni armoniche ad alta frequenza generate dai rulli di pressione, garantendo così una superficie della carta perfettamente liscia.
Specifiche tecniche: configurazione standard del mercato del Regno Unito
La tabella seguente rappresenta la nostra gamma di configurazioni standard disponibili per l'implementazione immediata negli stabilimenti del Regno Unito e dell'Europa. Sono disponibili soluzioni di progettazione personalizzate per OEM specifici (Metso/Valmet, sostituzioni Voith).
| Parametro | Gamma standard | Heavy Duty (lato umido/pressa) | Alta velocità (finitura) |
|---|---|---|---|
| Coppia nominale (Mn) | 25 kNm – 180 kNm | 200 kNm – 950 kNm | 10 kNm – 120 kNm |
| Coppia di fatica (Tdw) | 1,5x Mn | 2,0x Mn | 1,3x Mn |
| Velocità di rotazione | Fino a 1.500 giri/min | Fino a 800 giri/min | Fino a 3.500 giri/min |
| Diametro di oscillazione | 225 mm – 435 mm | 350 mm – 620 mm | 180 mm – 350 mm |
| Angolo di lavoro | ≤ 15° | ≤ 25° (Intermittente) | ≤ 5° |
| Materiale scanalato | 42CrMo4 + Nitrurazione | Rivestimento 42CrMo4 + Rilsan® | Acciaio nitrurato o scanalatura a sfere |
| Materiale del tubo | Acciaio senza saldatura S355J2 | Acciaio legato ad alta resistenza | Filamento di fibra di carbonio avvolto |
| Qualità dell'equilibratura (ISO 1940) | G16 | G16 | G6.3 / G2.5 |
| Sistema di tenuta | NBR a doppio labbro | Viton multi-labirinto | Labirinto senza contatto |
| Lubrificazione | Complesso di litio EP2 | Solfonato di calcio idrorepellente | Lubrificante PFPE ad alta temperatura/durata |
Trasmissione integrata: abbinamento di alberi con riduttori di precisione
UN albero cardanico è efficace solo quanto il riduttore a cui si collega. In EVER-POWER, consideriamo la trasmissione in modo olistico. Produciamo e forniamo una gamma completa di riduttori industriali perfettamente adattati in termini di impedenza ai nostri alberi.
Perché acquistare il cambio con l'albero?
L'interfaccia tra l'albero di uscita del riduttore e la flangia cardanica è un punto critico di guasto. Tolleranze o valori di rigidità non corrispondenti possono causare corrosione da sfregamento o risonanza. Acquistando sia il riduttore per la trasmissione della macchina per la carta che l'albero cardanico da un unico fornitore, si garantisce:
- Compatibilità flangia: Accoppiamento perfetto delle flange DIN/SAE senza la necessità di piastre adattatrici che causano eccentricità.
- Smorzamento delle vibrazioni: I nostri riduttori per applicazioni cartarie sono dotati di alloggiamenti rinforzati e profili di rettifica degli ingranaggi specializzati (precisione DIN 5/6) che riducono al minimo le vibrazioni che entrano nell'albero.
- Gestione termica: La logica di lubrificazione condivisa e le valutazioni termiche garantiscono che l'intera trasmissione gestisca il calore della sezione essiccatrice in modo uniforme.
Serie di riduttori consigliati per cartiere
Riduttori elicoidali ad alberi paralleli (sostituzione della serie H per Flender/SEW): Ideali per la sezione essiccazione e la trasmissione del filo. Queste unità sono caratterizzate da un'elevata capacità termica e possono essere dotate di alberi cavi per montaggio diretto o di alberi pieni per accoppiamento cardanico.
Riduttori epicicloidali (serie P): La soluzione definitiva per applicazioni ad alta coppia e bassa velocità, come la trasmissione Pulper o la scortecciatrice a tamburo. Offrono un'elevata densità di coppia e un'elevata resistenza ai carichi d'urto (fattore di servizio > 2,5), integrandosi perfettamente con i nostri alberi cardanici per impieghi gravosi.
modificato da gzl
