Улагање у опрему за производњу сламе подразумева више од набавне цене. Консеквентнији број је колико година - и колико метара цеви од сламе - ће машина поуздано произвести пре него што се њен квалитет производње погорша или трошкови њеног одржавања у раду надмаше цену замене. Тај број није фиксан: зависи од квалитета израде машине, интензитета рада, дисциплине одржавања и хемијског окружења лепка и папирне прашине у којој машина ради сваки дан. Овај чланак се бави инжењерским факторима који одређују корисни радни век аМашина за прављење сламки за пиће, режими квара који скраћују животни век, праксе одржавања које га продужавају и оквир за одлучивање за сазнање када је замена рационалнији избор.
1. Шта „животни век“ заправо значи за ову категорију машина
Животни век индустријских машина корисно је разврстати у три различита концепта:
Век трајања механичког дизајна- време трајања конструкцијског оквира, одливака и компоненти примарног погона су пројектовани да опстану без квара због замора у условима номиналног оптерећења.
Век замене компоненти- интервал између неопходних замена потрошних или-истрошених делова (лежајеви, трнови, сечива, затезни ваљци, каишеви).
Економичан радни век- период током којег укупни трошкови власништва (оперативни трошкови + одржавање + губици због застоја) остају испод годишњих трошкова заменске јединице.
За аМашина за прављење сламки за пићеу непрекидној производњи у две-смене (приближно 6.000–7.000 радних сати годишње), век механичког дизајна за добро-изграђену машину је обично у распону од 10–15 година. Интервали замене компоненти се мере месецима до неколико година, у зависности од дела. Економски радни век може бити краћи или дужи од века трајања механичког дизајна у зависности од тога како се технологија мења и како крива ОЕЕ (Овералл Екуипмент Еффецтивенесс) машине изгледа у каснијим годинама.
2. Највеће-компоненте хабања и њихови очекивани интервали
Разумевање животног века машине почиње са компонентама које се најчешће замењују.
2.1 Тхе Виндинг Мандрел
Трн је челична или каљена{0}}хромирана шипка око које се трака папира непрекидно спирално-намота да би се формирала цев од сламе. Његова површина доживљава стални абразивни контакт са папирним влакнима и осушеним остацима лепка. У типичним радним условима - спољни пречник цеви у опсегу 6–12 мм, брзине папирне траке од 50–100 м/мин - површинске стопе хабања стварају мерљиво смањење пречника које утиче на концентричност зида цеви. Већина оператера планира замену или поновно{11}}брушење трна у циклусу од 6–18 месеци, у зависности од абразивности папира и да ли папир садржи пунило од калцијум карбоната (који убрзава хабање трна).
2.2 Котрљајући лежајеви (оквир ИСО 281)
Лежајеви у главном погонском вратилу, склопови затезних ваљака и станица за формирање су аналитички најпредвидљивије компоненте хабања. Стандард ИСО 281 дефинише Л10 животни век - број радних сати у којима ће 10% дате популације лежаја искусити ломљење од замора под дефинисаним условима оптерећења и брзине. За умерене брзине осовине (100–500 о/мин) типичне за машине за намотавање папирне сламке, правилно одабрани куглични лежајеви-са дубоким жлебом или цилиндрични ваљкасти лежајеви могу да постигну вредности Л10 од 20.000–50.000 сати под пројектованим-називним оптерећењем.
У пракси, стварни век трајања лежаја у машини за сламку често није вођен контактним замором већнеуспех контаминације- папирна прашина и лепљиви аеросол који улазе у заптивке лежајева. ИСО 11171 и емпиријски подаци из одржавања машина у прехрамбеном-сектору показују да контаминација прашином може смањити стварни век трајања лежаја на 30–50% каталошких вредности Л10 у одсуству позитивне -заптивке или лавиринтне-заштите заптивке. Добро{10}}наведена машина користи заптивене или заштићене лежајеве са интервалима подмазивања од 500–1000 сати; машина са неадекватним заптивачем може захтевати промену лежаја сваких 6-12 месеци, а не сваких 3-5 година.
2.3 Сечива за сечење
Летеће{0}} јединице за одсецање користе сечива са ротирајућим диском или осцилирајуће гиљотинске оштрице за сечење непрекидне цеви на дужини сламке. Геометрија сечива директно контролише квалитет сечења-краја - истрошено сечиво производи компримоване или излизане крајеве цеви који не пролазе козметичку инспекцију. За једнослојну-слојну сламку крафт папира (60–120 гсм, 3–5 слојева), оштрина сечива се обично смањује на неприхватљив квалитет сечења за 4–8 недеља рада у две-смене, због чега је ротација или замена сечива рутинско месечно одржавање, а не}фактор који одређује век трајања{13.
2.4 Затезни ваљци и вођице за обликовање
Затезни ваљци -обложени полиуретаном или гуменим- рукавима одржавају напетост траке папира током намотавања. Контактна површина стари комбинацијом хемијског напада лепка (скробни-лепкови на бази воде или ПВОХ имају пХ 4–8), механичког замора компресије и термичког циклуса из секције за сушење. Повећање површинске тврдоће еластомера (однос по Шору А од 5–15 поена) указује на губитак конзистенције приањања у вези са узрастом-. Замена ваљка је обично неопходна сваке 2-4 године у зависности од агресивности хемије лепка и радне температуре.
3. Како оперативни услови убрзавају или успоравају старење
Три фактора животне средине имају непропорционалан утицај на животни век машине:
Врста лепка и конзистенција наношења.Контактни лепкови за храну-на бази хране- - декстрин, модификовани скроб, ПВОХ - су хемијски благи, али њихов аеросол и отпад који капа ствара корозивно микроокружење на необложеним површинама од меког челика у близини станице за лепљење. Машине са компонентама контактне-зоне обложене нерђајућим челиком или епоксидом (у складу са ЕХЕДГ принципима хигијенског дизајна и хигијенским захтевима ИСО 14159 за машине) старе знатно спорије у овој зони од машина са голом конструкцијом од благог-челика. Рубљење рђе у области станице за лепљење је класичан режим превременог-животног-окидања.
Садржај влаге и прашине на папиру.ИСО 186 утврђује стандардни протокол узорковања и испитивања влаге за папир; крафт папир -класе сламе је обично кондициониран на 4–8% влаге. Папир обрађен на највишој граници овог опсега (или у влажним амбијенталним условима) преноси додатну влагу на иглице и површине за вођење намотаја, убрзавајући корозију. Папирна прашина - мешавина финоће целулозе и минералног пунила - је веома абразивна и електрично изолује, што је чини проблематичном и за механичко хабање и за компоненте електричних ормана (погонски инвертори, ПЛЦ И/О картице) које захтевају чист-ваздушни амбијент.
Интензитет радне смене.Машина која ради номиналном брзином у три смене дневно акумулира радне сате отприлике 50% брже од рада у две-смене. Пошто је већина механизама хабања вођена циклусом-бројем-а не календаром-, производња у три-смене компримује механички календар животног века у складу са тим. Машина са 10-годишњим пројектованим веком рада у две-смене може да достигне исто механичко стање за 6–7 година под коришћењем у три смене.
4. Праксе одржавања које мерљиво продужавају животни век
Распореди превентивног одржавања за ову класу опреме обично прате вишеслојну структуру интервала. Засновано на објављеним упутствима из литературе за-и-одржавање машина за целулозу и папир и општих оквира за управљање индустријском опремом (СМРП Бест Працтице Метрицс, ИЕЦ 60300-3-14 о одржавању и поузданости):
| Интервал | Кључни задаци |
|---|---|
| Даили | Визуелна контрола уједначености наношења лепка; цут-провера квалитета; температура лежаја на месту-провера контактним термометром; стање ивице сечива |
| Недељно | Преглед површине трна за хабање жлебова; стање површине затезног ваљка; филтер пумпе лепка чист; провера затегнутости погонског ремена |
| Месечно | Замена или ротација сечива; потпуно подмазивање{0}}лежаја на свим местима подмазивања; чишћење канала водича; замена филтера за ваздух у електро орману |
| квартално | Мерење пречника трна и провера концентричности; провера тврдоће ваљка (дурометар); провера поравнања вођица за угао намотаја; резервна копија параметара серво погона |
| Годишње | Потпуна замена лежаја у положајима високог{0}}оптерећења; поновно-брушење или замена трна; замена погонског ланца или зупчастог ремена; потпуно испитивање електричне изолације; провера поравнања рама машине |
Оператери који доследно извршавају овај распоред извештавају да аМашина за прављење сламки за пићепостиже свој пројектовани век трајања од 12-15 година без потребе за већом заменом структурних компоненти. Они који раде реактивно - замењујући само у случају квара - обично се сусрећу са првим великим застојима након 4–6 година и суочавају се са каскадним кваровима компоненти јер истрошене компоненте намећу абнормална оптерећења на суседне делове.
5. Одлука о ремонту у средини{1}}
Око 7-10 година, већина инсталација у овој категорији достиже тачку преокрета. Кумулативно хабање лежајева, деградација трна и застарелост контролера (ПЛЦ програми и серво погони од деценије раније можда немају расположиве резервне делове из ланца снабдевања) се приближавају. У овој фази, оператери се суочавају са структурираним избором:
Опција А: Велики ремонт.Замените све лежајеве, трн, ваљке, ножеве, вођице за хабање и контролни систем. Цена је обично 25–45% набавне цене нове машине. Ово враћа машину на скоро{4}}пројектоване перформансе и продужава век трајања за 5–8 година.
Опција Б: Замена.Нова машина укључује технолошка побољшања која нису била доступна у време оригиналне куповине - веће излазне брзине (неке тренутне -генерације великих- јединица за велике брзине достижу 100–120 м/мин у односу на 50–70 м/мин од пре једне деценије), побољшану интеграцију серво система, бољу интеграцију произведеног лепка и често мању потрошњу енергије по метру страв.
Рационални избор се утврђује упоређивањем нивелизованих трошкова по јединици сламе у сваком сценарију. Ако производна стопа ремонтоване машине и ОЕЕ не могу да се подударају са економском производњом нове јединице, замена постаје финансијски оправдана чак и пре истека механичког века. МРС 16 (Међународни рачуноводствени стандард за некретнине, постројења и опрему) пружа рачуноводствени оквир за ову анализу - дефинише корисни век као период током којег се очекује да ће средство бити економски употребљиво, што није нужно упоредо са његовим физичким веком трајања.
6. Знаци да се машина ближи крају економског живота
Осим једноставног узраста, специфични оперативни симптоми сигнализирају да се опрема ближи свом економском крају--животног века:
Повећање стопе{0}}одбијања на крајуупркос редовној замени сечива - указује на истрошеност трна или хабање канала за вођење изнад надокнадиве толеранције
Недоследност примене лепкаизазивање дефеката деламинације - указује на хабање пумпе или пропадање заптивке вентила које се не може надокнадити подешавањем параметара
Пораст температуре погонапри номиналној брзини - сугерише губитак предоптерећења лежаја или повећање унутрашњег трења услед акумулације хабања
Учесталост непланираних застоја прелази 5% планираног времена производње- широко цитирани праг (СМРП метрика 2.1.1) изнад којег трошкови реактивног одржавања обично премашују економичност континуираног рада
Недоступност резервних делова система управљања- застареле ПЛЦ картице и ХМИ панели са машина старијих од 12–15 година се можда више неће производити, што један електронски квар чини ефективним крајњим догађајем
7. Резиме
Добро{0}}одржаванМашина за прављење сламки за пићеумереног-интензитета услуга може да постигне 12–15 година продуктивног рада. Ограничавајући фактори нису оквир машине или одливци - који су обично пре-пројектовани за своја оптерећења -, већ потрошне и полу-потрошне компоненте: лежајеви, трнови, ваљци, сечива и заптивке система лепка. Контаминација прашином, корозија остатака лепка и застарелост контролног система су три пута квара који најпоузданије скраћују век пре него што се достигне животни век конструкције. Оператер који одржава дисциплинован распоред превентивног одржавања, одређује машине са одговарајућим заптивачем против уласка папирне прашине и планира надоградњу система за контролу средином{10}}животног циклуса око 8. до 10. године, доследно ће достићи горњи крај опсега животног века.
Референце
ИСО.ИСО 281:2007 - Котрљајни лежајеви: Динамичке оцене оптерећења и животни век. Међународна организација за стандардизацију.
ИСО.ИСО 11171:2020 - Снага хидрауличног флуида: калибрација аутоматских бројача честица за течности(принципи класификације контаминације применљиви на процену животне средине лежишта).
ИСО.ИСО 186:2002 - Папир и картон: Узорковање за одређивање просечног квалитета. Међународна организација за стандардизацију.
ИСО.ИСО 14159:2002 - Безбедност машина: Хигијенски захтеви за пројектовање машина. Међународна организација за стандардизацију.
ЕХЕДГ.ЕХЕДГ Доц. 8: Критеријуми дизајна хигијенске опреме, 2. издање. Европска група за хигијенско инжењерство и дизајн.
ИЕЦ.ИЕЦ 60300-3-14:2004 - Управљање поузданошћу: одржавање и подршка за одржавање. Међународна електротехничка комисија.
СМРП.СМРП метрике најбоље праксе, 5. издање. Друштво за професионалце за одржавање и поузданост (метрика 2.1.1: Трошкови одржавања као проценат заменске вредности имовине).
ИАСБ.ИАС 16 - Некретнине, постројења и опрема. Одбор за међународне рачуноводствене стандарде (дефиниција корисног века трајања и процена преостале вредности).
ТАППИ.Т 412 - Влага у целулози, папиру и картону. ТАППИ Пресс, тренутно издање.
ЦЕН.ЕН ИСО 4287:1998 - Геометријске спецификације производа: текстура површине - Метод профила(примењиво на мерење хабања површине трна).