Pergunte a qualquer gerente de produção que administre uma máquina{0}}tudo{0}}em{1}}para fazer pratos de papel o que os mantém acordados à noite, e a resposta geralmente não são as grandes falhas catastróficas -, é o acúmulo constante de pequenos problemas de manutenção que corroem silenciosamente a qualidade da produção e o tempo de atividade. As prensas hidráulicas funcionam bem na manhã de segunda-feira, mas na tarde de quinta-feira as placas estão saindo irregulares. O contador registra 10.000 placas, mas a pilha na bandeja de saída claramente contém menos. A máquina funciona, mas não muito bem.
Compreender os problemas comuns de manutenção nessas máquinas - o que os causa, como eles se manifestam e o que fazer com eles - é um dos investimentos mais práticos que qualquer operador ou gerente de instalação pode fazer.
O que "tudo-em-um" significa para manutenção
Antes de entrar em questões específicas, é útil entender o que fazMáquinas{0}}tudo{0}}em{1}}para fazer pratos de papeldiferente dos modelos semi{0}}automáticos básicos do ponto de vista da manutenção.
Uma máquina{0}}tudo{1}}integra múltiplas funções em uma única sequência mecânica: alimentação de rolo de papel, tensionamento de banda, corte e vinco ou pré{2}}corte, conformação (prensagem), corte de borda, contagem e empilhamento. Cada função depende daquelas anteriores e posteriores. Quando um subsistema desenvolve um problema, ele raramente falha isoladamente - ele cria efeitos posteriores que podem parecer problemas em uma parte completamente diferente da máquina.
Essa interdependência é o recurso que define a manutenção-em-tudo em um só lugar. Diagnosticar a verdadeira causa raiz, em vez de tratar o sintoma mais visível, é o que separa a manutenção eficaz do combate a incêndios reativo.
1. Desgaste da matriz e do molde
A matriz de formação - o conjunto de moldes macho e fêmea que pressiona o papel em um formato de placa - é o componente mais tensionado mecanicamente na máquina. Cada ciclo de conformação sujeita a face da matriz ao calor, à pressão e ao efeito abrasivo das fibras do papel. Com o tempo, esse desgaste se acumula.
Sintomas de desgaste da matriz:
Sintomas: As placas saem com bordas irregulares. Alguns aros são nítidos e claros, mas outros são macios ou redondos.
Os padrões em relevo na superfície da placa ficam cada vez menos claros com o tempo.
As dimensões da placa se afastam do tamanho correto. Os diâmetros podem ser um pouco menores ou maiores do que o pretendido porque a cavidade da matriz se desgasta.
O acabamento da superfície da placa muda de textura uniforme para irregular ou irregular.
Fatores contribuintes:Usar papel que esteja fora da faixa GSM da máquina faz com que o desgaste da matriz seja muito mais rápido. Papel mais pesado exerce mais força na face da matriz a cada ciclo. Operar a máquina a uma temperatura acima do limite superior recomendado causa fadiga térmica no material da matriz. Papel contaminado - contendo grãos, grampos ou partículas estranhas - causa marcas localizadas na superfície da matriz.
Abordagem de manutenção:As superfícies das matrizes devem ser inspecionadas visualmente sob boa iluminação a cada poucos dias durante a produção-de alto volume. O polimento periódico da face da matriz (usando compostos de polimento apropriados para o material da matriz) restaura o acabamento superficial e prolonga a vida útil da matriz. Quando a profundidade de desgaste se torna suficiente para afetar a especificação da placa, a matriz deve ser re-usinada ou substituída. Manter um conjunto de matrizes sobressalentes à mão é uma precaução razoável para qualquer instalação de alta-produção.
2. Falhas no elemento de aquecimento e no controle de temperatura
O processo de formação em uma máquina de placa de papel usa calor preciso para amolecer as fibras do papel o suficiente para que a matriz dê forma à placa sem rachar. Os elementos de aquecimento dentro ou ao redor do molde mantêm esta temperatura durante toda a produção.
Problemas comuns de aquecimento:
Aquecimento desigual em toda a superfície da matriz. Um elemento de aquecimento com falha parcial - ou um que desenvolveu uma seção de alta-resistência - cria pontos quentes e pontos frios. As placas formadas em zonas mais quentes apresentam características de superfície diferentes (às vezes, leve descoloração ou compressão excessiva) em comparação com placas formadas em zonas mais frias.
Falha no sensor de temperatura. Os termopares ou sensores RTD que alimentam os dados de temperatura para o controlador oscilam com o tempo ou falham repentinamente. Quando a leitura da temperatura está errada, o controlador toma decisões erradas - superaquecendo ou subaquecendo a matriz - e o operador pode não perceber até que a qualidade da placa já tenha se degradado significativamente.
Queimadura da banda do aquecedor. Os aquecedores de tira ou de faixa que envolvem o conjunto da matriz falham devido à fadiga do ciclo térmico. A queima parcial reduz a capacidade efetiva de aquecimento, exigindo que os restantes elementos trabalhem mais e acelerando o seu próprio desgaste.
Problemas no controlador PID. O controlador que controla a temperatura pode ter desvio de calibração, contatos de relé de saída defeituosos ou software quebrado (em controladores digitais). A temperatura pode subir e descer em vez de permanecer estável. Isso faz com que a qualidade da chapa mude em um ciclo durante a produção.
Abordagem de manutenção:Verifique os sensores de temperatura em relação a uma referência conhecida pelo menos a cada três meses. Troque os elementos de aquecimento antes que quebrem, com base em quantas horas eles funcionaram. Não espere que eles falhem. Um aquecedor que queima repentinamente durante uma produção custa muito mais do que uma mudança planejada durante um tempo de inatividade programado. Anote as leituras de temperatura o tempo todo e verifique quaisquer leituras que estejam fora da faixa normal antes que a qualidade seja prejudicada.
3. Problemas de alimentação de papel e tensão da folha
O sistema de alimentação de papel - os mecanismos que desenrolam o rolo, tensionam a banda e alimentam o papel na estação de formação na taxa e alinhamento corretos - é a fonte de uma parcela desproporcional de problemas de produção emMáquinas{0}}tudo{0}}em{1}}para fazer pratos de papel.
Os problemas-relacionados ao feed incluem:
Excentricidade do rolo de papel. Rolos que não são perfeitamente redondos ou que possuem um núcleo não centralizado criam variações periódicas de tensão à medida que o rolo gira. Isto faz com que a folha de papel fique alternadamente frouxa e apertada, interrompendo a taxa de alimentação e fazendo com que a estação de formação receba papel em profundidades variáveis. As placas formadas durante os períodos de folga podem ser formadas de forma incompleta; as placas durante períodos apertados podem ficar-esticadas demais.
Desgaste por fricção do freio no sistema de desenrolamento. O freio de desenrolamento fornece tensão-para trás para manter a teia esticada. À medida que o material de fricção se desgasta, a força de frenagem diminui e a teia perde tensão. O sintoma é a piora progressiva do posicionamento das placas - as placas começam a parecer deslocadas em direção a um lado da matriz e, em seguida, começam a se formar totalmente fora do centro.
Desvio do sistema de guia da web. Guias automáticas da banda (sensores de borda e rolos guia laterais) que mantêm a posição lateral do papel podem desenvolver desvio do sensor, folga mecânica na estrutura da guia ou desgaste do atuador. Quando a guia da banda não está se movimentando corretamente, o papel vagueia pela matriz de formação, produzindo placas com bordas assimétricas.
Desgaste da superfície do rolo de alimentação. O revestimento de borracha ou macio dos rolos de alimentação segura o papel e o move pela máquina. Quando este revestimento se desgasta ou fica liso, a aderência piora. Os rolos escorregam no papel e a velocidade real de alimentação diminui, mas a máquina não apresenta problemas.
Abordagem de manutenção:Verifique as superfícies dos rolos de alimentação toda semana durante a produção-de alto volume. Troque o revestimento macio quando perceber que está escorregando. Não espere que a aderência falhe completamente. Verifique e ajuste a tensão do freio regularmente. Limpe os sensores de guia de banda regularmente - o pó de papel é o principal contaminante.
4. Desgaste e embotamento da lâmina de corte
Máquinas{0}}multifuncionais-que incorporam corte ou aparamento em linha - para cortar-o molde de papel da teia ou para aparar bordas de placas após a formação - dependem de lâminas de corte que mantêm sua borda ao longo de milhões de ciclos.
Sintomas de desgaste da lâmina:
As bordas das placas são irregulares, fibrosas ou sujas, em vez de lisas e afiadas
O corte requer visivelmente mais força - a máquina soa diferente, o tempo do ciclo aumenta ligeiramente ou a leitura da tonelagem (se monitorada) aumenta
O papel rasga em vez de cortar corretamente na linha de corte
Aumento de poeira e detritos de fibra ao redor da estação de corte
Fatores contribuintes:O desgaste da lâmina acelera com maior GSM de papel, papéis abrasivos reciclados contendo grãos residuais e operação da máquina acima de sua velocidade nominal. O desalinhamento entre as matrizes de corte macho e fêmea adiciona força de cisalhamento lateral que acelera o desgaste da borda e pode lascar a lâmina.
Abordagem de manutenção:A maioria das máquinas{0}}tudo{1}}são projetadas para remoção acessível de blade. Defina um cronograma de substituição com base no número de ciclos (use a recomendação do fabricante). Não confie apenas na inspeção visual. As lâminas geralmente parecem boas até ficarem muito gastas. Armazene as lâminas de reposição da maneira correta. Mantenha-os afastados de outras superfícies metálicas, pois o contato pode lascar as arestas de corte. Ao recolocar as lâminas, verifique o alinhamento antes de iniciar a produção novamente.
5. Falhas no sistema de lubrificação
Máquinas-completas{1}}para fazer pratos de papelpossuem inúmeras peças móveis - formando prensas, acionamentos excêntricos, colunas guia, rolos de alimentação, seguidores de came - que necessitam de lubrificação correta para operar sem desgaste e geração excessiva de calor.
Problemas de lubrificação se manifestam como:
Aumento de ruído (trituração, guincho ou clique rítmico) dos componentes da unidade ou da guia
Calor elevado em juntas mecânicas específicas
Aumento do consumo de energia sem aumento correspondente na produção
Desgaste acelerado de colunas-guia, buchas e superfícies de rolamento
Em casos graves, apreensão de componentes da unidade causando tempo de inatividade não planejado
Causas comuns:
Bloqueios no sistema de lubrificação automatizada - Em máquinas com lubrificadores automáticos centralizados, os bloqueios nas linhas de distribuição impedem que a graxa chegue a alguns pontos, de modo que esses pontos não recebem óleo enquanto outros pontos recebem excesso.
Tipo de lubrificante errado - Usar um lubrificante com espessura ou composição errada para as condições de temperatura faz com que a película de óleo se rompa em pontos de alta carga.
Excesso de lubrificação - Muita graxa se acumula e se mistura com o pó de papel formando uma pasta. Essa pasta bloqueia os mesmos canais pelos quais a graxa deveria fluir.
Pontos de lubrificação manual perdidos - Em máquinas com niples de lubrificação manuais, a falta de um niple durante a manutenção leva a um desgaste lento a seco ao longo do tempo.
Abordagem de manutenção:Siga com precisão o cronograma de lubrificação da máquina. Utilize apenas os graus de lubrificante especificados pelo fabricante. Para sistemas automáticos centralizados, inspecione mensalmente as linhas de distribuição em busca de bloqueios e verifique se a lubrificação está realmente chegando a cada ponto atendido (não apenas se a bomba está funcionando). Limpe a graxa acumulada-a pasta de poeira das superfícies visíveis durante cada parada de manutenção programada.
6. Problemas elétricos e de sistema de controle
As modernas máquinas-tudo{1}}de placas de papel usam controladores lógicos programáveis (PLCs), servo drives e redes de sensores. Essas peças trabalham juntas para executar o ciclo de produção de várias-etapas. Esses sistemas são confiáveis, mas ainda podem apresentar problemas.
Problemas elétricos e de controle comuns:
Desvio ou falha do sensor de proximidade. Sensores de posição verificam a posição da matriz, o avanço do papel e a altura da pilha. Esses sensores podem perder a calibração ou quebrar completamente. A máquina pode continuar funcionando, mas com tempo de ciclo incorreto. Isso causa formação dupla-(a matriz fecha duas vezes na mesma placa bruta) ou ciclos perdidos (uma peça bruta passa sem ser formada).
Desvio de parâmetro do servo drive. Os servoacionamentos que controlam a velocidade e a posição da prensa de conformação podem desenvolver desvios de parâmetros após flutuações de potência ou devido ao desgaste gradual do codificador. A prensa pode ultrapassar sua posição alvo, exercendo força excessiva na matriz.
Desgaste do contator e do relé. Contatores de comutação de alta-frequência que controlam os elementos do aquecedor e as partidas do motor se desgastam ao longo do tempo. O salto e a corrosão dos contatos aumentam à medida que os contatores envelhecem, causando comportamento errático nos circuitos que eles controlam.
Falha na bateria do CLP. A maioria dos CLPs armazena seus programas e configurações em RAM alimentada por bateria-. Quando a bateria reserva falha, qualquer interrupção de energia causa a perda do programa. Esse é um problema de baixo-custo e fácil-de-prevenir que causa um tempo de inatividade significativo quando ocorre inesperadamente.
Abordagem de manutenção:Substitua as baterias de reserva do PLC em um cronograma fixo - a cada 2–3 anos, independentemente da condição aparente. Registre todos os valores de calibração do sensor por escrito para que possam ser restaurados rapidamente após a manutenção. Mantenha em estoque um conjunto sobressalente dos sensores substituídos com mais frequência.
7. Imprecisões no sistema de contagem e empilhamento
Os sistemas de contagem e empilhamento na extremidade de saída da máquina determinam como as placas acabadas são organizadas e embaladas. As imprecisões aqui afetam diretamente a precisão da embalagem - pilhas subcontadas significam-clientes com frete curto; pilhas supercontadas afetam a embalagem e a paletização.
Problemas comuns de contador e empilhador:
Contaminação do sensor do contador óptico por pó de papel - a causa mais comum de erros de contagem
Desvio mecânico de temporização das pás do empilhador - pás que estão ligeiramente fora de fase com o ciclo de formação começam a faltar placas ou a contar-duplamente
Desgaste da guia de altura da pilha - à medida que as superfícies da guia se desgastam, as pilhas inclinam-se ou tombam durante a formação, causando emperramento
Acúmulo de carga estática em placas acabadas - placas de alguns materiais aderem umas às outras ou às guias do empilhador, causando falhas na alimentação e na contagem incorreta
Abordagem de manutenção:Limpe os sensores ópticos com ar comprimido e um pano sem fiapos-pelo menos diariamente durante a produção contínua. Verifique o tempo do empilhador como parte de cada parada de manutenção programada. Resolva o acúmulo de estática por meio da instalação da barra ionizante, se for um problema recorrente.
8. Contaminação Geral e Limpeza
A fabricação de papel produz poeira fina continuamente. Essa poeira é inimiga de todos os sensores, rolamentos, superfícies de guia e contatos elétricos da máquina. As instalações que tratam a limpeza como algo secundário enfrentam consistentemente custos de manutenção mais elevados e uma vida útil mais curta dos componentes do que as instalações que a tratam como parte da produção.
Efeitos de contaminação:
O pó de papel nos rolamentos atua como um abrasivo, acelerando o desgaste
A camada de poeira nos sensores causa leituras falsas e detecções incorretas
A poeira acumulada nas superfícies de aquecimento reduz a eficiência térmica
Poeira em gabinetes elétricos causa rastreamento entre condutores e quebra de isolamento
Abordagem de manutenção:A purga de ar comprimido do exterior da máquina (com proteção respiratória adequada para o pessoal) deve ser uma prática diária. Os gabinetes elétricos devem ser limpos com ar comprimido seco semanalmente ou mensalmente, dependendo do ambiente com poeira. Os filtros nos painéis de controle resfriados a ar-devem ser limpos ou substituídos mensalmente.
Construindo um cronograma de manutenção preventiva
A manutenção reativa - consertar coisas quando elas quebram - é a abordagem mais cara. Um cronograma estruturado de manutenção preventiva reduz drasticamente o tempo de inatividade não planejado e prolonga a vida útil da máquina.
Um cronograma prático de PM para ummáquina{0}}tudo{0}}em{1}}para fazer pratos de papelnormalmente inclui:
Diário:Limpe sensores e peças ópticas. Verifique a tensão de alimentação do papel. Observe se há sujeira ou arranhões visíveis na superfície da matriz. Verifique os níveis de lubrificante em pontos manuais. Limpe a poeira da máquina do lado de fora.
Semanalmente:Verifique a condição da lâmina e a qualidade da borda. Verifique as leituras do sensor de temperatura em relação ao alvo de calibração. Verifique o rastreamento do guia da web. Limpe os filtros do quadro elétrico. Verifique a condição e a tensão da correia de transmissão.
Mensal:Faça uma verificação completa da lubrificação - certifique-se de que todos os pontos do sistema automático estejam recebendo graxa. Calibrar sensores de posição. Verifique os cabos e conexões do elemento de aquecimento. Verifique e aperte todas as conexões terminais no gabinete de controle. Teste a função de parada de emergência.
Trimestral:Verifique a calibração do sensor de temperatura em relação a um padrão de referência. Observe a superfície da matriz e faça o polimento, se necessário. Verifique os parâmetros do servoconversor. Verifique a tensão da bateria de reserva do PLC. Verifique o alinhamento das colunas da matriz e das hastes guia.
Anualmente:Faça uma inspeção completa da matriz e veja se ela precisa de-reusinagem ou substituição. Troque rolamentos em posições de{2}ciclo alto (formando colunas de prensa, excêntricos de acionamento principal). Peça a um técnico qualificado para fazer uma verificação elétrica completa.
Perguntas frequentes
P: Com que frequência a matriz de formação deve ser substituída em uma máquina-tudo-de placas de papel?
R: A vida útil da matriz depende do tipo de papel, da velocidade da máquina e da qualidade da manutenção. Em condições normais, com placas de celulose limpas no GSM correto, matrizes-bem mantidas podem durar de 2 a 5 milhões de ciclos antes de precisarem de re-usinagem. Papel reciclado ou condições operacionais inadequadas tornam esse tempo muito mais curto.
P: O que faz com que os pratos fiquem empenados ou em concha em vez de planos?
R: A temperatura irregular da matriz é a causa mais comum. Um lado da matriz é mais quente que o outro, então a fibra relaxa de maneira diferente. Outras causas incluem colunas de molde desalinhadas (que permitem que a prensa feche de forma desigual), umidade incorreta do papel ou desalinhamento de alimentação de papel que coloca a peça bruta descentralizada na matriz.
P: Por que a contagem de ciclos da minha máquina não corresponde ao número real de placas na pilha de saída?
R: Isso quase sempre é um problema no sensor óptico. Poeira de papel na lente do sensor causa detecções perdidas. Limpe bem o sensor do contador e teste novamente. Se o problema persistir, verifique o alinhamento do sensor e a configuração de sensibilidade no amplificador do sensor.
P: Como evito que o pó de papel cause falhas no sensor?
R: Use caixas de sensores seladas feitas para locais empoeirados (IP54 ou superior), se possível. Faça um sopro diário de ar em todos os sensores expostos. Em locais muito empoeirados, coloque uma pequena purga de ar com-pressão positiva nos invólucros importantes dos sensores para impedir a entrada de poeira.
P: O que devo fazer quando a máquina produz algumas placas boas e depois algumas ruins em um ciclo regular?
R: Mudança cíclica de qualidade geralmente significa um rolo de papel enrolado fora do centro (o que causa mudanças periódicas de tensão), um elemento de aquecimento parcialmente com defeito que liga e desliga ou um problema de acionamento mecânico que cria mudanças periódicas de velocidade. Observe qual parte da rotação do rolo corresponde às placas ruins e comece a verificar a partir daí.
P: Vale a pena manter peças sobressalentes à mão para uma máquina-tudo-de chapas de papel?
R: Sim. As melhores peças sobressalentes para guardar são elementos de aquecimento (combinados com as especificações da sua máquina), lâminas de corte, tampas dos rolos de alimentação ou rolos de reposição, sensores de proximidade compatíveis com a fiação da sua máquina, baterias de reserva do PLC e pelo menos um conjunto completo de matrizes. O custo de manter essas peças geralmente é recuperado muitas vezes, evitando a espera por pedidos de emergência quando a produção diminui.