Mỡ chịu nhiệt PFPE/PTFE

Bao bì sóng là một trong những cách tiết kiệm nhất về kinh tế, gồ ghề và môi trường để vận chuyển hàng hóa. Hơn hai phần ba các mặt hàng bán lẻ của thế giới, từ sôcôla đóng hộp đến các thành phần công nghiệp nặng, được vận chuyển trong các hộp sóng.

Việc sản xuất thùng chứa hiệu quả và tiết kiệm chi phí phụ thuộc vào việc bôi trơn tốt. Nếu không có nó, toàn bộ dây chuyền sản xuất đã bị xáo trộn sẽ dừng lại.

Bài viết này tập trung vào việc tối đa hóa tuổi thọ của vòng bi lăn nóng trong các mặt đơn, các máy ở trung tâm của đường gấp nếp. Các mặt duy nhất bấm sáo vào giấy, sau đó được kẹp bằng keo giữa các lớp lót và cuối cùng được cắt và định hình thành các hộp.

Các cuộn có thể hoán đổi cho nhau - thường dài từ sáu đến chín feet, các chân thép cán với các đường gờ - thực sự nhấn sáo vào giấy. Những cuộn này có ổ trục lăn công nghiệp lớn ở mỗi đầu và liên tục tiếp xúc với hơi nóng, làm cho giấy dễ uốn hơn.

Tuổi thọ của cuộn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn như lượng giấy tái chế trong sản phẩm, loại lớp phủ trên cuộn và số lần dịch chuyển tại nhà máy mỗi ngày. Các cuộn thường sẽ kéo dài từ một đến năm năm. Quản lý bảo trì cố gắng để làm cho vòng bi cuộn nóng kéo dài tuổi thọ của các cuộn.

Bởi vì vòng bi lăn được làm nóng được thiết kế để tồn tại 40.000 giờ hoạt động liên tục, nên chúng sẽ tồn tại lâu hơn cuộn. Trong thực tế, tuy nhiên, sự thất bại sớm của các vòng bi lăn nước nóng chiếm nhiều giờ thời gian ngừng hoạt động không có kế hoạch và sản xuất bị mất. Thường những thất bại có thể được truy tìm trực tiếp đến chất bôi trơn.

Phương pháp tiếp cận để phòng chống mặc

Mang mòn là do tiếp xúc bề mặt với bề mặt. Chức năng chính của chất bôi trơn là tạo màng dầu giữa phần tử cán và mương. Ngay cả khi sử dụng mỡ, được hình thành bằng cách kết hợp một loại dầu với chất làm đặc, nó vẫn là dầu cung cấp dầu bôi trơn.

Các phần tử lăn thực sự cưỡi trên một màng bảo vệ của dầu và không phải chịu mài mòn, tiếp xúc kim loại với kim loại. Trong môi trường hoạt động ở nhiệt độ cao của vòng bi lăn nóng, dầu phải ổn định. Khi nhiệt độ tăng, dầu trở nên mỏng hơn. Bộ phim dầu mỏng hơn, bảo vệ ít chịu lực hơn.

Bởi vì một số loại dầu dễ bay hơi hơn những loại khác, chúng thực sự cháy ở nhiệt độ cao. Điều này để lại cặn carbon trong sự trỗi dậy của chúng, giúp tăng tốc độ mài mòn và gây tổn thương môi, tạo ra các nguy cơ về an toàn và môi trường.

Lựa chọn chất bôi trơn thích hợp gần đây đã trở nên quan trọng hơn với việc sử dụng vonfram cacbua tăng lên như một lớp phủ trên cuộn. So với lớp phủ mạ crôm truyền thống, cacbua vonfram có thể tăng gấp đôi tuổi thọ của các cuộn, đặt nhu cầu lớn hơn về chất bôi trơn mang.

Theo truyền thống, các nhà máy tạo sóng đã dựa vào dầu khoáng để bôi trơn vòng bi cuộn nóng, đầu tiên với một hệ thống nhỏ giọt và sau đó với hệ thống vòng kín, cấp lực được giới thiệu vào đầu những năm 1980.

Trong thực tế, đối với các mặt đơn được sản xuất trước năm 1988, có rất ít, nếu có, thay thế cho dầu mỏ hoặc mỡ bôi trơn. Dầu khoáng, tuy nhiên, không phải là chất bôi trơn tối ưu cho các ứng dụng nhiệt độ cao. Nó bắt đầu giảm xuống ở hoặc trước 210 ° F (99 ° C), thấp hơn các điều kiện hoạt động của ổ trục lăn nóng, có thể dễ dàng đạt tới 350 ° F (177 ° C) và cao hơn.

Để bù đắp cho các giới hạn nhiệt độ cao, các mặt đơn được bôi trơn bằng dầu khoáng đòi hỏi các hệ thống phụ trợ phức tạp để giữ cho dầu lưu thông và giữ nhiệt độ của nó thấp.

Mặc dù chúng được bảo trì chuyên sâu, các hệ thống phụ trợ này làm cho dầu khoáng chất trở thành chất bôi trơn có thể chấp nhận được đối với các vòng bi lăn nóng, miễn là tất cả các bộ phận của hệ thống đều hoạt động bình thường. Khi chúng không hoạt động đúng cách, dầu gốc dầu có thể trở nên lộn xộn và tạo ra những hậu quả không mong muốn.

Ví dụ, một đường bị tắc có thể gây ra dầu bị mắc kẹt trong ổ đỡ để làm nóng và thoái hóa. Carbon mảnh vụn, một sản phẩm phụ của dầu đốt, tích lũy và cuối cùng sẽ mặc ra các con dấu môi. Dầu, lần lượt, chạy xuống các khung bên, lên sàn, tạo ra các mối nguy hiểm an toàn trong nhà máy.

Cuối cùng, nó tìm đường vào hệ thống thoát nước, tương đương với sự cố tràn chất thải độc hại. Đơn giản chỉ cần nói, một hệ thống dầu tuần hoàn trong ứng dụng này là thâm dụng lao động. Bởi vì hệ thống tuần hoàn có nhiều thành phần, khả năng thất bại tăng lên, gây nguy hiểm cho độ tin cậy của vòng bi và đường gấp nếp.

Công nghệ dầu nhờn hiện tại cung cấp một thay thế cho các loại dầu khoáng để giúp vòng bi kéo dài tuổi thọ của cuộn. Được giới thiệu vào ngành công nghiệp corrugating vào năm 1988, dầu perfluoropolyether (PFPE), được làm dày thành mỡ với olytetrafluoroethylene vô cơ (PTFE), cung cấp khả năng bảo vệ chống mài mòn cao cho vòng bi cuộn nóng. Trên thực tế, hầu hết các OEM hiện nay sử dụng mỡ bôi trơn PFPE / PTFE trong các mặt đơn mới, và nhiều nhà máy đang thay thế các hệ thống bôi trơn bằng dầu khoáng cũ hơn bằng dầu mỡ PFPE / PTFE.

Một số yếu tố làm cho PFPE vượt trội hơn các loại dầu hydrocacbon cho việc bôi trơn vòng bi lăn nóng. PFPE chịu được nhiệt độ cao, các hóa chất thù địch và bầu khí quyển dễ bay hơi. Không giống như các hydrocarbon bắt đầu giảm xuống ở 212 ° F (100 ° C), PFPE ổn định về mặt hóa học ở 650 ° F (343 ° C).

Nó sẽ không cháy và không phản ứng với oxy. Khi nó bắt đầu bị phá vỡ, các sản phẩm phụ bốc hơi, không để lại các cục gợn hoặc tiền gửi. Mỡ PFPE tạo thành con dấu riêng xung quanh vòng bi, cũng chống lại các dung môi phổ biến và tiếp xúc lâu dài với hơi nước và nước sôi. Mật độ của PFPE cũng góp phần vào ưu thế của nó như là một chất bôi trơn phục vụ nghiêm trọng.

Khoảng hai lần dày đặc như chất bôi trơn hydrocacbon điển hình, PFPE cung cấp khả năng chịu tải cao và đặc tính tạo màng, các yếu tố quan trọng trong việc kéo dài tuổi thọ của ổ đỡ.

Mỡ PFPE mang lại ít nhất ba lợi ích khác cho chương trình bảo trì của nhà máy. So với dầu nhờn khoáng sản, PFPE giảm bảo trì. Với dầu mỡ PFPE, toàn bộ hệ thống phụ trợ được sử dụng để giữ cho dầu bôi trơn mát và chảy tự do không còn cần thiết nữa.

Thứ hai, dầu mỡ PFPE cải thiện an toàn trong nhà máy và vệ sinh ngay lập tức bằng cách loại bỏ khả năng rò rỉ dầu và các nguy cơ môi trường đi kèm với chúng. Thứ ba, thay đổi cuộn nhanh hơn, bởi vì PFPE không để lại cặn carbon để làm sạch từ các thành phần một mặt có thể tái sử dụng được.

Một nghiên cứu điển hình từ Brazil

Mặc dù có ưu điểm của PFPE, chi phí chuyển đổi một facer đơn lẻ từ dầu sang mỡ đôi khi quá cao đối với nhiều công ty để quản lý. Một số OEM duy nhất có thể sạc lên tới $ 20,000 cho vỏ và con dấu cần thiết để chuyển đổi vòng bi lăn nóng từ dầu tuần hoàn sang mỡ tổng hợp.

Sau đó, có chi phí của dầu mỡ. Một số mặt đơn yêu cầu nhiều nhất là 36 pound mỡ PFPE / PTFE cho mỗi lần đổ đầy, khoảng 2.700 đô la cho mỗi máy. Điều này không bao gồm top-up trong quá trình hoạt động.

Mặc dù các chi phí này không phải là một khoản tiền nhỏ ở Hoa Kỳ, nhưng chúng dường như còn lớn hơn ở Brazil. Xem xét nghiên cứu trường hợp của một nhà máy tạo sóng: Ibéria Industria de Embalagens Ltda. Nhà máy 26.500 mét vuông của công ty này nằm ở Aguai, một thành phố thuộc khu vực đông bắc của São Paulo, Brazil. Thu nhập bình quân đầu người của São Paulo chỉ là 8.300 đô la, một số liệu thống kê phục vụ để phóng đại ngân sách chuyển đổi được đề xuất bởi giám sát viên bảo trì của Ibéria, Olivio Mattiazzi.

Trớ trêu thay, hồ sơ theo dõi của Mattiazzi không giúp bán đề xuất chuyển đổi của anh ấy cho quản lý công ty. Ông đã làm một công việc tuyệt vời giữ hai mặt đơn 97-inch năm 1995 cổ điển của mình hoạt động. Các bộ phận duy nhất bôi trơn dầu đã có thể sản xuất 6.500 tấn / tháng với tốc độ trung bình 9.000 mét / giờ, mặc dù hơn sáu năm phục vụ trong một nhà máy hoạt động suốt ngày đêm, bảy ngày một tuần.

“Tôi biết chúng tôi có thể cải thiện năng suất nếu chúng tôi chuyển thành dầu mỡ,” Mattiazzi nói. “Hệ thống dầu tuần hoàn rất chuyên sâu. Chúng tôi luôn phải theo dõi chặt chẽ những thất bại về điện, khí nén và cơ khí - bất kỳ thứ gì trong đó có thể ngừng sản xuất. Hệ thống yêu cầu các thành phần thủy lực và điện tử phải được nhập khẩu, khiến chúng trở nên tốn kém hơn. ”

Nhưng tất cả những điều này là những chi phí ẩn của việc duy trì một hệ thống dầu mỏ, và những chi phí đó rất khó để định lượng.

Mattiazzi tìm thấy một cách rẻ hơn để chuyển đổi từ dầu sang PFPE / PTFE tại Capma Ltda. ở Jundiai, São Paulo. Capma đại diện cho một số công ty quốc tế cung cấp sản phẩm cho ngành công nghiệp nếp gấp, bao gồm Vòng bi FARO của Sarasota, Florida và Nye Lubricants ở Fairhaven, Massachusetts. Bằng cách kết hợp các sản phẩm từ Vòng bi FARO và Dầu nhờn Nye, Capma đã mở đường cho việc chuyển đổi tại nhà máy Aguai.

Vào đầu những năm 1990, một nhà sản xuất đặc biệt ở Italia đã nhận ra rằng nhiều vòng bi lăn nóng ở các mặt đơn yêu cầu một lượng dầu mỡ đắt tiền bất thường. Các kỹ sư của công ty lưu ý rằng hầu hết dầu mỡ đều lấp đầy vỏ, và bản thân ổ đỡ này đòi hỏi lượng dầu mỡ nhỏ hơn nhiều để bôi trơn thích hợp.

Với điều này trong tâm trí, nhà sản xuất đã thiết kế và giới thiệu các phiên bản được bảo vệ đầu tiên của vòng bi cuộn gập sóng chuẩn của nó. Chúng chứa các lá chắn kim loại được đóng dấu xung quanh ổ đỡ mở. Ngoài việc giữ các chất gây ô nhiễm gây mòn ra khỏi ổ đỡ, các tấm chắn này làm cho mỡ PFPE / PTFE bị dính vào ổ đỡ, loại bỏ sự cần thiết phải lấp đầy toàn bộ vỏ.

Ví dụ, trong một bộ phận đơn điển hình, các ổ đỡ được bảo vệ sẽ giảm lượng mỡ PFPE / PFTE cần 40 đến 70%. Quan trọng hơn, các ổ đỡ được bảo vệ này được thiết kế để phù hợp với vỏ máy có sẵn, vì vậy chúng loại bỏ chi phí gia công lại vỏ máy. Hơn nữa, bởi vì các vỏ không chứa đầy mỡ, các thay đổi cuộn sẽ nhanh hơn và sạch hơn.

Những nỗ lực kết hợp của các nhà cung cấp đã cung cấp cho nhà máy Brazil một kế hoạch chuyển đổi kinh tế. Thay vì phải trả hơn 10.000 đô la cho các con dấu, bích, mỡ, vòng bi và các thành phần khác cần thiết cho việc chuyển đổi đơn dầu thành mỡ, nhà máy trả ít hơn 6.000 đô la cho mỗi mặt đơn - một ngân sách được quản lý nhà máy phê duyệt.

Các vòng bi được bảo vệ cũng giữ cho chi phí dầu mỡ PFPE / PTFE ở mức tối thiểu. Kể từ khi chuyển đổi, Mattiazzi chỉ sử dụng một ống mỡ cho mỗi vòng bi áp lực trong quá trình lắp ráp. Hai tháng một lần, một ống nữa được sử dụng để đặt lại tất cả sáu vòng bi cuộn nóng. "Hệ thống mới này cắt giảm chi phí bôi trơn khoảng 33 phần trăm và chúng tôi không còn phải vứt bỏ khoảng 1.200 lít dầu mỗi năm," Mattiazzi nói.

“Với khả năng nhiệt độ cao hơn của mỡ PFPE, chúng tôi thực sự thiết lập các bản ghi tốc độ mới cho nhà máy chỉ hai ngày sau khi chuyển đổi. Các vòng bi hoạt động trơn tru hơn và ít rung hơn, do đó cho phép vận tốc cao hơn trên các máy và tăng sản lượng.

Hiện tại, các mặt đơn của chúng tôi có trung bình 9.650 mét / giờ, nhanh hơn gần 8% so với dầu bôi trơn. Hơn nữa, sau khi chuyển đổi, các mặt đơn trung bình 8,154 tấn / tháng, cải thiện 25% so với hệ thống bôi trơn cũ. ”

Kể từ khi thay đổi từ dầu mỡ, nhà máy của Mattiazzi cũng loại bỏ vấn đề ô nhiễm dầu tại nơi làm việc. Nó cũng nhận ra tiết kiệm trong các thiết bị thủy lực, linh kiện điện tử, bảo dưỡng, và xử lý và làm sạch dầu, ông nói.

Đưa Trang chủ tin nhắn

Chỉ tính riêng tại Hoa Kỳ, hàng trăm nhà máy uốn lượn vẫn tiếp tục sử dụng các bộ phận đơn dầu cũ làm thiết bị chính. Nhiều nhà máy tiếp tục duy trì hệ thống dầu như là các tuyến thứ cấp của họ. Mặc dù có sự bảo trì cao và những nguy hiểm về môi trường liên quan đến các hệ thống dầu, chi phí chuyển đổi đã được coi là nghiêm cấm.

Tiết kiệm chi phí được chứng minh bởi nghiên cứu điển hình này cung cấp một kế hoạch thử nghiệm cho các nhà máy tương tự để xem xét kỹ hơn việc chuyển đổi. Trong một ngành công nghiệp hoạt động với khối lượng lớn và lợi nhuận thấp, những thay đổi nhỏ có thể tạo ra sự khác biệt lớn. Thay đổi dầu trong vòng bi lăn nóng của một mặt duy nhất - một lần và cho tất cả - là một thay đổi đáng để nghiên cứu.