Grúas para manipulación de bobinas madre, grúas para extremo seco y grúas para bobinadoras: configuraciones mecánicas y eléctricas esenciales para fábricas de papel

El Grúa de manipulación de rollos de papel es uno de los equipos esenciales en una fábrica de papel. Se puede utilizar tanto para el extremo seco como para el extremo húmedo de la máquina de papel, por lo que también se la puede denominar grúa de extremo seco o grúa de bobinado. Teniendo en cuenta las características ambientales específicas de la fábrica de papel y los requisitos operativos de la grúa de manipulación de rollos principales, este documento proporciona recomendaciones específicas para las configuraciones mecánicas y eléctricas de la grúa de manipulación de rollos principales para satisfacer las necesidades prácticas de producción y uso.

Con el continuo desarrollo de la industria papelera en China, la demanda de grúas para manipulación de rollos primarios en las fábricas de papel también ha aumentado. La grúa de extremo seco generalmente está equipada con carros dobles o triples, con herramientas de elevación especiales unidas debajo del gancho para manipular rollos de papel, cambiar rodillos y otras tareas. A veces, también es necesario operar en la sección húmeda de la máquina de papel para ayudar con el reemplazo, la reparación y el mantenimiento de los componentes de la máquina. Como uno de los equipos cruciales en una fábrica de papel, el funcionamiento de la grúa bobinadora está directamente relacionado con el funcionamiento normal y la eficiencia de producción de la línea de producción de papel, lo que resalta su importancia. Este documento ofrece recomendaciones detalladas para el diseño y la configuración de la grúa de extremo seco, proporcionando una referencia para el diseño y la fabricación prácticos.

1. Entorno operativo

Las fábricas de papel se caracterizan principalmente por las condiciones de calor por convección y calor húmedo, con temperaturas superficiales de los equipos que oscilan entre 30 °C y 100 °C y temperaturas ambiente que alcanzan hasta 40 °C a 45 °C. La humedad relativa en el aire suele ser superior a 90%, a veces incluso alcanzando 100%. La fábrica contiene equipos grandes, como máquinas de papel en funcionamiento continuo, que generan interferencias electromagnéticas significativas. La manipulación de bobinas de papel requiere tanto una alta eficiencia como una alineación precisa a velocidades bajas y estables. Por lo tanto, en comparación con las grúas generales, la grúa de manipulación de bobinas principales requiere un diseño y una configuración específicos.

2. Configuración mecánica

Las grúas de bobinado se dividen típicamente en dos formas: grúas de dos carros y grúas de tres carros. Las grúas de dos carros se utilizan generalmente para la manipulación diaria de rollos de papel, mientras que las grúas de tres carros se utilizan normalmente para el mantenimiento de la máquina de papel y la manipulación auxiliar de rollos de papel. La capacidad de elevación nominal de una grúa de extremo seco se determina generalmente en función del tipo de papel, el ancho y la velocidad de la máquina de papel y otros parámetros. También es necesario considerar el peso de las herramientas de elevación de rollos de papel, rodillos de papel y rollos de papel, con un margen adicional de aproximadamente 15% a 20%. En las grúas de tres carros, la capacidad de elevación nominal del carro intermedio debe tener en cuenta la carga de elevación máxima requerida durante la instalación, el mantenimiento y el reemplazo de componentes del equipo de la máquina de papel. Para las grúas de manipulación de rollos principales con capacidades de elevación nominales mayores, puede ser aconsejable instalar un polipasto eléctrico de 5t o 10t debajo de la viga principal o la pasarela para mejorar la eficiencia de manipulación de artículos más pequeños.

Al calcular el ciclo de formación de rollos de papel en función de la velocidad de la máquina de papel y combinarlo con el peso del rollo de papel, se puede determinar el ciclo de trabajo requerido de la grúa de manipulación de rollos principales. Teniendo en cuenta la necesidad de un funcionamiento suave, las velocidades de elevación y desplazamiento no deben ser demasiado rápidas. Las grúas bobinadoras generalmente se instalan en el segundo piso y, al determinar su altura de elevación, es necesario considerar la instalación del gancho en el primer piso. Además, para cumplir con los requisitos del proceso para la distancia del gancho y las posiciones límite del gancho, se requieren diseños especializados para reducir la distancia entre ejes del carro y el ancho total. Para la grúa de triple carro configurada en el extremo húmedo, para adaptarse al trabajo en el extremo seco, la grúa del extremo seco puede imponer requisitos en la distancia del gancho de los dos carros laterales para permitir la elevación de las herramientas de elevación de rollos de papel.

Los mecanismos de elevación y desplazamiento suelen utilizar un control de velocidad por conversión de frecuencia, con configuraciones de dos o varias velocidades. En cuanto a los métodos de control, para evitar interferencias con el equipo de la máquina de papel que se encuentra debajo, es aconsejable no utilizar una cabina para la operación, sino utilizar un control remoto, con un control colgante en el suelo que se pueda mover de forma independiente como respaldo. En aplicaciones prácticas, se utilizan cada vez más controles remotos con joystick de varias velocidades.

La grúa de manipulación de rollos principales generalmente utiliza un mecanismo de elevación de tipo cabrestante, aunque algunas grúas utilizan polipastos eléctricos de marcas extranjeras como mecanismo de elevación. Los mecanismos de elevación de tipo cabrestante suelen tener dos juegos de frenos de servicio para garantizar la seguridad del frenado. Para proteger el mecanismo de elevación y evitar el exceso de recorrido del gancho, se recomienda agregar un interruptor de peso además del interruptor de límite superior. Además, la instalación de un interruptor de límite inferior para el mecanismo de elevación puede evitar de manera efectiva que las herramientas de elevación sigan descendiendo después de tocar el suelo, lo que podría hacer que el cable de acero se salga del tambor.

Para adaptarse al ambiente húmedo y caluroso del molino, se recomienda utilizar motores de clase H, IP55. Si se utilizan motores de conversión de frecuencia, se debe instalar un ventilador de refrigeración independiente. Además, para proteger mejor el motor, se pueden instalar termistores en el estator. El convertidor de frecuencia debe tener un margen apropiado, y algunas marcas ofrecen productos "triplemente resistentes", en los que se añaden revestimientos protectores a los chips y placas de circuito del convertidor de frecuencia para una mejor resistencia a la corrosión. Las resistencias deben estar hechas de acero inoxidable y se recomiendan cables de acero galvanizado para prolongar la vida útil de los cables de acero.

Dado que el entorno de las fábricas de papel suele contener gases corrosivos, altas temperaturas y alta humedad, para garantizar la longevidad de la pintura de la superficie de la grúa bobinadora, la estructura de la grúa del extremo seco debe prestar atención a la calidad del pretratamiento durante la fabricación, utilizar pinturas adecuadas y aumentar el espesor de la película de pintura según sea necesario. Además, los amortiguadores de poliuretano comunes pueden volverse duros y quebradizos después de un tiempo, lo que provoca fallas.

Si los componentes como los reductores de la grúa de manipulación de bobinas madre tienen fugas o filtran aceite, se podría contaminar el equipo de la máquina de papel y las bobinas de papel que se encuentran debajo. Una buena solución es instalar un recipiente colector de aceite debajo del reductor. Además, se debe evitar la aplicación excesiva de lubricante en el cable de acero. En el caso del aire acondicionado de la grúa bobinadora, el agua de condensación no debe gotear directamente sobre el piso de la fábrica; se puede recolectar en un balde o drenar hacia los costados de la fábrica a través de tuberías.

3. Configuración eléctrica

El duro entorno de la fábrica de papel plantea un desafío importante para el sistema de control eléctrico de la grúa de manipulación de bobinas principales. Para garantizar el funcionamiento estable del sistema eléctrico de la grúa de extremo seco, se debe prestar atención a los siguientes aspectos:

1. Se deben tomar medidas para reducir la distorsión armónica y la interferencia electromagnética de los equipos del molino en el suministro de energía y el sistema eléctrico de la grúa bobinadora. Esto incluye la instalación de reactancias de entrada en los circuitos del convertidor de frecuencia y el uso de cables blindados como líneas de control para componentes críticos como los PLC, los convertidores de frecuencia y los receptores de control remoto.

2. Se debe garantizar un tratamiento de puesta a tierra adecuado para componentes eléctricos como motores, codificadores rotatorios, convertidores de frecuencia, PLC y transformadores.

3. Se debe prestar atención a las medidas de refrigeración y protección contra la humedad de los armarios de control eléctrico. Los métodos específicos incluyen la instalación de salas eléctricas con aire acondicionado, el equipamiento de los armarios de control eléctrico con ventiladores de refrigeración o acondicionadores de aire y la garantía de que la capacidad de refrigeración del acondicionador de aire sea adecuada. La temperatura del aire acondicionado no debe ser demasiado baja, generalmente no inferior a 26 °C, para evitar la condensación dentro del armario debido a la diferencia de temperatura.

4. Se debe enfatizar el nivel de protección y sellado de los gabinetes de control eléctrico y cajas de conexiones de terminales para evitar que la humedad externa ingrese y corroa los componentes eléctricos internos.

5. En un entorno húmedo y caluroso, no es fiable confiar en el contacto entre las ruedas y las vías del carro para la conexión a tierra del mismo. Por lo general, es necesario agregar cables de conexión a tierra dedicados en el cable de desplazamiento del carro.

6. Se deben seleccionar componentes eléctricos de alta calidad, incluidos codificadores rotatorios, interruptores de límite y cables eléctricos.

En algunos casos, pueden necesitarse diseños eléctricos especiales para cumplir con los requisitos de sincronización de ganchos más exigentes de los carros dobles. Además, es importante tener en cuenta que los diferentes tipos de entornos de producción de papel pueden variar significativamente. Por ejemplo, los talleres de producción de papel tisú tienen mucho polvo de papel esparcido, que puede causar fácilmente bloqueos e incendios. Los talleres de producción de papel para embalaje pueden tener temperaturas y humedades relativas más altas. Estos factores requieren diferentes enfoques de diseño para abordarlos y resolverlos.

4. Conclusión

La grúa bobinadora, durante su funcionamiento real, se enfrentará a los desafíos de la alta temperatura y la humedad en la fábrica de papel, así como a la demanda de un funcionamiento confiable y estable. Para extender su vida útil y reducir las fallas del equipo, se deben realizar configuraciones mecánicas y eléctricas adecuadas para la grúa de manipulación de bobinas principales para garantizar su adaptación al entorno de la fábrica y un funcionamiento seguro.

Esta publicación ha sido traducida de Diseño y Configuración de Grúas para Bobinas de Papel.

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