Gru per movimentazione rotoli madre, gru per estremità asciutta e gru avvolgitrice: configurazioni meccaniche ed elettriche essenziali per cartiere

IL gru per movimentazione rotoli madre è uno dei pezzi essenziali dell'attrezzatura in una cartiera. Può essere utilizzato sia per la parte secca che per la parte umida della macchina per la carta, quindi può anche essere definito gru per la parte secca o gru avvolgitrice. Considerando le caratteristiche ambientali specifiche della cartiera e i requisiti operativi della gru per la movimentazione delle bobine madri, questo documento fornisce raccomandazioni specifiche per le configurazioni meccaniche ed elettriche della gru per la movimentazione delle bobine madri per soddisfare le esigenze pratiche di produzione e utilizzo.

Con il continuo sviluppo dell'industria della carta in Cina, è aumentata anche la domanda di gru per la movimentazione delle bobine madri nelle cartiere. La gru per la parte asciutta è generalmente dotata di carrelli doppi o tripli, con speciali strumenti di sollevamento fissati sotto il gancio per la movimentazione delle bobine di carta, la sostituzione dei rulli e altre attività. A volte, è anche necessario operare nella sezione umida della macchina per la carta per assistere nella sostituzione, riparazione e manutenzione dei componenti della macchina. Come uno dei pezzi cruciali dell'attrezzatura in una cartiera, il funzionamento della gru avvolgitrice è direttamente correlato al normale funzionamento e all'efficienza produttiva della linea di produzione della carta, evidenziandone l'importanza. Questo documento offre raccomandazioni dettagliate per la progettazione e la configurazione della gru per la parte asciutta, fornendo un riferimento per la progettazione e la produzione pratiche.

1. Ambiente operativo

Le cartiere sono caratterizzate principalmente da condizioni di calore convettivo e caldo umido, con temperature superficiali delle apparecchiature che vanno da 30°C a 100°C e temperature ambiente che raggiungono fino a 40°C - 45°C. L'umidità relativa nell'aria è in genere superiore a 90%, a volte raggiungendo anche 100%. La cartiera contiene grandi apparecchiature, come macchine per la carta in continuo funzionamento, che generano significative interferenze elettromagnetiche. La movimentazione delle bobine di carta richiede sia un'elevata efficienza che un allineamento preciso a velocità stabili e basse. Pertanto, rispetto alle gru generiche, la gru per la movimentazione delle bobine madri richiede una progettazione e una configurazione mirate.

2. Configurazione meccanica

Le gru avvolgitrici sono solitamente divise in due forme: gru a doppio carrello e gru a triplo carrello. Le gru a doppio carrello sono generalmente utilizzate per la movimentazione giornaliera di bobine di carta, mentre le gru a triplo carrello sono generalmente utilizzate per la manutenzione delle macchine per la carta e la movimentazione ausiliaria di bobine di carta. La capacità di sollevamento nominale di una gru per l'estremità asciutta è solitamente determinata in base al tipo di carta, alla larghezza e alla velocità della macchina per la carta e ad altri parametri. È inoltre necessario considerare il peso degli strumenti di sollevamento delle bobine di carta, dei rulli di carta e delle bobine di carta, con un margine aggiuntivo di circa 15% a 20%. Nelle gru a triplo carrello, la capacità di sollevamento nominale del carrello centrale deve tenere conto del carico di sollevamento massimo richiesto durante l'installazione, la manutenzione e la sostituzione dei componenti delle apparecchiature delle macchine per la carta. Per le gru per la movimentazione delle bobine madri con capacità di sollevamento nominali maggiori, potrebbe essere consigliabile installare un paranco elettrico da 5 o 10 t sotto la trave principale o la passerella per migliorare l'efficienza della movimentazione di articoli più piccoli.

Calcolando il ciclo di formazione del rotolo di carta in base alla velocità della macchina per la carta e combinandolo con il peso del rotolo di carta, è possibile determinare il ciclo di lavoro richiesto della gru di movimentazione del rotolo madre. Considerando la necessità di un funzionamento regolare, le velocità di sollevamento e di spostamento non dovrebbero essere troppo elevate. Le gru avvolgitrici sono generalmente installate al secondo piano e, quando si determina la loro altezza di sollevamento, è necessario considerare l'installazione del gancio al primo piano. Inoltre, per soddisfare i requisiti di processo per la distanza del gancio e le posizioni limite del gancio, sono necessarie progettazioni specializzate per ridurre il passo del carrello e la larghezza complessiva. Per la gru a triplo carrello configurata all'estremità umida, per adattarsi al lavoro all'estremità asciutta, la gru dell'estremità asciutta può imporre requisiti sulla distanza del gancio dei due carrelli laterali per consentire il sollevamento degli strumenti di sollevamento del rotolo di carta.

I meccanismi di sollevamento e spostamento utilizzano in genere il controllo della velocità di conversione di frequenza, con configurazioni a doppia o multi-velocità. In termini di metodi di controllo, per evitare interferenze con l'attrezzatura della macchina per la carta sottostante, è consigliabile non utilizzare una cabina per il funzionamento ma utilizzare invece il controllo remoto, con un comando a terra mobile indipendentemente come backup. Nelle applicazioni pratiche, i controlli remoti a joystick multi-velocità sono sempre più utilizzati.

La gru per la movimentazione dei rulli principali utilizza generalmente un meccanismo di sollevamento di tipo argano, sebbene alcune gru utilizzino paranchi elettrici di marche straniere come meccanismo di sollevamento. I meccanismi di sollevamento di tipo argano hanno in genere due serie di freni di servizio per garantire la sicurezza della frenata. Per salvaguardare il meccanismo di sollevamento ed evitare la corsa eccessiva del gancio, si consiglia di aggiungere un interruttore di peso oltre all'interruttore di finecorsa superiore. Inoltre, l'installazione di un interruttore di finecorsa inferiore per il meccanismo di sollevamento può impedire efficacemente agli strumenti di sollevamento di continuare a scendere dopo aver toccato il suolo, il che potrebbe causare la fuoriuscita del cavo metallico dal tamburo.

Per adattarsi all'ambiente umido e caldo del mulino, si consiglia di utilizzare motori IP55 di classe H. Se si utilizzano motori a conversione di frequenza, è necessario installare una ventola di raffreddamento indipendente. Inoltre, per proteggere meglio il motore, è possibile installare dei termistori nello statore. Il convertitore di frequenza deve avere un margine appropriato e alcuni marchi offrono prodotti "a tre prove", in cui vengono aggiunti rivestimenti protettivi ai chip e alle schede dei circuiti del convertitore di frequenza per una migliore resistenza alla corrosione. I resistori devono essere realizzati in acciaio inossidabile e si consigliano cavi metallici zincati per prolungare la durata dei cavi metallici.

Dato che l'ambiente della cartiera contiene tipicamente gas corrosivi, alte temperature e alta umidità, per garantire la longevità della vernice superficiale della gru avvolgitrice, la struttura della gru a secco dovrebbe prestare attenzione alla qualità del pretrattamento durante la produzione, utilizzare vernici abbinate appropriate e aumentare lo spessore della pellicola di vernice secondo necessità. Inoltre, i normali tamponi in poliuretano possono diventare duri e fragili dopo un po' di tempo, portando a guasti.

Se componenti come i riduttori sulla gru di movimentazione dei rotoli madre perdono o trasudano olio, questo potrebbe contaminare l'attrezzatura della macchina per la carta e i rotoli di carta sottostanti. Una buona soluzione è installare una vasca di raccolta dell'olio sotto il riduttore. Inoltre, si dovrebbe evitare un'applicazione eccessiva di lubrificante sul cavo metallico. Per l'aria condizionata della gru avvolgitrice, l'acqua di condensa non dovrebbe gocciolare direttamente sul pavimento del mulino; può essere raccolta in un secchio o scaricata ai lati del mulino tramite tubi.

3. Configurazione elettrica

L'ambiente ostile della cartiera rappresenta una sfida significativa per il sistema di controllo elettrico della gru di movimentazione delle bobine madri. Per garantire il funzionamento stabile del sistema elettrico della gru di estremità secca, occorre prestare attenzione ai seguenti aspetti:

1. Si dovrebbero adottare misure per ridurre la distorsione armonica e l'interferenza elettromagnetica delle apparecchiature del mulino sull'alimentazione elettrica e sul sistema elettrico della gru avvolgitrice. Ciò include l'installazione di reattori di ingresso nei circuiti del convertitore di frequenza e l'utilizzo di cavi schermati come linee di controllo per componenti critici come PLC, convertitori di frequenza e ricevitori di controllo remoto.

2. È necessario garantire una corretta messa a terra per componenti elettrici quali motori, encoder rotativi, convertitori di frequenza, PLC e trasformatori.

3. Bisogna prestare attenzione alle misure di raffreddamento e di protezione dall'umidità per gli armadi elettrici di controllo. Metodi specifici includono l'allestimento di locali elettrici dedicati con aria condizionata, l'equipaggiamento degli armadi elettrici di controllo con ventole di raffreddamento o condizionatori d'aria e la garanzia che la capacità di raffreddamento del condizionatore d'aria sia adeguata. La temperatura dell'aria condizionata non deve essere impostata troppo bassa, in genere non inferiore a 26 °C, per evitare la condensa all'interno dell'armadio dovuta alla differenza di temperatura.

4. È necessario migliorare il livello di protezione e la sigillatura degli armadi elettrici e delle scatole di derivazione dei terminali per impedire all'umidità esterna di penetrare e corrodere i componenti elettrici interni.

5. In un ambiente umido e caldo, affidarsi al contatto tra le ruote del carrello e i binari per la messa a terra del carrello non è affidabile. In genere è necessario aggiungere cavi di messa a terra dedicati nel cavo di viaggio del carrello.

6. È necessario selezionare componenti elettrici di alta qualità, tra cui encoder rotativi, finecorsa, cavi e fili elettrici.

In alcuni casi, potrebbero essere necessari progetti elettrici speciali per soddisfare i requisiti di sincronizzazione dei ganci più elevati dei carrelli doppi. Inoltre, è importante notare che i diversi tipi di ambienti di produzione della carta possono variare in modo significativo. Ad esempio, i laboratori di produzione di carta velina hanno molta polvere di carta sparsa, che può facilmente causare blocchi e incendi. I laboratori di produzione di carta da imballaggio possono avere temperature e umidità relativa più elevate. Questi fattori richiedono approcci di progettazione diversi per essere affrontati e risolti.

4. Conclusion

La gru avvolgitrice, durante il suo effettivo funzionamento, affronterà le sfide dell'elevata temperatura e umidità nella cartiera, nonché la richiesta di un funzionamento affidabile e stabile. Per estendere la sua durata di servizio e ridurre i guasti delle apparecchiature, è necessario realizzare configurazioni meccaniche ed elettriche appropriate per la gru di movimentazione del rotolo madre per garantire il suo adattamento all'ambiente della cartiera e un funzionamento sicuro.

Questo post è tradotto da Progettazione e configurazione di gru per bobine di carta.

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