Wałek rozprężny ślizga się podczas przewijania: 7 przyczyn i sposobów naprawy

Wałek rozprężny ślizgający się podczas przewijania to jedna z najdroższych usterek krajarko-przewijarki, ponieważ rzadko ujawnia się wcześniej, niż rolka nadaje się już na złom. Tuleja obraca się, podczas gdy wałek stoi, a efektem są teleskopujące się warstwy, marszczenie, nierównomierna twardość rolki i konieczność ponownego wykonania zlecenia. Poślizg jest zawsze awarią przenoszenia momentu obrotowego: siła chwytu spadła poniżej momentu, którego wymaga wstęga. Ten poradnik omawia siedem głównych przyczyn i sposób usunięcia każdej z nich.

Dlaczego dochodzi do poślizgu: bilans momentu obrotowego

Wałek rozprężny utrzymuje tuleję dzięki tarciu. Ciśnienie pompowania wypycha dętki na zewnątrz, klocki lub listwy dociskają do wewnętrznej ścianki tulei, a powstała siła normalna pomnożona przez współczynnik tarcia daje moment chwytu, jaki wałek może przenieść.

Do poślizgu dochodzi w momencie, gdy wymagany moment obrotowy przekroczy dostępny moment chwytu. Ta nierównowaga ma tylko dwa źródła:

• Spadek siły chwytu — utrata ciśnienia, zużyte elementy, zanieczyszczenia, słaby kontakt z tuleją.
• Wzrost wymaganego momentu obrotowego — cięższe rolki, gwałtowniejsze przyspieszanie, nadmierny moment sprzęgła.

Diagnoza poślizgu polega na ustaleniu, która strona równania uległa zmianie.

7 przyczyn i sposoby ich usunięcia

1. Ciśnienie pompowania poniżej wartości znamionowej wałka

Najczęstsza przyczyna i najłatwiejsza do przeoczenia. Operatorzy często pompują wałek „na tyle, by był twardy”, zamiast do wartości znamionowej wybitej na wałku. Wałek o ciśnieniu znamionowym 6 bar pracujący przy 4 bar traci w przybliżeniu jedną trzecią momentu utrzymującego rolkę.

Rozwiązanie: zamontuj manometr przy wałku, ustaw ciśnienie znamionowe i zablokuj regulator. Sprawdzaj ciśnienie pod obciążeniem, nie tylko statyczne.

2. Zużyte, zeszklone lub wypolerowane elementy chwytające

Powierzchnie klocków i pasków listwowych zużywają się przy każdej wymianie tulei. Gdy zostaną wypolerowane na gładko, współczynnik tarcia gwałtownie spada, mimo że ciśnienie pompowania jest prawidłowe. To klasyczna usterka typu „całkowicie napompowany, a i tak się ślizga”.

Rozwiązanie: sprawdzaj powierzchnie klocków i pasków listwowych pod kątem błyszczącej, szklistej powierzchni i wymieniaj zużyte elementy — to części eksploatacyjne. Na liniach o dużej liczbie cykli zaplanuj wymianę z góry, zamiast czekać na awarię.

3. Niedopasowana średnica wewnętrzna tulei lub tuleje nieokrągłe

Jeśli średnica wewnętrzna tulei jest większa niż zakres rozprężania wałka, elementy nie osiągną pełnego kontaktu. Zgniecione, owalne lub zawilgocone tuleje zachowują się tak samo, nawet gdy wałek jest prawidłowy: elementy chwytają tylko w najwyższych punktach, a moment chwytu gwałtownie spada.

Rozwiązanie: zmierz średnicę wewnętrzną tulei i porównaj ją z określonym zakresem rozprężania wałka. Odrzucaj tuleje nieokrągłe i miękkie już na kontroli przyjęcia, a tuleje przechowuj w suchym miejscu. Tam, gdzie trzeba stosować różne rozmiary, zamontuj właściwy adapter wałka rozprężnego do tulei zamiast przepompowywać wałek, aby pokryć luz.

4. Spadek ciśnienia wskutek nieszczelnej dętki lub złączki obrotowej

Wałek, który utrzymuje ciśnienie na stole warsztatowym, ale traci je w trakcie biegu, powoduje przerywany poślizg nasilający się wraz z narastaniem rolki. Powolny spadek wskazuje na dętkę z mikropęknięciem lub „pocące się” uszczelnienie złączki obrotowej.

Rozwiązanie: odizoluj wałek, napompuj do ciśnienia znamionowego i obserwuj manometr przez 60 sekund. Jakikolwiek spadek oznacza konieczność naprawy przed kolejnym biegiem. Trzymaj w magazynie zestawy uszczelnień i zapasowe dętki.

5. Zapotrzebowanie na moment obrotowy przekracza wartość znamionową wałka

Czasami wałek jest sprawny, a aplikacja po prostu go przerosła. Cięższe rolki, szybsze przyspieszanie lub napęd dostarczający większy moment, niż przewidziano w specyfikacji wałka, spowodują poślizg przy obciążeniu szczytowym — zwykle podczas przyspieszania lub przy pełnej średnicy rolki.

Rozwiązanie: porównaj szczytowy moment przewijania z publikowaną wartością znamionową wałka. Na granicy lub poza nią należy zmniejszyć przekazywany moment albo przejść na wałek o wyższym parametrze. Sprawdź też stronę napędu: źle nastawione sprzęgło proszkowe magnetyczne może przekazywać znacznie większy moment, niż wymaga tego zadanie.

6. Zanieczyszczone lub zaolejone powierzchnie styku

Mgła olejowa z instalacji sprężonego powietrza, pył papierowy, nalot z powlekania i proszek działają jak smary pomiędzy elementem a tuleją. Wystarczy ledwo widoczna warstwa, aby gwałtownie obniżyć tarcie.

Rozwiązanie: w ramach rutynowej konserwacji czyść powierzchnie klocków i pasków listwowych odtłuszczaczem. Zamontuj zespół filtra, regulatora i naolejacza z odwadniaczem, aby olej i wilgoć nigdy nie docierały do dętek.

7. Zużyty uchwyt bezpieczeństwa, zużyte zabieraki lub niewspółosiowość

Poślizg nie zawsze występuje między wałkiem a tuleją. Jeśli czop wałka lub zabieraki są zużyte albo uchwyt bezpieczeństwa nie jest całkowicie osadzony, sam wałek ślizga się w uchwycie — co ze stanowiska operatora wygląda identycznie. Niewspółosiowość dodatkowo obciąża czopy nierównomiernie i przyspiesza każdą inną usterkę z tej listy.

Rozwiązanie: sprawdź, czy uchwyt zamyka się całkowicie i czy zabieraki nie są wyokrąglone. Sprawdź współosiowość stanowisk odwijania i przewijania oraz wymień zużyty uchwyt bezpieczeństwa STO/STW zamiast go podkładać.

Diagnoza w pięciu krokach

1. Zmierz ciśnienie pompowania na wałku pod obciążeniem. Wartość poniżej znamionowej oznacza przyczynę 1.
2. Obserwuj manometr przez minutę. Spadek oznacza przyczynę 4.
3. Obejrzyj elementy. Wypolerowane powierzchnie oznaczają przyczynę 2, widoczna warstwa — przyczynę 6.
4. Zmierz tuleję. Nieokrągła, zgnieciona lub za duża oznacza przyczynę 3.
5. Sprawdź, kiedy występuje poślizg. Tylko przy pełnej średnicy rolki lub podczas przyspieszania — wskazuje to na przyczynę 5; poślizg przemieszczający się razem z wałkiem, a nie z tuleją, wskazuje na przyczynę 7.

Szybki przewodnik: objaw a przyczyna

Obserwowany objaw	Prawdopodobna przyczyna	Sposób naprawy
Poślizg przy pełnej średnicy lub podczas przyspieszania	Moment przekracza wartość znamionową wałka	Zmień specyfikację wałka lub obniż moment
Całkowicie napompowany, a i tak się ślizga	Zeszklone powierzchnie klocków lub listew	Wymień elementy chwytające
Poślizg zaczyna się w połowie biegu	Spadek ciśnienia w dętce lub złączce obrotowej	Usuń nieszczelność, wymień uszczelnienia
Poślizg tylko przy niektórych partiach tulei	Średnica wewnętrzna tulei poza tolerancją lub zgnieciona	Zaostrz specyfikację tulei, dodaj adapter
Poślizg po czyszczeniu lub konserwacji	Pozostałości oleju lub warstwa pyłu	Odłuść powierzchnie styku
Sam wałek przemieszcza się w uchwycie	Zużyte zabieraki lub nieosadzony uchwyt	Wymień uchwyt, sprawdź współosiowość
Przerywany poślizg w trakcie zmiany	Spadek ciśnienia lub dryf termiczny	Sprawdź ciśnienie na regulatorze po nagrzaniu

Dobór odpowiedniego typu elementów, aby zapobiec poślizgowi

Konstrukcja elementu decyduje o tym, jak duży chwyt uzyskuje się przy danym ciśnieniu oraz jak tolerancyjny jest wałek wobec niedoskonałych tulei:

• Wałki rozprężne typu klockowego koncentrują siłę na oddzielnych podkładkach: największy moment chwytu przy ciężkich rolkach, najmniejsza tolerancja na tuleje owalne lub miękkie.
• Wałki rozprężne typu listwowego rozkładają obciążenie na szerokie listwy, zapewniając lepszą współosiowość i parametry pracy przy tulejach cienkościennych.
• Wałki nadmuchiwane typu paskowego zapewniają kontakt na niemal całym obwodzie — to najlepszy wybór tam, gdzie trzeba uniknąć uszkodzenia tulei.

Jeśli poślizg utrzymuje się na krajarki wielopaskowej mimo prawidłowego ciśnienia i sprawnych elementów, prawdziwym problemem jest zmienność naprężenia między pasami, a nie sam chwyt. Rozwiązaniem jest zwykle wałek różnicowy, a połączenie go z właściwie nastawionym automatycznym regulatorem naprężenia eliminuje skoki obciążenia wywołujące poślizg.

Zapobieganie poślizgowi, zanim się pojawi

• Ustaw i zablokuj ciśnienie pompowania na wartości znamionowej; zamontuj manometr na każdym stanowisku.
• Dodaj alarm niskiego ciśnienia na krytycznych stanowiskach odwijania i przewijania.
• Kontroluj powierzchnie klocków i listew co kwartał; wymieniaj przy pierwszych oznakach zeszklenia.
• Uwzględnij średnicę wewnętrzną i owalność tulei w specyfikacji zakupowej.
• Utrzymuj powietrze w czystości i suchości dzięki zespołowi filtra, regulatora i naolejacza oraz odwadniaczowi.
• Sprawdzaj współosiowość i stan uchwytu przy każdym przeglądzie okresowym.

FAQ

P: Czy można po prostu zwiększyć ciśnienie powietrza, aby zatrzymać poślizg? O: Tylko do wartości znamionowej wałka i tylko wtedy, gdy ciśnienie było rzeczywiście zbyt niskie. Przepompowanie w celu zrekompensowania zużytych elementów lub wadliwej tulei uszkadza dętkę i odkształca cienkie tuleje.

P: Wałek jest całkowicie napompowany, a rolka i tak się ślizga. Co dalej? O: Następne w kolejności są powierzchnie cierne — zeszklone klocki lub listwy albo warstwa oleju bądź pyłu. Obejrzyj i oczyść, a następnie wymień elementy, jeśli są wypolerowane.

P: Dlaczego poślizg występuje tylko przy tulejach od niektórych dostawców? O: Tolerancja średnicy wewnętrznej i owalność różnią się między dostawcami, a tuleje papierowe chłoną wilgoć w magazynie. Zmierz problematyczną partię i porównaj ją z partią sprawdzoną.

P: Czy poślizg może być w istocie problemem z kontrolą naprężenia? O: Tak. Skoki naprężenia zwiększają wymagany moment, nawet gdy z wałkiem wszystko jest w porządku. Jeśli poślizg pojawia się przy łączeniach wstęgi lub zmianach prędkości, należy sprawdzić kontrolę naprężenia równie dokładnie jak sam chwyt.

P: Kiedy należy wymienić wałek zamiast go naprawiać? O: Wtedy, gdy szczytowy moment procesowy osiąga wartość znamionową wałka lub ją przekracza. Powtarzający się poślizg przy pełnej średnicy rolki, który utrzymuje się po wymianie elementów i ustawieniu prawidłowego ciśnienia, jest problemem ze specyfikacją.

Podsumowanie & kolejny krok

Wałek rozprężny ślizgający się podczas przewijania to usterka, którą zawsze da się rozwiązać, ponieważ zawsze sprowadza się do jednego porównania: moment chwytu wobec wymaganego momentu obrotowego. Przeanalizuj po kolei ciśnienie, stan elementów, dopasowanie tulei, nieszczelności, zapotrzebowanie na moment, zanieczyszczenia i stan uchwytu, a znajdziesz przyczynę. XW Machinery produkuje wałki rozprężne pneumatyczne z publikowanymi parametrami ciśnienia i obciążenia oraz wykonuje wałki rozprężne na zamówienie dopasowane do rozmiarów tulei i ciężaru rolek.

Zmagają się Państwo z poślizgiem na konkretnej maszynie? Prosimy o kontakt z XW Machinery — po podaniu średnicy wewnętrznej tulei, ciężaru rolki i prędkości linii obliczymy wymagany moment chwytu i dobierzemy właściwy wałek.