יעילות ייצור חפיסות סיגריות גדלה בכ-30%, דוגמה לשדרוג מערכת חימום במכבש הדשא
עקרון מערכת החימום
מערכת החימום של מכונת כביסה היא מרכיב ליבה המבטיח איכות הדפסה, וביצועיה משפיעים ישירות על אפקט הייבוש, ביצועי הצבע ויעילות הייצור של חומרים מודפסים. מכונות כבדות-מודרניות עם גלגלים כוללים בעיקר מערכות לחימום שמן תרמי, מערכות ייבוש באוויר חם וטכנולוגיות עזר שלהן, כל אחת עם עקרונות עבודה ומאפיינים טכניים ייחודיים. נכון לעכשיו, רוב יצרני הציוד המיינסטרים משתמשים במערכות ייבוש באוויר חם לייבוש וחימום, שהיא גם שיטת הייבוש הנפוצה ביותר במכבשי גרורה. מערכת ייבוש האוויר החם (המכונה בדרך כלל 'מערכת ייבוש החימום החשמלי') מורכבת בעיקר ממכשיר חימום (צינור חימום), מאוורר, תעלת אוויר, תנור ייבוש ומערכת טיפול בפליטות.
מערכת ייבוש האוויר החם מחממת את האוויר לטמפרטורה מוגדרת ליצירת זרימת אוויר חם אחידה, הפועלת ישירות על פני המצע המודפס, ומאפשרת לממס או הלחות שבדיו להתאדות במהירות. במכבשי הדפסה מהירים-, מערכת ייבוש האוויר החם מאמצת בדרך כלל עיצוב בקרת טמפרטורת אזור, כאשר כל יחידת הדפסה מצוידת בקופסת ייבוש עצמאית. ניתן להגדיר פרמטרים שונים של ייבוש בהתבסס על סוג הדיו, מהירות ההדפסה ומאפייני הדפוס. במהלך הפעולה, האוויר הצח מסונן ולאחר מכן מחומם על ידי המחמם, ויוצר זרימת אוויר אחידה דרך המאוורר המהיר ומבנה מוביל האוויר המהיר-, הנושבת על פני החומר המודפס. במקביל, חלק מהגז העשיר בממס- נפלט מהמערכת, וחלקו ממוחזר באמצעות מכשיר לשחזור חום לשימוש חוזר, מה שמפחית משמעותית את צריכת האנרגיה.
בעיות קיימות במערכת החימום
לחברה שלנו יש מכבש שוויצרי Bobst עשר-צבעים מיובא, עם מערכת חימום המשתמשת בטכנולוגיית ייבוש באוויר חם. לפני השינוי, סכימת הבקרה החשמלית של יחידת החימום מוצגת באיור 1. כוח החימום עבור 1-8 יחידות הצבע מתוכנן ל-60 קילוואט, עם טמפרטורה מקסימלית שניתן להגדיר ל-100 מעלות. עבור 9-10 יחידות הצבע, בהתחשב בתהליכים כגון ריפוי לכה UV, עוצמת החימום מתוכננת ל-100 קילוואט, וניתן להגדיר את הטמפרטורה ל-130-140 מעלות.
איור 1 דיאגרמת בקרה חשמלית של יחידת החימום לפני השינוי
עם השיפור המתמשך של טכנולוגיית ההדפסה של קופסאות סיגריות והכנסת מדיניות הגנת הסביבה, חלק מתהליכי ההדפסה של קופסאות סיגריות עוברים בהדרגה מדיו המבוסס על-ממס לדיו המבוסס על מים-. הדפסת דיו על בסיס מים-בקנה מידה גדול- היא חסרת ריח ואינה משאירה שאריות ממס, מה שהופך את היתרונות שלה לברורים למדי. עם זאת, לדיו מבוססי-מים יש תכולת מים גבוהה, והדפסה-בקנה מידה גדול באתר עם דיו על בסיס מים- דורשת טמפרטורות ייבוש גבוהות מאוד. עבור מכונות הדקור הנוכחיות שלנו, במיוחד 1-8 קבוצות הצבע, כוח החימום והטמפרטורה המתוכננים אינם עומדים בדרישות הייבוש, מה שמשפיע באופן רציני על יעילות הייצור של מוצרי דיו מבוססי-מים ומגביל אותם. לכן, החברה שלנו ביצעה שינויים אדפטיביים במערכת החימום של מכבש הדשא המוזן-, במטרה להגביר את הספק מערכת החימום, להעלות את הטמפרטורה של יחידת החימום ולעזור לחברה להפחית את עלויות הייצור תוך שיפור איכות המוצר ויעילות הייצור.
שלבי שיפור ותוצאות
לפני השינוי היו לתנור 24 סטים של צינורות חימום, כל אחד בהספק של 2.5 קילוואט, בהיקף כולל של 60 קילוואט. שלבי השינוי היו כדלקמן:
(1) החלף את 24 הסטים המקוריים של צינורות חימום של 2.5kW בתנור בצינורות חימום של 4.16kW, תוך הגדלת הספק החימום המקורי מ-60kW לסביבות 100kW.
(2) בהתחשב בכך שהגדלת מספר צינורות החימום תהפוך את ליבת הנחושת המקורית לבלתי מספקת לנשיאת זרם, חישוב היה שצריך לשנות את קו אספקת החשמל הראשי מארון החשמל לבקר התנור מכבל ליבת נחושת בגודל 25 מ"מ לכבל נחושת חד- בגודל 50 מ"מ כדי להבטיח יציבות כאשר זרמים גדולים עוברים. עבור מעגל תלת-פאזי, תחת עומס של 100kW, בהתחשב ברמת המתח ומקדם ההספק, הזרם הכולל הוא בערך בסביבות 200A. לכן, שימוש בכבל נחושת{10}יחיד בגודל 50 מ"ר הוא בטוח ואמין יותר. מפרטי הכבלים מושוים בטבלה 1.
טבלה 1 השוואה בין מפרטי הכבלים
(3) יש צורך לשדרג בו-זמנית את המפסק הראשי, בקר חימום התיריסטור, הנתיכים, המגעים ורכיבי בקרה אחרים בתוך ארון החשמל הראשי, כדי להבטיח יציבות כאשר זורם בסביבות 200A של זרם.
לאחר השיפוץ יש לתנור 24 סטים של גופי חימום, כל אחד בהספק של 4.16 קילוואט, בהיקף כולל של 99.84 קילוואט שהם כ-100 קילוואט. איור 2 מציג את סכימת הבקרה החשמלית של יחידת החימום לאחר השדרוג.
איור 2 תרשים בקרת חשמל של יחידת החימום לאחר שינוי
באמצעות יישום תוכנית השינויים של שלושת-השלבים לעיל, מבלי לשנות את שיטת בקרת החימום המקורית או להגביר את הקושי למפעילים, הצלחנו להגדיל ביעילות את הספק החימום החשמלי של יחידת ההדפסה המקורית מ-60 קילוואט ל-100 קילוואט. טמפרטורת הייבוש בתנור הועלתה מ-100 מעלות המקורית ל-130-140 מעלות, והטמפרטורה נשארת יציבה. הציוד המשודרג מסייע מאוד בייצור מוצרים הדורשים טמפרטורות גבוהות יותר וכן מוצרי דיו מבוססי מים-, מה שמשפר משמעותית את יכולת הסתגלות הציוד.
לאחר השינוי, באמצעות-בדיקות חימום וייצור רציפות באתר, מוצרי קופסאות סיגריות קטנות "Liqun" החדשות שלנו ראו את טמפרטורת החימום והייבוש עלו ביעילות מ-100 מעלות ל-140 מעלות. מהירות הייצור עלתה גם מ-140 מ'/דקה המקורית ל-175-180 מ' לדקה, מה שהגביר ישירות את יעילות הייצור בכ-25%-30%. שיפור זה ביעילות הייצור מסייע גם בהפחתת עלויות הייצור.
פרויקט שיפוץ טכני זה בוצע בהתבסס על מבנה המוצר ומצב הציוד הנוכחי של החברה שלנו. המהנדסים שלנו ניתחו והעריכו את הציוד, ולאחר תקופה ארוכה של אימות יסודי, יישמו את השינוי הממוקד הזה, שיש לו היבטים ייחודיים מסוימים. הפיתוח הטכנולוגי של מערכות חימום עיתונות פלקסוגרפיות נע במהירות לעבר אינטליגנציה, חיסכון באנרגיה וידידותיות לסביבה. היישום של טכנולוגיות חדשניות שונות לא רק משפר את איכות ההדפסה ואת יעילות הייצור, אלא גם מפחית משמעותית את צריכת האנרגיה של הציוד ואת ההשפעה הסביבתית.