Jak siłowniki elektryczne wspierają produkcję opon

Producenci opon poszukują nowoczesnych, najbardziej wydajnych metod, które sprawią, że procesy spełniać będą najwyższe standardy, a jednocześnie będą opłacalne. Na proces produkcji opon składa się około ośmiu złożonych kroków. Do wytworzenia jednej opony wykorzystywane są różne materiały, takie jak mieszanki gum, tkaniny kordowe i druty stalowe. Procesy obejmują przygotowanie surowców i montaż komponentów (w tym cięcie, klejenie, kalandrowanie, prasowanie), a następnie konfekcjonowanie wszystkich elementów i złożenie opony. Wszystko zamyka się na szczegółowej kontroli jakości produktu.

Systemy sterowania ruchem w procesach produkcyjnych w branży oponiarskiej wykorzystywane są w celu spełnienia określonych wymagań dotyczących różnych parametrów. Chodzi zarówno o zwiększenie jakości, jak i szybszy montaż, niezawodność czy elastyczność w dostosowywaniu układu do zmian produktu.  Powszechnie używane w tym sektorze są układy sterowania pneumatycznego i hydraulicznego, jednak coraz częściej wybierane są czystsze, szybsze i bardziej wydajne systemy elektryczne.

Prezentujemy trzy przykłady aplikacji do produkcji opon, w których nową jakość procesu osiągnięto z użyciem siłowników elektrycznych Tolomatic.

Aplikacje sterowane elektrycznie w branży oponiarskiej

CIĘCIE GUMY

Wyzwanie: 

Dotychczas proces sterowany był pneumatycznie i zużywał znaczne ilości sprężonego powietrza, co zwiększało koszty energii elektrycznej. Dodatkowo, system wymagał regularnej konserwacji i wymiany amortyzatorów w siłownikach napędzanych powietrzem. Producent opon wyznaczył za cel zmniejszenie zużycia energii podczas procesu cięcia gumy o 20%. Dodatkowo wymagał poprawy w zakresie niezawodności urządzeń. Siłowniki na osiach X i Z poruszają i pozycjonują noże z płynną, stałą prędkością. Siłowniki na osi pionowej poruszają ostrzami w górę i w dół.

Rozwiązanie:

Układ pneumatyczny wymieniony został na wytrzymałe elektryczne moduły liniowe z napędem paskowym serii MXB-P. Osiągnięto dużą prędkość, długi skok i wysoką wydajność. System napędowy porusza się z prędkością ponad 3,5 m/s i przenosi obciążenie o masie prawie 12 kg na skokach o długości ponad 1,8 m.

Korzyści dla klienta:

Producent poprawił stałą wydajność systemu oraz zaoszczędził tysiące dolarów rocznie na kosztach energii elektrycznej oraz na kosztach części zamiennych dla układu pneumatycznego i konserwacji maszyn.

MONTAŻ OSNOWY, BIEŻNIKA I OPASANIA

Wyzwanie:

Mieszanka gumy, z której ostatecznie powstanie opona, w tym guma ściany bocznej, guma bieżnika i stopki jest formowana wokół metalowego bębna w maszynie do produkcji opon. Tradycyjnie w celu wytworzenia surowej opony używane są cylindry hydrauliczne. Są one jednak hałaśliwe, wymagają ciągłej konserwacji, a ponadto ulegają zabrudzeniu z powodu wycieków płynu hydraulicznego.

Rozwiązanie:

W celu obniżenia kosztów konserwacji i poprawy spójności, producent opon wymienił cylindry hydrauliczne na dwa siłowniki elektryczne, które obracają obie strony materiału, z których powstaje surowa opona. Wytrzymałe napędy elektryczne serii RSA zapewniają wymagane siły (4082 kg) przenoszone na długości 1,52 m. Śruba kulowa w siłowniku jest nasmarowana na cały okres eksploatacji i nie wymaga konserwacji.

Korzyści dla klienta:

Producent uzyskał wymaganą powtarzalność procesu, wyeliminował obawy dotyczące bezpieczeństwa, zmniejszył koszty konserwacji i wymiany elementów hydraulicznych, jednocześnie zwiększając wydajność maszyny.

KONTROLA OPON

Wyzwanie:

Proces kontroli jakości opony składa się z kilku etapów. Gotowy produkt podlega ocenie wizualnej, jest też prześwietlany promieniami rentgena i sprawdzany pod kątem trwałości i bezpieczeństwa. Na tym etapie wykorzystywane są kamery i głowice laserowe, które są pozycjonowane i przesuwane dzięki siłownikom.

Rozwiązanie:

Podczas kontroli, opony pompowane są tak, aby podwoić ich normalne ciśnienie. Prasa kontrolna wykorzystywała siłowniki hydrauliczne i sprężyny zwrotne do pozycjonowania dwóch połówek obręczy, na których pompowana i testowana jest opona. Cylindry hydrauliczne zajmowały jednak dużo miejsca i były głośne w działaniu oraz wymagały częstych wymian oleju. Wraz z dodaniem do linii produktów opon o większym rozmiarze, producent zmienił system na elektryczny.

Korzyści dla klienta:

Siłowniki elektryczne dużej mocy serii RSX zapewniają dynamiczną siłę nacisku o wartości 500 kg na 24-calowej długości skoku w celu zamknięcia systemu oraz 20 kg statycznej siły nacisku w celu utrzymania ciśnienia w systemie. Cykl ten powtarzany jest 1500 razy dziennie. Producent zwiększył wydajność produkcji oraz zredukował koszty energii elektrycznej dzięki konwersji z systemu hydraulicznego na elektryczny.

Więcej informacji na temat korzyści wynikających ze zmiany hydraulicznego układu sterowania na siłowniki elektryczne w artykule 15 korzyści ze zmiany systemu hydraulicznego na elektryczne rozwiązania ruchu liniowego w zakładce Aktualności.

Jeżeli podjąłeś już decyzję o zmianie, sprawdź wzór na zwymiarowanie nowego siłownika.

Oryginalny artykuł pochodzi z bloga Tolomatic i można go znaleźć pod tym linkiem: https://www.tolomatic.com/blog/artmid/843/articleid/435/how-electric-actuators-keep-tire-manufacturing-up-to-speed 

Zdjęcie główne: Pixabay