در خطوط مدرن صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی، دستگاه پرکن قلب تپنده خط تولید به شمار می رود. چه در حال کار با یک دستگاه ساشه پودری برای پر کردن ادویه جات و آرد باشید و چه از خطوط گرانولی برای توزین حبوبات استفاده کنید، عملکرد روان، بی صدا و بدون تنش مکانیکی دستگاه، ضامن دقت وزن دهی و طول عمر قطعات است.
با این حال، گاهی اوقات دستگاه پرکن شروع به لرزش های شدید، تکان های نامتعارف یا تولید صداهای ناهنجار مانند سوت کشیدن، تق تق کردن و غرش های بم می کند. بسیاری از اپراتورها این صداها را به عنوان ماهیت کارکرد ماشین آلات صنعتی نادیده می گیرند، اما در دنیای مهندسی مکانیک، هر صدای غیرعادی یک پیام هشدار پیش از وقوع یک فاجعه پرهزینه و توقف ناگهانی خط تولید است. در این مقاله تخصصی، به بررسی ریشه ای عوامل ایجاد ارتعاش و نویز در انواع دستگاه پرکن و راه حل های مهندسی مهار آن می پردازیم.
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ریشه یابی لرزش و صدای غیرعادی در پرکن │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
│
┌───────────────────────┼───────────────────────┐
▼ ▼ ▼
┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐
│ نقص های │ │ سایش و خشکی │ │ ارتعاشات │
│ مکانیکی │ │ یاتاقان ها │ │ سیستم انتقال │
│ و شاسی │ │ و بلبرینگ ها │ │ و ماردون │
└──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘
│ │ │
└───────────────────────┼───────────────────────┘
▼
┌─────────────────────┐
│ خطاهای هیدرولیک و │
│ پنوماتیک (جک ها) │
└─────────────────────┘
پیامدهای مخرب لرزش بر فرآیند پرکنی و توزین
پیش از بررسی علل، باید بدانیم چرا مهار ارتعاش در دستگاه پرکن یک ضرورت حیاتی است و نه صرفا یک موضوع رفاهی برای گوش های اپراتور:
-افت شدید دقت در حسگرهای وزن (لودسل ها)
حسگرهای وزن بر پایه دریافت تغییرات میلی ولتی بر اثر فشار کار می کنند. ارتعاشات فرکانس بالا که از بدنه به لودسل ها منتقل می شوند، خطای اندازه گیری را به شدت بالا می برند. این موضوع باعث پر شدن بسته ها با وزن های نامتعادل (بیشتر یا کمتر از وزن درج شده روی پاکت) شده و خسارت مالی سنگین یا مشکلات تعزیراتی به همراه دارد.
-خستگی زودرس فلز و ترک خوردگی اتصالات جوش
نوسانات مکانیکی دائمی، تنش های متناوب را به شاسی و اتصالات پیچ و مهره ای وارد می کنند. پس از مدتی، پیچ ها شل شده و نقاط جوشکاری دچار ترک های مویی و شکست ناگهانی می شوند.
-آسیب به سیستم های بسته بندی ثانویه
لرزش دستگاه پرکن به طور مستقیم به قیف ها، یقه ساز و فک های دوخت منتقل می شود. این مسئله باعث برهم خوردن تراز لفاف و ایجاد ضایعات گسترده فیلم های بسته بندی می گردد؛ موضوعی که تاثیرات مخرب آن در بخش های دیگر کارخانه نیز خودنمایی می کند.
ریشه یابی مکانیکی؛ شاسی، پایه ها و تراز نبودن دستگاه
اولین مظنون در پرونده لرزش های کوبشی، پایه ها و ساختار اسکلت فلزی دستگاه است:
عدم تراز بودن چهار پایه اصلی
اگر یکی از پایه های دستگاه حتی به اندازه چند میلی متر با سطح زمین فاصله داشته باشد یا نیروی وزن به صورت یکنواخت روی تمام پایه ها توزیع نشود، مرکز ثقل دستگاه در زمان چرخش موتورها جابجا شده و لرزش های شدیدی تولید می کند. استفاده از پایه های پیچی با قابلیت تنظیم ارتفاع همراه با لایه های لاستیکی فشرده جاذب ارتعاش الزامی است.
ضعیف بودن شاسی و استفاده از پروفیل های سبک
دستگاه های پرکنی که توسط سازندگان غیرمعتبر و با آهن آلات سبک ساخته می شوند، صلبیت لازم را در برابر گشتاور موتورهای پرقدرت ندارند. شاسی باید از قوطی های صنعتی با گوشت ضخیم یا استیل های تقویت شده ساخته شود تا ارتعاشات داخلی را جذب کرده و اجازه تشدید فرکانس را ندهد.
نقص در قطعات دورانی؛ ماردون، محورها و فلکه ها
در خطوطی نظیر دستگاه بسته بندی ادویه یا پرکن های پیچی، انتقال مواد به کمک یک ماردون حلزونی چرخان صورت می پذیرد. قطعات دوار یکی از بزرگ ترین منابع تولید صداهای سوت و لرزش هستند:
تاب برداشتن و عدم بالانس دینامیکی ماردون تزریق
اگر ماردون در حین کار دچار خمیدگی شود یا در زمان ساخت به درستی بالانس دینامیکی نشده باشد، در سرعت های بالا حرکتی شبیه به لنگ زدن پیدا می کند. این لنگی باعث سایش نوک پره های حلزونی به جداره داخلی لوله پرکن شده و علاوه بر ایجاد صدای گوش خراش فلز روی فلز، براده های میکروسکوپی استیل را وارد محصول غذایی می کند.
فرسودگی، لقی و بی کیفیتی بلبرینگ ها و یاتاقان ها
خرابی بلبرینگ ها معمولا با یک صدای خفه و بم شروع می شود و به مرور به زوزه کشیدن های بلند تبدیل می گردد. نفوذ گرد و غبار پودر، شستشوی نامناسب با آب پرفشار و تخلیه گریس، یا اتمام عمر مفید روانکار از دلایل اصلی گریپاژ یا خرد شدن ساچمه های بلبرینگ است. بلبرینگ آسیب دیده به سرعت لرزش را به تمام شفت های متصل منتقل می کند.
عدم هم راستایی شفت موتور و گیربکس
اگر محور خروجی الکتروموتور با محور ورودی گیربکس یا ماردون کاملا هم راستا نباشد (عدم انطباق زاویه ای یا موازی)، کوپلینگ های رابط تحت فشار غیرمتوازن قرار گرفته و صدای تق تق ریتمیک تولید می کنند. این عدم هم راستایی ظرف چند هفته باعث شکستن شفت یا سوختن موتور می شود.
مشکلات سیستم های پنوماتیک و جک های بادی
در خطوط چندتوزین یا خط بسته بندی حبوبات، باز و بسته شدن دریچه های تخلیه پیمانه ها توسط جک های پنوماتیک انجام می شود:
ضربه ناشی از عدم تنظیم ضربه گیر جک ها
سیلندرهای پنوماتیک در انتهای کورس حرکتی خود دارای پیچ های تنظیم ضربه گیر هوا هستند. اگر این پیچ ها باز باشند یا لاستیک های داخلی مستهلک شده باشند، پیستون با شدت بالا به ته سیلندر کوبیده شده و صدای ضربه مهیبی شبیه به چکش تولید می کند که لرزش آن کل کاسه های توزین را به لرزه درمی آورد.
نوسان فشار باد ورودی و افت فشار ناگهانی
اگر کمپرسور هوای مرکزی کارخانه نتواند فشار ثابتی (معمولا شش تا هشت بار) تامین کند، جک ها به صورت بریده بریده و با ضربه حرکت می کنند. استفاده از یک مخزن باد کمکی در نزدیکی دستگاه پرکن و رگلاتورهای دقیق، این ضربات ناخواسته را برطرف می کند.
عیب یابی ارتعاشات برقی و سیستم های محرک نوین
در پرکن های مدرن امروزی، موتورهای پله ای و سروو موتورها وظیفه چرخاندن ابزارهای تزریق را بر عهده دارند:
تنظیم نادرست پارامترهای حرکتی در درایوهای کنترل
یکی از دلایل پنهان صدای سوت فرکانس بالا در موتورهای پیشرفته، تنظیم نبودن پارامترهای کنترل موقعیت و سختی حلقه کنترلی است. اگر شتاب شروع و توقف موتور بیش از حد تند تنظیم شود، موتور تمایل به نوسان حول نقطه توقف پیدا کرده و یک صدای ویزویز مداوم همراه با ارتعاش ریز در بدنه حس می شود. اصلاح شیب کاهش سرعت در نرم افزار کنترلر، این لرزش های مرموز را خنثی می کند.
جدول جامع تشخیص عیب بر اساس نوع صدا و راهکار مهندسی
برای اینکه سرپرستان سالن تولید و تکنسین های فنی بتوانند در کمترین زمان منبع صدا را شناسایی کنند، از جدول زیر به عنوان راهنمای خطایابی سریع استفاده کنید:
نوع صدای تولیدی | نشانه های فیزیکی همراه | منبع اصلی بروز مشکل | اقدام اصلاحی فوری |
سوت یا جیغ ممتد | داغ شدن یاتاقان ها | خشکی یا قفل شدن ساچمه های بلبرینگ | روانکاری تخصصی با گریس نسوز یا تعویض کامل بلبرینگ |
سایش فلز روی فلز | تولید براده و خط افتادن قطعات | خمیدگی ماردون یا انحراف قیف پرکن | باز کردن ماردون، بررسی تابیدگی و اصلاح هم محوری قیف |
کوبش های ریتمیک | لرزش صفحه نمایش و خطای وزن | ضربه خوردن جک های بادی در انتهای کورس | تنظیم پیچ ضربه گیر پنوماتیک و کاهش سرعت انتهای کورس |
تق تق کردن در دور بالا | لقی در زنجیر یا تسمه ها | شل شدن کوپلینگ ها و خرابی دنده های گیربکس | سفت کردن تسمه ها، تعویض ضربه گیر کوپلینگ یا واسکازین گیربکس |
غرش بم و ارتعاش کل بدنه | لغزش دستگاه روی کف سالن | تراز نبودن پایه ها و شل شدن پیچ های شاسی | تراز کردن چهارگوشه با تراز صنعتی و تعویض لرزه گیرهای پایه |
دستورالعمل نگهداری پیشگیرانه برای جلوگیری از بروز ارتعاش
برای اینکه خط پرکن شما همواره در نهایت آرامش و سکوت کار کند، اجرای این چک لیست دوره ای الزامی است:
آچارکشی هفتگی اتصالات:
به دلیل ماهیت دینامیکی دستگاه های پرکن، تمامی پیچ های پایه های موتور، یاتاقان ها و فلنج های اتصال باید به صورت هفتگی آچارکشی و بازبینی شوند.
روانکاری طبق جدول ساعات کاری:
استفاده از روغن ها و گریس های پایه خوراکی برای قطعات در تماس با مواد غذایی و گریس های نسوز صنعتی برای سایر یاتاقان ها باید بدون تاخیر زمانی انجام شود.
پایش دمای بیرینگ ها با حسگرهای حرارتی:
تکنسین های نگهداری باید دمای یاتاقان ها را به صورت دوره ای با تب سنج های لیزری اندازه گیری کنند. افزایش دمای غیرعادی اولین زنگ خطر پیش از تخریب فیزیکی قطعه و تولید ارتعاش است.
شستشو بدون آسیب به بیرینگ ها:
در پایان شیفت کاری، هنگام شستشوی سالن تولید نباید آب با فشار مستقیم به سمت محفظه کاسه نمدها و بلبرینگ ها هدایت شود.
اهمیت کیفیت ساخت ماشین آلات در مهار ارتعاشات
بسیاری از صداها و لرزش ها ناشی از کهنگی قطعات نیست، بلکه زاییده طراحی غلط اولیه و ساخت بی دقت است. در یک دستگاه پرکن استاندارد، تمامی محورها پس از تراشکاری باید با دستگاه های مخصوص تحت تست بالانس دینامیکی قرار گیرند، شاسی ها با محاسبات صلبیت مهندسی جوشکاری شوند و سیستم های انتقال قدرت با نهایت دقت ماشین کاری گردند.
در مجموعه کاوش صنعت، تولید دستگاه های پرکن پودری و گرانولی با بالاترین دقت های تلرانس هندسی انجام می شود. استفاده از موتورهای استاندارد، بیرینگ های درجه یک ژاپنی، شاسی های سنگین مقاوم در برابر شوک های دینامیکی و پایه های ضربه گیر حرفه ای، تضمین می کند که ماشین آلات بسته بندی حتی در سخت ترین شرایط کاری و شیفت های طولانی، کارکردی فوق العاده آرام، دقیق و بدون لرزش داشته باشند؛ قابلیتی که خیال مدیران تولید را از پایداری خط راحت می کند.
نتیجه گیری
لرزش و صدای غیرعادی در دستگاه پرکن، یک عیب ساده نیست؛ بلکه یک بیماری مکانیکی پیش رونده است که اگر در روزهای نخست با تنظیمات ساده، روانکاری یا تراز کردن پایه ها درمان نشود، در ادامه با خرابی های سنگین موتور، شکستن شفت ها، سوختن بردها و نابودی دقت توزین لودسل ها، هزینه های گزافی را روی دست واحد تولیدی خواهد گذاشت. با گوش دادن هوشمندانه به صدای خط تولید و عیب یابی به موقع بر اساس اصول علمی، بازدهی خط خود را به اوج برسانید.
اگر دستگاه های پرکن فعلی خط تولید شما دچار لرزش های مزمن شده اند و دقت بسته بندی تان کاهش یافته است، یا قصد تجهیز سالن با ماشین آلات بی صدا، مهندسی ساز و بادوام را دارید، کارشناسان فنی کاوش صنعت آماده ارائه خدمات تخصصی، عیب یابی میدانی و مشاوره خرید به شما هستند.