Как я починил сломанную месильную машину (и чему научился)

Короткий ответ: сломанный Тестомес Поправимо — если знать, где искать

Когда наша месильная машина сломалась в середине партии, первой реакцией была паника. У нас был материал в камере, сроки производства, и мы совершенно не знали, рассчитываем ли мы на 20-минутный ремонт или на двухнедельное ожидание запчастей. Оказалось, ни то, ни другое. Большинство неисправностей тестомесильных машин можно разделить на три категории: механический износ, электрические неисправности и проблемы, связанные с оператором. — и большинство проблем можно решить на месте, не отправляя все устройство обратно производителю.

В этой статье подробно рассказывается, что именно произошло с нашей машиной, как мы ее диагностировали, что включал в себя ремонт и что мы изменили впоследствии, чтобы это не повторилось. Если ваша тестомесильная машина сейчас не работает, начните с раздела диагностики. Если вы читаете это до того, как возникнут проблемы, таблица обслуживания в конце стоит вашего времени.

Что произошло: как сломалась наша месильная машина

Все началось с шума. Примерно через сорок минут стандартного цикла смешивания месилка начала издавать ритмичный скрежет – не катастрофический хлопок, а просто низкий, настойчивый звук металла о металл, которого не было накануне. Мы остановили партию, очистили материал, как могли, и выключили питание.

При визуальном осмотре все выглядело явно неправильно. Лопасти несущего винта остались целыми. Стены камеры не имели видимых трещин. Приводной ремень был в нормальном натяжении. Но когда мы попытались перезапустить, двигатель работал, но роторы не вращались. Редуктор заклинило.

На самом деле это один из наиболее распространенных видов отказов внутренних тестомесильных машин, используемых для приготовления резиновых и полимерных компаундов. Редуктор в месильной машине расположен между двигателем и валами ротора, снижая скорость и увеличивая крутящий момент. Когда смазка выходит из строя — либо из-за падения уровня масла, его деградации, либо из-за попадания загрязнений в уплотнение — шестерни начинают вращаться металл по металлу. Если вы поймаете это раньше, вы услышите скрежет. Если вы это пропустите, то получите захваченный юнит.

В нашем случае из-за изношенного уплотнения вала в течение нескольких месяцев в коробку передач попадала мелкая резиновая пыль. Масло загрязнилось и потеряло вязкость. Мы не заметили этого, потому что наши проверки по техническому обслуживанию проверяли не состояние масла, а только уровень масла. Это различие имеет значение, и мы изменили его сразу после ремонта.

Диагностика неисправности тестомеса: с чего начать

Если ваша месильная машина перестала работать или ведет себя ненормально, не поддавайтесь искушению повторно ее перезапустить. Вот так мелкие проблемы становятся большими. Вместо этого проработайте структурированный диагноз, прежде чем прикасаться к чему-либо еще.

Шаг 1 — Охарактеризуйте симптом

Характер неисправности многое говорит о причине. Используйте следующее в качестве стартовой основы:

• Двигатель работает, роторы не вращаются: Вероятна неисправность коробки передач, муфты или шпонки/шпоночной канавки.
• Мотор не запускается: Проверьте электропитание, реле перегрузки, термовыключатель или коды неисправностей ЧРП.
• Роторы вращаются, но смешивание плохое: Изношенные лопасти ротора, неправильный зазор или проблема с контролем температуры.
• Необычный шум во время работы: Износ подшипника, посторонний предмет в камере или отказ смазки.
• Перегрев: Засорены каналы охлаждения, неисправен датчик температуры или чрезмерное трение в трансмиссии.
• Утечка материала из уплотнений: Изношенные уплотнения наконечников или торцевые уплотнения ротора, обычно требующие плановой замены.

Шаг 2 — Сначала проверьте электрическую сторону

Электрические неисправности устранить зачастую проще и дешевле, чем механические, поэтому сначала исключите их. Проверьте входное напряжение на всех трех фазах — месильная машина, работающая на двух фазах, перегреет двигатель и заглохнет под нагрузкой. Проверьте настройку реле перегрузки и сравните ее с током, указанным на паспортной табличке двигателя. Найдите коды неисправностей на преобразователе частоты, если он используется в машине. Во многих случаях то, что выглядит как механическая поломка, на самом деле является сработавшим защитным устройством, которое сбрасывается нажатием кнопки.

Шаг 3 — Осмотрите трансмиссию

Отключив и заблокировав питание, попытайтесь вручную повернуть валы ротора. На большинстве тестомесильных машин вы можете использовать поворотный стержень или гнездо на конце вала ротора. Если валы не сдвигаются с места, проблема в коробке передач или заклинены сами роторы — возможно, из-за затвердевшего материала внутри камеры. Если валы вращаются свободно, но двигатель их не приводит в движение, проблема в соединении двигателя и коробки передач.

Шаг 4 — Проверьте смазку

Возьмите пробу масла в коробке передач. Оно должно быть относительно прозрачным или янтарного цвета в зависимости от типа смазки. Если масло черного, молочного цвета или имеет видимые частицы, проблема в загрязнении. — не просто низкий уровень. Молочное масло означает попадание воды. Черное масло с металлическими частицами означает износ шестерен. Темное вязкое масло с резиновыми частицами означает выход из строя уплотнения, что мы и обнаружили.

Ремонт: что мы на самом деле сделали, чтобы починить тестомесильную машину

Как только мы подтвердили, что проблема в коробке передач, процесс ремонта разбился на пять этапов. Вся работа заняла около трех дней, включая закупку деталей, что быстрее при работе с коробкой передач — главным образом потому, что у нас были разумные отношения с местным промышленным поставщиком, у которого было на складе уплотнение вала.

Этап 1 — Очистить комнату

Перед любыми механическими работами смесительную камеру необходимо очистить. Нам повезло — материал не полностью затвердел, и его можно было удалить вручную, приложив тепло к стенкам камеры. В случаях, когда материал полностью затвердел, удаление может занять больше времени, чем сам ремонт. Это одна из причин, почему действовать быстро, когда вы впервые заметили симптомы, окупается.

Этап 2 — Слив и промывка коробки передач

Мы полностью слили загрязненное масло, затем промыли коробку легкой промывочной жидкостью для удаления остатков шлама и частиц. Этот шаг часто пропускают, когда люди спешат вернуться к работе, а его пропуск означает, что вы заливаете свежее масло в загрязненную среду. Шлам ухудшит качество нового масла в течение нескольких недель.

Этап 3 — Замена вышедшего из строя уплотнения вала

Основной причиной было изношенное уплотнение вала ротора. Эти уплотнения расположены между камерой замеса и корпусом редуктора, предотвращая попадание технологического материала в смазочную систему. На нашей машине уплотнение представляет собой радиальное уплотнение манжетного типа с рабочей поверхностью из ПТФЭ. Оригинал находился в эксплуатации примерно 4200 часов — производитель рекомендует проверку через 3000 часов и замену через 5000 часов или при любых признаках износа, в зависимости от того, что наступит раньше. На бумаге мы уложились в интервал, но условия эксплуатации — абразивная смесь, повышенная температура — ускорили износ.

Замена уплотнения на внутреннем месителе – задача нетривиальная. Чтобы получить доступ к корпусу уплотнения, вал ротора необходимо частично вытащить, что означает отсоединение муфты и надлежащую поддержку вала. Мы использовали собственные точки подъема для технического обслуживания машины и приспособление для опоры вала, позаимствованное на соседнем заводе. Попытка сделать это без надлежащей опоры вала может привести к повреждению корпуса подшипника.

Этап 4. Проверка и повторная сборка

Частично вынув вал, мы воспользовались возможностью осмотреть подшипник ротора. На внутренней обойме появились ранние признаки точечной коррозии — пока не критично, но отмечено. Мы записали его в журнал технического обслуживания и отметили необходимость замены при следующем плановом останове. Сами шестерни, несмотря на загрязнение маслом, не имели задиров, выходящих за пределы нормального износа. Частично это произошло потому, что мы обнаружили проблему до того, как машина проработала достаточно долго, чтобы вызвать повреждение шестерни.

Этап 5. Заправка, обкатка и проверка

Мы залили в коробку передач указанное производителем трансмиссионное масло — в нашем случае ISO VG 220 — до нужной отметки уровня. Затем мы оставляли тестомесильную машину без нагрузки на 30 минут, отслеживая температуру коробки передач и прислушиваясь к необычным звукам. Температура стабилизировалась на уровне 52°C, что находится в пределах нормального рабочего диапазона. Затем мы запустили тестовую партию с плотностью наполнения 60 % от нормального, прежде чем вернуться к полному производству.

Распространенные точки неисправности тестомеса и их причины

Наша проблема загрязнения коробки передач не уникальна. После разговора с инженерами по техническому обслуживанию на нескольких других предприятиях по производству компаундов появилась четкая картина распространенных видов отказов. В таблице ниже приведены наиболее часто встречающиеся проблемы с внутренними тестомесами, их типичные причины и способы ремонта.

В этой таблице выделяется то, что каждый из перечисленных видов отказов можно полностью или частично предотвратить. . Ни одно из них не является случайным актом механической судьбы. У всех них есть предшественники — знаки, которые появляются перед остановкой машины, — и большинство из них можно обнаружить с помощью программы технического обслуживания, выходящей за рамки простого визуального осмотра.

Понимание внутреннего тестомеса: почему он ломается именно так

Чтобы правильно обслуживать тестомес, необходимо понять, что на самом деле делает машина и почему это подвергает определенные нагрузки определенным компонентам. Внутренняя месильная машина, иногда называемая смесителем типа Бенбери или просто месильной машиной, работает за счет вращения двух взаимосвязанных роторов внутри герметичной смесительной камеры. Материал загружается через верхний толкатель, сжимается, разрезается между лопастями ротора и стенками камеры и постепенно гомогенизируется.

Задействованные силы значительны. Производственный смеситель, смешивающий резиновую смесь, наполненную техническим углеродом, может работать при крутящие моменты более 50 000 Нм на валах роторов. Эта нагрузка проходит непосредственно через коробку передач. Редуктор тестомесильной машины не является легким агрегатом — это тяжелая промышленная косозубая или цилиндрическая шестерня с большими закаленными шестернями — но у нее все же есть ограничения, и эти ограничения определяются качеством смазки, состоянием подшипников и целостностью уплотнений.

Термальная среда добавляет еще один уровень стресса. Мешалки обычно работают при температуре камеры от 60°C до 180°C в зависимости от состава. Некоторые процессы идут выше. Тепло проникает в конструкцию машины, воздействует на материалы уплотнений и ускоряет деградацию смазки. Масло для коробки передач, рассчитанное на 5000 часов работы при температуре 60°C, может ухудшиться за 2500 часов, если температура окружающей среды вокруг коробки передач постоянно составляет 90°C.

Система уплотнений является мостом между высокотемпературной, загрязненной технологической средой и чистой, смазанной системой привода. Когда это работает, вы никогда об этом не думаете. Когда он выходит из строя, вскоре за ним следует коробка передач.

Что мы изменили после распада

Первым шагом было возобновление работы тестомеса. Вторым шагом было убедиться, что он не сломался снова так же. Мы внесли четыре конкретных изменения в наш подход к техническому обслуживанию, ни одно из которых не потребовало значительных инвестиций.

Мониторинг состояния масла вместо контроля уровня

Мы добавили простую проверку состояния масла к еженедельному техническому обслуживанию. Для этого необходимо взять небольшой образец из точки слива из коробки передач и провести визуальную проверку — цвет, прозрачность, наличие частиц или пены. Это занимает около пяти минут. Мы также отправляем образец на лабораторный анализ каждые шесть месяцев. Лабораторный тест стоит примерно 80 евро за образец и позволяет узнать вязкость, уровень загрязнения и степень окисления. Это дешевая страховка от ремонта коробки передач стоимостью 15 000 евро.

Сокращенный интервал замены уплотнений для наших условий

Мы соблюдали стандартный интервал замены уплотнения вала, установленный производителем, в 5000 часов. После поломки мы поговорили с сервисной командой OEM-производителя и узнали, что для компаундов с высоким содержанием наполнителя — а это большая часть того, что мы используем — они рекомендуют сократить этот срок до 3000 часов. Мы соответствующим образом обновили график технического обслуживания. Сами пломбы стоят около 120 евро каждая. Их превентивная замена составляет лишь часть стоимости отказа коробки передач, вызванного загрязнением.

Изменение температуры коробки передач

Мы добавили дешевую проверку инфракрасным термометром в ежедневный обход оператора. Температура поверхности коробки передач регистрируется каждое утро. Наша базовая температура при нормальной работе составляет 48–55°C. Если температура превысит 65°C без очевидного объяснения (например, необычно жаркий день), это приведет к расследованию, прежде чем произойдет сбой. Этот вид простого отслеживания тенденций позволяет выявить проблемы со смазкой на ранней стадии: разлагающаяся смазка теряет тепловую эффективность, и коробка передач становится более горячей.

Чулок запасных частей для тестомесильной машины

Одной из причин, которая продлила наш простой, было ожидание доставки уплотнения вала. Теперь мы храним на полке один комплект уплотнений наконечников ротора, одно уплотнение вала на каждый ротор и один соединительный элемент двигателя. Общая стоимость деталей составляет менее 500 евро. Детали занимают небольшое место на полке. Но их наличие означает, что, если тот же сбой произойдет завтра, мы вернёмся к работе за один день вместо трёх.

График профилактического обслуживания тестомесильной машины

Основываясь на нашем опыте и беседах с другими операторами, следующий график представляет собой практическую основу для поддержания непрерывного производственного использования внутренней месильной машины. Регулируйте интервалы в зависимости от типа смеси, часов работы в день и условий окружающей среды.

Когда следует вызвать специалиста, а не чинить самостоятельно

Не каждый ремонт тестомеса входит в объем обслуживания на дому. Знание того, где находится эта линия, может спасти вас от усугубления проблемы.

Собственные работы обычно подходят для: замены уплотнений, если процедура документирована, замены масла и контроля состояния, замены соединительного элемента, диагностики электрических неисправностей и базовой проверки ротора с открытой камерой.

Привлечение специалиста рекомендуется для: разборки коробки передач и проверки шестерни, помимо отбора проб масла, снятия ротора и замены подшипников, проверки стенок камеры на износ или растрескивание, измерения и корректировки соосности после замены основных компонентов, а также в любой ситуации, когда характер неисправности неясен после тщательной диагностики на месте.

Некоторые производители тестомесильных машин предлагают контракты на сервисное обслуживание, включающие периодические проверки специалистами. Это может оправдать затраты на машины, работающие в три смены при непрерывном производстве, где незапланированные простои обходятся очень дорого. Для машин, работающих в одну смену с запланированными еженедельными интервалами технического обслуживания, обычно достаточно сильной собственной программы.

Стоит отметить одну вещь: если на вашу машину не распространяется гарантия и вам приходится выбирать между капитальным ремонтом и заменой, прежде чем принять решение, проведите надлежащую оценку. При хорошем уходе тестомесильная машина может надежно прослужить 20–30 лет. Ремонт машины, которой пренебрегают и у которой одновременно накопились проблемы в коробке передач, подшипниках и роторной системе, может стоить дороже, чем она того стоит — но эту оценку должен делать тот, кто действительно смотрел на машину, а не оценивал ее удаленно.

Уроки поломки нашего тестомеса — краткое изложение

Процесс разборки и ремонта не доставлял удовольствия, но давал ясность в отношении того, что мы делали неправильно и что нужно изменить. Если и есть краткая версия всего вышеперечисленного, то вот она:

• Проверка уровня масла — это не то же самое, что проверка состояния масла: важно и то, и другое.
• Интервалы замены уплотнений, указанные производителем, указаны для стандартных условий; агрессивные соединения или высокие температуры требуют более коротких интервалов
• Отслеживание температурных трендов позволяет выявить развивающиеся проблемы до того, как они перерастут в сбои.
• Наличие небольшого запаса критически важных запасных частей значительно сокращает время простоя, когда что-то идет не так.
• Действовать по первым признакам — шуму, повышению температуры, визуальным протечкам — всегда дешевле, чем ждать полной поломки.

С момента ремонта тестомешалка работает уже семь месяцев и никаких проблем не возникает. Внесенные нами изменения в обслуживании не являются сложными и дорогостоящими. Они просто более тщательны, чем то, что мы делали раньше — и, оглядываясь назад, можно сказать, что проблема существовала все время в разрыве между «тщательным» и «адекватным».