Les machines de formage de cartons sont l'équipement clé de l'industrie de l'emballage, leur stabilité de fonctionnement affecte directement l'efficacité de la production et la qualité des produits. Cependant, dans le processus de production réel, il y a souvent des bourrages de papier, entraînant des temps d'arrêt des équipements, un gaspillage de matières premières, des retards de commande, etc. Cet article analyse les causes des bourrages de papier dans la machine de moulage de cartons et propose des solutions ciblées pour servir de référence aux praticiens de l'industrie.
I. Causes du bourrage papier
1. Facteurs liés au matériau
(1) La teneur en humidité inégale est inégale.
La teneur en humidité du papier est un facteur clé affectant la qualité du moulage. Si le papier est stocké dans un environnement très humide, ses fibres absorbent l'humidité et se dilatent, ce qui entraîne un « gondolage » ou des « bords serrés ». À l’inverse, des conditions sèches peuvent faire rétrécir le papier et le rendre cassant. Cette teneur inégale en humidité peut provoquer une courbure ou une déformation du papier pendant le transport, ce qui risque de le coincer dans les moules ou les pistes du convoyeur. Par exemple, une entreprise d’emballage a utilisé du carton ondulé humide pendant trois jours consécutifs. Le problème a été résolu en remplaçant le papier humide et en ajoutant un équipement de déshumidification à l'entrepôt.
(2) La direction de la fibre de papier et la direction du moulage.
Les fibres du papier sont directionnelles. Si la direction d'ouverture du carton est parallèle à celle de la direction des fibres, l'ouverture formée a tendance à se gonfler. En effet, les fibres se déforment lorsqu'elles absorbent l'humidité pendant l'impression et la découpe, ce qui entraîne l'expansion du carton vers l'extérieur une fois fixé. Une imprimerie a rencontré ce problème lors de la production de caisses de vin. En ajustant la direction de disposition, l'angle entre la direction des fibres et la direction de formage atteint 45 degrés et le problème du renflement de la perforation est résolu.
(3) Correspondance inadéquate entre l’épaisseur du papier et l’équipement.
Différents équipements en fonction de l'épaisseur du papier ont des exigences spécifiques différentes. L’utilisation d’un papier trop fin (par exemple un carton de moins de 200 g/m2) manquera de rigidité et aura tendance à être écrasé ou gondolé pendant le transport. A l’inverse, un papier trop épais (par exemple des panneaux gris de plus de 400 g/m2) peut entraîner des problèmes de transport en raison d’un frottement excessif. Une entreprise produisait autrefois des coffrets cadeaux à partir de coffrets cadeaux en papier spécial g/m2 de papier spécial. En raison du coefficient de frottement du papier et de l'équipement qui ne correspondent pas, il se produit souvent un phénomène de bourrage du papier. Le problème a été résolu en passant au papier de 300 g/m2 et en ajustant la pression sur le tambour du convoyeur.
2. Facteurs liés à l'équipement
(1) Pannes du système de convoyeur
Le système de convoyeur est un endroit courant où le papier est bloqué. Les problèmes incluent :
- Rouleaux d'alimentation usés : La surface en caoutchouc des rouleaux d'alimentation s'usera avec le temps, réduisant ainsi la friction et empêchant une séparation efficace de la feuille unique. Une entreprise a réduit l'encrassement du papier de 15 à 3 pour cent en remplaçant régulièrement les rouleaux d'alimentation tous les six mois.
- Courroies desserrées ou mal alignées : des courroies transporteuses desserrées peuvent faire glisser ou se disloquer le papier, et le papier disloqué peut facilement rester coincé sur le bord d'un moule. Un appareil a été amélioré avec un dispositif de tension de courroie et des capteurs photoélectriques pour surveiller la position de la courroie en temps réel, réduisant ainsi efficacement ces pannes.
- Espacement incorrect des rails de guidage : un espacement trop étroit des rails de guidage peut comprimer le papier et un espacement trop large peut entraîner une dislocation. Une entreprise a ajusté l'espacement des rails de guidage à une largeur de papier de + 2 mm, ajoutant des rails de guidage réglables et réduisant le taux de bourrage papier de 40 %.
(2) Défauts de conception de la matrice de moulage.
Une mauvaise conception du moule est une cause majeure de bourrage papier, notamment :
- Lignes de pli peu profondes : Des lignes de pli qui ne sont pas assez profondes empêchent la séparation complète des fibres, provoquant des déchirures ou des blocages lors du moulage. Une entreprise a augmenté la profondeur de la ligne de pli de 0,3 mm à 0,5 mm et a utilisé la découpe au laser-pour améliorer la précision et résoudre le blocage sur le côté des coffrets cadeaux.
- Angle de courbure incorrect : un angle de courbure trop petit entraîne un rayon de courbure du papier, ce qui entraîne le coincement du papier dans les coins du moule. Une mise à niveau vers un équipement unique a augmenté l'angle de courbure de 60 degrés à 90 degrés et a ajouté une transition circulaire qui a réduit le taux de bourrage papier de 60 %.
- Surface du moule rugueuse : des rayures ou des bavures sur la surface du moule peuvent rayer le papier, provoquant la rupture ou le collage des fibres. Une entreprise a réduit l'encombrement et le gaspillage de papier en polissant régulièrement la surface des moules et en les enduisant d'adhésif.
(3) Défaillances des capteurs et du système de contrôle
Les capteurs sont les « yeux » dans lesquels les appareils fonctionnent, et les défaillances des capteurs peuvent entraîner un mauvais jugement ou une perte de contrôle :
- Capteurs photoélectriques contaminés : la poussière ou la poudre d'encre recouvrant la surface du capteur peut entraîner une mauvaise lecture de la position du papier. Une entreprise a réduit le taux de défaillance des capteurs de trois à un par mois, a ajouté des dispositifs de nettoyage des capteurs tels que des sèche-linge à air comprimé et a mis en œuvre des procédures d'essuyage manuel régulières.
- Paramètres du système de contrôle incorrects : des paramètres de réglage incorrects, tels que la vitesse et la pression du convoyeur, peuvent entraîner un mouvement asynchrone entre le papier et l'équipement. Une entreprise a créé une base de données de paramètres qui appelle automatiquement les paramètres optimaux en fonction du type de papier, réduisant ainsi le taux de bourrage papier de 50 %.
3. Facteurs d'exploitation et de maintenance
(1) Fonctionnement incorrect
Une compétence insuffisante de l'opérateur est une cause fréquente de bourrage papier :
- Papier égaré : par exemple, papier mal aligné, empilage excessif ou mélange de papier de différents formats avec des rails de guidage. Une entreprise a réduit l'interférence du papier de 30 % en formant les opérateurs à utiliser un « alignement en trois -étapes » : viser d'abord la queue, puis le côté, puis appuyer sur le papier.
- Ne pas éliminer les déchets à temps : les piles de débris de papier et de ruban adhésif peuvent bloquer les lignes de convoyeur. Une entreprise a réduit l'encombrement du papier et les dysfonctionnements des équipements en mettant en œuvre le système de « gestion 5S » (tri, classement, polissage, normalisation, entretien) qui oblige les opérateurs à éliminer les déchets après chaque quart de travail.
(2) Entretien inadéquat
Une utilisation à long terme-peut entraîner une usure ou une accumulation de poussière des composants de l'équipement, entraînant une dégradation des performances :
- Lubrification insuffisante : le manque de lubrification des rouleaux du convoyeur, des chaînes et d'autres composants peut augmenter la friction, provoquant le dérapage ou le colmatage du papier. Une entreprise a prolongé la durée de vie de l'équipement et réduit les bourrages de papier en élaborant un programme de lubrification (par exemple, graissage toutes les deux semaines) et en utilisant un système de lubrification automatique.
- Composants électriques vieillissants : les contacts oxydés sur les relais et les contacteurs interrompent les signaux de commande. Une entreprise a réduit le taux de panne électrique de cinq fois par mois à une seule en testant régulièrement la résistance des composants électriques et en remplaçant les pièces vieillissantes.
Solutions de bourrage de papier
1. Optimiser la sélection et le stockage des matériaux
- Contrôler la teneur en humidité du papier : Surveillez l'humidité de l'entrepôt à l'aide d'un humidimètre et maintenez-la entre 45 % et 65 %. Utilisez un séchoir infrarouge pour sécher le papier humide si nécessaire.
- Ajustez la direction des fibres : alignez l'orientation des fibres du papier avec l'orientation de l'ouverture du carton pour réduire le renflement.
- Faire correspondre l'épaisseur du papier : papier sélectionné en fonction des spécifications de l'équipement, papier de soie pour les emballages légers (200 à 250 g/m2) et papier épais pour les emballages lourds (300 à 400 g/m2).
2. Conception et maintenance améliorées des équipements
le système de convoyeur :
- Remplacez les rouleaux d'alimentation par un rouleau en caoutchouc de silicone à friction élevée et ajoutez des textures de surface pour améliorer l'adhérence du papier.
- Installez un dispositif de tension de courroie réglable et des capteurs photoélectriques pour surveiller la position de la courroie en temps réel.
- Les rails de guidage avec un espacement de ± 0,1 mm ont été fabriqués par technique de découpe laser-.
Optimiser la conception des moules :
- Approfondissez les lignes de pli jusqu'à 0,5 à 0,8 mm et ajoutez une transition circulaire pour réduire la concentration de contrainte.
- Augmentez la dureté de la surface du moule (par exemple chromage) et appliquez un revêtement adhésif (par exemple Téflon).
- Concevez une structure de remplacement rapide du moule, réduisez le temps de remplacement du moule à moins de 10 minutes.
Renforcer les systèmes de capteurs et de contrôle :
- Utilisez des capteurs étanches à l'eau et à la poussière classés IP67-pour l'auto-nettoyage.
- Cet article présente un système de contrôle PLC pour le réglage automatique des paramètres et l'alarme de défaut.
- Établissez un système de pronostics et de gestion de la santé (PHM) pour prédire les risques de bourrage papier grâce à l'analyse des données.
3. Standardiser les opérations et la formation
Développement de procédures opérationnelles standardisées :
- Les étapes de placement du papier, de paramétrage et de démarrage de l'équipement sont clairement définies et illustrées.
- Les opérateurs sont tenus de remplir le formulaire d'enregistrement du fonctionnement de l'équipement à la fin de chaque quart de travail pour enregistrer l'emplacement et la fréquence du brouillage.
Formation professionnelle :
- Organisez périodiquement des exercices de simulation de bourrage de papier pour améliorer la capacité de gestion des urgences des opérateurs.
- Inviter les fabricants d’équipements à proposer une formation technique sur l’ajustement des moules et l’étalonnage des capteurs.
Mettre en œuvre l’évaluation des performances :
- le taux de bourrage papier dans les KPI des opérateurs et les lier aux bonus pour inciter à une prévention proactive des pannes.
- Créez un prix "Paper Jamming-Free Team" pour récompenser les équipes exceptionnelles.
4. Introduire des technologies de surveillance intelligentes
Installer des systèmes d'inspection par vision :
- Des radars sont installés au-dessus des canaux du tapis roulant pour surveiller la position et la forme du papier en temps réel.
- Un algorithme de traitement d'image est utilisé pour détecter des conditions anormales telles que le gondolage ou la dislocation du papier, et pour ajuster automatiquement les paramètres de l'équipement.
Déploiement des modules IoT :
- Des capteurs sont installés sur les composants clés de l'équipement pour collecter des données sur les vibrations, la température et le courant.
- Les données sont analysées via la plateforme cloud pour prédire les risques de bourrage papier et faire avancer les recommandations de maintenance.
Appliquer la technologie des jumeaux numériques :
- Créez un modèle virtuel de l'appareil pour simuler les opérations avec différents types et paramètres de papier.
- En simulant et en optimisant les paramètres du processus, le nombre de tests de bourrage papier en production réelle est réduit.
III. Étude de cas : Solutions pratiques aux bourrages de papier dans une certaine entreprise
Une grande entreprise d'emballage a été en raison de bourrage de papier cartonné, des pertes annuelles de plus de 2 millions de yuans, le taux de bourrage de papier pouvant atteindre 8 %. Grâce à une analyse systématique, les principales raisons sont les suivantes :
- Problèmes de matériaux : Un carton recyclé humide avec une teneur en humidité de 18 % (standard inférieur ou égal à 12 %) est utilisé.
- Vieillissement des équipements : rouleaux d'alimentation très usés, réduction de 40 % du frottement ; lignes de pliage peu profondes dans la matrice (0,2 mm).
- Mauvaise manipulation : L'opérateur n'a pas aligné le rail de guidage et n'a pas nettoyé les chutes de papier en temps opportun.
En réponse à ces problèmes, l'entreprise a pris les mesures suivantes :
- Amélioration des matériaux : passer au carton d'origine sec avec une teneur en humidité de 10 à 12 % ; ajout d’équipements de déshumidification aux entrepôts.
- Mise à niveau de l'équipement : remplacement des rouleaux d'alimentation en silicone avec une augmentation de 60 % de la friction ; approfondissez les lignes de pli à 0,6 mm et ajoutez une transition circulaire.
- Standardisation des opérations : élaboration de SOP exigeant que les opérateurs nettoient les déchets après chaque quart de travail et installent des aides à l'alignement des rails de guidage.
Surveillance intelligente : déploiement d'un système de détection visuelle pour surveiller la position du papier en temps réel, prévision du risque de bourrage papier de 95 % %.
Après trois mois de mise en œuvre, le taux de blocage du papier a été réduit à 1,5 %, économisant plus de 1,5 million de dollars par an et augmentant l'efficacité globale de l'équipement de 25 %.
IV. INTRODUCTION Conclusions et perspectives
Les raisons du bourrage papier dans les machines à carton sont plus complexes et impliquent les matériaux, l'équipement, le fonctionnement et d'autres facteurs. En optimisant la sélection des matériaux, en améliorant la conception des équipements, en normalisant le fonctionnement et en introduisant une technologie intelligente, le taux de blocage du papier peut être considérablement réduit et l'efficacité de la production et la qualité des produits peuvent être améliorées. À l'avenir, avec le développement de l'industrie 4.0 et de la fabrication intelligente, les machines de moulage de cartons évolueront dans le sens d'une grande précision, d'automatisation et d'intelligence, résolvant efficacement les problèmes de bourrage papier. Les entreprises industrielles devraient adopter activement les nouvelles technologies pour améliorer leur compétitivité et parvenir à un développement durable grâce à la transformation numérique.