Какие возможны неисправности при использовании запечатывающей машины?

Наиболее распространенные неисправности при использовании запечатывающей машины — особенно автоматические машины для закатки банок - включить неполные или незакрепленные швы, протекающие уплотнения, смятые или деформированные крышки, неравномерная толщина шва, застревания при подаче и транспортировке, ненормальный шум во время работы, а также неисправности электрической системы или системы управления. Каждая из этих проблем имеет идентифицируемые основные причины и, в большинстве случаев, практические корректирующие действия, которые можно применить без замены основных компонентов машины. Распознавание ранних признаков каждой неисправности имеет решающее значение для поддержания качества производства, предотвращения загрязнения продукции и предотвращения дорогостоящих незапланированных простоев.

Автоматические закаточные машины объединяют несколько функциональных модулей, включая системы транспортировки, позиционирования, закатки и контроля, которые координируются прецизионными серводвигателями и системами управления. Когда какой-либо из этих модулей работает недостаточно эффективно или выходит из строя, последствия распространяются на весь процесс герметизации. Понимание того, как развивается каждый вид отказа, как он выглядит и как его исправить, является важным знанием для операторов и обслуживающего персонала, работающего на линиях по производству металлических банок, бочек и ведер.

Неполные или неплотные швы

Неполный или неплотный шов является одной из наиболее серьезных неисправностей при закатке банок. Шов, который не полностью соединяет фланец крышки с фланцем корпуса банки, не обеспечивает герметичное уплотнение, необходимое для безопасности продукта, срока годности и целостности контейнера. В продуктах, упакованных под давлением или в вакуумной упаковке, даже незначительно ослабленный шов может привести к немедленному нарушению герметичности шва в условиях распределения.

Коренные причины

• Изношенные или неправильно профилированные закаточные ролики: Закаточные валки первой и второй операций представляют собой детали, обработанные с высокой точностью, которые постепенно изнашиваются по мере использования. Когда канавки роликов отклоняются от спецификации — обычно за пределы 0,05 мм проектного допуска — изменяется профиль шва и глубина замков становится недостаточной. Износ валков является наиболее частой причиной расшатывания швов при крупносерийном производстве.
• Неправильная настройка давления закаточного ролика: Давление валков калибруется для конкретных размеров банок и материалов. Недостаточное давление валков при первой операции препятствует полному формированию завитков; недостаточное давление во время второй операции делает шов толстым и недостаточно проглаженным, что снижает перекрытие и герметичность.
• Крышка или торцевая панель не соответствуют техническим характеристикам: Крышки, размеры фланцев которых выходят за пределы допуска — даже на от 0,1 до 0,2 мм — неправильно прилегают к фланцу корпуса банки. Это проблема со стороны поставщика, но она должна быть обнаружена при входном контроле, чтобы предотвратить проблемы с качеством шва в масштабе производства.
• Неподходящий или испорченный герметик: Герметик, нанесенный на загиб крышки, обеспечивает окончательный герметичный барьер внутри шва. Состав, который высох, был нанесен слишком тонким слоем или испортился из-за возраста или воздействия температуры, образует швы, которые выдерживают визуальный осмотр, но протекают при испытании под давлением.
• Износ или повреждение патрона: Патрон удерживает крышку банки во время закатки. Изношенный или поврежденный патрон допускает микроперемещения крышки во время закатки, что приводит к нестабильной геометрии шва по окружности.

Корректирующие действия

• Измеряйте профили закаточных валков в соответствии со спецификациями производителя с помощью измерителя профиля валков с интервалами, указанными в графике технического обслуживания — обычно каждые От 500 000 до 1 000 000 швов для высокоскоростных машин.
• При обнаружении неполных швов выполняйте полную разборку шва и измерение с помощью щупа или оптического компаратора. Измерьте крючок крышки, крючок корпуса, перехлест, глубину зенковки и толщину шва в соответствии со спецификациями для каждого используемого формата банки.
• Прежде чем одобрить производство новых партий крышек, сверьте размеры входящих крышек со спецификациями на сварку.
• Проверьте состояние герметика и норму его нанесения. Состав следует наносить равномерно по всей окружности изгиба века, без пропусков и утонченных участков.

Утечка в шве после завершения

Утечка в шве отличается от неполного шва тем, что при внешнем осмотре шов может выглядеть геометрически правильным, но все же не обеспечивает герметичного барьера. Этот тип неисправности особенно опасен при упаковке продуктов питания, напитков и химикатов, поскольку он не всегда заметен и может привести к загрязнению, порче продукта или несоблюдению нормативных требований без немедленной остановки производства.

Причины, характерные для протекающих швов

• V-образные или провисающие дефекты шва: V-образный вырез возникает, когда крючок корпуса складывается неправильно, создавая V-образный зазор между слоями шва. Провисание возникает, когда часть шва свисает ниже остальной части, что часто вызвано чрезмерным давлением валков при первой операции в одной точке. Оба дефекта создают пути утечки, даже если общие размеры шва кажутся приемлемыми.
• Дефекты перескакивания или прорезания: Это происходит, когда закаточный валок пропускает или прорезает материал в точке локализованного напряжения — часто в месте соединения бокового шва банки, где встречаются три или четыре слоя металла. Увеличенная толщина материала на этом этапе требует специальной компенсации давления валков, которая теряется, когда давление валков устанавливается только для средних условий шва.
• Заделка пустот в составе: Зазоры в нанесении герметика позволяют влаге, кислороду или продукту проникать в обход металлического замка. Пустоты в составе возникают из-за засоренных сопел для нанесения состава, слишком низкой вязкости состава или хранения крышки в условиях низкой температуры, что приводит к затвердеванию состава перед нанесением.
• Чрезмерная герметичность шва приводит к разрушению металла: Чрезмерно затянутые валки во время второй операции могут привести к утончению металла в шве до точки микротрещин, в результате чего шов будет приемлемым при немедленном контроле после сварки, но при его распределении в условиях вибрации и циклического давления возникают микропротечки.

Методы обнаружения

• Проводите испытания на падение давления воздуха с частотой не менее одна банка на 1000 произведенных или чаще, когда произошли изменения в материале или корректировка инструмента. Испытание на падение давления позволяет выявить утечки в швах, невидимые при визуальном осмотре.
• Выполните осмотр шва и проверьте наличие покрытия соединения внутри шва. Отсутствие отпечатка соединения на поверхности крюка корпуса после демонтажа указывает на пустоту соединения в этом месте.
• Используйте систему рентгенографии швов или компьютерную томографию для критически важных продуктов, где разрушительное тестирование не может быть применено к каждому образцу и требуется неразрушающая проверка.

Морщинистые, загнутые или деформированные веки

Деформация крышки при закатке – видимая неисправность, влияющая как на функциональную целостность пломбы, так и на внешний вид готового изделия. Морщинистые крышки указывают на то, что материал был обработан за пределами пределов формования или что последовательность формования нарушена. Прогнутые корпуса банок указывают на то, что давление закатки вниз или давление патрона применяется неравномерно или чрезмерно.

Распространенные причины

• Чрезмерное давление валков при первом срабатывании: Приложение слишком большого давления во время первой операции формирования завитков приводит к перегрузке фланца крышки, вызывая образование складок, поскольку металл сжимается быстрее, чем он может плавно вписаться в геометрию шва.
• Панель крышки слишком тонкая для параметров закатки: Когда толщина материала крышки уменьшается — либо из-за изменения конструкции, либо из-за изменений поставщика — то же давление роликов, которое правильно работало для более толстого материала, становится чрезмерным, вызывая сморщивание и деформацию.
• Неправильно расположенная закаточная головка: Закаточная головка, которая не концентрична оси банки и патрона, подвергает крышку неравномерному давлению по ее окружности. На участках крышки, подвергающихся давлению выше среднего, образуется морщина, а на участках, подвергающихся меньшему давлению, образуется недостаточно сформированный шов.
• Неправильный диаметр или профиль патрона: Патрон, который не соответствует размерам зенковки крышки, не может правильно поддерживать панель во время фальцевания, что позволяет панели изгибаться и деформироваться под давлением рулона.
• Поврежденные или загрязненные поверхности закаточных валков: Вмятины, заусенцы или металлические отложения на поверхностях валков создают скачки давления при точечной нагрузке, которые локально деформируют материал крышки в точке контакта, создавая неравномерные морщины.

Корректирующие действия

• Уменьшайте давление крена при первой операции небольшими шагами — обычно Регулировка от 0,05 до 0,1 мм. — и повторно оценивайте измерения разрыва шва после каждой регулировки, чтобы найти минимальное эффективное давление, которое обеспечивает правильно сформированный завиток без складок.
• Проверьте соосность закаточной головки с помощью циферблатного индикатора, когда машина находится в установленном положении. Отклонение концентричности более 0,05 мм требует корректировки выравнивания головки перед возобновлением производства.
• Осмотрите поверхности сшиваемых валков под увеличением. Любые заусенцы, вмятины или налипшие металлические отложения на канавках валков необходимо устранять путем очистки, полировки или замены валков, прежде чем дефект повторится на последующих банках.

Неодинаковые размеры швов на протяжении всего производственного цикла

Когда размеры швов значительно различаются от банки к банке — даже в пределах одного производственного цикла без преднамеренных изменений процесса — машина демонстрирует несоответствие размеров. Эта неисправность особенно коварна, поскольку отдельные банки могут пройти проверку швов, в то время как процессу в целом не хватает стабильности, необходимой для надежного обеспечения качества.

Источники размерных изменений

• Изношенные подшипники закаточных валков: Когда в подшипниках, поддерживающих вал закаточного валка, возникает люфт, положение валка слегка меняется при каждом обороте. В результате размеры шва колеблются в пределах определенного диапазона, а не имеют постоянного значения. Люфт подшипника всего лишь 0,03 мм может привести к видимым изменениям в измерениях толщины пласта.
• Ослаблены или неправильно заблокированы механизмы регулировки валков: Если после регулировки давления валка фиксирующие механизмы не полностью закреплены, вибрация во время работы постепенно смещает положение валка обратно в исходное положение. В результате получается шов, который начинается при заданных настройках и смещается по ходу производственного цикла.
• Изменение высоты корпуса входящей банки: Изменение высоты корпуса банки за пределами диапазона самокомпенсации закаточной машины приводит к тому, что закаточная головка включается в несколько разные положения относительно фланца корпуса на каждой банке, создавая изменение геометрии шва, пропорциональное изменению высоты корпуса.
• Тепловое расширение при прогреве: Закаточные машины, которые не достигли полной рабочей температуры, производят швы других размеров, чем в равновесном состоянии. Многие производители требуют периода прогрева от 15 до 30 минут. и серию наладочных банок перед запуском производства для достижения рекордов качества, особенно потому, что тепловое расширение рамы машины и оснастки заметно влияет на положение валков.
• Нестабильность серводвигателя или системы управления: Усовершенствованные закаточные машины, использующие сервоуправляемое позиционирование, зависят от системы управления, поддерживающей точные команды положения на протяжении всего цикла закатки. Дрейф настройки сервопривода, шум сигнала энкодера или неисправности платы управления могут привести к циклическим ошибкам положения, которые повторяются с частотой обновления сервопривода.

Застревания в системе транспортировки и подачи

Застревания в системах подачи и транспортировки полностью останавливают производство, и, если застревание происходит, когда банка частично зацеплена с инструментом для закатки, это может привести к повреждению инструмента, деформации банок и потребует значительного времени для безопасного устранения. Частота застревания является одним из наиболее прямых показателей общего состояния оборудования и тщательно отслеживается как ключевой показатель производительности в условиях крупносерийного производства.

Причины застревания при подаче крышки

• Несоосность крышки магазина: Магазин крышек должен быть точно совмещен с механизмом захвата крышек. Рассогласование более чем 0,5 мм заставляет крышки подавать под углом, застревая в направляющей подачи, прежде чем они достигнут станции закатки.
• Крышки слиплись из-за липкости состава: В теплых или влажных производственных условиях герметик на соседних крышках магазина может слегка склеиться, что приведет к одновременной подаче двух крышек и заклиниванию механизма подачи одной крышки.
• Изношены или повреждены пальцы или звездочки подачи крышки: Подающие пальцы и звездочки, которые контролируют расстояние между крышками, со временем изнашиваются в точках контакта, что приводит к неравномерному промежутку и случайной одновременной подаче нескольких крышек.
• Крышки за пределами спецификации размеров: Крышки с диаметром фланца, выходящим за пределы допуска, или геометрией завитков не проходят беспрепятственно через направляющую подачи, вызывая засорение в самых узких точках пути подачи.

Может ли корпус подавать и выгружать застревания

• Несоответствие скорости конвейера: Когда скорость подающего конвейера не соответствует частоте цикла закаточной машины, тела могут поступать либо слишком рано (вызывая штабелирование), либо слишком поздно (вызывая пропуски, которые машина интерпретирует как неисправности и останавливается). Синхронизацию необходимо проверять во время настройки и после любого изменения скорости наполнителя или закаточной машины.
• Может ли деформироваться тело от вышестоящих процессов: Помятые или некруглые корпуса банок неправильно сидят в опоре закаточной станции, что приводит к опрокидыванию или неправильному вращению банок во время закатки и застреванию при разгрузке.
• Изношенные или загрязненные поверхности могут содержать: Карманы поворотного круга, подъемные площадки или опорные пластины, которые позиционируют корпус банки для закатывания, со временем накапливают остатки продукта и мусор. Загрязнение не позволяет банкам занять правильную высоту, а изношенные опорные поверхности допускают боковое перемещение во время цикла закатки.

Профилактические меры по обеспечению надежности системы подачи

• Очищайте все подающие направляющие, звездочки и поверхности конвейера в начале и в конце каждой производственной смены. Накопившиеся продукты, соединения и металлический мусор являются основными источниками спорадических застреваний в хорошо отрегулированных машинах.
• Проверьте и запишите частоту застреваний за смену. Увеличение частоты застреваний — даже без изменения степени застревания — является ранним предупреждением о прогрессирующем износе компонентов системы подачи еще до того, как произойдет полный отказ, вызывающий застревание.
• Проверяйте контактные поверхности звездочки и подающего пальца через запланированные интервалы технического обслуживания и заменяйте их, когда глубина износа превышает 0,3 мм в контактных точках.

Ненормальный шум во время операции закатки

Посторонний шум во время работы закаточной машины является одним из наиболее надежных сигналов раннего предупреждения о возникновении механических неисправностей. Каждый тип ненормального звука соответствует определенному режиму отказа, а определение типа и местоположения звука позволяет обслуживающему персоналу диагностировать основную причину до того, как она перерастет в сбой, приводящий к остановке производства.

Справочник по диагностике типов шума

Операторы должны быть обучены распознавать базовый шум машины и как можно раньше сообщать об отклонениях. Машина, издающая ненормальные звуки, но в остальном производящая приемлемые швы, находится в состоянии переходного отказа — качество шва будет ухудшаться по мере развития основной механической неисправности, часто внезапно, а не постепенно.

Неисправности электрической системы и системы управления

Современный автоматические закаточные машины полагаются на сложные системы серводвигателей, программируемые логические контроллеры (ПЛК) и прецизионные датчики для координации множества функциональных модулей, участвующих в процессе сварки. Неисправности электрической системы и системы управления могут проявляться в виде внезапных остановок, нестабильного поведения машины, неправильных выходных значений скорости или давления или неспособности правильно завершить цикл закатки.

Неисправности серводвигателя и привода

Закаточные машины с сервоуправлением используют серводвигатели для точного позиционирования закаточных валков, патрона и механизмов транспортировки. Неисправности сервопривода обычно генерируют определенные коды неисправностей на дисплее HMI (человеко-машинный интерфейс) машины. Общие категории неисправностей сервопривода включают в себя:

• Неисправности перегрузки по току: Срабатывает, когда серводвигатель потребляет ток, превышающий номинальный предел, что часто вызвано механическим препятствием на ведомой оси, чрезмерной нагрузкой из-за изношенных подшипников или неправильными настройками усиления в параметрах сервопривода.
• Потеря сигнала энкодера: Энкодер обеспечивает обратную связь по положению сервопривода. Поврежденный кабель энкодера, загрязненный диск энкодера или ослабленное крепление энкодера приводят к потере обратной связи по положению, что приводит к выходу из строя привода в качестве меры безопасности, предотвращающей неконтролируемое движение.
• Следующие ошибки: Это происходит, когда фактическое положение двигателя отстает от заданного положения больше, чем настроенный допуск привода, что указывает на то, что двигатель не может соответствовать требуемому профилю движения из-за механической нагрузки, проблем с настройкой привода или деградации двигателя.

Неисправности датчика и цепи безопасности

• Может ли выйти из строя датчик присутствия: Индуктивные или фотоэлектрические датчики определяют правильность расположения банки до начала цикла закатки. Загрязненная линза датчика, смещенный датчик или неисправный датчик вызывают либо ложные остановки (машина останавливается, поскольку не обнаруживает имеющуюся банку), либо пропущенные обнаружения (машина работает без банки на месте, что может привести к повреждению инструмента).
• Неисправность датчика наличия крышки: Подобно датчикам присутствия банок, датчики обнаружения крышки проверяют правильность установки крышки, прежде чем патрон опустится. Неудачи здесь вызывают либо постоянные ложные остановки, либо, что более опасно, попытки закатки без установленной крышки.
• Неисправности блокировки защитного ограждения: Ограждения доступа на закаточных машинах подключаются к цепи безопасности через блокировки. Изношенные блокировочные выключатели, корродированные контакты или поврежденная проводка вызывают спорадические срабатывания системы безопасности, которые останавливают машину без фактического открытия защиты. Эти неисправности часто носят периодический характер, и их трудно диагностировать без систематических электрических испытаний каждой блокировки в цепи безопасности.
• Ошибки программы ПЛК или ошибки памяти: Колебания напряжения питания, статический разряд или долговременная деградация ячеек памяти могут привести к повреждению данных программы ПЛК или таблиц параметров, что приведет к нестабильному поведению машины или отказу в запуске. Хранение проверенной резервной копии программы ПЛК и всех параметров сервопривода на отдельном запоминающем устройстве. — это критическая практика технического обслуживания, позволяющая быстро устранить неисправности этого типа.

Протокол реагирования на электрические неисправности

1. Запишите точный код неисправности и состояние машины на момент возникновения неисправности (скорость, положение цикла, какая станция была активна).
2. Проверьте журнал истории неисправностей на HMI на наличие предыдущих неисправностей или предупреждений, которые могли привести к текущему состоянию.
3. Не выполняйте повторный сброс и перезапуск без выяснения основной причины — повторяющиеся сбросы основной электрической неисправности могут перерасти из-за незначительной неисправности датчика в отказ двигателя или привода.
4. Прежде чем заподозрить внутренние электрические компоненты машины, проверьте напряжение и стабильность источника питания на входной панели.
5. Перед заменой любого электрического компонента ознакомьтесь с электрической схемой машины и кодом неисправности в руководстве по техническому обслуживанию.

Неисправности смазки и их влияние на качество шва

Закаточные машины содержат множество прецизионных опорных поверхностей, кулачковых толкателей, зубчатых передач и скользящих компонентов, для правильной работы которых требуется постоянная смазка. Неисправности смазки являются одной из наиболее предотвратимых причин неисправности закаточной машины, однако на них приходится значительная часть внеплановых мероприятий по техническому обслуживанию на предприятиях, где отсутствуют строгие программы смазки.

• Недостаточная смазка подшипников закаточных валков: Подшипники закаточных валков работают при значительных циклических нагрузках и требуют смазки с периодичностью, указанной производителем машины — обычно каждые От 8 до 40 часов работы в зависимости от скорости машины и нагрузки. Подшипники с недостаточной смазкой вызывают повышенный износ тел качения, который приводит к выходу подшипника из строя, что приводит к изменению размеров шва и, в конечном итоге, к заклиниванию шовной головки.
• Загрязнение смазочного материала: Остатки продукта, металлические частицы из изношенных компонентов или попадание воды могут загрязнить смазку в корпусах подшипников и редукторах. Загрязненная смазка теряет прочность защитной пленки и ускоряет износ, а не предотвращает его. Анализ масла трансмиссионной жидкости с интервалом каждые 2000–4000 часов работы может обнаружить загрязнение до того, как оно приведет к повреждению компонентов.
• Неправильная спецификация смазки: Использование смазки с неправильной вязкостью или рецептурой, соответствующей рабочей температуре и условиям нагрузки машины, приводит к недостаточной толщине пленки в рабочих условиях, даже при правильном соблюдении графика смазки. Всегда используйте тип и марку смазочного материала, указанные в руководстве по техническому обслуживанию машины для каждой точки смазки.
• Чрезмерная смазка некоторых компонентов: Избыток смазки в герметичных подшипниковых узлах или на поверхностях кулачков может притягивать металлический мусор и образовывать абразивную пасту, которая ускоряет износ, а не уменьшает его. Точно соблюдайте указанные производителем количества для каждой точки смазки.
• Неисправность автоматической системы смазки: Машины, оснащенные централизованными автоматическими системами смазки, полагаются на целостность насоса, линии и дозирующего клапана для подачи нужного количества в нужное время. Заблокированная линия смазки или вышедший из строя насос могут привести к тому, что несколько точек подшипника останутся несмазанными одновременно, не вызывая при этом очевидного сигнала тревоги, что делает периодическую ручную проверку подачи смазки важным дополнением к автоматизированным системам.

Сводная информация о неисправностях запечатывающей машины и справочник по устранению неполадок

В следующей таблице представлены сводные сведения о наиболее распространенных неисправностях запечатывающей машины, их основных причинах и рекомендуемых мерах первого реагирования для каждой из них:

Практика профилактического обслуживания, снижающая частоту неисправностей

Наиболее эффективным подходом к устранению неисправностей запечатывающей машины является предотвращение, а не реагирование. Предприятия, реализующие структурированные программы профилактического обслуживания, постоянно сообщают На 30–60 % меньше времени незапланированных простоев по сравнению с теми, которые работают на основе реактивного обслуживания. Следующие методы составляют основу эффективной программы профилактического обслуживания закаточной машины:

• Контрольный список ежедневных предпроизводственных проверок: Перед каждым производственным циклом операторы должны проверять уровни смазки, очищать все направляющие подачи и линзы датчиков, визуально проверять состояние закаточных валков, подтверждать, что цикл прогрева завершен, и запускать набор наладочных банок для измерения разрыва шва, прежде чем запускать машину в производство.
• Плановый отбор проб качества шва: Выполняйте измерения разборки шва в начале каждой смены, после любого изменения процесса и с минимальной частотой один демонтаж за час производства во время стандартной работы. Документируйте все измерения и анализируйте тенденции данных, чтобы обнаружить постепенный дрейф до того, как они достигнут предела спецификации.
• Замена инструмента зависит от количества швов, а не только от состояния: Закаточные ролики, патроны и подшипники следует заменять через определенные промежутки времени — обычно каждые от 500 000 до 2 000 000 швов в зависимости от компонента и возможности форматирования — независимо от того, очевиден ли видимый износ. Такая практика предотвращает непредсказуемый отказ компонента, срок службы которого истек, но еще не вызвал обнаруживаемого дефекта.
• Ведение журнала истории измерений шва: Машина, которая постоянно производит швы в центре диапазона спецификации, находится в принципиально ином состоянии, чем машина, производящая швы на краях диапазона, даже если обе машины прошли проверку. Журнал истории измерений показывает направление тенденции и позволяет проводить упреждающую корректировку до того, как произойдет превышение спецификации.
• Поддержание критически важных запасных частей на складе: Закаточные ролики, патроны в сборе, подающие пальцы, шпоночные подшипники и часто неисправные датчики должны храниться на месте в качестве запасных частей. Время выполнения заказа на специализированные компоненты закаточной машины может быть от недель до месяцев от некоторых производителей, а остановка машины в ожидании закаточного ролика представляет собой непропорционально высокую стоимость по сравнению со стоимостью хранения запасов этих деталей на месте.
• Обучение операторов распознаванию неисправностей: Операторы станков, которые понимают, как выглядит и ощущается нормальный шов, и которые обучены распознавать ранние физические и звуковые признаки развивающихся неисправностей, обеспечивают максимально раннее предупреждение о неисправности. Автоматизированные системы контроля ценны, но не заменяют обученного, внимательного оператора, который понимает процесс сварки с основ.