Kürzlich wurde in einer neuen Dosenfabrik in Europa eine Cupper-Presse installiert, die in der Nähe von Kommerziell den Bürogebäuden in der Umgebung errichtet wurde. Auf Empfehlung eines auf Schwingungen und Strukturdynamik spezialisierten Beratungsunternehmens wurde die Cupper-Presse auf einem Trägheitsblock installiert, der von Federelementen und Viskodämpfern gestützt wird und eine System-Eigenfrequenz von 1,25 Hz aufweist. Allerdings wurden während der Produktion starke Bewegungen am Federfundament der Maschine festgestellt, wodurch die Schwingungen auf die benachbarten Gebäude übertragen wurden.
Die Auswirkungen dieser Bewegung waren ein vorzeitiger Verschleiß der Maschine und ein erhöhter Ausschuss, was die Gesamtproduktivität der Anlage verringerte.
Die Herausforderung
Farrat wurde beauftragt, eine Ersatzlösung zu entwickeln, die die übermäßigen Schwingungen der Becherpresse reduziert und eine ruhigere Umgebung für die benachbarten Gebäude schafft.
Becherpressen werden üblicherweise in der Dosenherstellung eingesetzt, um aus Aluminium- oder Metallrollen zylindrische Becher herzustellen. Die Hauptfunktion dieser Art von Maschine besteht darin, mit hoher Geschwindigkeit Scheiben aus Blechen auszuschneiden. Dieser Vorgang erzeugt vertikale Schwingungen mit Frequenzen, die von der Geschwindigkeit der Maschine bestimmt werden und auch als „Stöße“ bezeichnet werden.
Diese starken Schwingungen haben schädliche Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit der Maschinenanlage, ihrer Systeme und Komponenten sowie auf die Gesamtproduktivität der Maschinen. Durch Stöße verursachte Schwingungen können zudem das Gebäude beschädigen, indem sie Wellen und Geräusche erzeugen, die sich in die Umgebung ausbreiten. Es ist daher von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass Cupper-Pressen auf geeigneten Schwingungsdämpfungssystemen installiert werden, um diese Auswirkungen zu mindern.
Die größte Herausforderung bestand darin, das Gesamtsystem zu versteifen und gleichzeitig zu verhindern, dass übermäßige Schwingungen in die Umgebung übertragen werden.
Die Lösung
Die Anwendungsingenieure von Farrat berücksichtigten in der Konstruktionsphase verschiedene Systemkriterien, darunter die Masse, die Abmessungen und die Betriebsgeschwindigkeit der Maschine sowie die Systemstabilität und die erforderliche Schwingungsdämpfung, um den anspruchsvollen Anforderungen des Kunden gerecht zu werden.
Um beide Probleme des Kunden zu lösen, entwickelte Farrat ein neues Schwingungsdämpfungssystem, das aus maßgeschneiderten Lagern mit einer Stahlbasis und zwei Schichten Isomat-Isolatoren besteht.
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Leistungsergebnisse
Farrat führte eine Schwingungsuntersuchung durch, um die Schwingungsstärke vor und nach dem Austausch der Federpakete zu messen und so die Wirksamkeit der Farrat-Isomat-SystemDie Ergebnisse der Untersuchung sind in der nebenstehenden Grafik dargestellt, wobei die vor dem Austausch gemessenen vertikalen Beschleunigungen durch die blauen Kurven und die nach dem Einbau des Farrat Isomat-Lagers gemessenen Werte durch die orangefarbenen Kurven dargestellt sind.
Die an den Maschinenfüßen gemessenen Schwingungen sind oben dargestellt, die am Trägheitsblock in der Mitte und die auf dem umgebenden Fabrikboden unten. Die Ergebnisse wurden bei allen gemessenen Betriebsdrehzahlen der Maschine zwischen 110 und 170 U/min beobachtet.
Eine deutliche Schwingungsreduzierung ist in jedem Teil des Systems zu erkennen, insbesondere bei der Betriebsdrehzahl der Cupper-Presse von knapp unter 2 Hz. Dies ist die Frequenz, bei der die Maschine am ehesten zu Bewegungen und Schwankungen neigt, was sich auf die Prozessqualität auswirkt. Das bisherige System aus Federn mit Viskodämpfern hat sich aufgrund seiner extrem niedrigen Eigenfrequenz als ungeeignet erwiesen, da diese zu nahe an den von der Cupper-Presse erzeugten Störfrequenzen liegt – was das Risiko von Resonanzproblemen erhöht.
Schlussfolgerung
Die Anforderungen des Kunden wurden durch die Lösung von Farrat Isolated Foundation erfüllt, die die Schwingungen der Maschine deutlich reduziert und gleichzeitig eine ruhige Umgebung für die benachbarten Gebäude gewährleistet. Dies verdeutlicht die Effizienz der Farrat-Isomat-Systeme für Cupper-Press-Anwendungen, bei denen maßgeschneiderte Konstruktionslösungen erforderlich sind, um komplexe technische Herausforderungen zu bewältigen.
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