Vor kurzem wurde eine Cupperpresse in einer neuen Dosenfabrik in Europa installiert, die in der Nähe von Kommerziell und Bürogebäuden in der Umgebung gebaut wurde. Auf Empfehlung eines auf Schwingungen und Strukturdynamik spezialisierten Beratungsunternehmens wurde die Cupperpresse auf einem Trägheitsblock installiert, der von Federelementen und Viskodämpfern gestützt wird und eine Systemeigenfrequenz von 1,25 Hz bietet. Während der Produktion wurden jedoch starke Bewegungen des Federfundaments der Maschine festgestellt, so dass die Schwingungen auf die benachbarten Gebäude ausstrahlten.
Die Auswirkungen dieser Bewegung waren ein vorzeitiger Verschleiß der Maschine und ein erhöhter Ausschuss, was die Gesamtproduktivität der Anlage verringerte.
Die Herausforderung
Farrat wurde kontaktiert, um eine Ersatzlösung zu finden, die die übermäßigen Bewegungen der Cupper Press reduziert und eine ruhigere Umgebung für die Nachbargebäude schafft.
Cupperpressen werden häufig in der Dosenherstellung verwendet, um zylindrische Becher aus Aluminium- oder Metallrollen herzustellen. Die Hauptfunktion dieser Art von Maschinen besteht darin, mit hoher Geschwindigkeit Scheiben aus Blechen zu stanzen. Dieser Vorgang erzeugt vertikale Erregungen mit einer von der Geschwindigkeit der Maschine abhängigen Frequenz, die auch als "Stöße" bezeichnet werden.
Diese starken Vibrationen haben schädliche Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit der Maschinenanlage, ihre Systeme und Komponenten sowie die Gesamtproduktivität der Maschinen. Schockbedingte Schwingungen können auch das Gebäude schädigen, indem sie Wellen und Geräusche erzeugen, die sich in die Umgebung ausbreiten. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Kupferpressen mit geeigneten Schwingungsdämpfern ausgestattet sind, um diese Auswirkungen zu mindern.
Das Hauptelement dieser Herausforderung war die Versteifung des Gesamtsystems bei gleichzeitiger Vermeidung übermäßiger Schwingungsübertragung.
Die Lösung
Die Anwendungsingenieure von Farrat berücksichtigten in der Konstruktionsphase mehrere Systemkriterien, wie z. B. die Masse, die Abmessungen und die Betriebsgeschwindigkeit der Maschine sowie die Systemstabilität und die Isolationsleistung, die erforderlich sind, um die anspruchsvollen Anforderungen des Kunden zu erfüllen.
Um beide Probleme des Kunden zu lösen, entwickelte Farrat ein Ersatzschwingungsisolationssystem mit maßgeschneiderten Lagern aus einer Stahlbasis und zwei Schichten Isomat-Isolatoren.
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Leistungsergebnisse
Farrat führte eine Vibrationsuntersuchung durch, um das Niveau der Vibrationen vor und nach dem Austausch der Federpakete zu messen und die Effizienz des Farrat Isomat SystemDie Ergebnisse der Untersuchung sind in der nebenstehenden Grafik dargestellt, wobei die blauen Kurven die vertikalen Beschleunigungen vor dem Austausch und die orangen Kurven die Beschleunigungen nach dem Einbau des Farrat Isomat-Lagers zeigen.
Oben sind die an den Füßen der Maschine gemessenen Schwingungen dargestellt, in der Mitte der Trägheitsblock und unten der umgebende Fabrikboden. Die Ergebnisse wurden bei allen gemessenen Betriebsdrehzahlen der Maschine zwischen 110 und 170 U/min beobachtet.
In jedem Teil des Systems ist eine deutliche Verringerung der Vibrationen zu erkennen, insbesondere bei der Betriebsgeschwindigkeit der Cupper-Presse von etwas unter 2 Hz. Dies ist die Frequenz, bei der sich die Maschine am ehesten bewegt und schaukelt, was sich auf die Prozessqualität auswirkt. Das bereits vorhandene System aus Federn mit Viskodämpfern hat sich als ungeeignet erwiesen, da seine extrem niedrige Eigenfrequenz zu nahe an den von der Cupperpresse erzeugten Störfrequenzen liegt, was das Risiko von Resonanzproblemen erhöht.
Schlussfolgerung
Die Anforderungen des Kunden wurden durch die Farrat-Isolierfundamentlösung erfüllt, die die Bewegungen der Maschine erheblich reduziert und gleichzeitig eine ruhige Umgebung für die umliegenden Gebäude gewährleistet. Dies zeigt die Effizienz der Farrat Isomat-Systeme für Cupper Press-Maschinenanwendungen, bei denen maßgeschneiderte Konstruktionslösungen zur Lösung komplexer technischer Herausforderungen erforderlich sind.
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