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Indústria 4.0: aposte em crepadores com sensores integrados

Conheça o Sistema Lantier Anti-Chatter, desenvolvido para máquinas de papel tissue

Os operadores das máquinas tissue estão se aperfeiçoando continuamente para alcançar níveis cada vez mais elevados de produtividade e qualidade. No entanto, a busca por essas melhorias é limitada por todo tipo de fatores mecânicos, entre eles, a presença de vibrações autoestimuladas na máquina. Os casos de marcas superficiais (chatter) nos cilindros Yankees em máquinas que fabricam papel tissue aumentaram drasticamente nos últimos anos devido ao aumento da velocidade e à busca constante para se alcançar níveis de produtividade cada vez mais elevados.

Podemos dizer que o chatter é um problema dinâmico de instabilidade que tem diferentes causas e múltiplos fatores de risco, tais como: o tipo do revestimento, tempo de permanência (dwell time), presença de partículas presas no revestimento, umidade da folha, stick-out da lâmina crepadora, eficácia do raspador de limpeza, conservação da superfície do Yankee, rigidez dos componentes da máquina etc.

Além disso, o chatter é um fenômeno acumulativo, por isso, é essencial detectá-lo em seu início, a fim de ter a chance de evitá-lo e prevenir grandes danos que podem causar um alto custo financeiro ao papeleiro.

Para ajudar a enfrentar este grave problema, a Lantier projetou um novo sistema crepador com sensores integrados, que possibilita monitorar o processo de crepagem e detectar essas marcações logo no seu início, de forma preditiva.

Este novo conceito é complementado por um software, sendo que ambos constituem uma plataforma autônoma para detecção e diagnóstico de problemas dinâmicos durante o processo de crepagem, o que permite ao operador monitorar as condições de trabalho em tempo real.

Esse monitoramento em tempo real é essencial para a identificação precoce dessas marcas superficiais, chatter, fazendo com que medidas corretivas em tempo real sejam tomadas pelos operadores das máquinas tissue.

O produto é comercialmente chamado de “Anti-Chatter Creping Doctor”.

Foto do “Anti-Chatter Creping Doctor”

Este sistema completo aumenta a eficiência da máquina tissue, pois permite detectar chatters quando ainda na sua fase inicial e o operador pode agir para eliminar o fenômeno antes que ele possa causar problemas mais graves na superfície do Yankee, graças ao Monitoramento de Vibração de Alta Frequência (HFVM, na sigla em inglês). Ele ajudará definitivamente os fabricantes de papel tissue no aumento da performance e do controle de processos.

Apesar do monitoramento de vibrações nas máquinas de papel estar se tornando uma prática cada vez mais comum na indústria, o HFVM aplicado diretamente nas lâminas dos raspadores não é uma prática tão usual.

O HFVM nos dá algo novo: pode detectar níveis crescentes de vibração na lâmina crepadora que poderiam levar a fenômenos de “chatter” e até mesmo a danificar severamente o yankee, algo que se tornou muito mais comum do que no passado devido ao aumento do nível da velocidade e de produtividade das máquinas que fabricam papel tissue.

Posto isso, a plataforma de diagnóstico da Lantier é um sistema de monitoramento e alerta em tempo real que nos adverte e nos fornece ferramentas adicionais para combater a intensificação das vibrações que podem levar ao fenômeno chatter.

A versão padrão da plataforma de diagnóstico da Lantier é equipada com um cartão de memória que coleta as informações enviadas por sete canais de monitoramento. Os sinais são recebidos por meio deste cartão de memória que permite a visualização simultânea desses sete canais, possuindo ainda um sistema adicional de calibração automática.

Esses canais correspondem a quatro acelerômetros especiais específicos para a detecção de problemas de “chatter” e monitoramento de alta frequência de vibrações, dois canais adicionais correspondem a acelerômetros instalados para a detecção de outros problemas ao redor do equipamento crepador, que também podem afetar seu comportamento, (desequilíbrios de estruturas próximas, desalinhamentos etc). Finalmente, o sétimo canal informa a velocidade da máquina tissue por meio de um tacômetro. Todas essas informações são transmitidas por meio de cabos blindados para o cartão de memória/coleta de dados.

Monitoramento de sinais provenientes de diferentes fontes

A interface do sistema de diagnóstico consiste em vários gráficos que mostram a evolução das medições efetuadas continuamente durante as últimas 24 horas. O operador poderá observar a gravidade da vibração causada pelo chatter, (indicada em m/s2 RMS), a gravidade da vibração comum (mostrada em mm/s RMS) e a velocidade do papel (mostrada em m/min). Além disso, o sistema alerta o operador se um nível de vibração inaceitável for alcançado.

A imagem abaixo mostra o gráfico de gravidade causado pela alta frequência ou pelas marcações superficiais chatter. Você pode observar momentos de aumento da instabilidade (esses momentos são indicados na imagem por setas vermelhas), quando o nível de vibração tende a perder estabilidade, o operador toma diferentes ações corretivas e o processo volta a se estabilizar novamente (a estabilização é marcada na imagem com setas verdes).

“Anti-chatter Creping Doctor” – Interface com o usuário

Lembre-se:

  1. Quando você detectar visualmente as marcações (chatter) na superfície do Yankee, já será tarde demais.
  2. Evite este problema, bem como custos de manutenção e tempos de paradas de máquina, identificando o problema com a máxima antecedência e agindo preditivamente no problema.

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