كيف أصلحت آلة العجن المكسورة (وما تعلمته)

الجواب القصير: مكسور العجن قابل للإصلاح — إذا كنت تعرف أين تبحث

عندما تعطلت آلة العجن لدينا في منتصف الدفعة، كان رد الفعل الأول هو الذعر. كانت لدينا مواد في الغرفة، وموعد نهائي للإنتاج، ولم تكن لدينا أي فكرة على الإطلاق عما إذا كنا نتطلع إلى إصلاح لمدة 20 دقيقة أو انتظار أجزاء لمدة أسبوعين. وتبين أنه لا يوجد أي منهما. تنقسم معظم حالات فشل العجن إلى ثلاث فئات: التآكل الميكانيكي، والأعطال الكهربائية، والمشكلات المتعلقة بالمشغل - ويمكن حل معظمها في الموقع دون إعادة الوحدة بأكملها إلى الشركة المصنعة.

تتناول هذه المقالة ما حدث بالضبط مع أجهزتنا، وكيف قمنا بتشخيصها، وما يتضمنه الإصلاح، وما قمنا بتغييره بعد ذلك لمنع حدوث ذلك مرة أخرى. إذا كان عجانك معطلاً الآن، فابدأ بقسم التشخيص. إذا كنت تقرأ هذا قبل حدوث المشاكل، فإن جدول الصيانة القريب من النهاية يستحق وقتك.

ماذا حدث: كيف تعطلت آلة العجن لدينا

لقد بدأت بالضوضاء. بعد حوالي أربعين دقيقة من دورة الخلط القياسية، بدأ العجن في إصدار صوت طحن إيقاعي - وليس صوتًا كارثيًا، بل مجرد نغمة منخفضة ومستمرة من المعدن على المعدن لم تكن موجودة في اليوم السابق. أوقفنا الدفعة، وأزلنا المادة بأفضل ما نستطيع، وقمنا بإيقاف التشغيل.

عند الفحص البصري، لم يبدو أي شيء خاطئًا بشكل واضح. كانت شفرات الدوار سليمة. لم يكن لجدران الغرفة شقوق مرئية. كان حزام القيادة تحت التوتر الطبيعي. ولكن عندما حاولنا إعادة التشغيل، كان المحرك يعمل ولكن الدوارات لم تدور. تم الاستيلاء على علبة التروس.

يعد هذا في الواقع أحد أوضاع الفشل الأكثر شيوعًا في العجنات الداخلية المستخدمة في تركيب المطاط والبوليمر. يقع صندوق التروس في العجان بين المحرك وأعمدة الدوار، مما يقلل السرعة ويضاعف عزم الدوران. عندما يفشل التشحيم - إما بسبب انخفاض مستوى الزيت، أو تدهور الزيت، أو دخول الملوثات إلى الختم - تبدأ التروس في العمل من المعدن إلى المعدن. إذا قبضت عليه في وقت مبكر، فسوف تحصل على ضجيج طحن. إذا فاتتك ذلك، تحصل على وحدة مصادرة.

في حالتنا، سمح ختم العمود البالي للغبار المطاطي الناعم بالانتقال إلى علبة التروس على مدار عدة أشهر. أصبح الزيت ملوثًا وفقد لزوجته. لم نكتشف ذلك لأن فحوصات الصيانة لدينا لم تكن تبحث في حالة الزيت - بل فقط مستوى الزيت. هذا التمييز مهم، وهو شيء قمنا بتغييره مباشرة بعد الإصلاح.

تشخيص فشل العجن: من أين تبدأ

إذا توقفت آلة العجن عن العمل أو كانت تعمل بشكل غير طبيعي، فقاوم إغراء إعادة تشغيلها بشكل متكرر. وهكذا تصبح المشاكل الصغيرة مشاكل كبيرة. بدلًا من ذلك، قم بإجراء تشخيص منظم قبل لمس أي شيء آخر.

الخطوة 1 - وصف الأعراض

إن طبيعة الفشل تخبرك بالكثير عن السبب. استخدم ما يلي كإطار عمل للبدء:

• المحرك يعمل، والدوارات لا تتحرك: من المحتمل أن يكون هناك عطل في علبة التروس، أو أداة التوصيل، أو عطل في المفتاح/مجرى المفتاح
• المحرك لا يبدأ: تحقق من مصدر التيار الكهربائي، أو مرحل التحميل الزائد، أو الانقطاع الحراري، أو رموز خطأ VFD
• تدور الدوارات ولكن الخلط ضعيف: شفرات الدوار البالية، أو الخلوص غير الصحيح، أو مشكلة التحكم في درجة الحرارة
• ضجيج غير عادي أثناء التشغيل: تآكل المحمل، وجود جسم غريب في الحجرة، أو فشل التشحيم
• ارتفاع درجة الحرارة: انسداد قنوات التبريد، أو فشل مستشعر درجة الحرارة، أو الاحتكاك الزائد في مجموعة الحركة
• تسرب المواد من الأختام: أختام الأطراف البالية أو أختام نهاية الدوار، والتي تتطلب عادةً استبدالًا مجدولًا

الخطوة 2 – التحقق من الجانب الكهربائي أولاً

غالبًا ما يكون إصلاح الأعطال الكهربائية أسهل وأرخص من إصلاح الأعطال الميكانيكية، لذا استبعدها أولًا. تحقق من الجهد الكهربي الوارد في جميع المراحل الثلاث - فالعجان الذي يعمل على مرحلتين سيؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المحرك ويتوقف تحت الحمل. افحص إعداد مرحل التحميل الزائد وقارنه بتيار لوحة المحرك. ابحث عن رموز الأخطاء على محرك التردد المتغير إذا كان الجهاز يستخدم واحدًا. في كثير من الحالات، ما يبدو وكأنه عطل ميكانيكي هو في الواقع جهاز حماية متعثر يتم إعادة ضبطه بضغطة زر واحدة.

الخطوة 3 - فحص قطار القيادة

مع عزل الطاقة وإغلاقها، حاول يدويًا تدوير أعمدة الدوار. في معظم آلات العجن، يمكنك استخدام قضيب دوار أو مقبس على طرف عمود الدوار. إذا لم تتزحزح الأعمدة، فذلك يعني أن المشكلة تكمن في علبة التروس أو أن الدوارات نفسها قد تم ضبطها — ربما بسبب المواد المتصلبة داخل الحجرة. إذا كانت الأعمدة تدور بحرية ولكن المحرك لا يحركها، فإن المشكلة تكمن في الاقتران بين المحرك وعلبة التروس.

الخطوة 4 - التحقق من التشحيم

سحب عينة من زيت علبة التروس. يجب أن يكون شفافًا نسبيًا أو بلون كهرماني اعتمادًا على نوع مادة التشحيم. إذا كان الزيت أسود أو حليبي أو يحتوي على جزيئات مرئية، فإن التلوث هو المشكلة – ليس فقط مستوى منخفض. الزيت اللبني يعني دخول الماء. الزيت الأسود ذو الجزيئات المعدنية يعني تآكل التروس. الزيت الداكن اللزج مع جزيئات مطاطية يعني فشل الختم، وهذا ما وجدناه.

الإصلاح: ما فعلناه بالفعل لإصلاح العجن

بمجرد التأكد من أن علبة التروس هي المشكلة، تم تقسيم عملية الإصلاح إلى خمس مراحل. استغرقت المهمة بأكملها حوالي ثلاثة أيام، بما في ذلك شراء قطع الغيار، وهو الأمر الأسرع بالنسبة لأعمال علبة التروس - ويرجع ذلك أساسًا إلى أن لدينا علاقة معقولة مع مورد صناعي محلي كان لديه ختم العمود في المخزون.

المرحلة 1 - مسح الغرفة

قبل أي عمل ميكانيكي، كان لا بد من تنظيف غرفة الخلط. لقد كنا محظوظين، إذ لم تتم معالجة المادة بالكامل، ولا يزال من الممكن إزالتها يدويًا عن طريق تطبيق الحرارة على جدران الغرفة. في الحالات التي تصلب فيها المادة تمامًا، قد تستغرق عملية الإزالة وقتًا أطول من عملية الإصلاح الفعلية. وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل التصرف بسرعة عندما تلاحظ الأعراض لأول مرة يؤتي ثماره.

المرحلة 2 - استنزاف وشطف علبة التروس

لقد قمنا بتصريف الزيت الملوث بالكامل، ثم قمنا بغسل علبة التروس بسائل شطف خفيف لإزالة الحمأة والجزيئات المتبقية. غالبًا ما يتم تخطي هذه الخطوة عندما يكون الأشخاص في عجلة من أمرهم للعودة إلى العمل مرة أخرى، ويعني تخطيها أنك تضع زيتًا طازجًا في بيئة ملوثة. سوف تؤدي الحمأة إلى تحلل الزيت الجديد في غضون أسابيع.

المرحلة 3 - استبدال ختم العمود الفاشل

كان ختم عمود الدوار البالي هو السبب الجذري. توجد هذه الأختام بين حجرة العجن ومبيت علبة التروس، مما يمنع المواد المعالجة من الانتقال إلى نظام التشحيم. في أجهزتنا، الختم عبارة عن ختم شعاعي من النوع الشفاهي مع سطح تشغيل PTFE. الأصل كان في الخدمة ل حوالي 4200 ساعة — توصي الشركة المصنعة بالفحص بعد 3000 ساعة والاستبدال عند 5000 ساعة أو عند ظهور أي علامة تآكل، أيهما يأتي أولاً. لقد كنا ضمن الفاصل الزمني على الورق، لكن ظروف التشغيل - مركب جلخ، ودرجة حرارة مرتفعة - أدت إلى تسريع التآكل.

إن استبدال الختم على العجن الداخلي ليس بالأمر الهين. يجب سحب عمود الدوار جزئيًا للوصول إلى مبيت الختم، مما يعني فصل أداة التوصيل ودعم العمود بشكل صحيح. لقد استخدمنا نقاط رفع الصيانة الخاصة بالماكينة وتركيبات دعم العمود المستعارة من مصنع مجاور. إن محاولة ذلك دون دعم العمود المناسب قد يؤدي إلى إتلاف مبيت المحمل.

المرحلة 4 – الفحص وإعادة التجميع

مع خروج العمود جزئيًا، انتهزنا الفرصة لفحص محمل الدوار. لقد أظهرت علامات مبكرة على وجود خلل في العرق الداخلي - وهي ليست حرجة بعد، لكنها ملحوظة. لقد قمنا بتسجيله في سجل الصيانة ووضعنا علامة عليه لاستبداله عند إيقاف التشغيل المخطط التالي. التروس نفسها، على الرغم من التلوث بالزيت، لم تظهر أي نقاط تتجاوز أنماط التآكل العادية. ويرجع ذلك جزئيًا إلى أننا اكتشفنا المشكلة قبل أن تعمل الآلة لفترة كافية لإحداث تلف في التروس.

المرحلة 5 - إعادة التعبئة والتشغيل والتحقق

لقد قمنا بإعادة ملء علبة التروس بزيت التروس المحدد من قبل الشركة المصنعة - ISO VG 220 في حالتنا - إلى علامة المستوى الصحيحة. ثم قمنا بتشغيل العجن بدون حمولة لمدة 30 دقيقة أثناء مراقبة درجة حرارة علبة التروس والاستماع إلى الأصوات غير الطبيعية. استقرت درجة الحرارة عند 52 درجة مئوية، وهي ضمن نطاق التشغيل الطبيعي. قمنا بعد ذلك بإجراء مجموعة اختبارية بنسبة 60% من وزن التعبئة الطبيعي قبل العودة إلى الإنتاج الكامل.

نقاط فشل العجن الشائعة وأسبابها

مشكلة تلوث علبة التروس لدينا ليست فريدة من نوعها. وبعد التحدث مع مهندسي الصيانة في العديد من عمليات التركيب الأخرى، ظهر نمط واضح لأنماط الفشل الشائعة. يلخص الجدول أدناه المشكلات الأكثر شيوعًا التي يتم الإبلاغ عنها في العجانات الداخلية وأسبابها النموذجية وما يتضمنه الإصلاح عادةً.

ما يبرز في هذا الجدول هو ذلك كل وضع فشل مدرج يمكن الوقاية منه كليًا أو جزئيًا . لا شيء منها عبارة عن أعمال عشوائية ذات مصير ميكانيكي. جميعها لديها علامات أولية - علامات تظهر قبل توقف الآلة - ويمكن اكتشاف معظمها من خلال برنامج صيانة يتجاوز الفحص البصري البسيط.

فهم العجن الداخلي: لماذا ينهار بالطريقة التي يعمل بها

للحفاظ على العجن بشكل صحيح، من المفيد فهم ما تفعله الآلة بالفعل ولماذا يضع ذلك مكونات معينة تحت الضغط. العجان الداخلي - الذي يُطلق عليه أحيانًا خلاط من نوع Banbury أو مجرد آلة عجن - يعمل عن طريق تدوير دوارين متشابكين داخل غرفة خلط محكمة الغلق. يتم تحميل المواد من خلال مكبس علوي، ثم يتم ضغطها وقصها بين شفرات الدوار وجدران الغرفة، ثم يتم تجانسها تدريجيًا.

القوات المشاركة كبيرة. قد يعمل عجن الإنتاج الذي يخلط مركب المطاط المملوء بالكربون الأسود في عزم الدوران يتجاوز 50000 نيوتن متر على مهاوي الدوار. يمر هذا الحمل مباشرة عبر علبة التروس. إن صندوق التروس الموجود في العجن ليس وحدة للخدمة الخفيفة - فهو عبارة عن مجموعة تروس حلزونية أو تروس صناعية ثقيلة مع تروس كبيرة مقواة - ولكن لا يزال له حدود، ويتم تحديد تلك الحدود من خلال جودة التشحيم وحالة التحمل وسلامة الختم.

تضيف البيئة الحرارية طبقة أخرى من التوتر. تعمل أجهزة العجن عادةً في درجات حرارة الغرفة التي تتراوح بين 60 درجة مئوية و180 درجة مئوية اعتمادًا على المركب. بعض العمليات ترتفع. تدخل الحرارة إلى هيكل الآلة، وتؤثر على مواد الختم، وتسرع من تدهور مواد التشحيم. قد يتحلل زيت علبة التروس الذي تم تصنيفه لمدة 5000 ساعة عند 60 درجة مئوية خلال 2500 ساعة إذا كانت درجات الحرارة المحيطة حول علبة التروس 90 درجة مئوية باستمرار.

نظام الختم هو الجسر بين بيئة العملية الملوثة ذات درجة الحرارة العالية ونظام القيادة النظيف والمشحم. عندما ينجح الأمر، لا تفكر فيه أبدًا. عندما يفشل، يتبعه صندوق التروس بعد فترة وجيزة.

ما تغيرنا بعد الانهيار

كان تشغيل العجن مرة أخرى هو الخطوة الأولى. كان التأكد من عدم تعطله بنفس الطريقة مرة أخرى هو الخطوة الثانية. لقد أجرينا أربعة تغييرات محددة على نهج الصيانة لدينا، ولم يتطلب أي منها استثمارات كبيرة.

مراقبة حالة الزيت بدلاً من مراقبة المستوى

أضفنا فحصًا بسيطًا لحالة الزيت إلى روتين الصيانة الأسبوعية. يتضمن ذلك سحب عينة صغيرة من نقطة تصريف علبة التروس وإجراء فحص بصري - اللون أو الوضوح أو وجود جزيئات أو رغوة. يستغرق حوالي خمس دقائق. كما نقوم بإرسال عينة للتحليل المعملي كل ستة أشهر. يكلف الاختبار المعملي حوالي 80 يورو لكل عينة ويخبرنا باللزوجة ومستوى التلوث وحالة الأكسدة. هذا تأمين رخيص مقابل إعادة بناء علبة التروس بقيمة 15000 يورو.

تقليل الفاصل الزمني لاستبدال الختم لظروفنا

كنا نتبع الفاصل الزمني القياسي للشركة المصنعة وهو 5000 ساعة لاستبدال ختم العمود. بعد الانهيار، تحدثنا مع فريق خدمة الشركة المصنعة للمعدات الأصلية وعلمنا أنه بالنسبة للمركبات ذات التحميل العالي للحشو - وهو ما يصف معظم ما نقوم بتشغيله - فإنهم يوصون بتقليل هذا إلى 3000 ساعة. قمنا بتحديث جدول الصيانة الخاص بنا وفقًا لذلك. الأختام نفسها تكلف حوالي 120 يورو لكل منها. يعد استبدالها بشكل استباقي جزءًا صغيرًا من تكلفة فشل علبة التروس الناجم عن التلوث.

تتجه درجة الحرارة على علبة التروس

أضفنا فحصًا رخيصًا لمقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء إلى جولات المشغل اليومية. يتم تسجيل درجة حرارة سطح علبة التروس كل صباح. خط الأساس لدينا في التشغيل العادي هو 48-55 درجة مئوية. إذا تجاوزت درجة الحرارة 65 درجة مئوية دون تفسير واضح (مثل يوم محيط حار بشكل غير عادي)، فإن ذلك يؤدي إلى إجراء تحقيق قبل أن يصبح فاشلاً. هذا النوع من الاتجاهات البسيطة يكتشف مشاكل التشحيم مبكرًا - حيث يفقد زيت التشحيم المهين الكفاءة الحرارية ويصبح صندوق التروس أكثر سخونة.

تخزين قطع الغيار للعجن

أحد الأشياء التي أدت إلى إطالة فترة توقفنا عن العمل هو انتظار وصول ختم العمود. نحتفظ الآن بمجموعة واحدة من أختام طرف الدوار، وختم عمود واحد لكل دوار، وعنصر اقتران محرك واحد على الرف. القيمة الإجمالية للأجزاء أقل من 500 يورو. تشغل الأجزاء مساحة رف صغيرة. لكن توفرها يعني أنه إذا حدث نفس الفشل غدًا، فسنعود في يوم واحد بدلاً من ثلاثة.

جدول الصيانة الوقائية لآلة العجن

استنادًا إلى خبرتنا ومحادثاتنا مع المشغلين الآخرين، يمثل الجدول التالي خط أساس عملي للحفاظ على استخدام العجن الداخلي في الإنتاج المستمر. اضبط الفواصل الزمنية بناءً على نوع المركب وساعات التشغيل يوميًا والظروف البيئية.

متى تتصل بمتخصص بدلًا من إصلاح المشكلة بنفسك

لا تقع جميع عمليات إصلاح العجن ضمن نطاق الصيانة الداخلية. معرفة مكان هذا الخط يمكن أن ينقذك من تفاقم المشكلة.

يعد العمل الداخلي مناسبًا بشكل عام لما يلي: استبدال السدادات حيث يتم توثيق الإجراء، وتغييرات الزيت ومراقبة الحالة، واستبدال عناصر التوصيل، وتشخيص الأعطال الكهربائية، والفحص الأساسي للدوار مع فتح الغرفة.

يُنصح بالمشاركة المتخصصة في ما يلي: تفكيك علبة التروس وفحص التروس بعد أخذ عينات الزيت، وإزالة الدوار واستبدال المحمل، وفحص جدار الغرفة بحثًا عن التآكل أو التشقق، وقياس المحاذاة وتصحيحها بعد استبدال المكونات الرئيسية، وأي موقف يكون فيه وضع العطل غير واضح بعد تشخيص شامل في الموقع.

تقدم بعض الشركات المصنعة للعجن عقود خدمة تتضمن عمليات فحص متخصصة دورية. يمكن أن يكون ذلك يستحق التكلفة بالنسبة للآلات التي تعمل على ثلاث نوبات في الإنتاج المستمر، حيث يكون التوقف غير المخطط له مكلفًا للغاية. بالنسبة للآلات التي تعمل بنوبة عمل واحدة مع فترات صيانة أسبوعية مخططة، عادةً ما يكون وجود برنامج داخلي قوي كافيًا.

هناك شيء واحد جدير بالملاحظة: إذا كان جهازك خارج الضمان وكان عليك الاختيار بين إصلاح كبير أو استبدال، فاحصل على تقييم مناسب قبل اتخاذ القرار. يمكن أن يعمل العجن الذي يتم صيانته جيدًا بشكل موثوق لمدة 20-30 عامًا. إن الآلة التي تم إهمالها وتراكمت المشاكل في علبة التروس والمحامل ونظام الدوار في وقت واحد قد تكلف إصلاحها أكثر مما تستحق - ولكن هذا التقييم يجب أن يتم من قبل شخص قد نظر بالفعل إلى الآلة، وليس تقديرها عن بعد.

الدروس المستفادة من تعطل العجن - ملخصة

لم تكن عملية التعطل والإصلاح ممتعة، ولكنها أنتجت وضوحًا حول الأخطاء التي كنا نرتكبها وما الذي يجب تغييره. إذا كان هناك نسخة قصيرة من كل شيء أعلاه، فهي هذه:

• فحص مستوى الزيت ليس مثل فحص حالة الزيت، فكلاهما مهم والحالة أكثر أهمية
• فترات استبدال الختم من الشركة المصنعة هي للظروف القياسية؛ تتطلب المركبات العدوانية أو درجات الحرارة المرتفعة فترات زمنية أقصر
• يرصد اتجاه درجة الحرارة المشاكل النامية قبل أن تصبح فاشلة
• يؤدي الاحتفاظ بمخزون صغير من قطع الغيار المهمة إلى تقليل وقت التوقف عن العمل بشكل كبير عندما يحدث خطأ ما
• إن التصرف بناءً على علامات الإنذار المبكر - الضوضاء، وارتفاع درجة الحرارة، والتسرب البصري - يكون دائمًا أرخص من انتظار الانهيار الكامل

يعمل العجن الآن لمدة سبعة أشهر منذ الإصلاح دون أي مشاكل أخرى. تغييرات الصيانة التي أجريناها ليست معقدة أو باهظة الثمن. إنها أكثر شمولاً مما كنا نفعله من قبل - وبالنظر إلى الماضي، فإن الفجوة بين "الشامل" و"الكافي" هي المكان الذي كانت تكمن فيه المشكلة طوال الوقت.