고장난 반죽기를 고친 방법(그리고 배운 것)

짧은 대답: 깨진 니더 수정 가능 — 어디를 봐야 할지 아는 경우

반죽기가 배치 중간에 고장이 났을 때 첫 번째 반응은 당황했습니다. 우리는 작업실에 재료가 있었고 생산 마감일이 정해져 있었으며 수정에 20분을 소요할지, 부품을 2주 동안 기다려야 할지 전혀 알 수 없었습니다. 둘 다 아닌 것으로 밝혀졌습니다. 대부분의 혼련기 고장은 기계적 마모, 전기적 결함, 작업자 관련 문제의 세 가지 범주로 분류됩니다. — 전체 장치를 제조업체에 다시 보내지 않고도 대부분의 문제를 현장에서 해결할 수 있습니다.

이 기사에서는 기계에 무슨 일이 일어났는지, 어떻게 진단했는지, 수리 내용은 무엇인지, 그리고 이런 일이 다시 발생하지 않도록 나중에 변경한 사항을 자세히 설명합니다. 지금 니더가 작동 중지된 경우 진단 섹션부터 시작하세요. 문제가 발생하기 전에 이 글을 읽고 있다면 마지막 부분에 있는 유지 관리 테이블을 살펴보는 것이 시간을 투자할 가치가 있습니다.

무슨 일이 일어났는가: 반죽 기계가 어떻게 고장났는가

소음으로 시작되었습니다. 표준 혼합 주기가 시작된 지 약 40분 후, 니더는 리드미컬한 갈리는 소리를 내기 시작했습니다. 이는 치명적인 쾅 소리가 아니라 전날에는 없었던 낮고 지속적인 금속 대 금속 톤이었습니다. 우리는 배치를 중단하고 최선을 다해 재료를 정리한 다음 전원을 껐습니다.

육안 검사에서는 눈에 띄게 잘못된 점은 보이지 않았습니다. 로터 블레이드는 손상되지 않았습니다. 챔버 벽에는 눈에 띄는 균열이 없었습니다. 구동 벨트는 정상적인 장력을 받고 있었습니다. 하지만 다시 시작하려고 했을 때 모터는 작동했지만 로터는 회전하지 않았습니다. 기어박스가 압수되었습니다.

이는 실제로 고무 및 폴리머 배합에 사용되는 내부 반죽기에서 가장 일반적인 고장 모드 중 하나입니다. 반죽기의 기어박스는 모터와 로터 샤프트 사이에 위치하여 속도를 줄이고 토크를 증가시킵니다. 오일 레벨이 떨어지거나 오일 품질이 저하되거나 씰이 오염 물질을 유입하는 등 윤활에 실패하면 기어가 금속 대 금속으로 작동하기 시작합니다. 일찍 잡으면 갈리는 소리가 납니다. 이를 놓치면 압수된 유닛을 얻게 됩니다.

우리의 경우 마모된 샤프트 씰로 인해 미세한 고무 먼지가 몇 달에 걸쳐 기어박스로 유입되었습니다. 오일이 오염되어 점도가 떨어졌습니다. 우리의 유지보수 점검에서는 오일 상태가 아니라 오일 레벨만 확인했기 때문에 이를 발견하지 못했습니다. 그 구별이 중요하며 수리 후 즉시 변경한 사항입니다.

혼련기 고장 진단: 시작 위치

반죽기가 작동을 멈췄거나 비정상적으로 작동하는 경우 반복해서 다시 시작하고 싶은 유혹을 참으십시오. 이것이 바로 사소한 문제가 큰 문제가 되는 방식입니다. 대신, 다른 것을 만지기 전에 체계적인 진단을 통해 작업하십시오.

1단계 - 증상 특성화

실패의 성격을 보면 원인에 대해 많은 것을 알 수 있습니다. 다음을 시작 프레임워크로 사용하십시오.

• 모터는 작동하지만 로터는 움직이지 않습니다. 기어박스, 커플링 또는 키/키홈 고장 가능성
• 모터가 시작되지 않습니다: 전기 공급 장치, 과부하 릴레이, 열 차단 장치 또는 VFD 오류 코드를 확인하십시오.
• 로터는 회전하지만 혼합 상태가 좋지 않습니다. 로터 블레이드 마모, 잘못된 간격 또는 온도 제어 문제
• 작동 중 비정상적인 소음: 베어링 마모, 챔버 내 이물질 또는 윤활 불량
• 과열: 냉각 채널 차단, 온도 센서 고장 또는 드라이브 트레인의 과도한 마찰
• 씰에서 재료 누출: 팁 씰 또는 로터 엔드 씰이 마모되어 일반적으로 정기적인 교체가 필요함

2단계 - 먼저 전기적 측면을 확인하세요.

전기적 결함은 기계적인 결함보다 고치기가 더 쉽고 비용도 저렴하므로 먼저 이를 배제하세요. 3상 모두에서 들어오는 전압을 확인하십시오. 2상에서 작동하는 혼련기는 모터를 과열시키고 부하가 걸리면 정지합니다. 과부하 릴레이 설정을 검사하고 모터 명판 전류와 비교하십시오. 기계가 가변 주파수 드라이브를 사용하는 경우 가변 주파수 드라이브에서 오류 코드를 찾으십시오. 많은 경우 기계적 고장처럼 보이는 것은 실제로는 버튼을 누르면 재설정되는 트립된 보호 장치입니다.

3단계 - 구동렬 검사

전원이 차단되고 잠긴 상태에서 로터 샤프트를 수동으로 회전해 보십시오. 대부분의 반죽기에서는 로터 샤프트 끝 부분에 회전 막대나 소켓을 사용할 수 있습니다. 샤프트가 움직이지 않으면 기어박스에 문제가 있거나 로터 자체가 고착된 것입니다. 아마도 챔버 내부의 경화된 재료 때문일 수 있습니다. 샤프트가 자유롭게 회전하지만 모터가 이를 구동하지 않는 경우 모터와 기어박스 사이의 커플링에 문제가 있는 것입니다.

4단계 - 윤활유 점검

기어박스 오일 샘플을 채취합니다. 윤활유 종류에 따라 비교적 투명하거나 호박색이어야 합니다. 오일이 검은색이거나 우유빛이거나 눈에 띄는 입자가 있는 경우 오염이 문제입니다. — 단지 낮은 수준이 아닙니다. 밀키 오일은 수분 침투를 의미합니다. 금속 입자가 포함된 검은색 오일은 기어 마모를 의미합니다. 고무 입자가 포함된 어둡고 점성이 있는 오일은 밀봉 실패를 의미하며, 이는 우리가 발견한 것입니다.

수리: 반죽기를 고치기 위해 실제로 한 일

기어박스에 문제가 있음을 확인한 후 수리 프로세스는 5단계로 나누어졌습니다. 전체 작업에는 부품 조달을 포함하여 약 3일이 걸렸는데, 이는 기어박스 작업의 경우 가장 빠른 속도입니다. 이는 샤프트 씰 재고가 있는 현지 산업 공급업체와 합리적인 관계를 맺고 있었기 때문입니다.

1단계 — 방 청소

기계적인 작업을 하기 전에 혼합실을 비워야 했습니다. 우리는 운이 좋았습니다. 재료가 완전히 경화되지 않았으며 챔버 벽에 열을 가하면 수동으로 제거할 수 있었습니다. 재료가 완전히 경화된 경우 제거하는 데 실제 수리보다 시간이 더 오래 걸릴 수 있습니다. 이것이 증상을 처음 발견했을 때 신속하게 조치를 취하는 것이 효과가 있는 이유 중 하나입니다.

2단계 - 기어박스 배수 및 세척

오염된 오일을 완전히 배출한 후 가벼운 플러싱액으로 기어박스를 세척하여 잔류 슬러지와 입자를 제거했습니다. 사람들이 다시 일어나서 실행하기 위해 서둘러야 할 때 이 단계를 건너뛰는 경우가 많으며, 건너뛰는 것은 오염된 환경에 신선한 오일을 투입한다는 의미입니다. 슬러지는 몇 주 안에 새 오일을 분해합니다.

3단계 - 고장난 샤프트 씰 교체

마모된 로터 샤프트 씰이 근본 원인이었습니다. 이러한 씰은 반죽 챔버와 기어박스 하우징 사이에 위치하여 공정 재료가 윤활 시스템으로 이동하는 것을 방지합니다. 우리 기계의 씰은 PTFE 작동 표면이 있는 립형 방사형 씰입니다. 원래는 서비스 중이었는데 약 4,200시간 — 제조업체는 3,000시간에 검사하고 5,000시간 또는 마모 징후 중 먼저 도래하는 시점에 교체할 것을 권장합니다. 우리는 서류상의 간격 내에 있었지만 연마제, 고온 등 작동 조건으로 인해 마모가 가속화되었습니다.

내부 니더의 씰 교체는 쉽지 않습니다. 씰 하우징에 접근하려면 로터 샤프트를 부분적으로 빼내야 합니다. 이는 커플링을 분리하고 샤프트를 적절하게 지지하는 것을 의미합니다. 우리는 기계 자체의 유지보수 리프팅 포인트와 인근 공장에서 빌린 샤프트 지지 장치를 사용했습니다. 적절한 샤프트 지지 없이 이를 시도하면 베어링 하우징이 손상될 위험이 있습니다.

4단계 - 검사 및 재조립

샤프트가 부분적으로 빠져 있는 상태에서 로터 베어링을 검사할 기회를 가졌습니다. 내부 레이스에 구멍이 난 초기 징후가 나타났습니다. 아직 중요하지는 않지만 주목됩니다. 우리는 이를 유지 관리 로그에 기록하고 다음 계획된 종료 시 교체하도록 표시했습니다. 기어 자체는 오일 오염에도 불구하고 정상적인 마모 패턴을 넘어서는 점수를 나타내지 않았습니다. 이는 부분적으로 기계가 기어 손상을 일으킬 만큼 오래 작동하기 전에 문제를 발견했기 때문입니다.

5단계 — 리필, 설치 및 확인

제조업체가 지정한 기어 오일(우리의 경우 ISO VG 220)을 올바른 수준 표시까지 기어박스에 다시 채웠습니다. 그런 다음 기어박스 온도를 모니터링하고 비정상적인 소리를 들으면서 30분 동안 무부하 반죽기를 작동했습니다. 온도는 정상 작동 범위 내인 52°C에서 안정화되었습니다. 그런 다음 전체 생산으로 돌아가기 전에 일반 충전 중량의 60%로 테스트 배치를 실행했습니다.

일반적인 혼련기 실패 지점과 그 원인

기어박스 오염 문제는 특별한 것이 아닙니다. 여러 다른 복합 작업에서 유지 관리 엔지니어와 대화를 나눈 후 일반적인 실패 모드의 명확한 패턴이 나타났습니다. 아래 표에는 내부 니더와 관련하여 가장 자주 보고되는 문제, 일반적인 원인 및 일반적으로 수리와 관련된 내용이 요약되어 있습니다.

이 표에서 눈에 띄는 점은 나열된 모든 실패 모드는 완전히 또는 부분적으로 예방 가능합니다. . 그 어느 것도 기계적인 운명의 무작위 행위가 아닙니다. 그들 모두는 기계가 멈추기 전에 나타나는 신호인 전조(precursor)를 갖고 있으며, 대부분은 단순한 육안 검사를 넘어서는 유지 관리 프로그램으로 포착할 수 있습니다.

내부 혼련기 이해: 왜 그것이 작동하는 방식으로 분해되는지

반죽기를 적절하게 유지관리하려면 기계가 실제로 수행하는 작업과 이로 인해 특정 부품에 스트레스가 가해지는 이유를 이해하는 것이 도움이 됩니다. Banbury형 믹서 또는 간단히 반죽기라고도 불리는 내부 반죽기는 밀봉된 혼합 챔버 내부에서 두 개의 연동 로터를 회전시켜 작동합니다. 재료는 상단 램을 통해 로드되고, 압축되고, 로터 블레이드와 챔버 벽 사이에서 절단되며 점진적으로 균질화됩니다.

관련된 세력은 상당합니다. 카본 블랙으로 채워진 고무 화합물을 혼합하는 생산 반죽기는 다음과 같이 작동할 수 있습니다. 50,000 Nm를 초과하는 토크 로터 샤프트에. 해당 하중은 기어박스를 직접 통과합니다. 니더의 기어박스는 경량 장치가 아닙니다. 이는 표면 경화 처리된 대형 기어가 포함된 중공업용 헬리컬 또는 스퍼 기어 세트입니다. 하지만 여전히 한계가 있으며 이러한 한계는 윤활 품질, 베어링 상태 및 씰 무결성에 의해 정의됩니다.

열 환경은 또 다른 스트레스 층을 추가합니다. 혼련기는 일반적으로 화합물에 따라 60°C~180°C의 챔버 온도에서 작동합니다. 일부 프로세스는 더 높아집니다. 열은 기계 구조에 유입되어 씰 재질에 영향을 미치고 윤활유 성능 저하를 가속화합니다. 60°C에서 5,000시간 동안 작동하는 기어박스 오일은 기어박스 주변 온도가 지속적으로 90°C인 경우 2,500시간 후에 성능이 저하될 수 있습니다.

씰링 시스템은 고온의 오염된 공정 환경과 깨끗하고 윤활된 드라이브 시스템 사이의 가교 역할을 합니다. 그것이 작동할 때, 당신은 그것에 대해 결코 생각하지 않습니다. 실패하면 기어박스가 곧 따라옵니다.

고장 이후 우리가 바꾼 것

반죽기를 다시 작동시키는 것이 첫 번째 단계였습니다. 다시 같은 방식으로 분해되지 않았는지 확인하는 것이 두 번째 단계였습니다. 우리는 유지 관리 접근 방식에 네 가지 구체적인 변경 사항을 적용했으며 그 중 어느 것도 상당한 투자가 필요하지 않았습니다.

레벨 모니터링 대신 오일 상태 모니터링

주간 유지 관리 루틴에 간단한 오일 상태 점검을 추가했습니다. 여기에는 기어박스 배수 지점에서 작은 샘플을 채취하고 색상, 투명도, 입자 또는 거품의 존재 여부 등 육안 검사를 수행하는 작업이 포함됩니다. 약 5분 정도 소요됩니다. 또한 6개월마다 실험실 분석을 위한 샘플을 보냅니다. 실험실 테스트 비용은 샘플당 약 €80이며 점도, 오염 수준 및 산화 상태를 알려줍니다. 이는 €15,000의 기어박스 재구축에 대한 저렴한 보험입니다.

당사 조건에 따른 씰 교체 주기 단축

우리는 샤프트 씰 교체를 위해 제조업체의 표준 간격인 5,000시간을 따르고 있었습니다. 고장 후, 우리는 OEM 서비스 팀과 대화를 나누었고 우리가 실행하는 대부분의 작업을 설명하는 필러 로딩이 높은 화합물의 경우 이를 3,000시간으로 줄이는 것이 좋습니다. 그에 따라 유지 관리 일정을 업데이트했습니다. 씰 자체의 가격은 각각 약 €120입니다. 이를 사전에 교체하는 것은 오염으로 인한 기어박스 고장으로 인한 비용의 일부입니다.

기어박스의 온도 추세

우리는 일일 운영자 라운드에 저렴한 적외선 온도계 점검을 추가했습니다. 매일 아침 기어박스 표면 온도가 기록됩니다. 정상 작동 시 기준 온도는 48~55°C입니다. 명확한 설명 없이 65°C 이상으로 올라가면(예: 주변 온도가 비정상적으로 높음) 오류가 발생하기 전에 조사가 시작됩니다. 이러한 종류의 간단한 추세는 윤활 문제를 조기에 포착합니다. 즉, 품질이 떨어지는 윤활유는 열 효율을 잃고 기어박스는 더 뜨거워집니다.

반죽기용 예비 부품 스타킹

가동 중지 시간을 연장한 것 중 하나는 샤프트 씰이 도착할 때까지 기다리는 것이었습니다. 이제 우리는 로터 팁 씰 세트 1개, 로터당 샤프트 씰 1개, 모터 커플링 요소 1개를 선반에 보관합니다. 총 부품 가격은 €500 미만입니다. 부품은 작은 선반 공간을 차지합니다. 하지만 이를 사용할 수 있다는 것은 내일 같은 오류가 발생하더라도 3일이 아닌 하루 안에 백업이 가능하다는 의미입니다.

반죽기 예방 유지보수 일정

당사의 경험과 다른 작업자와의 대화를 바탕으로 다음 일정은 지속적인 생산 사용 시 내부 혼련기를 유지 관리하기 위한 실제 기준을 나타냅니다. 화합물 종류, 일일 작동 시간, 환경 조건에 따라 간격을 조정하십시오.

직접 수리하는 대신 전문가에게 전화해야 하는 경우

모든 반죽기 수리가 사내 유지보수 범위에 포함되는 것은 아닙니다. 해당 선이 어디에 있는지 알면 문제가 악화되는 것을 막을 수 있습니다.

내부 작업은 일반적으로 절차가 문서화된 씰 교체, 오일 교환 및 상태 모니터링, 커플링 요소 교체, 전기 결함 진단, 챔버가 열린 상태에서 기본 로터 검사에 적합합니다.

오일 샘플링 이후의 기어박스 분해 및 기어 검사, 로터 제거 및 베어링 교체, 챔버 벽 마모 또는 균열 검사, 주요 구성품 교체 후 정렬 측정 및 수정, 철저한 현장 진단 후 고장 모드가 불분명한 모든 상황에는 전문가 참여가 권장됩니다.

일부 반죽기 제조업체는 정기적인 전문 검사를 포함하는 서비스 계약을 제공합니다. 이는 계획되지 않은 가동 중지 시간이 매우 큰 연속 생산에서 3교대를 실행하는 기계의 경우 비용 가치가 있을 수 있습니다. 계획된 주간 유지 관리 창으로 1교대를 실행하는 기계의 경우 일반적으로 강력한 내부 프로그램으로 충분합니다.

주목할 만한 한 가지: 기계의 보증 기간이 만료되어 주요 수리와 교체 중 하나를 선택해야 하는 경우 결정하기 전에 적절한 평가를 받으십시오. 잘 관리된 반죽기는 20~30년 동안 안정적으로 작동할 수 있습니다. 방치되어 기어박스, 베어링, 로터 시스템에 동시에 문제가 누적된 기계는 수리 비용이 가치보다 더 비쌀 수 있습니다. 그러나 그러한 평가는 원격으로 추정하는 것이 아니라 실제로 기계를 본 사람이 수행해야 합니다.

반죽기 고장에서 얻은 교훈 — 요약

고장과 수리 과정을 거치는 것은 즐겁지 않았지만, 우리가 무엇을 잘못하고 있고 무엇을 바꿔야 하는지 명확하게 알 수 있었습니다. 위의 내용을 요약하면 다음과 같습니다.

• 오일 레벨 점검은 오일 상태 점검과 동일하지 않습니다. 둘 다 중요하고 상태가 더 중요합니다.
• 제조업체의 씰 교체 간격은 표준 조건에 따른 것입니다. 공격적인 화합물이나 고온에서는 더 짧은 간격이 필요합니다.
• 온도 추세는 문제가 발생하기 전에 문제 발생을 포착합니다.
• 중요한 예비 부품의 소량 재고를 유지하면 문제가 발생할 경우 가동 중지 시간이 크게 줄어듭니다.
• 소음, 온도 상승, 시각적 누출 등 조기 경고 신호에 대처하는 것이 완전한 고장을 기다리는 것보다 항상 저렴합니다.

이제 반죽기는 수리 후 7개월 동안 더 이상 문제 없이 작동되었습니다. 우리가 수행한 유지 관리 변경 사항은 복잡하거나 비용이 많이 들지 않습니다. 그것들은 우리가 이전에 했던 것보다 더 철저합니다. 그리고 돌이켜보면 "완전함"과 "적절함" 사이의 격차가 문제가 계속 지속되는 부분이었습니다.