Verschleißprüfstand

Aufgabenstellung
Für die Verschleißprüfung verschiedener Werkstoffe, welche die Firma Leripa für die Papierindustrie herstellt, wird seit einigen Jahren eine Prüfanlage eingesetzt. Diese Anlage wird den Betriebsbedingungen moderner Papiermaschinen nicht mehr gerecht.

Deshalb soll eine neue Prüfanlage auf Basis der alten gebaut werden, die nach demselben Prinzip arbeitet, allerdings die mit der Zeit gestiegenen Anforderungen erfüllt.

Zeitablauf des Projekts
– Begutachtung der alten Maschine
– Ausarbeiten von Verbesserungsmaßnahmen
– Entwickeln von Konzepten
– Konstruktion der Maschine / Konzeptionierung der Steuerung
– Programmierung, Zusammenbau, Dokumentation
– Beseitigen von Fehlern

Ergebnis
Die neue Maschine kann maximal sieben mit Prüfkörpern bestückte Walzen gleichzeitig prüfen. Jeweils zwei Kraftaufnehmer pro Walze ermitteln die beiden Seilkräfte bzw. einen Siebriss. Sämtliche Prozessdaten wie Kräfte, Prozesswassertemperatur, Reibwert, zurückgelegte Strecke etc. werden über Ethernet an einen externen Client übertragen und in einem Excel – Dokument festgehalten. Weiters wird in regelmäßigen Abständen Druckluft von unten eingeblasen, um Ablagerungen zu verhindern. Um ein weitgehendes Verdampfen des Prozesswassers zu verhindern, wurde eine Kühlschlange installiert.

Sämtliche Eingaben zur Steuerung der Maschine, bzw. die Ausgabe aktueller Messwerte oder Störungen erfolgen über ein Touchpanel.

Funktionsbeschreibung
Jeweils zehn Prüfkörper werden auf einer Walze angebracht, welche dann auf der Welle befestigt werden. Ein zweiter Mitarbeiter spannt die Welle zwischen Reitstock und Lagereinheit, anschließend werden die Walzen mit einem Sieb umspannt. Die Anzahl der Walzen, gewünschte Umfangsgeschwindigkeit [m/min], zurückgelegte Strecke und Speicherintervall der Messdaten werden über das Touchpanel eingegeben, folgend wird das Becken mit Prozesswasser befüllt.

Der Antrieb der Welle erfolgt mit Hilfe eines Elektromotors über einen Zahnriemen, bei welchem die Riemenscheiben gewechselt werden können, sodass verschiedene Geschwindigkeiten in einem vernünftigen Leistungsbereich möglich sind. Die Drehzahl wird über einen Frequenzumrichter geregelt.

Wenn die Maschine gestartet wird, läuft sie, bis entweder ein Siebriss vorliegt, oder die Umfangsstrecke erreicht wurde. Während des Prüfvorganges wird Pressluft eingeblasen und die Messdaten im eingestellten Intervall gespeichert.

Definition of tasks
The company Leripa is running tests on synthetic materials which are used in the paper industry. Those materials are tested on a special machine which does not correspond to present day technical standard.

Such a new machine, which follows the same principle, should be built. That new appliance should match the risen demands.

Time schedule
– Assessing the old machine
– Concepts of improvement
– Concept developed
– Construction of the machine / control
– Programming, assembling, documenting
– Eliminating construction mistakes

Result
The new machine can test a maximum of seven rollers at once. There are two load cells per roller which detect both forces in the cables and even a ripped sieve. Several process data like forces, temperature of the process water, adhesion factor, covered distance etc. are transferred to an external client. This transfer works with Ethernet and the measurements are saved in an Excel document. To prevent sediments on the bottom, compressed air is periodically blown in. The process water reaches temperatures up to nearly 100 degree Celsius. For cooling down the water, a recuperator was built in.

A touch panel is used for controlling the machine. Current data is kept on display.

Functional description
Ten synthetic blocks are attached on one roller. This roller is mounted on a shaft which is fixed by another worker between tailstock and storage unit. Later a sieve is tensed over the rollers.

The machine needs the following parameters for work:
– The number of rollers (which can vary from three to seven)
– Circumferential speed [meters per minute]
– Covered distance
– interval of saving the process data (for example every second)
– You have to type in these values on the touch panel.

When the test operation is started, the basin will be filled with water.

An electromotor is driving the shaft over a V-belt. The pulleys can be changed for a wide range of rotational speed.

The machine works until either a sieve rips or the entered distance is reached. During the analysis compressed air is blown in to prevent sediments and all data is saved periodically.