Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Ротационные выдувные машины для ПЭТ-бутылок являются высокопроизводительным оборудованием, в котором подшипниковые узлы работают в условиях непрерывных динамических нагрузок, высоких скоростей и повышенных температур. Машины Sidel SBO и Krones Contiform доминируют в сегменте высокоскоростного выдува, обеспечивая производительность от 6 000 до более чем 90 000 бутылок в час.
Выход из строя подшипника любого из ключевых узлов приводит к остановке всей линии розлива, поэтому понимание конструкции, условий работы и регламентов обслуживания подшипниковых узлов является критически важным для технических специалистов. В данной статье рассматриваются опорно-поворотные устройства карусели, игольчатые подшипники кулачковых механизмов, следящие ролики и другие подшипниковые узлы выдувных машин.
Серия SBO (Stretch Blow mOulding) охватывает машины от компактных SBO 4 до высокопроизводительных SBO 20 и более. Цифра в названии обозначает число выдувных станций (полостей). Машина SBO 6 с 6 формами обеспечивает производительность до 7 200 бут./ч (для бутылок 1,5 л), SBO 10 - до 12 000 бут./ч, SBO 20 - до 36 000 бут./ч. Современное поколение машин EvoBLOW оснащается электрическими сервоприводами штоков растяжки вместо кулачковых или пневматических механизмов.
Серия Contiform выпускается в поколениях 3 (Contiform 3 Pro, Contiform 3 Speed) и 4 (четвертое поколение, представленное с 2023 года). Производительность Contiform 3 Pro составляет до 2 500 бутылок на полость в час, Contiform 3 Speed - до 2 750 бутылок на полость в час. Четвертое поколение Contiform использует сервоприводы, улучшенное вращающееся соединение, технологию рекуперации сжатого воздуха Air Wizard Triple и систему автоматического контроля процесса Contiloop AI.
* В современных машинах EvoBLOW от Sidel применяется электрический привод штока растяжки. В более ранних сериях SBO Series 1 и Series 2 используется кулачковый механизм с пневматическим цилиндром.
Ротационная выдувная машина представляет собой карусельную конструкцию, в которой все ключевые процессы (захват преформы, нагрев, передача на выдувное колесо, растяжка, выдув, охлаждение, извлечение бутылки) синхронизированы с вращением центрального поворотного колеса.
Основные подшипниковые узлы включают: центральный опорно-поворотный подшипник карусели (выдувного колеса), кулачковые следящие ролики механизмов растяжки и открытия/закрытия форм, подшипники звездочек передачи (transfer wheels), подшипники шпинделей вращения преформ в нагревательной печи и подшипники вращающегося соединения для подвода сжатого воздуха, охлаждающей жидкости и электрических сигналов.
Поворотное колесо (blow wheel, carousel) является центральным конструктивным элементом ротационной выдувной машины. На нем расположены все выдувные станции с формами, механизмами замыкания, штоками растяжки и выдувными клапанами. Масса выдувного колеса с установленными формами может достигать нескольких тонн, а частота вращения определяется требуемой производительностью.
Для опоры поворотного колеса применяются крупногабаритные опорно-поворотные устройства (slewing ring bearings) или упорно-радиальные роликовые подшипники. Эти подшипники воспринимают одновременно осевые нагрузки (вес колеса и форм), радиальные нагрузки (дисбаланс, динамические силы) и опрокидывающие моменты.
В выдувных машинах применяются, как правило, следующие типы крупногабаритных подшипников:
Диаметр опорно-поворотного подшипника выдувного колеса зависит от числа станций и габаритов форм. Чем больше станций (и, соответственно, диаметр карусели), тем больше диаметр подшипника. Для крупных машин (20 и более станций) диаметр подшипника может превышать 1 500 мм. Точные размеры определяются конструкцией конкретной модели.
В процессе выдува ПЭТ-бутылки нагретая преформа растягивается штоком (stretch rod) в осевом направлении одновременно с подачей сжатого воздуха. В машинах с кулачковым приводом (Sidel SBO Series 1/2, ранние модели Contiform) осевое перемещение штока задается профилем неподвижного кулачка, по которому перемещается следящий ролик (cam follower), закрепленный на штоке. Энергия для перемещения штока обеспечивается пневматическим цилиндром, а кулачок регулирует скорость и положение.
Следящие ролики (cam followers) представляют собой опорные ролики с встроенными игольчатыми подшипниками. Наружное кольцо ролика имеет утолщенную стенку и выполняет функцию беговой дорожки, непосредственно контактирующей с профилем кулачка. Игольчатый подшипник внутри ролика обеспечивает свободное вращение при минимальных радиальных габаритах.
Каждая выдувная станция оснащена механизмом открытия и закрытия пресс-формы (mold carrier locking mechanism). В ротационных машинах этот механизм приводится в действие стационарным кулачком, профиль которого определяет последовательность открытия, закрытия и замыкания формы в зависимости от углового положения станции на карусели.
Следящие ролики механизма форм работают при значительных нагрузках, обусловленных силой замыкания, необходимой для удержания формы закрытой при давлении выдува, которое для стандартных ПЭТ-бутылок может составлять от 15 до 40 бар в зависимости от типа продукта и конструкции бутылки. В машинах Krones Contiform 3 Speed усовершенствованный механизм замыкания позволил отказаться от прижимной подушки (pressure pad), уменьшив габариты выдувного модуля на 22%.
При некорректном закрытии формы (например, из-за деформированной преформы) возникает риск повреждения всей кинематической цепи. Для предотвращения этого на приводных шкивах устанавливаются предохранительные муфты (torque limiters), которые размыкают привод при превышении заданного крутящего момента. В четвертом поколении Krones Contiform реализована технология skip-and-run, позволяющая незаблокированной выдувной станции пройти вдоль главного кулачка без аварийной остановки всей машины.
Передача преформ из печи на выдувное колесо и готовых бутылок с выдувного колеса на конвейер осуществляется звездочками передачи (transfer star wheels). Каждая звездочка оснащена захватными клещами (grippers) и вращается синхронно с выдувным колесом.
Подшипники звездочек передачи воспринимают радиальные и осевые нагрузки от массы звездочки и динамических сил при захвате/отпускании преформ. Как правило, применяются радиально-упорные шариковые или роликовые подшипники, установленные попарно для восприятия нагрузок в обоих осевых направлениях.
Точность синхронизации звездочек с выдувным колесом критична для бесперебойной работы. Люфт или износ подшипников звездочек приводит к нарушению тайминга передачи, столкновению преформ с элементами конструкции и остановке машины.
В нагревательной секции (oven) преформы перемещаются перед инфракрасными нагревателями, вращаясь вокруг своей оси для равномерного прогрева. Вращение преформ обеспечивается шпинделями (mandrels/spindles), на которые насажены преформы. Шпиндели приводятся во вращение через шестеренчатый механизм: зубчатое колесо (pinion) на верхнем конце шпинделя входит в зацепление с неподвижной рейкой или цепью.
Каждый шпиндель установлен на миниатюрных подшипниках, обеспечивающих свободное вращение при высокой температуре (до 100-120 градусов Цельсия в зоне нагрева). Применяются радиальные шариковые подшипники малых серий с термостойкой консистентной смазкой. Шпиндели оснащены пружинными механизмами для надежной фиксации преформы.
Вращающееся соединение (rotary joint / rotary union) расположено в центре карусели и обеспечивает подвод к вращающимся выдувным станциям: сжатого воздуха высокого давления (до 40 бар), охлаждающей жидкости для термостатирования форм, электрических сигналов и питания. Подшипники вращающегося соединения работают при постоянном вращении и должны обеспечивать герметичность каналов при перепаде давления.
В четвертом поколении Krones Contiform улучшенное вращающееся соединение в сочетании с сервоприводами обеспечивает сниженный уровень шума даже при максимальных скоростях работы.
Крупногабаритный подшипник карусели смазывается консистентной смазкой через систему централизованной смазки. Интервалы пополнения смазки определяются регламентом производителя и зависят от режима эксплуатации (непрерывный / сменный). Зубчатый венец также требует регулярной смазки.
Кулачковые следящие ролики, как правило, поставляются с закладной смазкой и уплотнениями. В условиях выдувных машин, где присутствуют высокие температуры и частицы ПЭТ, рекомендуется периодический контроль состояния роликов и их своевременная замена при появлении люфта или повышенного шума.
В станках Krones Contiform реализована система мониторинга температуры ключевых подшипниковых узлов. Превышение допустимой температуры сигнализирует об износе или недостаточной смазке подшипника, позволяя предотвратить аварийный отказ.
Основными признаками износа подшипниковых узлов выдувных машин являются: повышенный уровень вибрации и шума при вращении карусели, нарушение тайминга передачи преформ и бутылок, увеличение люфта в механизмах открытия/закрытия форм, повышение температуры подшипниковых узлов, появление дефектов бутылок (неравномерное распределение материала, перекос).
Для контроля состояния подшипников применяются: вибромониторинг (в соответствии с ISO 20816), контроль температуры контактным или бесконтактным методом, визуальный осмотр следящих роликов и профилей кулачков на предмет износа, проверка люфта опорно-поворотного подшипника.
Замена центрального подшипника карусели является сложной операцией, требующей полной разборки выдувного колеса. Операция выполняется с привлечением специализированного грузоподъемного оборудования и, как правило, специалистов производителя. При замене подшипника необходимо проверить плоскостность посадочных поверхностей, момент затяжки крепежа и зазоры в зубчатом зацеплении.
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационно-справочный характер. Представленная информация основана на открытых технических данных производителей оборудования, патентной документации и профессиональных источниках. Она предназначена для общего понимания конструкции подшипниковых узлов выдувных машин Sidel SBO и Krones Contiform.
Автор и издатель не несут ответственности за любые последствия использования представленной информации для проведения ремонтных, диагностических или наладочных работ. Конкретные типоразмеры подшипников, регламенты обслуживания и процедуры замены различаются в зависимости от модификации машины, поколения и комплектации. При выполнении любых работ следует руководствоваться оригинальной технической документацией производителя и обращаться к квалифицированным специалистам авторизованных сервисных центров.
1. Sidel (Tetra Laval Group). EvoBLOW Regular: Stretch Blow Moulding Machine. Официальная техническая документация (sidel.com).
2. Krones AG. Contiform 3 Pro, Contiform 3 Speed, Contiform 4. Официальные спецификации продуктов (krones.com).
3. Krones AG. Press release: Krones presents a new generation of the Contiform (2023). Техническое описание четвертого поколения.
4. Патент US 6722868 B2. Rotary stretch blow moulding machine comprising a magnetically controlled stretch rod (Sidel). Описание конструкции кулачкового механизма растяжки.
5. INA/Schaeffler Group. Cam Followers and Track Rollers. Технический каталог (medias.schaeffler.com).
6. SKF Group. Slewing Bearings Catalogue. Каталог опорно-поворотных подшипников.
7. THB Bearings. Bearings and slewing rings for blow molding machines and filler machines. Техническая публикация.
8. NTN Corporation. Needle Roller Bearings Handbook (Cat. No. 2300E). Технический справочник по игольчатым подшипникам.
9. ISO 20816-1:2016. Mechanical vibration - Measurement and evaluation of machine vibration.
10. Власов С.В. и др. Основы технологии переработки пластмасс. - М.: Химия, 2004. (Раздел: оборудование для двухстадийного раздувного формования ПЭТ-тары.)
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.