Introdução

As máquinas de embalagem não podem funcionar bem sem sistemas de acionamento mecânico, que incluem motores eléctricos, servo, pneumáticos e sistemas acionados por cames. Para ajudar na otimização das operações de embalagem, este livro examina as suas técnicas de manutenção, eficiência energética, tendências futuras e vantagens competitivas.

Componentes de accionamentos mecânicos

Os sistemas de peças conhecidos como accionamentos mecânicos são concebidos para transferir movimento e potência de uma fonte para diferentes peças de maquinaria utilizadas em ambientes industriais e de fabrico. Estes sistemas são essenciais para controlar o fluxo de energia necessário para fazer funcionar máquinas industriais básicas, incluindo compressores de ar, sopradores, bombas e outras peças de máquinas.

Os accionamentos mecânicos são fundamentalmente constituídos por uma série de componentes acoplados que cooperam para transferir energia de forma eficaz. Podem ser utilizados vários dispositivos, incluindo engrenagens, correias, correntes e veios, para transferir energia. Cada uma destas peças ajuda o sistema de acionamento a funcionar como um todo, permitindo a aplicação regulada de força e movimento.

No contexto de máquinas de embalagemOs accionamentos mecânicos são essenciais para alimentar e controlar várias operações. Podem ser encontrados em diferentes formas, tais como:

• Accionamentos mecânicos diretos: Estes sistemas transmitem a energia das ondas em energia eléctrica utilizando sistemas de conversão linear-rotativos sem sistemas intermédios de energia dos fluidos.
• Acionamento por engrenagens: Estes utilizam um conjunto de engrenagens interligadas para transferir potência e ajustar a velocidade ou o binário.
• Accionamentos por correia: Estes utilizam correias e polias para transmitir potência entre veios, permitindo frequentemente a variação de velocidade.
• Acionamento por corrente: Semelhante às transmissões por correia, mas utilizando correntes e rodas dentadas para a transmissão de potência.

Os automóveis de passageiros mais antigos e as máquinas eléctricas, como paleteiras e empilhadores eléctricos, também utilizam accionamentos mecânicos, o que demonstra a capacidade de adaptação da indústria.

A turbina a vapor de acionamento mecânico é um tipo particular de acionamento mecânico que é utilizado em ambientes industriais. São normalmente dispositivos de vários estágios com a opção de configurações de extração/indução ou de fluxo direto. São frequentemente utilizadas em aplicações que requerem uma elevada eficiência e potência de saída.

A principal vantagem dos accionamentos mecânicos é a sua capacidade de distribuir eficazmente a energia a diferentes equipamentos, o que facilita e aumenta a segurança dos processos industriais. Mas, tal como qualquer outra peça de equipamento, os accionamentos mecânicos podem avariar com o tempo. Para manter um desempenho ótimo, é necessária uma manutenção de rotina e uma resolução esporádica de problemas.

Os profissionais de sectores como as indústrias nuclear e marítima, que dependem de sistemas móveis automatizados, têm de compreender os princípios dos accionamentos mecânicos. Com este conhecimento, o pessoal de manutenção pode manter e resolver problemas de forma eficiente nestes componentes essenciais, resultando num tempo de inatividade mínimo e em operações sem problemas.

Mecanismos de came de precisão

Os sistemas acionados por came, que proporcionam uma excelente precisão e fiabilidade para uma variedade de aplicações, são uma parte essencial da máquinas de embalagem. Estes sistemas permitem um controlo exato dos processos de embalagem, convertendo o movimento rotativo em movimento linear ou oscilante através da utilização de mecanismos de cames.

Líder italiano no fabrico de produtos de ponta máquinas de embalagemA CB Packaging é especializada em sistemas acionados por came para o mercado de produtos de higiene descartáveis. Também conhecem bem toalhetes húmidos, embalagens de lenços de papel, produtos para incontinência, pensos higiénicos e fraldas.

Vantagens dos sistemas acionados por came:

• Precisão: Os mecanismos de came fornecem perfis de movimento altamente precisos e repetíveis, essenciais para uma qualidade de embalagem consistente.
• Velocidade: Estes sistemas podem funcionar a altas velocidades, o que os torna ideais para linhas de produção de grande volume.
• Fiabilidade: Com menos peças móveis em comparação com outros sistemas de acionamento, os mecanismos acionados por cames têm frequentemente menores requisitos de manutenção e uma vida útil mais longa.
• Personalização: As cames podem ser concebidas para produzir perfis de movimento específicos adaptados a necessidades de embalagem.

Na indústria da embalagem, os sistemas acionados por cames são utilizados em várias máquinas e processos:

• Tabelas de indexação: Mesas de indexação rotativas e lineares acionadas por mecanismos de cames assegurar o posicionamento exato dos produtos durante a embalagem.
• Sistemas de transporte: Os transportadores acionados por came permitem o movimento controlado dos produtos através de diferentes fases de embalagem.
• Desnudar e encher: O sistema de embalagem rotativa MR-35 da ORICS utiliza um mecanismo acionado por came para desnudar os recipientes e efetuar as operações de enchimento.
• Vedação: Os mecanismos de came podem controlar o movimento de elementos de selagem em máquinas de embalagem.

Outro tipo de mecanismo acionado por came encontrado em máquinas de embalagem são indexadores de cames de barril. O movimento rotativo intermitente que estas peças oferecem é essencial para numerosos processos de embalagem.

As possibilidades dos sistemas acionados por cames foram ainda melhoradas pela sua integração com a tecnologia de controlo contemporânea. Os transportadores de elos de precisão da CDS oferecem uma excelente precisão e repetibilidade para plataformas de máquinas de montagem e fabrico automatizadas, através da fusão de sistemas de controlo sofisticados com a mecânica de cames.

Embora os sistemas acionados por came tenham várias vantagens, é vital lembrar que a sua versatilidade pode ser limitada quando comparada com alguns sistemas servo-acionados. No entanto, os sistemas acionados por cames continuam a ser um sistema muito apreciado e útil opção na embalagem sector para aplicações que necessitam de movimentos estáveis, rápidos e precisos.

Sistemas de Cilindros Pneumáticos

Os cilindros pneumáticos, por vezes designados por cilindros pneumáticos, são partes cruciais das máquinas de embalagem que produzem movimento linear através da compressão de ar. Estes dispositivos são opções muito apreciadas para uma série de aplicações industriais devido à sua simplicidade, fiabilidade e capacidade de controlo.

Tipos de cilindros pneumáticos e principais caraterísticas:

Os cilindros pneumáticos são amplamente utilizados em máquinas de embalagem para várias tarefas:

• Manuseamento de materiais: Os cilindros podem empurrar, puxar, levantar, baixar e fixar objectos em processos de embalagem.
• Máquinas de impressão: Utilizado para alimentação de papel, distribuição de tinta e movimento da placa de impressão, contribuindo para resultados de impressão consistentes e de alta qualidade.
• Indústria têxtil: Empregado no tensionamento do fio, no corte do tecido e no movimento da agulha em máquinas de costura.
• Automação industrial: Essencial para tarefas como a triagem, a montagem e a embalagem nos processos de fabrico.

A força gerada por um cilindro pneumático depende do diâmetro do pistão e da pressão do ar. Por exemplo, um cilindro com um pistão de 40 mm de diâmetro a 6 bar de pressão pode gerar uma força teórica de aproximadamente 754 N.

Vantagens dos cilindros pneumáticos:

• Simplicidade e fiabilidade
• Relação custo-eficácia em comparação com outros sistemas de acionamento
• Fácil integração com sistemas pneumáticos existentes
• Adequado para ambientes limpos (alimentos e embalagem farmacêutica)
• Capacidade para operações de alta velocidade

Limitações:

• Menor precisão em comparação com os sistemas servo-acionados
• Capacidade de força limitada em comparação com os sistemas hidráulicos
• Potencial ineficiência energética devido a perdas de ar comprimido

Seleção de cilindros pneumáticos para máquinas de embalagem deve ter em conta vários aspectos, incluindo a velocidade, o comprimento do curso, a força necessária e as condições ambientais. Os cilindros pneumáticos são frequentemente utilizados em conjunto com outras tecnologias ou substituídos por actuadores eléctricos para aplicações que exigem um posicionamento preciso ou perfis de movimento complicados.

Sistemas de acionamento de motores eléctricos

A crescente popularidade dos sistemas acionados por motores eléctricos em máquinas de embalagem pode ser atribuído ao seu controlo de precisão, eficiência energética e versatilidade. Estes sistemas, que oferecem uma variedade de aplicações desde enchimento e transporte até à selagem e rotulagem, utilizar motores eléctricos para acionar diferentes componentes do equipamento de embalagem.

Para satisfazer as exigências das linhas de embalagem actuais, os motores eléctricos utilizados nas máquinas de embalagem são cada vez mais pequenos, mais eficientes em termos energéticos e mais adaptáveis.

Principais vantagens dos sistemas de acionamento por motor elétrico:

• Posicionamento preciso e controlo da velocidade: Crucial para muitos processos de embalagem.
• Melhorias na tecnologia dos motores: Maior potência de binário, mantendo as dimensões compactas.
• Integração: Motores, accionamentos e codificadores são muitas vezes integrados em pacotes únicos, simplificando a instalação e reduzindo a necessidade de uma vasta experiência em engenharia.

Esta tendência para soluções mais integradas e personalizáveis permite máquina de embalagem Os fornecedores de motores referem que até metade das suas vendas são atualmente feitas por encomenda em vez de produtos prontos a utilizar.

Tecnologia de embalagem servo-acionada

As máquinas de embalagem sofreram uma revolução devido aos sistemas servo-acionados, que proporcionam uma maior eficiência, flexibilidade e precisão em relação aos accionamentos mecânicos convencionais. Servomotoresque oferecem um controlo exato do binário, da velocidade e da posição, são utilizados nestes sistemas para permitir ajustes rápidos e precisos durante as operações de embalagem.

Vantagens dos sistemas servo-acionados:

• Controlo de precisão: Permite ajustes rápidos e precisos durante as operações de embalagem.
• Flexibilidade: Permite mudanças de formato simplificadas, aumentando a versatilidade dos processos de embalagem.
• Segurança de processos melhorada: Proporciona um rendimento estável e reduz as rejeições.
• Redução do tempo de inatividade: As mudanças automáticas motorizadas e baseadas em receitas minimizam o tempo de inatividade entre os ciclos de produção.

Mudanças simples de formato são possíveis através de controladores de movimento como o SIMATIC 1500T e servo drives como o SINAMICS S210, em parte porque os discos de cames electrónicos para o formato de embalagem atual são automaticamente computados.

Além disso, esta tecnologia facilita a automatização de procedimentos manuais, o que aumenta a produtividade e a precisão. Além disso, os sistemas servo-acionados necessitam frequentemente de menos peças mecânicas e requerem menos manutenção, o que aumenta a fiabilidade e a vida útil da máquina.

Comparação de sistemas de acionamento

Sistemas de acionamento mecânico em máquinas de embalagem variam significativamente nas suas caraterísticas e aplicações. Segue-se uma comparação dos principais tipos:

A escolha do sistema de acionamento depende dos requisitos específicos da aplicação de embalagem, equilibrando factores como a precisão, a velocidade, as necessidades de manutenção e o custo.

Conclusão

Para máquinas de embalagemA escolha do sistema de acionamento mecânico correto é essencial para maximizar a qualidade do produto e a eficiência operacional. No que diz respeito à precisão, velocidade, custo e necessidades de manutenção, cada tipo de sistema de acionamento - desde o motor elétrico e servo-acionado até ao pneumático e acionado por came - oferece vantagens e desvantagens específicas. Os sistemas pneumáticos oferecem opções económicas para processos menos complexos, enquanto os sistemas acionados por came são superiores em aplicações de alta precisão.

Os accionamentos por motores eléctricos estão a tornar-se cada vez mais comuns devido à sua adaptabilidade e eficiência energética. Apesar de serem mais dispendiosos e sofisticados, os sistemas servo-acionados oferecem uma programabilidade e precisão inigualáveis, o que os torna perfeitos para operações de embalagem flexíveis e rápidas.

No final, a decisão baseia-se nos requisitos específicos da aplicação, tendo em conta os limites orçamentais, o volume de produção, o tipo de produto e outros aspectos para obter o melhor desempenho possível da embalagem.

Perguntas mais frequentes

Que tipos de produtos podem ser manuseados pelas máquinas de embalagem horizontal?

Horizontal máquinas de embalagem são adaptáveis e adequadas a uma grande variedade de produtos sólidos, tais como artigos não alimentares como hardware, componentes electrónicos e produtos de higiene pessoal, bem como artigos alimentares como massas, produtos de pastelaria e chocolates. São excelentes para embalar produtos frágeis ou com formas estranhas.

A que velocidade podem funcionar as máquinas de embalagem horizontal?

Horizontal as máquinas de embalagem podem atingir velocidades de produção elevadasAlguns modelos são capazes de embalar até 200 sacos por minuto. Quando equipadas com alimentadores especializados, como para rebuçados duros, as velocidades podem ultrapassar os 400 sacos por minuto.

Quais são as principais vantagens das máquinas de embalagem horizontal?

As principais vantagens incluem altas velocidades de embalagem, flexibilidade no manuseamento de várias formas e tamanhos de produtos e a capacidade de fornecer mais área de superfície para gráficos e mensagens nas embalagens. Oferecem também uma qualidade de embalagem consistente e podem integrar-se facilmente nas linhas de produção.

Existem limitações para as máquinas de embalagem horizontal?

Embora versátil, a horizontal as máquinas de embalagem podem ter dificuldades com determinados materiais, como as películas de PE rectas de camada única. Também requerem mais espaço no chão em comparação com as máquinas verticais e podem não ser ideais para produtos em pó ou líquidos.

Que factores devem ser considerados na compra de uma máquina de embalagem horizontal?

A aplicação específica, as dimensões do produto, os requisitos de velocidade de embalagem, a disponibilidade de espaço, a facilidade de utilização e a compatibilidade com as linhas de fabrico actuais são factores cruciais a ter em conta. As especificações técnicas da máquina e o cumprimento das normas de qualidade também devem ser tidos em conta.