Solutions de transmission par chaîne à rouleaux pour machines d'emballage

Solutions de transmission par chaîne à rouleaux pour machines d'emballage

Face au développement rapide de l'industrie mondiale de l'emballage, l'automatisation, la haute précision et la capacité de fonctionnement continu des machines d'emballage sont devenues essentielles pour permettre aux entreprises d'améliorer leur productivité. Du remplissage et du scellage des produits alimentaires et des boissons au dosage précis des produits pharmaceutiques, en passant par le groupage de cartons et le palettisation dans le secteur de la logistique, tous les types de machines d'emballage nécessitent un système de transmission fiable comme source d'énergie principale.chaînes à rouleauxGrâce à leur structure compacte, leur capacité de charge élevée, leur rendement de transmission élevé et leur large applicabilité, ils sont devenus le composant de choix dans les solutions de transmission des machines d'emballage, offrant des garanties de transmission de puissance stables et efficaces aux entreprises d'emballage du monde entier.

I. Exigences fondamentales des machines d'emballage pour les systèmes de transmission
Les caractéristiques de fonctionnement des machines d'emballage déterminent leurs exigences strictes en matière de systèmes de transmission. Ces exigences constituent également le point de départ essentiel de la conception des solutions de transmission par chaîne à rouleaux :
Transmission synchrone de haute précision : qu’il s’agisse de la connexion des machines d’emballage multi-stations ou du contrôle de capacité lors du dosage et du remplissage, le système de transmission doit garantir une synchronisation précise. L’erreur doit être inférieure au micromètre afin d’éviter les défauts d’emballage dus à des écarts de transmission.

Haute fiabilité et longue durée de vie : les lignes de production d’emballages fonctionnent souvent en continu 24 h/24. Le système de transmission doit présenter une résistance à la fatigue et à l’usure afin de minimiser les temps d’arrêt pour maintenance et de réduire les risques d’interruption de production.

Adaptabilité aux conditions d'exploitation : Les ateliers d'emballage peuvent être confrontés à des environnements complexes tels que la poussière, des variations d'humidité et des milieux légèrement corrosifs. Les composants de transmission doivent présenter une certaine adaptabilité environnementale et être capables de répondre aux différentes exigences d'exploitation des machines à grande vitesse (par exemple, les machines d'emballage sous film) ou à forte capacité (par exemple, les machines d'emballage de grands cartons).

Faible niveau sonore et faible consommation d'énergie : face aux exigences croissantes environnementales et liées au milieu de travail dans la production industrielle, le système de transmission doit réduire le bruit de fonctionnement tout en possédant un rendement de transmission élevé afin de réduire la consommation d'énergie.

Structure compacte et installation facile : les machines d’emballage disposent d’un espace interne limité ; les composants de transmission doivent être compacts, agencés de manière flexible et faciles à intégrer, à installer et à entretenir.

II. Principaux avantages des chaînes à rouleaux pour la transmission des machines d'emballage La raison pour laquelle les chaînes à rouleaux constituent un choix idéal pour la transmission des machines d'emballage est étroitement liée à leur conception structurelle et à leurs caractéristiques de performance, qui correspondent parfaitement aux exigences de transmission des machines d'emballage :

Rendement de transmission élevé et précis : les chaînes à rouleaux transmettent la puissance grâce à l’engrènement des maillons et des dents du pignon, maintenant un rapport de transmission constant et éliminant tout glissement. Le rendement de transmission atteint 95 % à 98 %, assurant une transmission précise de la puissance et du mouvement et répondant parfaitement aux exigences de fonctionnement synchrone des machines d’emballage.

Capacité de charge et résistance à la fatigue élevées : les chaînes à rouleaux fabriquées en acier allié de haute qualité et soumises à des traitements thermiques de précision (tels que la technologie de traitement des engrenages selon les normes DIN et ASIN) possèdent une excellente résistance à la traction et à la fatigue, capables de résister aux chocs importants des machines d’emballage, particulièrement adaptées aux applications exigeantes telles que les cercleuses de cartons et les machines d’emballage de palettes.

Excellente adaptabilité environnementale : La structure fermée des chaînes à rouleaux réduit l’impact de la poussière et des impuretés sur la transmission. Les chaînes à rouleaux en acier inoxydable résistent aux environnements légèrement corrosifs, répondent aux exigences d’hygiène des industries agroalimentaires et pharmaceutiques, et fonctionnent de manière stable dans une plage de températures allant de -20 °C à 120 °C.

Structure compacte et maintenance aisée : les chaînes à rouleaux, de petite taille et légères, permettent une transmission multi-axes même dans les espaces restreints. Leur installation et leur démontage sont simples, et la maintenance quotidienne se limite à une lubrification périodique et à un réglage de la tension, ce qui réduit les coûts d’entretien et répond aux exigences de production élevées des entreprises d’emballage.

Avantage significatif en termes de rentabilité : comparées au coût élevé des transmissions par engrenages et aux caractéristiques de vieillissement des transmissions par courroie, les chaînes à rouleaux offrent une rentabilité supérieure tout en maintenant les performances, ce qui les rend particulièrement adaptées aux scénarios de transmission de machines d’emballage à vitesse moyenne à basse et à grand entraxe.

III. Considérations de conception pour les systèmes de transmission par chaîne à rouleaux dans les machines d'emballage Pour différents types de machines d'emballage et leurs exigences opérationnelles, les systèmes de transmission par chaîne à rouleaux doivent être conçus méticuleusement en fonction des dimensions suivantes afin de garantir des performances optimales du système de transmission :

1. Adaptation scientifique des paramètres de transmission
Choix du pas : Déterminez le pas en fonction de la vitesse de fonctionnement et de la charge de la machine d’emballage. Pour les machines d’emballage à grande vitesse et à faible charge (telles que les machines d’emballage de petites capsules et de masques faciaux), les chaînes à rouleaux à pas court (comme les chaînes à rouleaux de précision à pas court de la série A) sont recommandées. Ces chaînes offrent un pas plus petit, une transmission plus fluide et un niveau sonore réduit. Pour les machines à charge élevée et à faible vitesse (telles que les machines de formage de grands cartons et les machines d’emballage de palettes), les chaînes à rouleaux à double ou à plusieurs rangées à grand pas (comme les chaînes à rouleaux à double rangée 12B et 16A) peuvent être utilisées pour augmenter la capacité de charge.

Conception du rapport de transmission : En fonction de la vitesse du moteur de la machine d’emballage et de la vitesse cible de l’actionneur, le nombre de dents du pignon et de maillons de la chaîne doit être dimensionné de manière optimale afin de garantir un rapport de transmission précis. Parallèlement, l’optimisation du profil des dents du pignon (par exemple, les dents en développante) réduit l’impact entre les maillons de la chaîne et les dents, diminuant ainsi le bruit et l’usure.

Réglage de l'entraxe : L'entraxe des pignons doit être réglé de manière rationnelle en fonction de la configuration structurelle de la machine d'emballage, en prévoyant un jeu suffisant pour la tension de la chaîne. Pour les équipements dont l'entraxe n'est pas réglable, des galets tendeurs ou des dispositifs de réglage de la longueur de la chaîne peuvent être utilisés pour garantir la tension de la chaîne et éviter le saut de dents lors de la transmission.

2. Optimisation structurelle et conception de protection

Solution de transmission synchrone multi-axes : Pour les machines d’emballage multi-stations (telles que les équipements intégrés de remplissage, de scellage et d’étiquetage automatisés), une structure de transmission à chaînes à rouleaux ramifiées peut être adoptée. Plusieurs pignons menés sont entraînés par le pignon principal pour assurer le fonctionnement synchrone de plusieurs axes. L’usinage de précision des pignons et des chaînes à rouleaux garantit une action coordonnée à chaque station, améliorant ainsi l’efficacité de l’emballage.

Configuration du dispositif de tension : Des mécanismes de tension automatiques ou manuels sont disponibles. Les dispositifs de tension automatiques (à ressort ou à contrepoids, par exemple) compensent en temps réel l’allongement de la chaîne, assurant une tension stable. Ils sont particulièrement adaptés aux machines d’emballage à fonctionnement continu et à grande vitesse. Les dispositifs de tension manuels conviennent aux équipements fonctionnant dans des conditions stables et nécessitant peu de réglages ; leur conception est simple et leur coût réduit.

Conception de protection et d'étanchéité : Des protections sont installées dans la zone de transmission par chaîne à rouleaux afin d'empêcher la poussière et les débris de pénétrer dans la surface d'engrènement, tout en évitant tout contact entre les opérateurs et les pièces mobiles, améliorant ainsi la sécurité. Dans les environnements humides ou légèrement corrosifs, une structure de transmission étanche peut être utilisée, associée à des lubrifiants antirouille, afin de prolonger la durée de vie des chaînes à rouleaux.

3. Sélection des matériaux et des procédés

Choix des matériaux : Pour les machines d’emballage classiques, on peut utiliser des chaînes à rouleaux en acier allié de haute qualité, ayant subi un traitement de trempe et de revenu pour améliorer leur dureté et leur résistance à l’usure. Dans les secteurs exigeant une hygiène irréprochable, comme l’agroalimentaire et la pharmacie, on privilégie les chaînes à rouleaux en acier inoxydable, qui offrent une résistance à la corrosion, un nettoyage facile et la conformité aux normes d’hygiène en vigueur. Enfin, dans les environnements à très basse température (par exemple, pour l’emballage de produits surgelés) ou à haute température (par exemple, pour les machines de conditionnement sous film rétractable), il est indispensable de choisir des chaînes à rouleaux spéciales résistantes aux hautes températures.

Optimisation des procédés : Des procédés avancés tels que l’emboutissage de précision, la cémentation des rouleaux et le polissage des plaques de chaîne sont utilisés pour améliorer la précision dimensionnelle et l’état de surface des chaînes à rouleaux, réduisant ainsi la résistance au frottement lors de la transmission et diminuant la consommation d’énergie et le bruit. Par exemple, un ajustement précis des rouleaux et des manchons améliore la flexibilité de rotation et réduit l’usure.

IV. Exemples de schémas de transmission par chaîne à rouleaux pour différents types de machines d'emballage

1. Machine d'emballage de film à grande vitesse
Caractéristiques de fonctionnement : Vitesse de fonctionnement élevée (jusqu'à 300 paquets/minute), nécessitant une transmission fluide, un faible niveau sonore et une forte synchronisation, tout en évitant un étirement inégal du film ou un mauvais alignement du scellage.

Schéma de transmission : Utilisation d’une chaîne à rouleaux double rangée de précision à pas court de série A avec un pas de 12,7 mm (08B), associée à des pignons en alliage d’aluminium de haute précision, réduisant la charge de l’équipement tout en améliorant la précision de la transmission ; utilisation d’un dispositif de tension automatique à ressort pour compenser l’allongement de la chaîne en temps réel, assurant la stabilité en fonctionnement à grande vitesse ; une rainure de guidage d’huile est installée à l’intérieur du couvercle de protection, utilisant une huile lubrifiante de qualité alimentaire pour répondre aux exigences d’hygiène tout en réduisant l’usure.

2. Machine à cercler les cartons robuste
Caractéristiques de fonctionnement : Charge élevée (la force de cerclage peut atteindre plus de 5 000 N), fréquence de fonctionnement élevée et doit résister aux charges d’impact cycliques, ce qui impose des exigences extrêmement élevées à la résistance à la traction et à la fatigue de la chaîne.

Transmission : Elle utilise une chaîne à rouleaux double rangée 16A avec un pas de 25,4 mm. L’épaisseur des maillons a été augmentée, ce qui permet d’atteindre une résistance à la traction supérieure à 150 kN. Les pignons sont en acier 45#, trempé à HRC45-50 pour une meilleure résistance à l’usure. Un tendeur à contrepoids assure une tension stable de la chaîne même en cas de chocs importants, évitant ainsi le saut de dents ou la rupture de la chaîne.

3. Machine de dosage et de conditionnement pharmaceutique de précision
Caractéristiques de fonctionnement : Nécessite une précision de transmission extrêmement élevée (erreur de distribution ≤ ±0,1 g), un environnement de fonctionnement propre pour éviter la contamination par la poussière et une taille d'équipement compacte.

Transmission : Des chaînes à rouleaux compactes à pas court (telles que la chaîne à rouleaux de précision 06B) d'un pas de 9,525 mm sont utilisées. Il en résulte une structure compacte et une erreur de transmission minimale. Fabriquées en acier inoxydable poli, elles sont faciles à nettoyer et résistantes à la corrosion. Les pignons bénéficient d'un fraisage de précision, avec une erreur de nombre de dents contrôlée à ±0,02 mm, garantissant la précision de la transmission synchrone multi-axes. Associée à une technologie de lubrification sans huile, elle évite toute contamination du produit par l'huile.

V. Recommandations de maintenance et d'optimisation des systèmes d'entraînement par chaîne à rouleaux

Pour prolonger la durée de vie des systèmes d'entraînement par chaîne à rouleaux dans les machines d'emballage et réduire les coûts de maintenance, un système de maintenance scientifique doit être mis en place :

Lubrification et entretien réguliers : Choisissez des lubrifiants adaptés aux conditions de fonctionnement des machines d’emballage (par exemple, lubrifiants synthétiques pour les hautes températures, lubrifiants de qualité alimentaire pour l’industrie agroalimentaire) et procédez à leur ajout ou remplacement régulier. En règle générale, les équipements fonctionnant en continu doivent être lubrifiés toutes les 500 heures et les équipements à usage intensif toutes les 200 heures, en veillant à une lubrification suffisante des surfaces d’engrènement de la chaîne et du pignon afin de réduire la friction et l’usure.

Inspection et réglage réguliers : vérifiez la tension de la chaîne, son usure et l’état des dents du pignon chaque semaine. Ajustez ou remplacez immédiatement la chaîne si son allongement dépasse 3 % du pas ou si l’usure des dents du pignon dépasse 0,5 mm. Inspectez les maillons de la chaîne pour détecter toute déformation, tout axe desserré, etc., et corrigez rapidement tout problème afin d’éviter d’autres dommages.

Nettoyage et protection : Nettoyez régulièrement la chaîne et le carter de protection pour éliminer la poussière et les débris, notamment dans les ateliers d’emballage poussiéreux (par exemple, pour les produits en poudre). Augmentez la fréquence de nettoyage afin d’éviter que des impuretés ne pénètrent dans les surfaces de l’engrènement et ne provoquent une usure anormale. Évitez tout contact de la chaîne avec des milieux corrosifs ; en cas de contact, nettoyez, séchez et lubrifiez immédiatement.

Optimisation des paramètres de fonctionnement : Ajustez la vitesse de fonctionnement en fonction de la charge réelle de la machine d’emballage afin d’éviter toute surcharge. Pour les équipements à fonctionnement intermittent, utilisez une régulation par amortissement au démarrage et à l’arrêt afin de réduire les chocs sur la chaîne et d’en prolonger la durée de vie.

VI. Tendances futures : Orientations de modernisation des solutions d'entraînement par chaîne à rouleaux

À mesure que les machines d'emballage évoluent vers une conception intelligente, rapide et légère, les solutions d'entraînement par chaîne à rouleaux font également l'objet d'itérations et de mises à niveau continues :

Innovation en matière de matériaux : Utilisation de nouveaux matériaux tels que les composites renforcés de fibres de carbone et les plastiques techniques à haute résistance pour développer des chaînes à rouleaux légères et à haute résistance, réduisant la consommation d’énergie des équipements tout en améliorant la résistance à la corrosion et à la fatigue.

Procédés de fabrication de précision : Utilisation de technologies de fabrication avancées telles que la découpe laser et l’impression 3D pour améliorer la précision dimensionnelle et la cohérence structurelle des chaînes à rouleaux, réduisant ainsi les erreurs de transmission et s’adaptant aux exigences de précision plus élevées des machines d’emballage.

Surveillance intelligente : des capteurs intégrés au système d’entraînement par chaîne à rouleaux permettent de surveiller en temps réel des paramètres tels que la tension, la température et l’usure de la chaîne. Ces données sont transmises au système de contrôle via l’Internet des objets (IoT), ce qui permet une maintenance prédictive, la détection précoce des pannes potentielles et la réduction des temps d’arrêt.

Conception écologique et respectueuse de l'environnement : développement de chaînes à rouleaux sans huile ou lubrifiées longue durée afin de réduire l'utilisation et les fuites d'huile de lubrification, de réduire la pollution environnementale tout en répondant aux normes d'hygiène élevées des industries alimentaires et pharmaceutiques.

En conclusion, les systèmes d'entraînement par chaîne à rouleaux occupent une place irremplaçable dans l'industrie mondiale des machines d'emballage grâce à leurs atouts majeurs : précision, fiabilité, efficacité et grande adaptabilité. Des machines d'emballage alimentaire haute vitesse et de précision aux équipements d'emballage logistiques robustes et stables, un système d'entraînement par chaîne à rouleaux bien conçu permet d'exploiter pleinement le potentiel des machines d'emballage, améliorant ainsi l'efficacité de la production et la qualité des produits.