Les machines à papier modernes sont de plus en plus grosses, rapides et productives. Sur l’île d’Hainan dans la province la plus méridionale de la République populaire de Chine, la machine à papier fin la plus productive au monde est actuellement en cours d’installation et de mise en service. Cette machine géante a été construite par Voith Paper. L’entreprise, basée à Heidenheim, en Allemagne, est l’un des principaux fabricants mondiaux de machines à papier.

SKF Lubrication Systems a mis au point une unité extrêmement puissante pour distribuer la bonne quantité d’huile hydraulique et lubrifiante sur cet imposant équipement.

Le propriétaire de la machine est Asia Pulp & Paper, qui compte parmi les 10 premiers fabricants de papier au monde.

Cette machine à papier fin affiche une vitesse initiale de 2 000 m/min pour une longueur totale de 430 m. La section presses présente des dimensions sans précédent : 11 m de large, 20 m de long et 10,5 m de haut. Elle pèse 500 tonnes, soit l’équivalent de 500 voitures compactes.

Au cœur de la machine se trouve la presse à sabot Tandem NipcoFlex. Elle assure l’égouttage mécanique du papier avant l’entrée dans la section sécherie. La pression hydraulique est utilisée pour plaquer le « sabot » contre un cylindre tournant. Au passage de la longue ligne de contact entre le sabot et le contre-rouleau, le papier perd une quantité significative d’eau. Le sabot est doté d’un revêtement en polymère qui glisse sur un film lubrifiant. Cela a pour effet d’augmenter considérablement la surface utile pour l’application de la pression sur le papier et, par conséquent, la siccité du papier.

Un élément vital : le système hydraulique
À l’intérieur d’une machine à papier, c’est principalement la section presses qui détermine la qualité du papier. La presse a un impact majeur sur la qualité marchande du produit final. C’est la raison pour laquelle un alignement exact de l’équipement utilisé pour une section aussi critique de la machine est primordial. Le système hydraulique doit être capable de transmettre des forces importantes tout en répartissant uniformément la pression sur la toile de papier afin d’obtenir une densité et une qualité de surface homogènes. L’unité hydraulique joue par ailleurs le rôle de système de lubrification par circulation d’huile. Cette huile élimine les impuretés tout en lubrifiant les articulations de la machine. Les impuretés sont des particules dont les roulements et surfaces de glissement doivent être débarrassés. La circulation d’huile conserve ainsi ces composants en parfait état de fonctionnement et allonge leur durée de service. En plus de sa fonction d’épuration, l’huile doit pouvoir supporter les températures élevées résultant de la pression hydraulique. L’huile hydraulique doit être absolument exempte d’inclusion d’air.

Unité hydraulique novatrice
Les dimensions de la machine à papier ont posé un véritable défi. L’unité hydraulique représente la pointe de la performance et son développement technique était une aventure sans précédent pour les ingénieurs du site SKF Lubrication Systems d’Hockenheim.

Le client exigeait notamment que le dispositif puisse alimenter deux presses NipcoFlex à la suite, alors que ce type de solution en tandem utilise d’ordinaire deux unités hydrauliques séparées. En outre, compte tenu de contraintes de transport spécifiques liées à l’acheminement par bateau jusqu’en Chine, il était impératif que le système de lubrification puisse être conteneurisé. Ce problème, comme beaucoup d’autres, n’a pu être surmonté que par le biais d’une coopération étroite entre SKF et Voith.

« Les dimensions du projet ont compliqué notre tâche, souligne le responsable de l’équipe Pâtes et papiers, Hans-Georg Weber. Nous avions besoin de composants qui n’étaient pas disponibles sur le marché. SKF a donc été amené à les concevoir par ses propres moyens. L’alimentation en huile hydraulique de la section presses s’effectue par le biais de plusieurs circuits hydrauliques. L’huile qui revient des presses est mise au repos, refroidie et filtrée. »

Ce concept se distingue par la combinaison de fonctions assurées d’ordinaire par deux unités hydrauliques indépendantes. Le nombre de composants, notamment les ré­servoirs et les pompes de secours, a ainsi pu être réduit de moitié.

À la hauteur des attentes
L’équipe de projet SKF est fière du résultat : elle est parvenue à créer une nouvelle approche de la conception tout en respectant les délais serrés définis pour le projet. Comme l’explique Jürgen Kreutzkämper, responsable du département R&D : « Le cahier des charges du client suggérait que l’unité hydraulique présente un encombrement aussi réduit que possible. Dans un souci d’accessibilité optimale, des outils de CAO 3D ont été utilisés dès le départ. Ils ont permis de discuter des solutions avec le client à partir d’un modèle permettant des modifications et une optimisation immédiates. Il en résulte un agencement qui fait désormais se bild ure de référence en termes d’accessibilité, d’optimisation de l’espace et de fonctionnalité. »

Même le chargement du système a exigé une planification et des efforts inhabituels. Il a fallu diviser le système en unités transportables. Le poids brut de l’unité hydraulique s’élève à 45 tonnes, chaque échangeur de chaleur pesant à lui seul six tonnes. Les unités qui composent le système global ont été chargées sur quatre camions à l’aide de grues de fort tonnage à destination du lieu d’utilisation.

L’unité hydraulique en bref :

• Volume nominal du réservoir : 28 000 litres.
• Dimensions (L x l x h) : 10×10,6×3,1 m.
• Poids brut : 45 tonnes.
• Temps de montage : huit semaines.

 

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SKF Lubrication Systems

Les ingénieurs d’application du site SKF Lubrication Systems d’Hockenheim sont spécialisés dans la conception et la gestion de projets pour systèmes de lubrification centralisée de grandes dimensions destinés aux machines à papier, aciéries, éoliennes et autres applications similaires. La coopération de SKF avec Voith Paper remonte à quatre décennies.

En 2004, SKF a élargi son expertise en matière de systèmes de lubrification en rachetant Willy Vogel, leader des systèmes de lubrification. Depuis juillet 2009, tous les systèmes de lubrification, produits et services VOGEL sont commercialisés sous la marque SKF.

Cette acquisition a permis au Groupe de renforcer ses cinq domaines de compétences (roulements et ensembles-roulements, systèmes de lubrification, solutions d’étanchéité, mécatronique et services) à travers l’association de synergies pour le développement de solutions de lubrification supérieures destinées à des clients du monde entier.