SKF Lubrication Systems AG ha desarrollado un sistema de lubricación para hacer frente a los requisitos de las máquinas papeleras más modernas y de mayores dimensiones de Voith.

Tecnología

La maquinaria de producción de papel moderna es cada vez de mayor tamaño, más rápida y eficiente. En la isla de Hainan, en la provincia más meridional de la República Popular China, actualmente se está instalando y poniendo en servicio la máquina de papel fino más productiva del mundo. El fabricante de este gigantesco equipo es Voith Paper, con sede en Heidenheim, Alemania, uno de los mayores proveedores del mundo de maquinaria para la industria papelera.

SKF Lubrication Systems AG ha construido una unidad de abastecimiento extremadamente potente para suministrar la cantidad correcta de aceite hidráulico y lubricante a esta máquina de dimensiones extraordinarias, denominada máquina papelera núm. 2 de Hainan, que es propiedad de Asia Pulp & Paper, uno de los 10 principales productores mundiales de papel.

Los datos de las prestaciones de la máquina son realmente impresionantes. Alcanza una velocidad nominal de 2000 m/min, tiene 430 m de longitud y su sección de prensas es la mayor jamás construida: 11 m de anchura, 20 m de longitud, 10,5 m de altura y pesa 500 toneladas, lo cual equivale al peso de 500 automóviles compactos.

El centro neurálgico de la máquina es la prensa de zapata Tandem NipcoFlex, que realiza la deshidratación mecánica del papel antes de que éste entre en la sección de secado. Incrementando la presión hidráulica para forzar una zapata contra un rodillo giratorio, el papel pierde una cantidad significativa de su contenido de agua mientras avanza a través del contacto extendido formado por la zapata y el rodillo antagonista. La zapata propiamente dicha está cubierta por una funda de material polímero que flota sobre una película de aceite. De este modo, se incrementa enormemente la superficie efectiva de aplicación de presión sobre el material, dando como resultado papel con un alto contenido de material seco.

Importancia vital del sistema hidráulico
La calidad del papel la determina principalmente la sección de prensas de la máquina. Es una fase del proceso que tiene una gran repercusión en las posibilidades de venta del producto final. Por ello, es decisivo que el equipo usado en esta sección crítica de la máquina tenga una alineación exacta. Al igual que los músculos de nuestro cuerpo proporcionan apoyo y estabilidad, y nos hacen sensibles a los impulsos externos y cambios de equilibrio, el sistema hidráulico debe ser capaz de transmitir fuerzas muy elevadas, y distribuir al mismo tiempo uniformemente la presión por la banda de papel a fin de conferirle una densidad y calidad superficial también uniformes. Asimismo, la unidad hidráulica actúa como un sistema de lubricación por circulación de aceite. La circulación del aceite es la sangre de la máquina de papel, que elimina los contaminantes y lubrica las articulaciones del equipo. Los contaminantes son partículas que deben eliminarse de los rodamientos y superficies deslizantes mediante barrido con aceite, que mantiene estos componentes en buenas condiciones operativas y prolonga su vida de servicio. Además de equivaler a la función de los riñones en el ser humano, el aceite también debe disipar las altas temperaturas generadas por la presión hidráulica y mantenerse totalmente exento de aire atrapado. Todas estas propiedades las implementaron los ingenieros de SKF Lubrication Systems AG en estrecha cooperación con el cliente.

Unidad hidráulica innovadora
Los datos de prestaciones especificados, así como las inusitadas dimensiones de la máquina de papel, representaban un reto enorme. La unidad hidráulica es un diseño de alto rendimiento, y su desarrollo técnico era territorio inexplorado para los ingenieros de SKF Lubrication Systems AG que trabajan en Hockenheim.

Una de las especificaciones del cliente exigía el suministro de dos prensas NipcoFlex en línea, una solución tándem que tradicionalmente exige dos unidades hidráulicas separadas. Además, debido a los requisitos de embarque, el diseño del sistema de lubricación debía poder alojarse en un contenedor para el transporte marítimo a China. Este problema, al igual que muchos otros, sólo pudo solucionarse mediante una estrecha colaboración entre SKF y Voith para desarrollar una solución inteligente.

«Nuestra tarea se hizo más complicada debido a las dimensiones del proyecto,» señalaba Hans-Georg Weber, responsable del equipo de pulpa y papel de SKF. «Teníamos que instalar componentes que no podían encontrarse en el mercado. Por ello, SKF los diseñó por su cuenta. El abastecimiento de aceite hidráulico se realiza mediante varios circuitos hidráulicos. El aceite de retorno de las prensas se deja en reposo, se enfría y filtra».

El concepto del diseño se distingue por una combinación de características que tradicionalmente han precisado dos unidades hidráulicas independientes. En este proyecto el número de componentes pudo reducirse a la mitad, eliminando la necesidad de dos depósitos, y reduciendo el número de bombas de reserva.

Cumplir con las expectativas del cliente
El equipo del proyecto de SKF puede sentirse orgulloso de su logro; no sólo por haber creado un enfoque de diseño innovador, sino también por haber cumplido el ajustado plazo de trabajo. Jürgen Kreutzkämper, responsable del departamento de I+D, explica: «Las especificaciones del cliente implicaban que esta unidad hidráulica debía ocupar el mínimo espacio posible. Para una accesibilidad óptima, el diseño se realizó desde un principio en CAD tridimensional. Esto permitió intercambiar ideas con el cliente usando un modelo que facilitaba cambios y optimización inmediatos. El resultado real es una disposición que establece estándares en cuanto a accesibilidad, uso eficiente del espacio y diseño funcional».

Incluso la operación de cargar el sistema para transportarlo, después de la prueba de aceptación del cliente, exigió una planificación y labor extraordinarias. La unidad entera tuvo que dividirse en secciones transportables. El peso total de la unidad es 45 toneladas, y cada intercambiador de calor pesa seis toneladas. Las secciones separadas que formaban el sistema completo se cargaron en cuatro camiones mediante grúas pesadas antes de recorrer el trayecto hasta el emplazamiento de trabajo.

La unidad hidráulica de un vistazo:
Volumen nominal del depósito: 28 000 l
Dimensiones (L x Anch. x Alt.): 10,0 x 10,6 x 3,1 m
Peso total: 45 toneladas
Tiempo de montaje: ocho semanas

Acerca de SKF Lubrication Systems

Los ingenieros de aplicaciones de la planta de Hockenheim de SKF Lubrication Systems están especializados en el diseño y gestión de proyectos de sistemas de lubricación centralizada de gran tamaño para máquinas papeleras, acerías, turbinas eólicas y aplicaciones similares. La cooperación con Voith Paper tiene cuatro décadas de historia.

Las cualificaciones de SKF en sistemas de lubricación se incrementaron con la adquisición en 2004 de la empresa Willy Vogel AG, el líder del mercado en el área de sistemas de lubricación. Desde julio de 2009, todos los sistemas, productos y servicios de lubricación VOGEL se comercializan bajo la marca SKF.

Esta adquisición ha reforzado aún más las cinco áreas de competencia del Grupo (rodamientos y unidades de rodamientos, sistemas de lubricación, obturaciones, mecatrónica y servicios), combinando sinergias para desarrollar soluciones de lubricación de alto nivel para clientes de todo el mundo.