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复卷机的工作原理与工艺分析

2013-05-01 04:29

复卷机的工作原理与工艺分析

2.1复卷机的结构与工作原理
复卷机是造纸机械中运行车速最快的及其，其车速达1500～1800m/min,最高达3000m/min以上。
复卷机根据所卷纸的性质不同可以分为：有轴卷机和无轴卷机；根据传动方式不同可以分为：单电机传动和双电机传动；根据其应用不同可以分为：预复卷机、成品复卷机、专用复卷机，其中成品复卷机有上引纸复卷机和下引纸复卷机。本课题研究的对象是国内常用的双底辊下引纸复卷机，下面将对此复卷机做详细说明。
2.1.1 复卷机的机械结构
双底辊下引纸复卷机机械结构如下图所示：
 
图2-1 复卷机示意图
复卷机的结构如图2-1所示，主要由两部分组成：卷取部分和放卷部分。
卷取部分由大架、负荷辊、卸纸托架、1号卷取棍（前卷取棍）、2号卷取棍（后卷取棍）、切纸刀、舒展器、张力传感棍、推纸辊、引纸托架（途中未画出）、两台卷取电机以及动作执行机构的相应气缸组成。负荷辊的作用是产生一个向下的正压力，其压力是自身的重量与负荷辊提升汽缸的力之差。1、2号卷取棍是卷取的主要机构（又分别称为前、后卷取辊），一般情况下1号卷取的表面比较粗糙，而2号卷取棍的表面相对比较光滑，他们通过减速箱与电机连载一起。切纸刀一般有数把并排在同一个轴上，主要用于切掉纸边、根据需要把宽幅4米的薄纸板切成所需的宽度。张力传感棍上配有一张力传感器，用于接收纸幅张力。
放卷部分由退纸架、放卷辊联轴器、放卷辊夹紧机构、放卷电机以及相应气缸组成。放卷棍是一个两头带有联轴器的钢制圆辊，通过放卷辊联轴器和减速器与放卷电机连在一起。
2.1.2 复卷机的工作原理
复卷机的工作原理是：把从造纸机上取下的纸卷安置在退纸架上，退纸架上的制动装置使纸幅保持有一定的张力，并在断纸时使纸卷快速制动以减少纸张损失。纸幅通过引纸辊和纵切机构切成所需要的宽度，然后按所需紧度和直径卷成纸卷。 （转载自http://zw.nseec.cN科教作文网）
我们也可以用以一个典型的生产过程来描述复卷机的工作原理：
（a）推纸辊锁紧：人工将产出的原纸卷放在退纸架上，锁紧放卷棍，将联轴器与放卷棍联轴。
（b）引纸：人工将纸心放于1、2号卷取辊之间，并且拉动原纸卷，将纸按顺序穿过各个中间辊子，启动1、2号卷取棍的电机进行低速引纸，打开引纸托架，使纸从1、2号卷取辊之间、包在2号卷取棍上，最终缠上纸芯，由手工固定纸头。
（c）启动准备：将卸纸架升起，放下负荷辊，调整合适的压力，调整切纸刀的位置并固定切纸刀。
（d）卷纸：启动1、2号卷取棍的电机和放卷电机，给定所需要的车速，调整纸幅张力值。
（e）停止：停止1、2号卷取棍的电机和放卷电机，升起负荷辊，用退纸辊将纸推离平台，放下卸纸架将纸缓缓放下，工作完成。
由此可以看出，复卷机是一个需要完全由人来操纵的机械，基本不需要自动过程，大部分是手动和电动的过程。1、2号卷取辊的电机带动相应的卷取辊，使纸卷绕纸芯传动，纸卷的直径逐渐增大，同时纸卷的轴心随直径的增大逐渐向上移动，负荷辊也随之向上移动。放卷电机主要提供一个反向的力矩，在纸面上产生张力，保持纸幅的平整，放卷电机的速度控制是一个逐渐升速的过程，但是线速度保持不变。
2.2复卷机的工艺要求及实现方法
2.2.1 复卷机的工艺要求
 复卷机的工艺要求表现在以下几方面：
（a）纸卷需要一定的硬度，并且内紧外松，松紧适度；
（b）切纸刀切纸的横截端面要平整，便于分开和再加工；
（c）对于涂布白板纸，纸面与卷取辊接触，在卷取过程中不能使纸面磨损；
（d）要求有较高的车速，至少比整个纸机的速度快3～4倍。
纸卷的硬度也可以表示成密度，密度是卷好后纸卷的重量除以体积，密度大则硬度大；内紧是防止纸卷在卷取的过程中体积过大容易变形，外松是防止纸卷太紧在运输过程中没有足够的弹性容易碰坏，所以纸卷既不能卷的太松也不能卷的太紧，还不能内外松紧差别太大。

切纸刀在切开纸的过程中必然会在切开的两卷纸之间形成一个切口端面，理论上说可以切成一个平面，但是实际过程中往往作不到，切的不平在分开两个纸卷时会因为两卷纸交错在一起而分不开，另外切的不平的纸卷的宽度不一致，会在使用中带来麻烦。
涂布白板纸是一种上了涂料的板纸，在涂布的一面是光亮的涂层，复卷过程中涂布的一面是与卷取辊接触的，因此不能使纸面磨损。
由于复卷机有大量的人工动作过程，相对减慢了府绢过程，一般统计人工动态做占复卷时间的50%～60%，所以为了保证纸机的连续性，必须要求复卷机的车速是纸机的3～4倍。
2.2.2 复卷机工艺要求的实现
复卷机工艺要求的实现与许多方面有着密切的联系，而不仅仅是与工艺要求有关。复卷机的机械机构、放卷和卷取的方式和传动方式的不同都会影响复卷机工艺的实现方法，这里主要解释一下工艺的实现方法：
（1）紧度控制
纸卷的紧度主要依靠两个卷取辊出力的变化来调节，如下是一个复卷机复卷部分的简单示意图：
 
图2-2 紧度控制
纸从两辊之间穿过包在2号辊左侧，1号辊与2号辊转向相同，与纸卷的方向相反。
由上图可以看出，当1、2号辊的处理不相等时，在最外面一层纸A、B两点之间就会产生一个张力，如果1号辊出力比2号辊大，则在A、B两点之间的优弧产生一个拉紧的张力，从而使纸卷紧，两个卷取辊出力的差越大，纸卷就越紧；如果2号辊出力比1号辊大，则在纸面上层不会产生拉紧的张力，所以纸就卷的较松，并且随着纸卷的增大，松紧程度是在变化的，这就要求调整两个卷取辊的出力大小。
为了实现这种工艺要求，实践中人们设计了多种传动方案，包括单电机传动，双电机传动。由于单电机传动方案有许多固有的缺陷，所以这种方案已被渐渐的淘汰了，现在一般都使用双电机传动。

（科教作文网http://zw.ΝsΕec.cN编辑）

双电机传动也就是两个卷取辊分别对应一台电机，通过控制各台电机的出力，就得到1、2号辊的出力。可以根据工艺的要求调整1、2号电机的出力大小，直接控制纸卷的松紧程度，因此具有较大的灵活性。双电机传动虽然有很多好处，但是由于两台电机之间没有物理上的联系，协调运动比较困难，所以需要高精度的传动和控制系统来达到工艺的要求。
（2）端面平整性控制
 
图2-3 端面控制
平整的纸卷端面可以减少运输和生产中的损失，还可以给人一个良好的产品形象。端面控制并没有一个专门的措施，它是通过对其他几个方面进行协调控制得到的。、