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    關于衛生紙復卷機控制系統的分析

    2021-10-10 10:44:47 次瀏覽

      衛生紙復卷機是衛生紙加工流水線中最重要的設備,而復卷機的控制系統在衛生紙加工設備中起著舉足輕重的作用,今天我們通過這篇文章來研究和探討一下復卷機的控制系統,并對其進行分析和總結。希望能對各位有所幫助!


      復卷機的復卷過程有退紙、紙幅控制、紙幅分離紙卷結構控制四部分,最后一項是關鍵,它直接影響了系統工作時的穩定程度。通常紙卷的結構控制,即緊度控制有三個要求:第一,因為紙芯是支承著紙卷重量的基礎,起卷階段需要卷的硬些,即紙芯要硬,否則在紙卷端面容易出現碟型;第二,紙卷的外部不應該卷的過硬,也就是最后收卷的時侯應卷得較軟,避免紙卷外層暴裂。第三,紙卷由里到外的硬度必須均勻變化。如果不均勻的話,紙卷端面極易產生星形的缺陷。所以為了防止產品在搬運與保存的時候發生變形、崩裂等現象,成品紙卷應有理想的硬度,并且要求它是由內而外逐漸硬度減低且分布均勻,所以對硬度的要求也是系統好壞的一個關鍵要因素。系統中有許多方面會干擾到紙卷硬度,但是有三個方面比較重要,分別是退紙輥控制的紙面張力(Tension)、液壓或氣動閥控制的壓紙輥壓力(Nipload)和底輥的兩個電機之間的轉矩分配(Torque),英文簡稱為 TNT,其他部分大都會直接或間接的影響這三個方面。


      1.退卷輥的張力控制(Tension)


      待復卷的原紙卷、退紙輥電機、離合器、剎車盤、壓板、可移動的底座等構成了一套退紙架裝置。退紙輥電機負責控制原紙卷與底輥之間紙幅的張力。


      退紙輥電機負責控制原紙卷與底輥之間紙幅的張力,張力會影響成品紙卷的質量,主要是影響紙卷的松緊度和紙幅的舒展性。紙卷的松緊度直接會體現在紙卷切面上,張力波動或張力過小,都會造成切面不平整,影響成品外觀。紙面的舒展性就是將紙攤平,防止起褶子,并且讓紙卷切縫分開,避免咬合。通過調節弧形輥弧面與紙幅的接觸面積,配合適當的張力,可以起到良好的舒展效果。


    微信圖片_20211010104752.jpg


      因為紙幅張力的存在使得紙張繃緊,也不會發出橫向的偏移。紙幅張力應該在合適的范圍以內,不能太大或太小,張力太大最終導致的出現爆卷,甚至會損壞紙芯;要是太小的話,最終卷在卷紙輥上的紙幅會太松,達不到硬度要求,也很容易出現打滑。因為紙幅大小不同,張力值一般選擇用牛頓/米為單位,不同紙種都有自己的張力適應范圍。對于紙幅張力控制方式,目前來說我們常用的是直接與間接張力控制兩種。前一種控制方式首先是依據張力傳感器得到實時張力的信號,把這個數據上傳給 CPU,CPU 計算后在控制相應的執行器,這就是它的控制流程。這種方法的控制精度非常高,但需要我們投資的設備多。后一種控制是通過一系列的計算來控制張力的。比較難控制的是系統穩定運行以外的時候,因為在這一過程中必須考慮進行動態的補償,這樣我們才能很好地控制系統。


      這里還需要一套紙幅校正裝置,那個調節紙幅橫向張力偏差,保證紙幅在離開退紙輥的時候能成保持正平直。在放紙架的操作端底座裝上前后移動裝置,或在操作側的導紙輥底座裝上下移動裝置,都可以起到調節紙幅橫向張力偏差的作用。


      紙幅控制就是一個中間過程,它對退紙輥出來的紙幅做處理,為最后的卷取做好了準備。紙幅在進入底輥前,還要經過一道縱向分切工序。通過這道工序原紙卷可以被切成數個較小幅寬的紙卷,紙卷的幅寬可以根據客戶需要進行調整。原紙兩邊多余的紙邊,需要通過紙邊抽風管抽走,否則高速運行過程中,紙邊很容易會被卷入成品紙卷,影響產品質量。


      放紙架底座的橫向自由可以橫向自動擺動,擺動的幅度一般為 10-50mm,來自原紙卷的局部厚度差異就可以在較寬的范圍內得以緩解,特別適用在低定量的紙種。


      2.壓紙輥的壓力控制(Nipload)


    微信圖片_20211010104758.jpg


      底輥上的紙卷與兩個底輥在垂直于切線方向上的平均線壓力值。復卷機運行時,紙卷直徑是不斷變大的,同時它的質量也會不斷地變化,這樣的話紙卷與底輥的相切的點會發生移動,最終的結果是壓區壓力也發出了變化。要想使系統穩定運行,系統就必須保持有恒壓力才行,也就是對壓紙輥進行相應的控制,就不會出現卷筒的軸打滑,也不會出現卷的硬度不合適的現象。要想使紙卷能夠轉動,必須使它和支承輥之間有足夠的靜摩擦力,壓區壓力的大小也左右了這個摩擦力大小,使摩擦力足夠避免紙面與支承輥之間出現打滑現象。一般采用利用液壓或氣壓機構來控制壓紙輥,可以穩定的調節壓紙輥的壓力。


      有的壓紙輥需要傳動裝置的,特別是那種低定量紙張與高速度的復卷機來說,它的主要用途是讓壓紙輥能夠在加減速的時候對紙摩擦力保持恒定,有效地避免鼓包和打褶等問題的出現。對于慢速和使用高定量紙張時,壓紙輥一般不裝傳動裝置。


      3.底輥轉矩分配控制(Torque)


      在系統運行時前后底輥轉矩的變化趨勢如圖 1 所示。如果紙幅張力與壓區壓力我們都能夠保持恒定的話,紙卷最后的硬度值完全由前后底輥轉矩差來決定了。我們知道成品紙卷必須要求內緊外松,這樣的話系統運行的開始部分前底輥轉矩必定要大于后底輥轉矩。系統運行的時候,紙卷半徑也會跟著變大的,由上圖可以看到兩個底輥的轉矩變化時一個不停地增加一個不停地減少,對比來說后底輥的轉矩必然要不斷地變大,這樣使得前后底輥的轉矩差變小了,紙卷的硬度也會相應的變小。一旦紙卷直徑到達合適的值,兩底輥的轉矩值也一樣大了,隨著系統的運行,后底輥的轉矩就會大了,紙卷這時也就卷得松軟一點。


    復卷機的控制系統.png


      綜上所述,合格的復卷機應具備的工藝要求是:


      (1) 我們知道系統一旦運行我們控制的很多地方都是同時運行的,退紙輥左右的恒張力、我們通過液壓閥控制的壓力和底輥的兩個電機的轉矩,這三個部分相輔相成緊密地結合直接影響了我們設計的系統生成出來的產品質量。


      (2)從引紙開始,車速的加速度不變,直到升高到工作穩定時候的車速,這樣有效地避免了動態張力波動太大而造成紙卷松軟不一致的發生。無論是引紙時候的車速還是工作穩定時的車速,以及車速的波動都應該控制在適當的范圍內。


      (3)一旦運行時發生故障,系統要立刻停機。在系統穩定的時候放卷輥的電機是工作在發電制動狀態的,我們應該利用這些電能。


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