У вытворчым працэсе папяровых машын розныя рулоны адыгрываюць незаменную ролю, ад абязводжвання вільготных папяровых палотен да зацвярдзення сухіх папяровых палотен. Як адна з асноўных тэхналогій у распрацоўцы рулонаў папяровых машын, «кронаванне», нягледзячы на, здавалася б, нязначнае геаметрычнае адрозненне, якое яно мае, непасрэдна вызначае аднастайнасць і стабільнасць якасці паперы. У гэтым артыкуле будзе ўсебакова прааналізавана тэхналогія кронавання рулонаў папяровых машын з пункту гледжання вызначэння, прынцыпу працы, класіфікацыі, ключавых фактараў, якія ўплываюць на праектаванне і абслугоўванне, раскрываючы яе важнае значэнне ў вытворчасці паперы.

1. Вызначэнне кароны: значная функцыя пры нязначных адрозненнях

«Карона» (па-ангельску «Crown») адносіцца да спецыяльнай геаметрычнай структуры валкоў папяровай машыны ўздоўж восевага кірунку (уздоўж даўжыні). Дыяметр сярэдняй часткі корпуса вала крыху большы за дыяметр канцавых частак, утвараючы контур, падобны на «талійны барабан». Гэтая розніца ў дыяметрах звычайна вымяраецца ў мікраметрах (мкм), а значэнне кароны некаторых буйных прэсавых валкоў можа дасягаць нават 0,1-0,5 мм.

Асноўным паказчыкам для вымярэння канструкцыі каронкі з'яўляецца «значэнне каронкі», якое разлічваецца як розніца паміж максімальным дыяметрам цела рулона (звычайна ў сярэдзіне восевага кірунку) і дыяметрам тарцоў рулона. Па сутнасці, канструкцыя каронкі прадугледжвае папярэднюю ўстаноўку гэтай нязначнай розніцы ў дыяметрах, каб кампенсаваць дэфармацыю «сярэдняга прагіну» рулона, выкліканую такімі фактарамі, як змены сілы і тэмпературы падчас рэальнай працы. У канчатковым выніку, гэта дасягае раўнамернага размеркавання кантактнага ціску па ўсёй шырыні паверхні рулона і папяровага палатна (або іншых кантактных кампанентаў), закладваючы трывалую аснову для якасці паперы.

2. Асноўныя функцыі каронкі: кампенсацыя дэфармацыі і падтрыманне раўнамернага ціску

Падчас працы рулонаў папяровай машыны дэфармацыя непазбежная з-за механічных нагрузак, перападаў тэмпературы і іншых фактараў. Без канструкцыі з кронштайну гэтая дэфармацыя прывядзе да нераўнамернага кантактнага ціску паміж паверхняй рулона і папяровым палатном — «больш высокі ціск на абодвух канцах і меншы ціск у сярэдзіне», што непасрэдна выкліча сур'ёзныя праблемы з якасцю, такія як нераўнамерная базавая вага і нераўнамернае абязводжванне паперы. Асноўная каштоўнасць кронштайну заключаецца ў актыўнай кампенсацыі гэтых дэфармацый, што асабліва адлюстроўваецца ў наступных аспектах:

2.1 Кампенсацыя дэфармацыі пры выгібе валкоў

Калі працуюць асноўныя рулоны папяровых машын, такія як прэсавыя рулоны і каландравыя рулоны, ім неабходна прыкладаць значны ціск да папяровага палатна. Напрыклад, лінейны ціск прэсавых рулонаў можа дасягаць 100-500 кН/м. Для рулонаў з вялікім суадносінамі даўжыні да дыяметра (напрыклад, даўжыня прэсавых рулонаў у папяровых машынах шырокай шырыні можа складаць 8-12 метраў), пад ціскам адбываецца пругкая дэфармацыя выгібу ўніз пасярэдзіне, падобная да «выгібу пляча пад нагрузкай». Гэтая дэфармацыя выклікае празмерны кантактны ціск паміж канцамі рулона і папяровым палатном, у той час як ціск у сярэдзіне недастатковы. У выніку папяровае палатно становіцца празмерна абязводжаным з абодвух канцоў (што прыводзіць да высокай сухасці і нізкай вагі паверхні) і недастаткова абязводжаным у сярэдзіне (што прыводзіць да нізкай сухасці і высокай вагі паверхні).

Аднак «барабанная» канструкцыя каронкі гарантуе, што пасля згінання рулона ўся паверхня рулона застаецца ў паралельным кантакце з папяровым палатном, што дасягае раўнамернага размеркавання ціску. Гэта эфектыўна вырашае праблемы якасці, выкліканыя дэфармацыяй пры згінанні.

2.2 Кампенсацыя цеплавой дэфармацыі валкоў

Некаторыя валкі, такія як накіроўвальныя валкі і валкі каландра ў секцыі сушкі, падчас працы падвяргаюцца цеплавому пашырэнню з-за кантакту з папяровымі палотнамі высокай тэмпературы і нагрэву парай. Паколькі сярэдняя частка корпуса вала награваецца больш поўна (тарцы злучаны з падшыпнікамі і хутчэй рассейваюць цяпло), яе цеплавое пашырэнне большае, чым у тарцоў, што прыводзіць да «сярэдняга выпукласці» корпуса вала. У гэтым выпадку выкарыстанне звычайнай канструкцыі каронкі пагоршыць нераўнамерны кантактны ціск. Такім чынам, неабходна распрацаваць «адмоўную каронку» (дзе дыяметр сярэдняй часткі крыху меншы за дыяметр тарцоў, таксама вядомую як «зваротная каронка»), каб кампенсаваць дадатковае выпукласць, выкліканую цеплавым пашырэннем, забяспечваючы раўнамерны кантактны ціск на паверхні вала.

2.3 Кампенсацыя нераўнамернага зносу паверхні валкоў

Падчас працяглай эксплуатацыі некаторыя валкі (напрыклад, гумовыя прэс-валкі) часцей сутыкаюцца з трэннем па краях папяровага палатна (паколькі краю папяровага палатна, як правіла, утрымліваюць прымешкі), што прыводзіць да больш хуткага зносу на канцах, чым у сярэдзіне. Без канструкцыі з выпуклай кронай паверхня вала пасля зносу будзе мець «выпукласць пасярэдзіне і прагін на канцах», што, у сваю чаргу, уплывае на размеркаванне ціску. Загадзя наладжваючы выпукласць, можна падтрымліваць аднастайнасць контуру паверхні вала на ранняй стадыі зносу, падаўжаючы тэрмін службы вала і памяншаючы ваганні вытворчасці, выкліканыя зносам.

3. Класіфікацыя каронкі: тэхнічныя рашэнні, адаптаваныя да розных умоў працы

У залежнасці ад тыпу папяровай машыны (нізкахуткасная/высокахуткасная, вузкай/шырокай шырыні), функцыі валкоў (прэсаванне/каландаванне/напраўленне) і патрабаванняў да працэсу, каронкі можна падзяліць на розныя тыпы. Розныя тыпы каронак адрозніваюцца канструктыўнымі характарыстыкамі, метадамі рэгулявання і сцэнарыямі прымянення, як падрабязна апісана ў наступнай табліцы:

4. Асноўныя фактары ўплыву на праектаванне каронкі: дакладны разлік для адаптацыі да патрабаванняў вытворчасці

Значэнне каронкі не ўстанаўліваецца адвольна; яго неабходна ўсебакова разлічыць з улікам параметраў валкоў і ўмоў працэсу, каб забяспечыць яго эфектыўнае функцыянаванне. Ключавыя фактары, якія ўплываюць на канструкцыю каронкі, у асноўным уключаюць наступныя аспекты:

4.1 Памеры і матэрыял рулона

1. Даўжыня корпуса рулона (L)Чым даўжэйшы корпус рулона, тым большая дэфармацыя выгібу пры тым жа ціску і, такім чынам, тым большае значэнне кроны. Напрыклад, для доўгіх рулонаў у папераробных машынах шырокай шырыні патрабуецца большае значэнне кроны, чым для кароткіх рулонаў у папераробных машынах вузкай шырыні, каб кампенсаваць дэфармацыю.
2. Дыяметр корпуса рулона (D)Чым меншы дыяметр цела валка, тым ніжэйшая калянасць і тым больш схільны валка да дэфармацыі пад ціскам. Таму патрабуецца большае значэнне выгібу. І наадварот, валкі з большым дыяметрам маюць большую калянасць, і значэнне выгібу можна адпаведна знізіць.
3. Жорсткасць матэрыялуРозныя матэрыялы корпусаў валкоў маюць розную калянасць; напрыклад, сталёвыя валкі маюць значна большую калянасць, чым чыгунныя. Матэрыялы з меншай калянасцю дэфармаваюцца пад ціскам больш значна, што патрабуе большага значэння кроны.

4.2 Працоўны ціск (лінейны ціск)

Працоўны ціск (лінейны ціск) валкоў, такіх як прэсавыя валкі і каландары, з'яўляецца важным фактарам, які ўплывае на канструкцыю крыжападобнай формы. Чым большы лінейны ціск, тым больш значная дэфармацыя выгібу корпуса вала, і значэнне крыжападобнай формы неабходна адпаведна павялічыць, каб кампенсаваць дэфармацыю. Іх сувязь можна прыблізна выразіць спрошчанай формулай: значэнне крыжападобнай формы H ≈ (P×L³)/(48×E×I), дзе P — лінейны ціск, L — даўжыня вала, E — модуль пругкасці матэрыялу, а I — момант інэрцыі папярочнага сячэння вала. Напрыклад, лінейны ціск прэсавых валкоў для упаковачнай паперы звычайна перавышае 300 кН/м, таму адпаведнае значэнне крыжападобнай формы павінна быць большым, чым у прэсавых валкоў для сельскагаспадарчай паперы з меншым лінейным ціскам.

4.3 Хуткасць машыны і тып паперы

1. Хуткасць машыныПры працы высакахуткасных папяровых машын (хуткасць > 1200 м/мін) папяровае палатно значна больш адчувальнае да раўнамернасці ціску, чым у нізкахуткасных папяровых машынах. Нават нязначныя ваганні ціску могуць прывесці да дэфектаў якасці паперы. Таму высакахуткасныя папяровыя машыны звычайна выкарыстоўваюць «кіраваную крону» для кампенсацыі дынамічнай дэфармацыі ў рэжыме рэальнага часу і забеспячэння стабільнага ціску.
2. Тып паперыРозныя тыпы паперы маюць розныя патрабаванні да раўнамернасці ціску. Папяровае валакно (напрыклад, туалетная папера з базавай вагой 10-20 г/м²) мае нізкую базавую вагу і надзвычай адчувальная да ваганняў ціску, што патрабуе высокадакладнай канструкцыі кардоннай формы. Наадварот, тоўстая папера (напрыклад, кардон з базавай вагой 150-400 г/м²) мае лепшую здольнасць супрацьстаяць ваганням ціску, таму патрабаванні да дакладнасці кардоннай формы можна адпаведна знізіць.

5. Распаўсюджаныя праблемы з каронкай і абслугоўванне: своечасовая праверка для забеспячэння стабільнай вытворчасці

Няправільная канструкцыя каронкі або няправільнае абслугоўванне непасрэдна паўплываюць на якасць паперы і прывядуць да шэрагу праблем з вытворчасцю. Распаўсюджаныя праблемы з каронкай і адпаведныя меры барацьбы з імі наступныя:

5.1 Занадта вялікі кошт кароны

Занадта вялікае значэнне кроны прыводзіць да празмернага ціску ў сярэдзіне паверхні рулона, што прыводзіць да нізкай вагі і высокай сухасці паперы ў сярэдзіне. У цяжкіх выпадках гэта можа нават прывесці да «знішчэння» (разрыву валокнаў), што ўплывае на трываласць і знешні выгляд паперы.

КонтрмерыДля фіксаваных рулонаў з вышынёй, якія выкарыстоўваюцца ў нізкахуткасных папяровых машынах, неабходна замяніць рулоны на рулоны з адпаведным значэннем вышыні. Для кіраваных рулонаў з вышынёй у вышынных папяровых машынах гідраўлічны або пнеўматычны ціск можна знізіць з дапамогай сістэмы кіраванай вышыні, каб паменшыць значэнне вышыні, пакуль размеркаванне ціску не стане раўнамерным.

5.2 Занадта нізкі кошт кароны

Занадта нізкае значэнне кроны прыводзіць да недастатковага ціску ў сярэдзіне паверхні рулона, што прыводзіць да недастатковага абязводжвання паперы ў сярэдзіне, нізкай сухасці, высокай базавай вагі і дэфектаў якасці, такіх як «мокрыя плямы». Адначасова гэта можа таксама паўплываць на эфектыўнасць наступнага працэсу сушкі.

КонтрмерыДля валкоў з фіксаванай кронай цела вала неабходна перапрацаваць, каб павялічыць значэнне кроны. Для валкоў з кіраванай кронай гідраўлічны або пнеўматычны ціск можна павялічыць, каб павялічыць значэнне кроны, гарантуючы, што ціск у сярэдзіне адпавядае патрабаванням працэсу.

5.3 Нераўнамерны знос контуру каронкі

Пасля працяглай эксплуатацыі паверхня рулона зношваецца. Калі знос нераўнамерны, контур каронкі дэфармуецца, і на паверхні рулона з'яўляюцца «няроўныя плямы». Гэта дадаткова прыводзіць да такіх дэфектаў, як «паласы» і «ўвагнутасці» на паперы, што сур'ёзна ўплывае на яе знешні выгляд.

КонтрмерыРэгулярна правярайце паверхню валкоў. Калі знос дасягае пэўнага ўзроўню, своечасова шліфуйце і рамантуйце паверхню валкоў (напрыклад, перашліфуйце контур верхавіны прэсавых гумовых валкоў), каб аднавіць нармальную форму і памер верхавіны і прадухіліць празмерны знос, які ўплывае на вытворчасць.

6. Заключэнне

Як здавалася б, тонкая, але вельмі важная тэхналогія, венца рулонаў папяровай машыны з'яўляецца асновай для забеспячэння аднастайнай якасці паперы. Ад фіксаванай венца ў нізкахуткасных папяровых машынах да кіраванай венца ў высакахуткасных папяровых машынах шырокай шырыні, пастаяннае развіццё тэхналогіі венца заўсёды сканцэнтравана на асноўнай мэце «кампенсацыя дэфармацыі і дасягненне раўнамернага ціску», адаптуючыся да патрэб розных умоў вытворчасці паперы. Разумная канструкцыя венца не толькі вырашае праблемы якасці, такія як нераўнамерная вага паперы і дрэннае абязводжванне, але і паляпшае эфектыўнасць працы папяровых машын (зніжаючы колькасць абрываў паперы) і зніжаючы спажыванне энергіі (пазбягаючы перасушвання). Гэта незаменная ключавая тэхнічная падтрымка ў развіцці папяровай прамысловасці ў напрамку «высокай якасці, высокай эфектыўнасці і нізкага спажывання энергіі». У будучыні вытворчасці паперы, з пастаянным паляпшэннем дакладнасці абсталявання і пастаяннай аптымізацыяй працэсаў, тэхналогія венца стане больш дасканалай і інтэлектуальнай, што будзе больш спрыяць развіццю высокай якасці папяровай прамысловасці.