賈寶媛 卿燕平

（天津市渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津，300204天津造紙廠有限公司，天津，300350）

無(wú)紡布分切設(shè)備

無(wú)紡布分切機(jī)卷取軸氣控技術(shù)探討

賈寶媛1卿燕平2

（天津市渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津，300204天津造紙廠有限公司，天津，300350）

天津造紙廠有限公司于2014年購(gòu)置并安裝了一臺(tái)幅寬2500 mm的無(wú)妨布分切機(jī)。在使用中有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)卷取后的布卷呈現(xiàn)不規(guī)則形狀、連卷以及側(cè)移等現(xiàn)象。為此，本文對(duì)卷取軸兩側(cè)的氣缸的加壓系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了探討，并提出了相應(yīng)的解決方法。

分切機(jī)氣缸壓力力矩平衡

天津造紙廠有限公司于2014年購(gòu)置了一臺(tái)幅寬2500 mm的無(wú)紡布分切機(jī)，加工無(wú)紡布原料寬度≤2400 mm，運(yùn)行車速≤180 m/min。于2014年9月份安裝調(diào)試完畢后進(jìn)行試生產(chǎn)。所加工的無(wú)紡布原料幅寬為500～1800 mm，克重在30～100 g／m2，分切后的布卷寬度規(guī)格從120 mm到220 mm有較多的規(guī)格。

分切機(jī)的分切卷取部的工作原理如圖1所示，上面的卷取軸通過(guò)兩側(cè)氣缸拉力壓在底輥上，底輥為主動(dòng)輥，通過(guò)變頻器進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，卷取輥為從動(dòng)輥，靠摩擦力帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。無(wú)紡布從放卷軸出來(lái)經(jīng)過(guò)帶張力控制的導(dǎo)輥后從底輥的下面繞行底輥通過(guò)分切刀后由卷取輥進(jìn)行卷取。卷取時(shí)無(wú)紡布的張力由磁粉張力控制器控制，卷取的布卷與底輥間的壓力靠?jī)蓚?cè)氣缸的拉力施加，氣缸的拉力作用對(duì)分切機(jī)卷取的可靠穩(wěn)定運(yùn)行以及成卷無(wú)紡布的橫向緊度控制等有著直接的影響。

在最初的生產(chǎn)中，使用的無(wú)紡布為幅寬在1000～1800 mm、克重為30～80 g/m2的水刺無(wú)妨布，運(yùn)行車速在80～180 m/min，設(shè)備運(yùn)行基本正常，兩側(cè)氣缸桿會(huì)隨著布卷直徑的增大而逐漸上移，直至完成分切、卷取工作完成為止。但后來(lái)改換一批窄幅無(wú)紡布進(jìn)行分切生產(chǎn)時(shí)，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)兩側(cè)氣缸移動(dòng)不一致的現(xiàn)象。而且分切后的布卷有時(shí)呈現(xiàn)錐狀、連卷等現(xiàn)狀，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的正常運(yùn)行和產(chǎn)品的質(zhì)量。經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為是無(wú)妨布的放置位置偏中過(guò)大，而兩側(cè)氣缸的拉力一致無(wú)法調(diào)節(jié)造成的。分切機(jī)標(biāo)準(zhǔn)加工幅寬較寬，而現(xiàn)在原料的幅寬較窄，同時(shí)放卷軸與卷取軸均為氣漲式軸，軸上未有標(biāo)尺刻度以方便布卷對(duì)中，當(dāng)較窄的布卷偏置過(guò)多而兩個(gè)氣缸的拉力又無(wú)法單獨(dú)調(diào)節(jié)時(shí)會(huì)產(chǎn)生力矩的不平衡，如圖2所示。

圖1 分切機(jī)工作原理圖

圖2 受力圖

若以分切機(jī)中線O點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸，兩側(cè)氣缸的拉力一樣，對(duì)O點(diǎn)產(chǎn)生的力矩合為0，假設(shè)布卷的受力為均衡的，則其受底輥支撐力的合力F2就會(huì)發(fā)生偏移l，因而對(duì)布卷就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)偏轉(zhuǎn)力矩M1：

卷取軸順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，形成一側(cè)被壓緊，而另一側(cè)放松的狀態(tài)，使得布卷橫向受力不一致。只有當(dāng)卷取軸翻轉(zhuǎn)到一定角度，使得布卷受底輥支撐力的合力移到中心點(diǎn)O時(shí)上，才能達(dá)到一個(gè)新的力矩的平衡。因而造成了兩側(cè)氣缸桿移動(dòng)不一致的現(xiàn)象。如圖3所示。

圖3 受力圖

從圖上可以看出，卷取的布卷也會(huì)出現(xiàn)一定的錐狀。另外，由于兩側(cè)氣缸的移動(dòng)有時(shí)不均勻，使無(wú)妨布在卷取過(guò)程中發(fā)生橫向竄動(dòng)，以致各卷間發(fā)生交織現(xiàn)象，也容易造成各卷之間的分離困難。

在這期間，生產(chǎn)操作人員也試圖通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流調(diào)速閥來(lái)平衡兩側(cè)氣缸移動(dòng)的速度，但幾乎不起作用。原因是無(wú)妨布在分切過(guò)程中兩側(cè)氣缸桿的移動(dòng)速度很慢，空氣流動(dòng)速度極慢，故靠調(diào)速閥來(lái)改變兩個(gè)氣缸的移動(dòng)速度差幾乎為零。

經(jīng)過(guò)綜合分析，認(rèn)為只有調(diào)整兩側(cè)氣缸的工作壓力使其產(chǎn)生一個(gè)壓力差來(lái)改變兩側(cè)的拉力，用拉力差產(chǎn)生的力矩來(lái)平衡底輥支撐力對(duì)O點(diǎn)產(chǎn)生的力矩，這樣才是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵所在。而在原設(shè)備的氣控系統(tǒng)中，兩個(gè)氣缸共有一個(gè)調(diào)壓閥，無(wú)法對(duì)他們單獨(dú)調(diào)節(jié)。因此，應(yīng)在兩側(cè)氣缸的管路上分別加裝一個(gè)調(diào)壓閥，以便對(duì)其進(jìn)行微調(diào)。如圖4所示。

圖4 添置壓力閥原理圖

這樣，當(dāng)無(wú)紡布卷放置偏中時(shí)，就可以通過(guò)加裝的調(diào)壓閥進(jìn)行壓力的調(diào)節(jié)，改變單側(cè)氣壓來(lái)調(diào)整兩側(cè)氣缸拉力，哪側(cè)移動(dòng)的快，就調(diào)大那側(cè)的氣缸壓力，使其產(chǎn)生一個(gè)拉力差，來(lái)平衡由于布卷偏置而產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力矩，如圖5所示。

圖5 受力圖

由力矩平衡條件得：

根據(jù)力的平衡公式可知：

同時(shí)：氣缸的拉力為：

將上述兩式帶入公式⑵得：

其中p:氣缸的工作壓力

S:活塞受壓凈面積

由公式⑷可看出，布卷偏中越大，所需的壓力差就越大。

增加調(diào)壓閥可以解決上述出現(xiàn)的一些現(xiàn)象，但操作起來(lái)較為麻煩，對(duì)于原料規(guī)格頻繁變換的，每次換卷后由于卷的寬度和位置不一樣就需要重新進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以，還應(yīng)該在放卷軸上設(shè)置對(duì)稱的標(biāo)尺刻度以便于布卷在上卷時(shí)的對(duì)中，減少對(duì)分切卷取質(zhì)量的影響。

2015-2-26