Во процесот на производство на машини за хартија, различните ролни играат неопходна улога, од одводнувањето на влажните хартиени ленти до поставувањето на сувите хартиени ленти. Како една од основните технологии во дизајнот на ролните за машини за хартија, „круната“ - и покрај навидум малата геометриска разлика што ја вклучува - директно ја одредува униформноста и стабилноста на квалитетот на хартијата. Оваа статија сеопфатно ќе ја анализира технологијата на круна на ролните за машини за хартија од аспект на дефиниција, принцип на работа, класификација, клучни фактори на влијание во дизајнот и одржувањето, откривајќи ја нејзината важна вредност во производството на хартија.

1. Дефиниција на круна: Значајна функција во мали разлики

„Круна“ (изразена на англиски како „Crown“) конкретно се однесува на посебна геометриска структура на ролните на машината за хартија по аксијалната насока (по должина). Дијаметарот на средната површина на телото на ролната е малку поголем од оној на крајните површини, формирајќи контура слична на „баран за половина“. Оваа разлика во дијаметарот обично се мери во микрометри (μm), а вредноста на круната на некои големи ролни за преса може да достигне дури 0,1-0,5 mm.

Основниот индикатор за мерење на дизајнот на круната е „вредноста на круната“, која се пресметува како разлика помеѓу максималниот дијаметар на телото на ролната (обично на средната точка од аксијалната насока) и дијаметарот на краевите на ролната. Во суштина, дизајнот на круната вклучува претходно поставување на оваа мала разлика во дијаметарот за да се компензира деформацијата на „средното висење“ на ролната предизвикана од фактори како што се силата и промените на температурата за време на реалното работење. На крајот, се постигнува рамномерна распределба на контактниот притисок по целата ширина на површината на ролната и хартиената мрежа (или други контактни компоненти), поставувајќи солидна основа за квалитетот на хартијата.

2. Основни функции на круната: Компензација на деформацијата и одржување на рамномерен притисок

За време на работата на ролните на машината за хартија, деформацијата е неизбежна поради механички оптоварувања, температурни промени и други фактори. Без дизајн на круната, оваа деформација ќе доведе до нееднаков контактен притисок помеѓу површината на ролната и хартиената мрежа - „повисок притисок на двата краја и помал притисок во средината“ - директно предизвикувајќи сериозни проблеми со квалитетот, како што се нееднаква основна тежина и нееднакво одводнување на хартијата. Основната вредност на круната лежи во активното компензирање на овие деформации, што конкретно се одразува во следниве аспекти:

2.1 Компензација за деформација на свиткување на ролна

Кога се во функција основните ролни на машините за хартија, како што се ролните за преса и ролните за календар, тие треба да применат значителен притисок врз хартиената мрежа. На пример, линеарниот притисок на ролните за преса може да достигне 100-500 kN/m. За ролни со голем сооднос должина-дијаметар (на пр., должината на ролните за преса во машините за хартија со широка ширина може да биде 8-12 метри), еластичната деформација на свиткување надолу во средината се јавува под притисок, слично на „свиткување на раменскиот столб под оптоварување“. Оваа деформација предизвикува прекумерен контактен притисок помеѓу краевите на ролната и хартиената мрежа, додека притисокот во средината е недоволен. Следствено, хартиената мрежа станува премногу дехидрирана на двата краја (што резултира со голема сувост и мала основна тежина) и недоволно дехидрирана во средината (што резултира со мала сувост и висока основна тежина).

Сепак, структурата „во облик на барабан“ на дизајнот на круната гарантира дека откако ролната ќе се свитка, целата површина на ролната останува во паралелен контакт со хартиената ткаенина, постигнувајќи рамномерна распределба на притисокот. Ова ефикасно ги решава ризиците за квалитетот предизвикани од деформација на свиткување.

2.2 Компензација за термичка деформација на ролната

Некои ролни, како што се водилките и ролните со каларен во делот за сушење, претрпуваат термичка експанзија за време на работата поради контакт со хартиени ленти на висока температура и загревање со пареа. Бидејќи средниот дел од телото на ролната е поцелосно загреан (краевите се поврзани со лежишта и побрзо ја распрснуваат топлината), нејзината термичка експанзија е поголема од онаа на краевите, што доведува до „средно испакнато“ на телото на ролната. Во овој случај, употребата на конвенционален дизајн на круната ќе го влоши нееднаквиот контактен притисок. Затоа, треба да се дизајнира „негативна круна“ (каде што дијаметарот на средниот дел е малку помал од оној на краевите, позната и како „обратна круна“) за да се компензира дополнителното испакнатост предизвикано од термичката експанзија, обезбедувајќи рамномерен контактен притисок на површината на ролната.

2.3 Компензација за нерамномерно абење на површината на ролната

За време на долготрајна работа, некои ролни (како што се гумените ролни за пресување) доживуваат почесто триење на рабовите на хартиената ткаенина (бидејќи рабовите на хартиената ткаенина имаат тенденција да носат нечистотии), што резултира со побрзо абење на краевите отколку во средината. Без дизајн на круната, површината на ролната ќе покаже „испакнатост во средината и висење на краевите“ по абењето, што пак влијае на распределбата на притисокот. Со претходно поставување на круната, униформноста на контурата на површината на ролната може да се одржи во раната фаза на абење, продолжувајќи го работниот век на ролната и намалувајќи ги флуктуациите во производството предизвикани од абењето.

3. Класификација на круната: Технички избори прилагодени на различни работни услови

Врз основа на видот на машината за хартија (мала брзина/голема брзина, тесна ширина/широка ширина), функцијата на ролување (пресување/каландерирање/водење) и барањата за процесот, круните може да се поделат на различни типови. Различните типови на круни се разликуваат во карактеристиките на дизајнот, методите на прилагодување и сценаријата на примена, како што е детално опишано во следната табела:

4. Клучни фактори на влијание во дизајнот на круната: Прецизна пресметка за прилагодување кон барањата за производство

Вредноста на круната не се поставува произволно; таа треба сеопфатно да се пресмета врз основа на параметрите на ролната и условите на процесот за да се обезбеди нејзино ефикасно функционирање. Клучните фактори што влијаат на дизајнот на круната главно ги вклучуваат следниве аспекти:

4.1 Димензии и материјал на ролната

1. Должина на телото на ролната (L)Колку е подолго телото на ролната, толку е поголема деформацијата на свиткување под ист притисок, а со тоа и поголема е потребната вредност на круната. На пример, долгите ролни во машините за хартија со широка ширина бараат поголема вредност на круната отколку кратките ролни во машините за хартија со тесна ширина за да се компензира деформацијата.
2. Дијаметар на телото на ролната (D)Колку е помал дијаметарот на телото на ролната, толку е помала цврстината и толку е посклона ролната на деформација под притисок. Затоа, потребна е поголема вредност на круната. Обратно, ролните со поголем дијаметар имаат поголема цврстина, а вредноста на круната може соодветно да се намали.
3. Цврстина на материјалотРазличните материјали на ролните имаат различна крутост; на пример, челичните ролни имаат многу поголема цврстина од ролните од леано железо. Материјалите со помала цврстина покажуваат позначајна деформација под притисок, што бара поголема вредност на круната.

4.2 Работен притисок (линеарен притисок)

Работниот притисок (линеарниот притисок) на ролните како што се ролните за преса и ролните за каладирање е важен фактор што влијае на дизајнот на круната. Колку е поголем линеарниот притисок, толку е позначајна деформацијата на свиткување на телото на ролната, а вредноста на круната треба да се зголеми соодветно за да се компензира деформацијата. Нивниот однос може грубо да се изрази со поедноставената формула: Вредност на круната H ≈ (P×L³)/(48×E×I), каде што P е линеарниот притисок, L е должината на ролната, E е модулот на еластичност на материјалот, а I е моментот на инерција на пресекот на ролната. На пример, линеарниот притисок на ролните за преса за хартија за пакување е обично поголем од 300 kN/m, па затоа соодветната вредност на круната треба да биде поголема од онаа на ролните за преса за културна хартија со помал линеарен притисок.

4.3 Брзина на машината и тип на хартија

1. Брзина на машинатаКога работат машини за хартија со голема брзина (брзина > 1200 m/min), хартиената мрежа е многу почувствителна на униформноста на притисокот отколку кај машините за хартија со мала брзина. Дури и мали флуктуации на притисокот може да предизвикаат дефекти во квалитетот на хартијата. Затоа, машините за хартија со голема брзина обично користат „контролирана круна“ за да остварат компензација во реално време за динамичка деформација и да обезбедат стабилен притисок.
2. Тип на хартијаРазличните видови хартија имаат различни барања за униформност на притисокот. Хартијата за ткаење (на пр., тоалетна хартија со основна тежина од 10-20 g/m²) има мала основна тежина и е исклучително чувствителна на флуктуации на притисокот, што бара високопрецизен дизајн на круната. Спротивно на тоа, дебелата хартија (на пр., картон со основна тежина од 150-400 g/m²) има поголема способност да издржи флуктуации на притисокот, така што барањата за прецизност на круната можат соодветно да се намалат.

5. Чести проблеми со круната и одржување: Навремена инспекција за да се обезбеди стабилно производство

Неразумниот дизајн на круната или неправилното одржување директно ќе влијаат на квалитетот на хартијата и ќе предизвикаат низа проблеми со производството. Вообичаените проблеми со круната и соодветните контрамерки се следниве:

5.1 Премногу голема вредност на круната

Премногу големата вредност на круната доведува до прекумерен притисок во средината на површината на ролната, што резултира со мала основна тежина и голема сувост на хартијата во средината. Во тешки случаи, може дури и да предизвика „дробење“ (кршење на влакната), што влијае на цврстината и изгледот на хартијата.

КонтрамеркиЗа ролни со фиксна круна што се користат во машини за хартија со мала брзина, потребно е ролните да се заменат со соодветна вредност на круната. За ролни со контролирана круна во машини за хартија со голема брзина, хидрауличниот или пневматскиот притисок може да се намали преку системот за контролирана круна за да се намали вредноста на круната сè додека не се постигне рамномерна распределба на притисокот.

5.2 Премногу мала вредност на круната

Премногу малата вредност на круната резултира со недоволен притисок во средината на површината на ролната, што доведува до несоодветно одводнување на хартијата во средината, ниска сувост, висока основна тежина и квалитативни дефекти како што се „влажни точки“. Во исто време, може да влијае и на ефикасноста на последователниот процес на сушење.

КонтрамеркиЗа фиксни ролни со круна, телото на ролната треба повторно да се обработи за да се зголеми вредноста на круната. За контролирани ролни со круна, хидрауличниот или пневматскиот притисок може да се зголеми за да се зголеми вредноста на круната, осигурувајќи дека притисокот во средината ги исполнува барањата на процесот.

5.3 Нерамномерно абење на контурата на круната

По долготрајна работа, површината на ролната ќе се абе. Ако абењето е нерамномерно, контурата на круната ќе се деформира и на површината на ролната ќе се појават „нерамни точки“. Ова дополнително предизвикува дефекти како што се „ленти“ и „вдлабнатини“ на хартијата, сериозно влијаејќи на квалитетот на изгледот на хартијата.

КонтрамеркиРедовно проверувајте ја површината на ролната. Кога абењето ќе достигне одредено ниво, навремено брусете и поправете ја површината на ролната (на пр., повторно брусете ја контурата на круната на гумените ролни за преса) за да ја вратите нормалната форма и големина на круната и да спречите прекумерното абење да влијае на производството.

6. Заклучок

Како навидум суптилна, но клучна технологија, круната на ролните на машините за хартија е јадрото за обезбедување на униформен квалитет на хартијата. Од фиксна круна кај машините за хартија со ниска брзина до контролирана круна кај машините за хартија со голема брзина и широка ширина, континуираниот развој на технологијата на круни отсекогаш се фокусирал на основната цел за „компензација на деформацијата и постигнување униформен притисок“, прилагодувајќи се на потребите на различните услови за работа при производство на хартија. Разумниот дизајн на круната не само што решава проблеми со квалитетот, како што се нееднаквата основна тежина на хартијата и лошото одводнување, туку ја подобрува и оперативната ефикасност на машините за хартија (намалување на бројот на кинење на хартијата) и ја намалува потрошувачката на енергија (избегнување на прекумерно сушење). Таа е неопходна клучна техничка поддршка во развојот на индустријата за хартија кон „висок квалитет, висока ефикасност и ниска потрошувачка на енергија“. Во идното производство на хартија, со континуирано подобрување на прецизноста на опремата и континуирана оптимизација на процесите, технологијата на круни ќе стане поусовршена и поинтелигентна, придонесувајќи повеќе за развојот на висококвалитетната индустрија за хартија.