造紙復卷機結構的技術改造

梁理生

摘 要 隨著輪轉印刷機的大量使用，對卷筒原紙的要求越來越高。復卷機是造紙的重要設備，但其發生故障率高，不僅影響著造紙企業的經濟效益，同時給造紙工人的人身安全埋下隱患。基于此，為提高造紙復卷機加工精度，保障企業利益和工人安全，本文簡單介紹了造紙復卷機及其工作原理，并詳細對有關造紙復卷機結構的技術改造進行了一系列探討，從壓紙輥壓力調整機構、支承輥轉矩程序、紙幅張力調整機構三點出發設計了一套安全、高效率、高精度的復卷機結構。

關鍵詞 復卷機；壓紙輥壓力調整機構；支承輥轉矩程序

中圖分類號 TS734 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）16-0042-01

復卷機的出現，讓成品紙的質量進一步加強，隨著造紙機發展的突飛猛進，復卷機也得到了高速發展，新概念、新技術、新裝備不斷出現，使復卷機在造紙設備中地位不斷提高。如今，復卷機以及在我國造紙企業中普及，將紙卷利用復卷機再加工成為造紙過程中必要的一環。

1 造紙復卷機介紹及工作原理

1.1 復卷機簡介

因為造紙卷紙機卷得的紙卷質量并不高，大多都有斷頭，而且寬幅與輪轉印刷機等的要求不符，不能直接進行紙加工或印刷，所以通常會將造紙卷紙機卷得的紙卷在復卷機重新加工。復卷機內部一般由退紙輥、引導輥、縱切裝置、卷起底輥和壓紙輥幾部分構成，造紙廠通常會利用復卷機篩選紙張質量，調整紙張寬度，重粘斷頭，使紙卷質量提升，可以進行再加工。通常復卷機都會在造紙機后緊挨造紙機安放，這樣可以利用吊車將卷紙機的紙卷直接裝在復卷機的退紙架上。

復卷機在所有造紙機械設備中運行速度最快，其平均車速可達1 500m/min～1 800m/min，最高車速能達到2 500m/min以上。復卷機種類多，還可以與其他設備合體，大體上復卷機分為上引紙復卷機、下引紙復卷機、單輥復卷機、專用復卷機和薄紙復卷機5種。

1.2 控制壓紙輥壓力

復卷機壓紙輥對紙卷施加壓力主要是為了確保底輥與紙卷之間的摩擦力符合要求，防止紙卷打滑，同時也可以保證紙卷在出卷時的硬度和質量。隨著紙卷的直徑增加，壓紙輥對紙卷施加的壓力可以讓紙卷的復卷質量也提高，前、后底輥與紙卷接觸點也會隨著紙卷壓力變化而改變，因此一定要保證前、后底輥對紙卷的壓力保持在一定范圍內。此外，壓紙輥的壓力還能控制紙卷的松緊程度，確保支承輥對紙卷的壓力保持穩定，防止紙卷在直徑小的時候發生打滑現象，及紙卷直徑大的時候壓紙輥壓力過大使卷出來的紙太緊。

1.3 紙幅張力

復卷機控制紙幅張力多以電氣控制為主，電氣控制可以分為間接張力控制和直接張力控制，常見的控制方法是保持電機的反電動勢恒定和電樞的電流恒定。用間接張力控制需要在加、減速時補償動態力矩，提高張力控制的精確度；直接張力控制根據現場的干擾情況直接改變電氣參數使張力保持在恒定范圍。在實習運行過程中，張力控制的干擾因素會比較多，因此，間接張力控制對動態力矩補償乏力，造成張力精度控制不夠。直接張力控制效果往往比較明顯，其可以將紙卷的張力轉化為電信號反饋到輸入端，參考設定的張力信號，調節張力調整機構，構成張力閉環控制系統[1]。

2 造紙復卷機結構的技術改造

2.1 壓紙輥壓力調整機構的技術改造

傳統的造紙復卷機的壓紙輥壓力調整機構多為懸秤設備。這種設備依靠將重物掛在偏心鏈輪或橫軸凸輪上，利用紙卷的直徑增加使橫軸轉動而增長凸輪臂，從而讓復卷機的懸秤力量加強，壓紙輥對紙卷的壓力加大。

本文對復卷機進行技術改造時對壓紙輥壓力調整機構進行了改造，將懸秤設備調整為液壓式，使復卷機可以自動調整壓紙輥壓力。具體實施方案為：在壓紙輥上安裝一個電位器，電位器為電氣程序控制單元發送信號，使壓紙輥壓力調整機構可以控制紙卷直徑；液壓懸秤設備分3個部分：電氣程序控制單元、電磁減壓閥和懸秤油缸。壓力調整機構通過改變懸秤油缸的油壓調整懸秤設備的力量，改變壓紙輥壓力。電氣程序控制單元的懸秤程序控制曲線反應壓紙輥壓力與紙卷的關系，一般有3種懸秤程序控制曲線，可在控制盤的選擇器上進行選擇。壓紙輥壓力機構懸秤設備的油壓依靠電氣控制單元控制電磁減壓閥實現自動化調控，電氣控制單元通過傳輸信號可以遠程控制電磁減壓閥，另外壓紙輥上的電位器可以滿足操作員工手動調節壓紙輥壓力。在壓紙輥壓力調整機構改造后，還需要與支承輥轉矩程序控制系統配合保證紙品質量[2]。

2.2 對支承輥轉矩程序的控制

復卷機一般有一對支承輥，支承輥的轉矩和速度對紙卷的質量產生影響。因對兩支承輥的速度差控制難度十分高，所以復卷機通常采用控制支承輥轉矩的辦法提高紙卷質量。在復卷機啟動時，為使紙卷繃緊，復卷機會將全部轉矩都集中在前支承輥上，隨著紙卷直徑增大，轉矩逐漸從前支承輥轉移至后支承輥，使兩支承輥的轉矩相匹配。兩個支承輥通常被各自配置一臺直流電動機單獨傳動，由電氣調節系統控制兩支承輥的轉矩。電器調節系統有3個電位計，兩個電位計在操作臺上，用以調整紙卷在卷紙開始和卷紙結束時的緊度，第3個電位計隨紙卷直徑的增加逐漸調節兩支承輥的轉矩。

在對支承輥轉矩程序進行控制時，可以采用可控硅整流轉矩控制系統。整流電路通常采用的聯結型式是六脈波雙反星形帶平衡電抗器聯結。在電壓較低、電流較大時，可控硅整流轉矩可以利用這種系統對復卷機兩個支承輥的直流電機傳動，并且能控制紙幅的運行速度，實現恒速卷取，還可以調節支承輥的縱向分力，為紙卷施加可變力矩，從而控制紙卷的緊度。

2.3 對紙幅張力調整機構的技術改造

復卷機張力調整機構有多種形式，大部分張力調整機構調整張力都依靠操作員手動操作，但由于其操作的復雜性，在生產過程中經常發生張力不穩定的情況。要對紙幅張力進行控制，必須在退紙紙芯正常運行過程中，由前、后底輥驅動紙幅拉著退紙紙卷，保持一定的退卷張力，在退紙過程中，使驅動退紙紙芯的電機在發電制動狀態，并隨著紙卷直徑減小，紙幅保持張力不變，同時減小退紙輥電機的制動轉矩。在復卷機加、減速過程中，為保證對張力控制的精確性，調整機構要根據加、減速度變化和紙卷直徑對退紙輥電機轉矩進行動態補償，控制復卷機退紙架電機，并設置參數。如河南濮陽龍豐紙業有限公司在復卷機項目中，采取1臺電機為主機，1臺電機為從機，由主機帶動從機的方式共同驅動退紙紙芯轉動。主-從系統由多個ACS800變頻器驅動組成，并且全部電機被耦合在一起。通過這種功能，負載可以再傳動單元之間均勻分配[3]。

在改造張力調整機構時，還可將退紙芯主機與前、后底輥相連接，使退紙紙芯電機通過Profibus-DP與前、后底輥電機進行通信。其中，復卷機通過S7-300PLC內部程序功能計算前、后底輥應對退紙紙芯給定的張力，通過PLC內部程序計算接受外部給定的張力控制數，張力調整結構將得到的退紙紙芯直徑值轉化為轉矩值，根據加、減速情況疊加轉矩值，最終得到退紙紙芯轉矩的給定值，通過DP由PLC內部的通訊模塊將數據寫入ASC800變頻器中，以控制退紙紙芯電機轉矩，維持紙幅張力。在編寫程序模塊時一定要注意設計保護程序，防止在復卷過程中因斷紙情況導致的電機負載轉矩

消失。

3 結論

綜上所述，復卷機在造紙企業中使用頻率高，但我國的復卷機還存在著工作精度低、故障率高等問題，對復卷機結構進行技術改進對我國造紙企業有十分大的幫助。由分析可得，通過利用液壓式懸秤設備作為壓紙輥壓力調整機構，采用可控硅整流轉矩系統，將退紙芯主機與前、后底輥相連接等技術進行復卷機內部結構改造，提高了復卷機卷出紙卷的硬度與質量，增強了復卷機的工作精度，保障了我國造紙企業的經濟利益和員工人身安全，推進了我國造紙業的發展。

參考文獻

[1]余章書.造紙復卷機結構的技術改進[J].湖南造紙，2015（4）：33-37.

[2]張建軍.造紙復卷機結構的技術改造[J].科技與創新，2016（9）：133.

[3]陳麗霞.復卷機控制系統及傳動系統的設計[D].廣州：華南理工大學，2014.endprint