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高速切纸机的结构及性能特点

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2019/2/27     浏览次数:    
    高速切纸机的结构及性能特点
    摘要:切纸机是造纸车间的主要设备,用来将卷筒纸切成平张纸。随着纸机车速和对平张纸精度要求的提高,为适应这些要求,对新开发的文化纸用高速单刀切纸机的构成进行了分析,重点概述了高速单刀切纸机各部分的结构及性能特点。
    关键词:切纸机;纵切;横切;方正度;输纸;接纸;
    前言切纸机按其工作原理可分为闸刀式和回转式(刀辊式)2类。闸刀式切纸机用于将大尺寸平张纸切成较小的尺寸纸页,回转式切纸机用于将卷筒纸切成平张纸。由于回转式切纸机的送纸和切纸装置仅作连续运动,其结构较简单、生产能力高,且能同时裁切3种不同的长宽规格,因此回转式切纸机得到了广泛的应用。
    回转式切纸机按横切机构的不同又分为单刀辊式切纸机和双刀辊式切纸机。单刀辊式切纸机的横切装置有1把转动辊刀和1个固定底刀来剪切纸幅,双刀辊式切纸机的横切装置则有2把同步旋转的辊刀剪切纸幅。本文着重介绍高速单刀辊式切纸机的结构及特点。
    单刀辊式切纸机的结构
    新型单刀切纸机的典型圈路见图1,一般由4部分组成由退纸架和张力检测装置等组成的恒张力退纸部分由导辊、纵切、送纸、横切、传动等组成的切纸部分由高速带、低速带、压纸带及其附件等组成使纸张形成搭接状态的输纸部分由拍纸装置、液压控制的升降台等组成的接纸部分。
    恒张力退纸部分
    恒张力退纸部分由退纸架和张力检测装置等组成。
    退纸架为框架式结构,卷筒纸支承在退纸座上,操作侧可沿横向及纵向移动,传动侧仅可沿纵向移动,以调节纸幅状态。传动侧还设有气动制动器,与退纸后的图1切纸机示意图张力检测装置及张力控制器组成一套完整的张力控制系统,对纸幅张力进行有效控制,使其保持在0.5~范围内。
    每台切纸机一般设有4~6对退纸架,当退纸纸卷直径达到1500~2000mm时,退纸架就要1层放置或分2层,呈L型或棋盘型排列。
    切纸部分
    切纸部分主要由导辊、纵切、送纸、横切、传动等组成。
    纵切装置纵切装置通常采用剪切式结构,它主要由3~8对直径为180~200mm的上下圆刀组成。装有可拆卸碗形圆刀的下刀轴借送纸辊的下辊,通过同步齿形带来带动旋转;装在杆臂上的碟形上圆刀由下圆刀带动旋转,上圆刀采用气动加压和抬刀,上下刀之间的作用力靠气压大小来调节,且可通过齿轮-齿条付沿横向移动,以适应不同切宽的要求;下圆刀的周速一般比纸幅速度快10%~15%以取得光滑整齐的切口。考虑到每~6个月要磨刀1次,下刀轴操作侧设有快速连接机构,以便下刀的拆换和安装。
    装设纵切刀的对数取决于纸幅的宽度,纵切刀付的安装位置则要按照切纸的宽度规格确定。
    送纸装置送纸时用送纸辊带动纸幅,克服纸卷制动器的摩擦力,牵引纸幅通过引纸辊、纵切装置后,送入横切装置。
    送纸辊装置由送纸下辊、包胶上辊和加压机构组成。根据切纸机的宽度下辊直径为300~500mm,上辊直径为150~400mm。采用大直径送纸下辊会减小辊筒的挠度和由此引起的纸幅皱褶及切长误差。送纸下辊采用无缝钢管配上两端闷头和钢轴制成。上辊表面包覆橡胶,橡胶硬度为93A°。上辊相对下辊沿纸幅前进方向偏移15°~20°。为加大上辊与纸幅之间的摩擦系数,并使上下辊之间的线压分布均匀,上辊辊面车有左右螺纹型沟槽(对于无碳复写纸用切纸机则为光辊),具有适当的中高。辊间线压控制在30~50N/cm范围内,采用气动加压,且每侧能单独调节压力。
    横切装置横切装置由装在横梁上的固定底刀及装在刀辊上的转刀组成。转刀在刀辊上的安装方式有径向装刀和切向装刀2种。径向装刀结构的转刀装在刀辊的半径方向上,而切向装刀的结构则在大致与刀辊外圆成切线的方向上装设转刀。底刀和转刀刀片用间距75~100mm的螺钉分别固定在底刀梁和刀辊上。底刀和转刀随着刀片的磨损可进行位置调节,以满足最佳切纸状态。
    底刀与转刀间的间隙应小于切纸厚度以保证切口光洁平滑,它可用间距75~100mm的顶压螺钉来调节。在切向装刀结构中,转刀通过沿刀辊切向方向的移动来改变刀隙的,其刀隙变动值比转刀的移动量小1~倍,同时还可沿径向调节刀片,比刀隙变动值和转刀移动量相等的径向装刀结构更容易进行刀隙的精确调节;且切向装刀时,切纸的切削力在刀片平面的方向上,在刀片中产生压应力;而径向装刀时,切削力与刀片的方向垂直,在刀片中产生弯曲应力,易造成刀片的变形和损坏。
    横切刀片由厚14~20mm、宽70~120mm、长度比纸幅宽度长100~150mm的钢板制成,目前均采用复合结构,刀体为普通碳素钢,而刀刃用耐磨性好且高硬度(58~62HRC)的优质工具钢制造。这种刀片的优点是刀刃耐磨而刀体韧性好,能承受冲击负荷。
    横切刀辊的轴承座一般固定在底刀座上,其操作侧用螺杆传动实现往复移动,以便在切纸长度变化时改变横切装置的偏移值,(切纸长度大时增大偏移值切纸长度小时,减小偏移值)。实现切纸方正度的调节。
    为方便控制,在操作侧还设有方正度调节指示器,显示偏移值。
    传动及切长调整大多数低速切纸机采用单个电机通过齿轮或链条、变速机构进行传动,而在新型切纸机上则采用主电机通过无级变速器和同步齿形带传动导辊、纵切、送纸和横切装置,由另一电机来传动低速带和接纸辊。
    切纸机的传动要求如下:(1)纵切下刀的线速比纸幅速度快5%~15%;(2)高速带的线速比送纸下辊的线速快10%~30%;(3)横切刀辊的线速可在1∶4.5或∶6的范围内单独调节,以保证得到规定的切长;(4)低速带的线速应按可实现搭接的要求作相应的调节。
    切纸长度的偏差是与下送纸辊的线速度和横切刀辊线速之间的协调程度有关,通常切纸机的总车速用改变电动机转速来调整,横切装置中刀辊的转速由调速部件来调整。
    纸边输送及吸尘装置纸幅经纵切后会切下2条纸边,并在纵切和横切的切口处产生纸毛,为此,切纸部分还设置了纸边粉碎吹送风机和吸尘风机。
    输纸部分
    车速高于80m/min的切纸机输纸部分一般由延伸到横切底刀座下的高速带、低速带、压纸带、可移动的减慢轮、后送纸轴及其它辅件组成。
    高速带及压纸带高速带及压纸带由适当数量的防静电平皮带组成,高速带宽度为80~300mm,压纸带宽度为在其各自回路中均套有鼓形主动辊、从动辊和张紧装置等。
    在压纸带靠近横切装置一端的主动轴可通过调节两端轴承偏心套的偏心量,来控制压纸带与高速带之间的压紧程度。在高速带的从动轴上方装有压轮装置和犁式导板,使纸张能顺利地送到低速带上。
    高速带的线速度一般比送纸下辊速度快20%左右;底刀与高速带和压纸带入口的距离应小于最小切纸长度,这样就能保证纸张在高速带和压纸带夹紧状态下被剪切断,使切口更光洁、尺寸更准确。高速带和压纸带由送纸辊借助同步齿形带进行传动,有些情况下也有采用无级变速器对带速进行适当调整的,其目的是为了改变纸张与纸张之间的间隔长度,以保证纸张顺利进入低速带。
    低速带为了降低纸张在接纸台前的速度,使纸张顺利地堆垛,在高速带后设有低速带,在低速带上设有可移动的减慢轮,使从高速带来的纸张被“撞停”,并在压纸带的“夹紧”下,使纸张降速并顺利完成搭接,低速带的线速度一般控制在比高速带线速度慢20%~40%的范围内,搭接尺寸要按纸张最易堆垛的要求来选择,大多数都采取相当于40%~60%切纸长度的搭接尺寸,即相当于2至3层搭叠。
    在低速带主动轴之后还设有托架和通过多楔带传动的抛送辊,并在其上装有压轮犁式导板,使纸张能顺利地落到接纸台上,完成堆垛。
    纸幅转向装置(分选门对于带双接纸台的高速切纸机,或是机内(在线切纸机,在2组输送速带之间还设置一套纸幅转向装置(分选门),用于在连续工作中非正常状态时纸幅的转换。该结构也可用来检测纸病后的分选。
    接纸部分
    为了方便堆垛,接纸前设有抛纸辊。抛纸辊的速度比低速带快30%,它由低速带通过同步齿形带传动。堆垛的纸张受阻于直立的挡纸装置,其位置要根据切长来设置。为了保证纸张堆垛整齐,接纸台还设有横向拍纸和侧向拍纸装置。升降台则根据堆垛情况自动或人工控制其升降。
    横向拍纸装置主要由型钢支架、偏心连杆机构及拍纸板等组成。拍纸动作是由一台分马力电动机通过多楔带带动偏心轴和连杆,使拍纸板绕着支点摆动,以拍打纸边使之整齐,通常拍纸板振幅为12~15mm。
    侧向拍纸装置是利用高频低幅气动振荡器使两侧拍纸板振动而拍打纸边使之整齐,两侧拍纸板可沿支承轴移动,以适应不同规格纸张的需要。
    挡纸板可根据切纸长度借助齿轮副置于所需的位置,其切长尺寸在操作侧侧板标尺上有刻度表示,调整完毕可用手柄螺杆锁紧。
    固定式液压升降台是通过液压站驱动油缸带动四连杆机构垂直升降,上升的最大高度和下降的最低位置可根据需要调整,在生产过程中由限位开关控制。
    性能特点
    整机的纵切刀、送纸辊、横切刀、高速带、低速带、后抛纸辊的传动均采用同步齿形带,配以全数字交流控制系统,从而保证了在高车速下整机的运行平稳、传动精确、噪音低。
    横切刀采用特殊的螺旋剪刀口设计,在附加压纸装置的作用下,使纸幅在拉紧状态下切断,既保证切纸质量和切纸精度,又使切边平整光滑、外形方正。
    横切部分设有切长和方正度调节机构,并设有触摸屏显示系统,因此生产时切长调整简捷方便,降低了辅助时间,提高了台时利用率。
    在输送部分由于配有高、低速带和压纸带及辅件,使从高速带出来的纸张在低速带上形成搭接状态并使纸张移动速度大大降低,从而保证切纸机在高速状态下顺利堆垛。
    对于机内切纸机,一旦输纸和接纸部分有异常情况,便可以借助输纸部分的纸幅转向系统使纸幅转向,待异常消除后,再恢复正常输纸和接纸,避免整机停机。
    结束语

    总之,上述结构的采用使高速切纸机具有操作维护方便、切纸精度高、传动平稳噪音低、自动化程度高、外形美观等特点,目前已在书写纸、铜版纸、无碳复写纸、钞票纸、白板纸、浆板纸等纸种中得到应用,最高车速达切纸总定量600g/m2,切长误差≤1mm。


本文由 切纸机刀片 整理编辑。


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