У процесу производње машина за папир, разни ролни играју незаменљиву улогу, од одводњавања влажних папирних трака до подешавања сувих папирних трака. Као једна од основних технологија у дизајну ролни машина за папир, „круна“ - упркос наизглед малој геометријској разлици коју подразумева - директно одређује уједначеност и стабилност квалитета папира. Овај чланак ће свеобухватно анализирати технологију круне ролни машина за папир са аспеката дефиниције, принципа рада, класификације, кључних фактора утицаја у дизајну и одржавању, откривајући њену важну вредност у производњи папира.

1. Дефиниција круне: Значајна функција у мањим разликама

„Круна“ (на енглеском се изражава као „Crown“) се посебно односи на посебну геометријску структуру ролни машине за папир дуж аксијалног правца (по дужини). Пречник средњег дела тела ролне је нешто већи од пречника крајњих делова, формирајући контуру сличну „струку бубњу“. Ова разлика у пречнику се обично мери у микрометрима (μm), а вредност круне неких великих прес ваљака може чак достићи 0,1-0,5 mm.

Основни индикатор за мерење дизајна круне је „вредност круне“, која се израчунава као разлика између максималног пречника тела ваљка (обично на средини аксијалног правца) и пречника крајева ваљка. У суштини, дизајн круне подразумева унапред подешавање ове мале разлике у пречнику како би се компензовала деформација „средњег улегања“ ваљка узрокована факторима као што су промене силе и температуре током стварног рада. На крају крајева, постиже се равномерна расподела контактног притиска по целој ширини површине ваљка и папирне траке (или других контактних компоненти), постављајући чврст темељ за квалитет папира.

2. Основне функције крунице: компензација деформације и одржавање равномерног притиска

Током рада ролни машине за папир, деформација је неизбежна због механичких оптерећења, промена температуре и других фактора. Без дизајна круне, ова деформација ће довести до неравномерног контактног притиска између површине ролне и папирне траке — „већи притисак на оба краја и нижи притисак у средини“ — што ће директно узроковати озбиљне проблеме са квалитетом, као што су неравномерна тежина и неравномерно одводњавање папира. Основна вредност круне лежи у активној компензацији ових деформација, што се посебно огледа у следећим аспектима:

2.1 Компензација деформације савијања ваљака

Када су у раду ролне са језгром машина за папир, као што су прес ваљци и каландер ваљци, потребно је да примене значајан притисак на папирну траку. На пример, линеарни притисак прес ваљака може достићи 100-500 kN/m. Код ролни са великим односом дужине и пречника (нпр. дужина прес ваљака у машинама за папир широке ширине може бити 8-12 метара), еластична деформација савијања надоле у ​​средини се јавља под притиском, слично „савијању рамена под оптерећењем“. Ова деформација узрокује прекомерни контактни притисак између крајева ролне и папирне траке, док је притисак у средини недовољан. Сходно томе, папирна трака постаје превише дехидрирана на оба краја (што резултира високом сувоћом и ниском основном тежином) и недовољно дехидрирана у средини (што резултира ниском сувоћом и високом основном тежином).

Међутим, структура крунског дизајна у облику „бубња“ осигурава да након савијања ролне, цела површина ролне остаје у паралелном контакту са папирном траком, постижући равномерну расподелу притиска. Ово ефикасно решава ризике квалитета изазване деформацијом савијања.

2.2 Компензација термичке деформације ваљака

Неки ваљци, као што су вођице и ваљци за каландрирање у делу за сушење, подлежу термичком ширењу током рада због контакта са папирним тракама високе температуре и загревања паром. Пошто је средњи део тела ваљка потпуније загрејан (крајеви су повезани са лежајевима и брже расипају топлоту), његово термичко ширење је веће од термичког ширења крајева, што доводи до „средњег испупчења“ тела ваљка. У овом случају, употреба конвенционалног дизајна круне ће погоршати неравномерни контактни притисак. Стога, „негативна круна“ (где је пречник средњег дела нешто мањи од пречника крајева, позната и као „обрнута круна“) мора бити пројектована да би се надокнадило додатно испупчење изазвано термичким ширењем, обезбеђујући равномерни контактни притисак на површини ваљка.

2.3 Компензација неравномерног хабања површине ваљака

Током дуготрајног рада, неки ваљци (као што су гумени ваљци за пресовање) чешће доживљавају трење на ивицама папирне траке (јер ивице папирне траке имају тенденцију да носе нечистоће), што резултира бржим хабањем на крајевима него у средини. Без дизајна круне, површина ваљка ће након хабања показати „испупчење у средини и улегање на крајевима“, што заузврат утиче на расподелу притиска. Подешавањем круне, уједначеност контуре површине ваљка може се одржати у раној фази хабања, продужавајући век трајања ваљка и смањујући флуктуације производње изазване хабањем.

3. Класификација крунице: Технички избори прилагођени различитим радним условима

На основу типа машине за папир (мала брзина/велика брзина, уска ширина/широка ширина), функције ваљања (пресовање/каландирање/вођење) и захтева процеса, круне се могу поделити на различите типове. Различите врсте круна се разликују по карактеристикама дизајна, методама подешавања и сценаријима примене, као што је детаљно приказано у следећој табели:

4. Кључни фактори утицаја у дизајну крунице: Прецизан прорачун за прилагођавање захтевима производње

Вредност крунице није постављена произвољно; потребно је да се свеобухватно израчуна на основу параметара ваљања и услова процеса како би се осигурало њено ефикасно функционисање. Кључни фактори који утичу на дизајн крунице углавном укључују следеће аспекте:

4.1 Димензије и материјал ролне

1. Дужина тела ролне (L)Што је тело ролне дуже, већа је деформација савијања под истим притиском, а самим тим и већа потребна вредност крунице. На пример, дуге ролне у машинама за папир широке ширине захтевају већу вредност крунице него кратке ролне у машинама за папир уске ширине како би се компензовала деформација.
2. Пречник тела ролне (D)Што је мањи пречник тела ваљка, то је мања крутост и ваљак је склонији деформацији под притиском. Стога је потребна већа вредност крунице. Насупрот томе, ваљци већег пречника имају већу крутост, а вредност крунице се може одговарајуће смањити.
3. Крутост материјалаРазличити материјали тела ваљака имају различиту крутост; на пример, челични ваљци имају много већу крутост од ваљака од ливеног гвожђа. Материјали са мањом крутошћу показују значајнију деформацију под притиском, што захтева већу вредност крунице.

4.2 Радни притисак (линеарни притисак)

Радни притисак (линеарни притисак) ваљака као што су прес ваљци и каландер ваљци је важан фактор који утиче на дизајн крунице. Што је већи линеарни притисак, то је значајнија деформација савијања тела ваљка, а вредност крунице треба сходно томе повећати да би се компензовала деформација. Њихов однос се може грубо изразити поједностављеном формулом: Вредност крунице H ≈ (P×L³)/(48×E×I), где је P линеарни притисак, L је дужина ваљка, E је модул еластичности материјала, а I је момент инерције попречног пресека ваљка. На пример, линеарни притисак прес ваљака за папир за паковање је обично већи од 300 kN/m, тако да одговарајућа вредност крунице мора бити већа од оне код прес ваљака за културни папир са нижим линеарним притиском.

4.3 Брзина машине и врста папира

1. Брзина машинеКада раде машине за папир велике брзине (брзина > 1200 м/мин), папирна трака је много осетљивија на једноликост притиска него код машина за папир мале брзине. Чак и мање флуктуације притиска могу проузроковати недостатке у квалитету папира. Стога, машине за папир велике брзине обично усвајају „контролисану круну“ како би оствариле компензацију динамичке деформације у реалном времену и обезбедиле стабилан притисак.
2. Врста папираРазличите врсте папира имају различите захтеве за равномерност притиска. Папирне марамице (нпр. тоалетни папир тежине 10-20 г/м²) имају малу тежину и изузетно су осетљиве на флуктуације притиска, што захтева високо прецизан дизајн крунице. Насупрот томе, дебели папир (нпр. картон тежине 150-400 г/м²) има већу способност да издржи флуктуације притиска, тако да се захтеви за прецизност крунице могу на одговарајући начин смањити.

5. Уобичајени проблеми са круном и одржавање: Благовремена инспекција ради обезбеђивања стабилне производње

Неразуман дизајн крунице или неправилно одржавање директно ће утицати на квалитет папира и изазвати низ проблема у производњи. Уобичајени проблеми са круницом и одговарајуће контрамере су следећи:

5.1 Прекомерно велика вредност круне

Прекомерно велика вредност крунисања доводи до прекомерног притиска у средини површине ролне, што резултира ниском основном тежином и великом сувоћом папира у средини. У тешким случајевима, може чак изазвати и „гњечење“ (ломљење влакана), што утиче на чврстоћу и изглед папира.

ПротивмереКод ролни са фиксном круном који се користе у машинама за папир мале брзине, потребно је заменити ролне одговарајућом вредношћу круне. Код ролни са контролисаном круном у машинама за папир велике брзине, хидраулични или пнеуматски притисак се може смањити помоћу система контролисане круне како би се смањила вредност круне док се расподела притиска не уједначи.

5.2 Претерано мала вредност круне

Прекомерно мала вредност круне доводи до недовољног притиска у средини површине ролне, што доводи до неадекватног одводњавања папира у средини, ниске сувоће, велике тежине и недостатака у квалитету као што су „влажне мрље“. Истовремено, то може утицати и на ефикасност накнадног процеса сушења.

ПротивмереКод ваљака са фиксном круницом, тело ваљка је потребно поново обрадити да би се повећала вредност крунице. Код ваљака са контролисаном круницом, хидраулични или пнеуматски притисак се може повећати да би се повећала вредност крунице, осигуравајући да притисак у средини испуњава захтеве процеса.

5.3 Неравномерно трошење контуре крунице

Након дуготрајног рада, површина ваљка ће се хабати. Ако је хабање неравномерно, контура круне ће се деформисати, а на површини ваљка ће се појавити „неравне мрље“. То додатно узрокује недостатке попут „пруга“ и „удубљења“ на папиру, што озбиљно утиче на изглед папира.

ПротивмереРедовно проверавајте површину ваљка. Када хабање достигне одређени ниво, благовремено брусите и поправите површину ваљка (нпр. поново брусите контуру круне гумених ваљака пресе) како бисте вратили нормалан облик и величину круне и спречили прекомерно хабање да утиче на производњу.

6. Закључак

Као наизглед суптилна, али кључна технологија, круна ролни папирних машина је срж за обезбеђивање уједначеног квалитета папира. Од фиксне круне у машинама за папир мале брзине до контролисане круне у машинама за папир велике брзине и велике ширине, континуирани развој технологије круне увек је био усмерен на основни циљ „компензације деформације и постизања уједначеног притиска“, прилагођавајући се потребама различитих радних услова у производњи папира. Разуман дизајн круне не само да решава проблеме квалитета као што су неуједначена тежина папира и лоше одводњавање, већ и побољшава ефикасност рада машина за папир (смањењем броја ломљења папира) и смањује потрошњу енергије (избегавајући прекомерно сушење). То је неопходна кључна техничка подршка у развоју папирне индустрије ка „високом квалитету, високој ефикасности и ниској потрошњи енергије“. У будућој производњи папира, уз континуирано побољшање прецизности опреме и континуирану оптимизацију процеса, технологија круне ће постати префињенија и интелигентнија, доприносећи више висококвалитетном развоју папирне индустрије.