U procesu proizvodnje mašina za papir, različite rolne igraju nezamjenjivu ulogu, od odvodnjavanja mokrih papirnih traka do fiksiranja suhih papirnih traka. Kao jedna od osnovnih tehnologija u dizajnu rola mašina za papir, "kruna" - uprkos naizgled maloj geometrijskoj razlici koju podrazumijeva - direktno određuje ujednačenost i stabilnost kvaliteta papira. Ovaj članak će sveobuhvatno analizirati tehnologiju krune rola mašina za papir sa stanovišta definicije, principa rada, klasifikacije, ključnih faktora uticaja u dizajnu i održavanju, otkrivajući njenu važnu vrijednost u proizvodnji papira.

1. Definicija krune: Značajna funkcija u manjim razlikama

„Kruna“ (na engleskom se izražava kao „Crown“) se konkretno odnosi na posebnu geometrijsku strukturu valjaka papirne mašine duž aksijalnog smjera (po dužini). Prečnik srednjeg područja tijela valjka je nešto veći od prečnika krajnjih područja, formirajući konturu sličnu „struku bubnja“. Ova razlika u prečniku se obično mjeri u mikrometrima (μm), a vrijednost krune nekih velikih presnih valjaka može doseći čak 0,1-0,5 mm.

Osnovni pokazatelj za mjerenje dizajna krune je "vrijednost krune", koja se izračunava kao razlika između maksimalnog prečnika tijela valjka (obično na sredini aksijalnog smjera) i prečnika krajeva valjka. U suštini, dizajn krune uključuje prethodno podešavanje ove male razlike u prečniku kako bi se kompenzirala deformacija "srednjeg progiba" valjka uzrokovana faktorima kao što su promjene sile i temperature tokom stvarnog rada. U konačnici, postiže se ravnomjerna raspodjela kontaktnog pritiska po cijeloj širini površine valjka i papirne mreže (ili drugih kontaktnih komponenti), postavljajući čvrstu osnovu za kvalitet papira.

2. Osnovne funkcije krunice: Kompenzacija deformacije i održavanje ujednačenog pritiska

Tokom rada rolni papirne mašine, deformacija je neizbježna zbog mehaničkih opterećenja, promjena temperature i drugih faktora. Bez dizajna krune, ova deformacija će dovesti do neravnomjernog kontaktnog pritiska između površine valjka i papirne trake - "veći pritisak na oba kraja i niži pritisak u sredini" - što će direktno uzrokovati ozbiljne probleme s kvalitetom, kao što su neravnomjerna težina i neravnomjerno odvodnjavanje papira. Osnovna vrijednost krune leži u aktivnoj kompenzaciji ovih deformacija, što se posebno ogleda u sljedećim aspektima:

2.1 Kompenzacija deformacije savijanja valjanjem

Kada su u radu jezgrene rolne mašina za papir, kao što su presni valjci i kalandri, one moraju primjenjivati ​​značajan pritisak na papirnu traku. Na primjer, linearni pritisak presnih valjaka može doseći 100-500 kN/m. Kod rola s velikim odnosom dužine i prečnika (npr. dužina presnih valjaka u mašinama za papir široke širine može biti 8-12 metara), elastična deformacija savijanja prema dolje u sredini se javlja pod pritiskom, slično "savijanju ramenog stuba pod opterećenjem". Ova deformacija uzrokuje prekomjerni kontaktni pritisak između krajeva rolne i papirne trake, dok je pritisak u sredini nedovoljan. Posljedično, papirna traka postaje previše dehidrirana na oba kraja (što rezultira visokom suhoćom i niskom baznom težinom) i nedovoljno dehidrirana u sredini (što rezultira niskom suhoćom i visokom baznom težinom).

Međutim, struktura krune u obliku "bubnja" osigurava da nakon savijanja rolne, cijela površina rolne ostaje u paralelnom kontaktu s papirnom trakom, postižući ravnomjernu raspodjelu pritiska. Ovo efikasno rješava rizike kvalitete uzrokovane deformacijom savijanja.

2.2 Kompenzacija termičke deformacije valjka

Neki valjci, kao što su vodeći valjci i valjci kalandera u dijelu za sušenje, podliježu termičkom širenju tokom rada zbog kontakta s papirnim trakama visoke temperature i zagrijavanja parom. Budući da se srednji dio tijela valjka potpunije zagrijava (krajevi su povezani s ležajevima i brže odvode toplinu), njegovo termičko širenje je veće od širenja krajeva, što dovodi do "srednjeg ispupčenja" tijela valjka. U ovom slučaju, upotreba konvencionalnog dizajna krune pogoršat će neravnomjeran kontaktni pritisak. Stoga je potrebno dizajnirati "negativnu krunu" (gdje je promjer srednjeg dijela nešto manji od promjera krajeva, poznatu i kao "obrnuta kruna") kako bi se kompenziralo dodatno ispupčenje uzrokovano termičkim širenjem, osiguravajući ravnomjeran kontaktni pritisak na površini valjka.

2.3 Kompenzacija neravnomjernog trošenja površine valjka

Tokom dugotrajnog rada, neki valjci (kao što su gumeni valjci za presovanje) češće doživljavaju trenje na rubovima papirne trake (jer rubovi papirne trake imaju tendenciju da nose nečistoće), što rezultira bržim trošenjem na krajevima nego u sredini. Bez dizajna krune, površina valjka će nakon trošenja pokazati „izbočenje u sredini i udubljenje na krajevima“, što zauzvrat utiče na raspodjelu pritiska. Prethodnim podešavanjem krune, ujednačenost konture površine valjka može se održati u ranoj fazi trošenja, produžavajući vijek trajanja valjka i smanjujući fluktuacije u proizvodnji uzrokovane trošenjem.

3. Klasifikacija krune: Tehnički izbori prilagođeni različitim radnim uslovima

Na osnovu vrste papirne mašine (mala brzina/velika brzina, uska širina/široka širina), funkcije valjanja (presovanje/kalandriranje/vođenje) i zahtjeva procesa, krune se mogu podijeliti na različite tipove. Različiti tipovi kruna se razlikuju po karakteristikama dizajna, metodama podešavanja i scenarijima primjene, kao što je detaljno opisano u sljedećoj tabeli:

4. Ključni faktori utjecaja u dizajnu krune: Precizan proračun za prilagođavanje proizvodnim zahtjevima

Vrijednost krune nije postavljena proizvoljno; potrebno ju je sveobuhvatno izračunati na osnovu parametara valjka i procesnih uslova kako bi se osiguralo njeno efikasno funkcionisanje. Ključni faktori koji utiču na dizajn krune uglavnom uključuju sljedeće aspekte:

4.1 Dimenzije i materijal rolne

1. Dužina tijela rolne (L)Što je tijelo valjka duže, to je veća deformacija savijanja pod istim pritiskom, a time i veća potrebna vrijednost krune. Na primjer, dugi rolne u mašinama za papir široke širine zahtijevaju veću vrijednost krune od kratkih rolna u mašinama za papir uske širine kako bi se kompenzirala deformacija.
2. Prečnik tijela valjka (D)Što je manji prečnik tijela valjka, to je manja krutost i valjak je skloniji deformaciji pod pritiskom. Stoga je potrebna veća vrijednost krune. Suprotno tome, valjci većeg prečnika imaju veću krutost, a vrijednost krune se može odgovarajuće smanjiti.
3. Krutost materijalaRazličiti materijali tijela valjaka imaju različitu krutost; na primjer, čelični valjci imaju mnogo veću krutost od valjaka od lijevanog željeza. Materijali s nižom krutošću pokazuju značajniju deformaciju pod pritiskom, što zahtijeva veću vrijednost krune.

4.2 Radni pritisak (linearni pritisak)

Radni pritisak (linearni pritisak) valjaka kao što su pres valjci i kalandri valjci je važan faktor koji utiče na dizajn krune. Što je veći linearni pritisak, to je značajnija deformacija savijanja tijela valjka, a vrijednost krune treba shodno tome povećati kako bi se kompenzirala deformacija. Njihov odnos se može grubo izraziti pojednostavljenom formulom: Vrijednost krune H ≈ (P×L³)/(48×E×I), gdje je P linearni pritisak, L je dužina valjka, E je modul elastičnosti materijala, a I je moment inercije poprečnog presjeka valjka. Na primjer, linearni pritisak pres valjka za pakovanje papira je obično veći od 300 kN/m, tako da odgovarajuća vrijednost krune mora biti veća od one kod pres valjka za kulturološki papir sa nižim linearnim pritiskom.

4.3 Brzina mašine i vrsta papira

1. Brzina mašineKada rade mašine za papir velike brzine (brzina > 1200 m/min), papirna traka je mnogo osjetljivija na ujednačenost pritiska nego kod mašina za papir male brzine. Čak i manje fluktuacije pritiska mogu uzrokovati nedostatke u kvaliteti papira. Stoga, mašine za papir velike brzine obično usvajaju "kontrolisanu krunu" kako bi ostvarile kompenzaciju dinamičke deformacije u realnom vremenu i osigurale stabilan pritisak.
2. Vrsta papiraRazličite vrste papira imaju različite zahtjeve za ujednačenost pritiska. Papirni filc (npr. toaletni papir s baznom težinom 10-20 g/m²) ima malu baznu težinu i izuzetno je osjetljiv na fluktuacije pritiska, što zahtijeva visokoprecizan dizajn krune. Nasuprot tome, debeli papir (npr. karton s baznom težinom 150-400 g/m²) ima jaču sposobnost da izdrži fluktuacije pritiska, tako da se zahtjevi za preciznost krune mogu odgovarajuće smanjiti.

5. Uobičajeni problemi s krunom i održavanje: Pravovremena inspekcija radi osiguranja stabilne proizvodnje

Nerazuman dizajn krune ili nepravilno održavanje direktno će uticati na kvalitet papira i uzrokovati niz problema u proizvodnji. Uobičajeni problemi s krunom i odgovarajuće protumjere su sljedeći:

5.1 Prekomjerno velika vrijednost krune

Prekomjerno velika vrijednost krune dovodi do prekomjernog pritiska u sredini površine valjka, što rezultira niskom osnovnom težinom i visokom suhoćom papira u sredini. U težim slučajevima, može čak uzrokovati i "gnječenje" (lom vlakana), što utiče na čvrstoću i izgled papira.

ProtumjereZa fiksne valjke s krunom koje se koriste u papirnim mašinama male brzine, potrebno je zamijeniti valjke odgovarajućom vrijednošću krune. Za upravljive valjke s krunom u papirnim mašinama velike brzine, hidraulični ili pneumatski pritisak se može smanjiti putem sistema upravljive krune kako bi se smanjila vrijednost krune sve dok raspodjela pritiska ne bude ravnomjerna.

5.2 Pretjerano mala vrijednost krune

Previše mala vrijednost krune rezultira nedovoljnim pritiskom u sredini površine valjka, što dovodi do nedovoljnog odvodnjavanja papira u sredini, niske suhoće, visoke baznog opterećenja i nedostataka u kvaliteti kao što su "vlažne mrlje". Istovremeno, to može utjecati i na efikasnost naknadnog procesa sušenja.

ProtumjereKod valjaka s fiksnom krunom, tijelo valjka potrebno je ponovno obraditi kako bi se povećala vrijednost krune. Kod valjaka s kontroliranom krunom, hidraulični ili pneumatski pritisak može se povećati kako bi se povećala vrijednost krune, osiguravajući da pritisak u sredini ispunjava zahtjeve procesa.

5.3 Neravnomjerno trošenje konture krunice

Nakon dugotrajnog rada, površina valjka će se istrošiti. Ako je trošenje neravnomjerno, kontura krune će se deformirati, a na površini valjka će se pojaviti "neravne mrlje". To dodatno uzrokuje nedostatke poput "pruga" i "udubljenja" na papiru, što ozbiljno utiče na izgled papira.

ProtumjereRedovno provjeravajte površinu valjka. Kada istrošenost dostigne određeni nivo, pravovremeno izbrusite i popravite površinu valjka (npr. ponovno izbrusite konturu krune gumenih valjaka prese) kako biste vratili normalan oblik i veličinu krune i spriječili da prekomjerno habanje utiče na proizvodnju.

6. Zaključak

Kao naizgled suptilna, ali ključna tehnologija, kruna rolna mašina za papir je osnova za osiguranje ujednačenog kvaliteta papira. Od fiksne krune u mašinama za papir male brzine do kontrolisane krune u mašinama za papir velike brzine i široke širine, kontinuirani razvoj tehnologije kruna oduvijek se fokusirao na osnovni cilj "kompenzacije deformacije i postizanja ujednačenog pritiska", prilagođavajući se potrebama različitih radnih uslova u proizvodnji papira. Razuman dizajn krune ne samo da rješava probleme s kvalitetom kao što su neujednačena težina papira i loše odvodnjavanje, već i poboljšava efikasnost rada mašina za papir (smanjenje broja lomljenja papira) i smanjuje potrošnju energije (izbjegavanje prekomjernog sušenja). To je nezamjenjiva ključna tehnička podrška u razvoju industrije papira prema "visokom kvalitetu, visokoj efikasnosti i niskoj potrošnji energije". U budućoj proizvodnji papira, uz kontinuirano poboljšanje preciznosti opreme i kontinuiranu optimizaciju procesa, tehnologija kruna će postati sofisticiranija i inteligentnija, što će više doprinijeti visokokvalitetnom razvoju industrije papira.