无纺布分切机卷取轴气控技术探讨

贾宝媛 卿燕平

（天津市渤海职业技术学院，天津，300204天津造纸厂有限公司，天津，300350）

无纺布分切设备

无纺布分切机卷取轴气控技术探讨

贾宝媛1卿燕平2

（天津市渤海职业技术学院，天津，300204天津造纸厂有限公司，天津，300350）

天津造纸厂有限公司于2014年购置并安装了一台幅宽2500 mm的无妨布分切机。在使用中有时候会出现卷取后的布卷呈现不规则形状、连卷以及侧移等现象。为此，本文对卷取轴两侧的气缸的加压系统出现的问题进行了探讨，并提出了相应的解决方法。

分切机气缸压力力矩平衡

天津造纸厂有限公司于2014年购置了一台幅宽2500 mm的无纺布分切机，加工无纺布原料宽度≤2400 mm，运行车速≤180 m/min。于2014年9月份安装调试完毕后进行试生产。所加工的无纺布原料幅宽为500～1800 mm，克重在30～100 g／m2，分切后的布卷宽度规格从120 mm到220 mm有较多的规格。

分切机的分切卷取部的工作原理如图1所示，上面的卷取轴通过两侧气缸拉力压在底辊上，底辊为主动辊，通过变频器进行无级调速，卷取辊为从动辊，靠摩擦力带动运转。无纺布从放卷轴出来经过带张力控制的导辊后从底辊的下面绕行底辊通过分切刀后由卷取辊进行卷取。卷取时无纺布的张力由磁粉张力控制器控制，卷取的布卷与底辊间的压力靠两侧气缸的拉力施加，气缸的拉力作用对分切机卷取的可靠稳定运行以及成卷无纺布的横向紧度控制等有着直接的影响。

在最初的生产中，使用的无纺布为幅宽在1000～1800 mm、克重为30～80 g/m2的水刺无妨布，运行车速在80～180 m/min，设备运行基本正常，两侧气缸杆会随着布卷直径的增大而逐渐上移，直至完成分切、卷取工作完成为止。但后来改换一批窄幅无纺布进行分切生产时，时常会出现两侧气缸移动不一致的现象。而且分切后的布卷有时呈现锥状、连卷等现状，严重影响了生产的正常运行和产品的质量。经过分析认为是无妨布的放置位置偏中过大，而两侧气缸的拉力一致无法调节造成的。分切机标准加工幅宽较宽，而现在原料的幅宽较窄，同时放卷轴与卷取轴均为气涨式轴，轴上未有标尺刻度以方便布卷对中，当较窄的布卷偏置过多而两个气缸的拉力又无法单独调节时会产生力矩的不平衡，如图2所示。

图1 分切机工作原理图

图2 受力图

若以分切机中线O点为转轴，两侧气缸的拉力一样，对O点产生的力矩合为0，假设布卷的受力为均衡的，则其受底辊支撑力的合力F2就会发生偏移l，因而对布卷就会产生一个偏转力矩M1：

卷取轴顺时针偏转，形成一侧被压紧，而另一侧放松的状态，使得布卷横向受力不一致。只有当卷取轴翻转到一定角度，使得布卷受底辊支撑力的合力移到中心点O时上，才能达到一个新的力矩的平衡。因而造成了两侧气缸杆移动不一致的现象。如图3所示。

图3 受力图

从图上可以看出，卷取的布卷也会出现一定的锥状。另外，由于两侧气缸的移动有时不均匀，使无妨布在卷取过程中发生横向窜动，以致各卷间发生交织现象，也容易造成各卷之间的分离困难。

在这期间，生产操作人员也试图通过调节节流调速阀来平衡两侧气缸移动的速度，但几乎不起作用。原因是无妨布在分切过程中两侧气缸杆的移动速度很慢，空气流动速度极慢，故靠调速阀来改变两个气缸的移动速度差几乎为零。

经过综合分析，认为只有调整两侧气缸的工作压力使其产生一个压力差来改变两侧的拉力，用拉力差产生的力矩来平衡底辊支撑力对O点产生的力矩，这样才是解决上述问题的关键所在。而在原设备的气控系统中，两个气缸共有一个调压阀，无法对他们单独调节。因此，应在两侧气缸的管路上分别加装一个调压阀，以便对其进行微调。如图4所示。

图4 添置压力阀原理图

这样，当无纺布卷放置偏中时，就可以通过加装的调压阀进行压力的调节，改变单侧气压来调整两侧气缸拉力，哪侧移动的快，就调大那侧的气缸压力，使其产生一个拉力差，来平衡由于布卷偏置而产生的偏转力矩，如图5所示。

图5 受力图

由力矩平衡条件得：

根据力的平衡公式可知：

同时：气缸的拉力为：

将上述两式带入公式⑵得：

其中p:气缸的工作压力

S:活塞受压净面积

由公式⑷可看出，布卷偏中越大，所需的压力差就越大。

增加调压阀可以解决上述出现的一些现象，但操作起来较为麻烦，对于原料规格频繁变换的，每次换卷后由于卷的宽度和位置不一样就需要重新进行调节，所以，还应该在放卷轴上设置对称的标尺刻度以便于布卷在上卷时的对中，减少对分切卷取质量的影响。

2015-2-26