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1、造纸反卷设备机械结构设计【摘要】 复卷机是一种用于纸类、云母带、薄膜专用设备，其用途是将造纸机生产出来的纸卷进行依次幅卷，纸张经过复卷后做成成品纸出厂。目前，复卷机用交流传动代替直流传动在造纸机械行业中已成为发展趋势。由卷纸机卷得的纸卷比较松软，内部可能会有破损或断头，两侧边缘不整齐，纸幅宽度等多不能直接使用于纸加工或印刷等机器，大部分纸种（如新闻纸、凸版印刷纸、包装纸等）必须经过复卷机切边、分切、接头、在纸卷芯上重卷形成一定规格、一定紧度要求的成品纸卷才能出厂。复卷过程主要完成三个任务：其一，切除原纸毛边；其二，将整幅原纸分切成若干符合用户规格的幅宽；其三，控制成品纸卷的卷径，使之符合出厂规
2、格。本设备的工艺原理是使纸幅通过退纸辊、导纸辊和复卷机纵切机构切成我们所需要的宽度，然后根据所需要的紧度和成品纸卷的直径大小而复卷成纸卷。【关键词】复卷机；传动控制；退纸辊；底辊Paper anti-roll device mechanical designAbstract: A winder for paper, mica film equipment, whose purpose is to produce the paper machine pay out sequence for Juan roll paper after rewinding finished paper factor
3、y made.At present,the rewinding machinefor AC drivereplacesDC drivein papermaking machineryindustry hasbecome the trend of development.Therolls of paper machinerolltorollrelatively soft,internalmay have damagedorbroken,irregular edgeon both sides,the paper widthand so cannot be directlyused inpaper
4、processingandprinting machines,mostkinds of paper(such as newspaper,letterpress printing paper,packaging paper) must pass through theedge cutting,rewinding machinecutting,joints,in paper corerewindinga certain specification,certain tightnessrequirements of finished goodsto the factory. The rewinding
5、 processcompleted three major tasks:first,removal ofbase paperburr;secondly,the wholepaperintoseveralconforms touser specificationswidth;third,control of the finalpaperroll diameter,so as to meet the requirements ofthe factory specifications.Process principle of this device is that the web through t
6、he back rollers, guide rollers and slitter rewinder agency cut the width we need, then according to tightness and finished roll diameter and rewinding as needed roll.Keywords: Rewindingmachine; Transmission Control; Back roller; Bottom roller目录引言1总体方案设计1.1 复卷机的工作原理说明1.2 复卷机的工艺流程1.3 复卷机主要结构1.3.1 退纸部1
7、.3.2 导辊1.3.3 舒展辊1.3.4.1 底辊分析1.3.4.2 底辊选型1.3.5 压力机构1.3.5.1 压纸辊1.3.5.2 液压悬称机构2 张力控制的动态补偿2.1 退纸辊控制特点2.2 退卷张力的组成2.3 张力的动态补偿2.4退卷动态张力实现方3 设计说明3.1 润滑和密封3.2使用、维修和保养总结致谢语参考文献引言复卷机是造纸机械中运行速度最快的反卷设备，它的车速可以达到1500-1800m/min甚至车速可以最高达到3000m/min以上，大部分纸种（如新闻纸、凸版印刷纸、包装纸等）必须经过复卷机切边、分切、接头、在纸卷芯上重卷形成一定规格、一定紧度要求的成品纸卷才能出厂
8、。所以复卷机在造纸行业起着不可忽视的重要作用。本课题的主要任务是设计出复卷机。由于设计此机器主要是为了二次加工，因此考虑到经济及加工性能，尽量借鉴了一些车床的原理，实现半自动控制。本次我的任务主要是对复卷机的机械结构进行设计与校核，设计出合理的机械结构能保证机器顺利工作，进行校核之后能保证机器顺利工作的基础上安排出最合理的结构及空间布置，从而解决生产实践中这一实际问题。复卷机的型式较多，根据需要在复卷机中还可以配备其他装置，成为联合几台。复卷机基本上可以分为下列五种：上引纸复卷机、下引纸复卷机、单辊复卷机、专用复卷机和薄纸复卷机。由于本课题研究对象主要针对下引纸复卷机，所以就对双底辊下引纸复卷
9、机进行设计。目前，复卷机用交流传动代替直流传动在造纸机械行业中已成为发展趋势。由于卷纸机卷得的纸卷比较松软，内部可能会有破损或断头，两侧边缘不整齐，纸幅宽度等多不能直接使用于纸加工或印刷等机器，必须经过复卷机处理后才能出厂。复卷过程主要完成三个任务：其一，切除原纸毛边；其二，将整幅原纸分切成若干符合用户规格的幅宽；其三，控制成品纸卷的卷径，使之符合出厂规格。由于实践经验的欠缺和知识的局限性，该设备的实际工作情况及可用性还有待实践的检验。1 总体方案设计1.1 复卷机的工作原理说明工作原理如下图所示：将大幅纸卷安装在复卷机的退纸辊上，为了使纸幅保持一定的张力，必须在退纸架上安装制动装置，退纸架上
10、安装有制动电机，纸幅通过退纸辊、导辊、舒展辊和复卷机圆刀切成我们所需要的宽度，然后根据所需的紧度和成品纸卷的直径大小而复卷成纸卷。1.2 复卷机的工艺流程一般来说，复卷的基本工艺如下（针对本设计而言，并非通用）：退纸-纵切-复卷。1.3 复卷机主要结构1.3.1 退纸部退纸辊工作过程中，要始终维持张力恒定，但在退卷过程中，复卷机随卷径的减小，转速增大。电机输出的最大转矩变小，但必须维持在满足张力恒定所需的最小转矩以上。在基速以下恒功率调速时，同等功率的交直流电机，均可满足恒功率调速，但是在基速以上，交直流的调速有很大差异。这里我设计的参数如下：dmin=300mm，dmax=2000mm，i=
11、2，Vmax=1200m/min，级数：6。复卷机在最高速度下运行时，电机的最高转速如下：nmax=Vmaxi/dmin=2547.8（r/min）式中，d为退纸辊卷径；i为减速比；V为复卷机速度；n为电机转速。远远高于电机的额定转速。1.3.1.1调速分析直流调速，可通过弱磁调速，在维持功率不变，张力恒定的条件下实现弱磁调速。对直流电机而言，一般是选用弱磁调速电机，在基速以下调压调速，在基速以上弱磁调速，即在复卷机的调速过程中，电机磁场是个非线性的变量，而张力的控制是对电枢电流，最终是通过对制动力矩的控制来实现的。那就是在计算出张力矩后，磁通不同的输出的电枢制动电流应不同。由图2分析可知，在
12、基速以上调速时，可进行弱磁调速，当直流电动机采用弱磁调速时，理想空载转速n=U/Ce将升高，机械特性斜率R/CeCm2将增大。具体调速过程由图2弱磁特性分析可知，设电动机工作在固有机械特性的a点，此时电磁转矩M=Ml，转速为n1，相应的电枢电流为Ia1（Ia1=Ml/Cm1）。当需要进行基速以上的调速时降低，电动机反电势Ea=Cen减小，电枢电流Ia增大，由于电枢电流增加的相对数量比刺痛下降的相对数量大，故电动机的电磁转矩M=CmIa增大，此时MMl，速度为n2.重新回到平衡，在M维持惊呆恒定下实现调速，这是直流电机的特性，不需要为维持转矩额外增加电机的功率。退纸辊轴承座结构图如下：图3：退纸
13、辊轴承座1.3.2 导辊由于考虑到导辊的自重以及材料的原因，故选择空心的导辊，长L=1308mm，d1=100mm，d2=106mm。导辊轴承选取d=100mm的圆柱滚子轴承NF220。导辊轴承盖结构图如下所示图4：导辊轴承盖结构图1.3.3 舒展辊由于考虑舒展辊的自重以及材料等原因，故选择空心的舒展辊，长L=1308mm，d1=80mm，d2=86mm。舒展辊轴承选择d=80mm的圆柱滚子轴承NF216.。1.3.4 底辊1.3.4.1 底辊分析纸卷是在压纸辊与前、后底辊之间进行卷取的，前后底辊工作在引纸和运行两种工作状态，其中后底辊为主点，前底辊为从点，二者之间需要实现负荷分配，速差控制，近似刚性连接等。对前后底辊而言，其平稳运行过程中，电机负载近似不变，为恒转矩负载。由于前后底辊在运行过程中其辊径不变，故其在复卷机工作过程中，电机转速即使在最高车速下也不会超过电机额定转速，电机额定转速是在设计时应选好的，因此，前后底辊在运行过程中不需要基速以上调速
