创新型高速卫生纸复卷机的设计

2017-04-20陶广胜曾照勇潍坊凯信机械有限公司

生活用纸 2017年4期

陶广胜曾照勇潍坊凯信机械有限公司

创新型高速卫生纸复卷机的设计

Innovative High Speed Tissue Rewinder

陶广胜曾照勇潍坊凯信机械有限公司

2016年5月，英国爱丁堡Tmrewinder2750高速卫生纸复卷机试车成功，这是潍坊凯信机械有限公司自主设计的第一台车速为1,200m/min的高速卫生纸复卷机。本文对创新型高速卫生纸复卷机进行了具体阐述，并详细介绍了从退纸机到卸纸台各个部分的构造及功能。

高速卫生纸复卷机；退纸压臂压力控制；纸辊横向摆动；稳纸器；自动放纸芯；纸芯夹紧压力自动调整；压辊安全装置

由于卫生纸必须保持一定的松厚度和柔软度，因此卫生纸复卷机的设计和传统复卷机的设计有较大区别，压辊压力要求恒定值，整个分切系统和控制系统与传统复卷机也有很大区别。其工作原理：从卫生纸机上取下的纸卷被安置到退纸架上，退纸压臂在气缸带动下，将皮带压在纸卷上，并与纸卷保持一定角度，电机带动皮带转动，使纸辊绕退纸轴旋转，纸幅经过稳纸器，通过弧形杆调整纸幅舒展度，由分切刀将纸幅分割成所需要的宽度，在压辊的压力下，将纸卷复卷为成品纸卷，卸纸斗将成品纸卷放置在地面。整套设备由退纸部、分切系统、推纸辊系统、纸芯夹紧系统、直径检测装置、卸纸斗装置及安全防护装置组成。其结构如图1。

图1 卫生纸复卷机的结构

1 退纸部

退纸部主要由退纸架、齿轮电机、皮带张紧装置、导辊、稳纸器、弧形杆等构成。如图2所示。

图2 退纸部

（1）退纸压臂压力控制直接影响放卷质量，压臂压力大，易将纸卷磨损；压臂压力小，则不能使纸卷转动。为此编制了计算软件，根据气缸推力与压臂与纸辊角度关系计算纸辊受压力，并将其计算值整理，较好地解决了压辊压臂压力控制的问题。如图3所示。

（2）横向摆动主要功能是消除纸幅定量差，有助于张力控制。退纸架设有横向摆动装置，通过齿轮电机带动机构横向调整，横向调整后，可以将卷筒纸定为纵切中心。因此，在复卷机的两侧可取得所需的纸边宽度，横向调整距离±50mm，当母辊到达最大直径时，限位开关关闭齿轮电机，通过油嘴来完成调整螺栓润滑。

2 分切刀系统

如图4，分切系统是一种单独的剪切切纸系统，上刀架安装在切纸部立柱的横梁上，采用线性导轨定位，并带有机械停止装置，切刀架在线性轴承上滑动，与底刀气动啮合，上下刀定位通过手轮和齿轮齿条系统同时定位。本系统分切刀底刀轴为长供气式气涨轴，可以保证分切时不至与刀套脱开，增加系统安全性。

图4 分切系统

3 推纸辊系统

如图5所示，在复卷过程中，当纸辊到达预定辊径时，纸辊推出装置在气缸推动下将纸辊推出，纸芯在上方压板重力下将纸芯紧压在纸芯槽内，当到达两底辊中心位置附近时，纸芯重力大于压板重力对纸芯槽的施加力，纸芯从纸芯槽内滑落至预定位置，完成自动放纸芯动作。在纸辊推出过程中，推出臂一直跟随纸辊运动，这样可以保证纸辊在推出过程中，减少纸辊回弹作用。同时纸辊推出与放纸芯动作同时进行，也节省了操作时间。

图5 推纸辊系统

4 纸芯夹紧系统

如图6所示，自动放纸芯系统将纸芯放置完毕后，用油缸夹紧纸芯，可以防止卷取过程中纸芯的轴向串动，并带有手轮调整机构，能够对纸芯的位置进行微调。油缸采用风油增压系统，将空气压转换成压力相同的油压，用油压来驱动执行元件，可消除空气的压缩性带来的问题，启动时和负载变动时，也能得到平稳的运动速度。纸芯夹紧顶头升降由比例阀、传感器控制，上升下降各有限位，气缸带有检测开关。系统通过油缸升降装置来垂直滑动，油缸上方带有同步轴装置，保证两侧同步升降。纸芯夹紧通过液压控制系统实现纸芯顶头的压力调节，使纸辊保持合适的松紧度，油缸压力由PLC程序通过预设数值来控制。

图6 纸芯夹紧系统

5 直径检测装置

如图7所示，直径检测装置包括固定于机架上的标尺和安装于纸芯提升装置上的指示计，通过光栅尺来测定纸卷直径，指示纸卷直径大小。光栅尺作为测量系统运行极其快速、准确，可在数微秒内提供测得的位置值，控制器可实时接收增量位置信号。

图7 直径检测装置

6 压辊系统（如图8）

由于卫生纸特殊要求，在刚开始复卷时，压辊压在纸辊上，使纸辊保持一定压力，当到达一定直径时，压辊对纸辊微压，使纸辊处于两底辊中心。复卷机压辊自动控制系统根据成品卷直径及自动系统中设定的直径曲线，来控制压辊载荷。当卷取直径较大时，纸辊达到预定直径时将压辊升起，压辊臂处于竖直状态时，小气缸轴伸出将压辊臂锁定在上方，以防对工作人员造成人身伤害，当压辊臂对纸辊作用时，气缸收缩，压辊臂解除锁定并下降，对纸辊施加压力。