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卫生纸复卷机的打孔设计及计算

2021-7-16 13:30:39 次浏览

  打孔面刀辊(以下简称“面刀辊”)同转运行,打孔底刀辊(简称“底刀辊”)固定不动,安装在面刀辊上的面刀刀刃依次与安装在底刀辊上的底刀刀刃发生接触,切割纸面。因为底刀刀刃上有一排均匀的小缺口,在缺口处纸面不被切断,所以在纸面上形成了虚线状的孔眼线。


    当今的卫生纸复卷机,其面刀辊上安装面刀的刀槽一般被加工成沿刀辊轴线螺旋回转的形状,因此面刀辊也被称为螺旋刀辊,其旋向一般为左旋(见图3),底刀辊为直线底刀刀槽(见图4)。把面刀紧贴固定在螺旋形的刀槽上时,面刀扭转变形,形成螺旋线形状的面刀刀刃。相比平直安装的面刀,螺旋安装的面刀主要有以下几个优点:


    (1)打孔时,螺旋面刀刀刃与直线底刀刀刃之问的接触理论上是点接触,因此冲击较小,打孔更平稳,对刀辊的性能要求较低。


    (2)面刀刀刃和底刀刀刃对纸面的切割力较小,原纸高速通过打孔辊组时不易发生断纸。


    (3)在接触点上,螺旋面刀刀刃的切线与直线底刀刀刃呈一夹角,打孔时面刀刀刃以一斜角高速划过底刀刀刃,产生锋利的裁切效果,让打孔线的切口更加平整美观。


    (4)面刀刀刃与底刀刀刃之问接触平稳,冲击小,不容易发生刀刃蹦口、刀面崩裂等失效现象,刀具更加耐用。


2 打孔辗组的主要设计参数


2.1面刀辊和底刀辊的辊面宽幅


    面刀辊和底刀辊的辊面宽幅l。即用于安装面刀或底刀的辊面长度,与卫生纸复卷机所使用的原纸幅宽相匹配。


2.2打孔面刀的数量n


    为了提高打孔效率以及保证面刀辊的回转平衡,通常在面刀辊上均布安装多片面刀,面刀的数量一般可为2、3、4、5、6片。随着复卷机设计速度的提高,合理增加面刀数量,能降低面刀辊的转速和性能要求,并延长面刀的使用寿命。而当今复卷机的设计车速多在200 m/min以上,双面刀和三面刀的打孔结构已不能适应其使片j要求,因此现复卷机的面刀数量通常为4、5、6片。


    一般设计车速在200 - 400 m/min、辊面幅宽在3.2 m及以下的复卷机大多使用4片面刀。设计车速在400 m/min以上或者辊面幅宽在3 5 m及以上的复卷机,大多使片j 5片或者6片面刀。


2.3螺旋刀槽的旋转角度β


    在面刀辊上,刀槽沿刀辊轴线方向前进同时绕轴线回转,而刀槽从刀辊一端面开始到另一端面结束所回转过的角度就是刀槽的旋转角度启。


    当旋转角度启过小时,螺旋面刀刀刃与直线底刀刀刃在接触点的夹角过小,刀刃对纸面产生明显的刮扯作用,当原纸的层数较多,厚度较大时,容易造成打孔绒破口、翻边。


    当旋转角度启过大时,面刀的扭转变形太大,不利于面刀的安装,并f1.容易使面刀发生疲劳断裂,缩短面刀的使用寿命。


    在便于面刀安装及保证使用寿命的前提下,为达到理想的打孔效果,一般螺旋刀槽的旋转角度β与辊面宽幅l。,满足以下关系:50> β/l≥30    


 β单位为:(。)/m,并且β≥60


  设计面刀辊时,可根据面刀辊的辊面宽幅、面刀的材质及热处理、复卷机的设计速度等合理地选择刀槽的旋转角度口,以达到理想的打孔效果。


2.4打孔辊组的安装斜角α


    因螺旋面刀打孔的缘故,当手j孔辊组垂直于原纸前进方向安装时,存纸面上加工出米的打孔线为倾斜的,如图5所示。


由图5可知,k为面刀辊的巾心轴线在纸面上的投影,k垂直于纸面前进方向。手j孔时,螺旋面刀刀州从ao点开始切入纸面,与底刀刀州接触进行打孔。随着面刀辊的转动,打孔接触点沿着投影线k逐渐由ao点移动到6点。因为面刀辊同转的同时原纸存不断地前进,当打孔点到达6点时,打孔线的起始点已由a点位置移动到n.点,此时,手j孔线a,6在原纸纸面上呈倾斜。明显倾斜的打孔线不利于成品纸卷的使用,影响纸卷的美观程度,是不允许的。


    为了使打孔线垂直于纸面前进有向,必须把打孔辊组倾斜于纸面前进方向安装,面刀辊巾心轴线存纸面上的投影线k5纸面前进方向成一夹角d,即面刀辊的安装斜角(如图6所示)。因面刀辊与底刀辊是平行安装的,所以面刀辊的安装斜角即为整个打孔辊组的安装斜角。


3 打孔辊组主要设计参数的分析计算


    为了使打孔线垂直于原纸前进方向,面刀辊的主要设计参数必须满足某一计算关系。柳天磊‘21曾尝试导出这一关系,仙其提出的多个计算公式都仅仅表达了面刀辊相关参数巾某几个参数之问的计算关系,并不能将主要的设计参数全部联系起米。并且存这些计算公式巾引入了许多不必要的参数,如复卷机埔板厚度、埔板问距、面刀辊一端巾心距离端板底面的高度、面刀辊螺旋线导程角等,使计算公式错综复杂,不便于设计参数的计算。因此,笔者针对面刀辊的主要设计参数进行推导计算,得出面刀辊主要设计参数之问的计算关系。


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