In die produksieproses van papiermasjiene speel verskeie rolle 'n onontbeerlike rol, van die ontwatering van nat papierwebbe tot die vorming van droë papierwebbe. As een van die kerntegnologieë in die ontwerp van papiermasjienrolle, bepaal "kroon" - ten spyte van die oënskynlik geringe geometriese verskil wat dit behels - direk die eenvormigheid en stabiliteit van papierkwaliteit. Hierdie artikel sal die kroontegnologie van papiermasjienrolle omvattend analiseer vanuit die aspekte van definisie, werkbeginsel, klassifikasie, sleutelbeïnvloedende faktore in ontwerp en onderhoud, wat die belangrike waarde daarvan in papierproduksie onthul.

1. Definisie van Kroon: Beduidende Funksie in Klein Verskille

“Kroon” (in Engels uitgedruk as “Crown”) verwys spesifiek na 'n spesiale geometriese struktuur van papiermasjienrolle langs die aksiale rigting (in die lengte). Die deursnee van die middelste area van die rolliggaam is effens groter as dié van die eindareas, wat 'n kontoer vorm soortgelyk aan 'n “middellyfdrom”. Hierdie deursneeverskil word gewoonlik in mikrometer (μm) gemeet, en die kroonwaarde van sommige groot persrolle kan selfs 0.1-0.5 mm bereik.

Die kernaanwyser vir die meting van kroonontwerp is die "kroonwaarde", wat bereken word as die verskil tussen die maksimum deursnee van die rolliggaam (gewoonlik by die middelpunt van die aksiale rigting) en die deursnee van die rolpunte. In wese behels kroonontwerp die voorafinstelling van hierdie klein deursneeverskil om die "middelste deursakking"-vervorming van die rol wat veroorsaak word deur faktore soos krag- en temperatuurveranderinge tydens werklike werking, te verreken. Uiteindelik bereik dit die eenvormige verspreiding van kontakdruk oor die hele breedte van die roloppervlak en die papierweb (of ander kontakkomponente), wat 'n stewige fondament vir papiergehalte lê.

2. Kernfunksies van die Kroon: Kompensasie van Vervorming en Handhawing van Eenvormige Druk

Tydens die werking van papiermasjienrolle is vervorming onvermydelik as gevolg van meganiese belastings, temperatuurveranderinge en ander faktore. Sonder kroonontwerp sal hierdie vervorming lei tot ongelyke kontakdruk tussen die roloppervlak en die papierweb - "hoër druk aan beide kante en laer druk in die middel" - wat direk ernstige kwaliteitsprobleme soos ongelyke basisgewig en ongelyke ontwatering van die papier veroorsaak. Die kernwaarde van kroon lê daarin om aktief vir hierdie vervormings te kompenseer, wat spesifiek in die volgende aspekte weerspieël word:

2.1 Kompensasie vir Rolbuigvervorming

Wanneer kernrolle van papiermasjiene, soos persrolle en kalanderrolle, in werking is, moet hulle aansienlike druk op die papierweb uitoefen. Byvoorbeeld, die lineêre druk van persrolle kan 100-500 kN/m bereik. Vir rolle met 'n groot lengte-tot-deursnee-verhouding (bv. die lengte van persrolle in wye-wydte papiermasjiene kan 8-12 meter wees), vind elastiese vervorming van afwaartse buiging in die middel onder druk plaas, soortgelyk aan 'n "skouerpaalbuiging onder las". Hierdie vervorming veroorsaak oormatige kontakdruk tussen die rolpunte en die papierweb, terwyl die druk in die middel onvoldoende is. Gevolglik word die papierweb aan beide punte oorontwater (wat lei tot hoë droogheid en lae basisgewig) en onderontwater in die middel (wat lei tot lae droogheid en hoë basisgewig).

Die "trommelvormige" struktuur van die kroonontwerp verseker egter dat die hele oppervlak van die rol, nadat die rol gebuig het, in parallelle kontak met die papierweb bly, wat 'n eenvormige drukverspreiding verseker. Dit spreek die kwaliteitsrisiko's wat deur buigvervorming veroorsaak word, effektief aan.

2.2 Kompensasie vir Rol Termiese Vervorming

Sommige rolle, soos gidsrolle en kalanderrolle in die droogafdeling, ondergaan termiese uitsetting tydens werking as gevolg van kontak met hoëtemperatuur-papierwebbe en stoomverhitting. Aangesien die middelste deel van die rolliggaam meer volledig verhit word (die punte is aan laers gekoppel en versprei hitte vinniger), is die termiese uitsetting daarvan groter as dié van die punte, wat lei tot 'n "middelste uitstulping" van die rolliggaam. In hierdie geval sal die gebruik van konvensionele kroonontwerp die ongelyke kontakdruk vererger. Daarom moet 'n "negatiewe kroon" (waar die deursnee van die middelste deel effens kleiner is as dié van die punte, ook bekend as "omgekeerde kroon") ontwerp word om die bykomende uitstulping wat deur termiese uitsetting veroorsaak word, te verreken, wat eenvormige kontakdruk op die roloppervlak verseker.

2.3 Kompensasie vir ongelyke roloppervlakslytasie

Tydens langtermyn-werking ervaar sommige rolle (soos persrubberrolle) meer gereelde wrywing aan die kante van die papierweb (aangesien die kante van die papierweb geneig is om onsuiwerhede te dra), wat lei tot vinniger slytasie aan die punte as in die middel. Sonder kroonontwerp sal die roloppervlak 'n "bult in die middel en sak aan die punte" toon na slytasie, wat weer die drukverspreiding beïnvloed. Deur die kroon vooraf in te stel, kan die eenvormigheid van die roloppervlakkontoer in die vroeë stadium van slytasie gehandhaaf word, wat die lewensduur van die rol verleng en produksieskommelings wat deur slytasie veroorsaak word, verminder.

3. Klassifikasie van Kroon: Tegniese Keuses Aangepas vir Verskillende Werksomstandighede

Gebaseer op die tipe papiermasjien (lae spoed/hoë spoed, smal wydte/wye wydte), rolfunksie (pers/kalandering/geleiding), en prosesvereistes, kan krone in verskillende tipes verdeel word. Verskillende tipes krone verskil in ontwerpkenmerke, aanpassingsmetodes en toepassingscenario's, soos uiteengesit in die volgende tabel:

4. Belangrike Beïnvloedende Faktore in Kroonontwerp: Presiese Berekening om aan te pas by Produksievereistes

Die kroonwaarde word nie arbitrêr vasgestel nie; dit moet omvattend bereken word op grond van rolparameters en prosestoestande om die effektiewe werking daarvan te verseker. Die belangrikste faktore wat kroonontwerp beïnvloed, sluit hoofsaaklik die volgende aspekte in:

4.1 Rolafmetings en materiaal

1. Rolliggaamlengte (L)Hoe langer die rolliggaam, hoe groter die buigvervorming onder dieselfde druk, en dus hoe groter die vereiste kroonwaarde. Lang rolle in papiermasjiene met 'n wye breedte benodig byvoorbeeld 'n groter kroonwaarde as kort rolle in papiermasjiene met 'n smal breedte om vir vervorming te kompenseer.
2. Rolliggaamdiameter (D)Hoe kleiner die rol se deursnee, hoe laer die rigiditeit, en hoe meer geneig is die rol tot vervorming onder druk. Daarom word 'n groter kroonwaarde vereis. Omgekeerd het rolle met 'n groter deursnee hoër rigiditeit, en die kroonwaarde kan toepaslik verminder word.
3. Materiële rigiditeitVerskillende materiale van rolliggame het verskillende rigiditeite; staalrolle het byvoorbeeld baie hoër rigiditeit as gietysterrolle. Materiale met laer rigiditeit toon meer beduidende vervorming onder druk, wat 'n groter kroonwaarde vereis.

4.2 Bedryfsdruk (Lineêre Druk)

Die bedryfsdruk (lineêre druk) van rolle soos persrolle en kalanderrolle is 'n belangrike faktor wat die kroonontwerp beïnvloed. Hoe groter die lineêre druk, hoe meer betekenisvol is die buigvervorming van die rolliggaam, en die kroonwaarde moet dienooreenkomstig verhoog word om die vervorming te verreken. Hul verhouding kan rofweg uitgedruk word deur die vereenvoudigde formule: Kroonwaarde H ≈ (P×L³)/(48×E×I), waar P die lineêre druk is, L die rollengte is, E die elastiese modulus van die materiaal is, en I die traagheidsmoment van die roldeursnee is. Byvoorbeeld, die lineêre druk van persrolle vir verpakkingspapier is gewoonlik groter as 300 kN/m, dus moet die ooreenstemmende kroonwaarde groter wees as dié van persrolle vir kultuurpapier met laer lineêre druk.

4.3 Masjienspoed en papiertipe

1. MasjienspoedWanneer hoëspoed-papiermasjiene (spoed > 1200 m/min) in werking is, is die papierweb baie meer sensitief vir drukuniformiteit as dié in laespoed-papiermasjiene. Selfs geringe drukskommelings kan papierkwaliteitsdefekte veroorsaak. Daarom gebruik hoëspoed-papiermasjiene gewoonlik "beheerbare kroon" om intydse kompensasie vir dinamiese vervorming te bewerkstellig en stabiele druk te verseker.
2. PapiersoortVerskillende papiertipes het verskillende vereistes vir drukuniformiteit. Weefselpapier (bv. toiletpapier met 'n basisgewig van 10-20 g/m²) het 'n lae basisgewig en is uiters sensitief vir drukskommelings, wat 'n hoë-presisie kroonontwerp vereis. In teenstelling hiermee het dik papier (bv. karton met 'n basisgewig van 150-400 g/m²) 'n sterker vermoë om drukskommelings te weerstaan, sodat die vereistes vir kroonpresisie gepas verlaag kan word.

5. Algemene kroonprobleme en onderhoud: Tydige inspeksie om stabiele produksie te verseker

Onredelike kroonontwerp of onbehoorlike onderhoud sal die papiergehalte direk beïnvloed en 'n reeks produksieprobleme veroorsaak. Die algemene kroonprobleme en ooreenstemmende teenmaatreëls is soos volg:

5.1 Oormatige Groot Kroonwaarde

'n Oormatige groot kroonwaarde lei tot oormatige druk in die middel van die roloppervlak, wat lei tot lae basisgewig en hoë droogheid van die papier in die middel. In ernstige gevalle kan dit selfs "verplettering" (veselbreuk) veroorsaak, wat die sterkte en voorkoms van die papier beïnvloed.

TeenmaatreëlsVir vaste kroonrolle wat in laespoed-papiermasjiene gebruik word, is dit nodig om die rolle met 'n gepaste kroonwaarde te vervang. Vir beheerbare kroonrolle in hoëspoed-papiermasjiene kan die hidrouliese of pneumatiese druk verminder word deur die beheerbare kroonstelsel om die kroonwaarde te verlaag totdat die drukverspreiding eenvormig is.

5.2 Buitensporig Klein Kroonwaarde

'n Oormatige klein kroonwaarde lei tot onvoldoende druk in die middel van die roloppervlak, wat lei tot onvoldoende ontwatering van die papier in die middel, lae droogheid, hoë basisgewig en kwaliteitsdefekte soos "nat kolle". Terselfdertyd kan dit ook die doeltreffendheid van die daaropvolgende droogproses beïnvloed.

TeenmaatreëlsVir vaste kroonrolle moet die rolliggaam herverwerk word om die kroonwaarde te verhoog. Vir beheerbare kroonrolle kan die hidrouliese of pneumatiese druk verhoog word om die kroonwaarde te verhoog, wat verseker dat die druk in die middel aan die prosesvereistes voldoen.

5.3 Ongelyke slytasie van kroonkontoer

Na langdurige gebruik sal die roloppervlak slytasie ervaar. As die slytasie ongelyk is, sal die kroonkontoer vervorm word, en "ongelyke kolle" sal op die roloppervlak verskyn. Dit veroorsaak verder defekte soos "strepe" en "duike" op die papier, wat die voorkomskwaliteit van die papier ernstig beïnvloed.

TeenmaatreëlsInspekteer die roloppervlak gereeld. Wanneer die slytasie 'n sekere vlak bereik, slyp en herstel die roloppervlak betyds (bv. slyp die kroonkontoer van die persrubberrolle) om die normale vorm en grootte van die kroon te herstel en te verhoed dat oormatige slytasie die produksie beïnvloed.

6. Gevolgtrekking

As 'n oënskynlik subtiele maar deurslaggewende tegnologie, is die kroon van papiermasjienrolle die kern om eenvormige papiergehalte te verseker. Van vaste kroon in laespoed-papiermasjiene tot beheerbare kroon in hoëspoed-, wyewydte-papiermasjiene, het die voortdurende ontwikkeling van kroontegnologie nog altyd gefokus op die kerndoelwit om "vervorming te kompenseer en eenvormige druk te bereik", aan te pas by die behoeftes van verskillende papiervervaardigingswerksomstandighede. Redelike kroonontwerp los nie net kwaliteitsprobleme soos ongelyke papierbasisgewig en swak ontwatering op nie, maar verbeter ook die bedryfsdoeltreffendheid van papiermasjiene (verminder die aantal papierbreuke) en verminder energieverbruik (vermy oordroging). Dit is 'n onontbeerlike sleutel tegniese ondersteuning in die ontwikkeling van die papierbedryf na "hoë gehalte, hoë doeltreffendheid en lae energieverbruik". In toekomstige papierproduksie, met die voortdurende verbetering van toerustingpresisie en die voortdurende optimalisering van prosesse, sal kroontegnologie meer verfyn en intelligent word, wat meer bydra tot die hoëgehalte-ontwikkeling van die papierbedryf.