水針換卷裝置在高速紙機中的應(yīng)用與維護

羅源東

（廣州造紙股份有限公司，廣東 廣州 511462）

廣州造紙股份有限公司9 號紙機是目前國內(nèi)造紙行業(yè)裝備技術(shù)最先進的紙機之一，紙機抄寬10.2m，設(shè)計車速2000m/min，年產(chǎn)量為40 萬噸新聞紙。主體設(shè)備由國外引進，部分輔助設(shè)備由國內(nèi)配套。紙機裝備有帶稀釋水的水力式流漿箱及夾網(wǎng)成型器、雙靴壓直通式壓榨、單排缸帶密閉氣罩和熱回收的干燥部、兩道軟壓光的壓光部、卷大直徑紙的卷取機和自動完成包裝運輸設(shè)備。

1 水針換卷裝置改造的項目背影

造紙機紙卷達到一定的直徑大小之后需要進行換卷，傳統(tǒng)的換卷方式主要有兩種：機械切刀斷紙換卷方式和壓縮空氣吹氣斷紙換卷方式，然而這些換卷方式生產(chǎn)效率較低，母卷底層留下廢紙較多，有時出現(xiàn)成紙質(zhì)量等生產(chǎn)不穩(wěn)定問題，而且每次換卷產(chǎn)生大量碎紙片，產(chǎn)生轟鳴聲和揚塵，同時給生產(chǎn)操作人員清理碎紙片造成一定的安全隱患。

為解決這些問題，2018年廣紙九號機對原有換卷方式進行了升級改造，從國外引進了目前世界上最先進的水針換卷裝置。該裝置的投入使用不僅使換卷效率得到了大幅度提高，而且紙機的整體生產(chǎn)效率由于換卷效率的提高也得到顯著提升。母卷面層紙竄位，復(fù)卷紙起折、筋道、端面不齊等質(zhì)量詬病也被一并解決了。同時由于換卷時不再產(chǎn)生碎紙片，沒有轟鳴聲和揚塵，消除了清理碎紙片造成的安全隱患。

2 水針換卷裝置的應(yīng)用

2.1 水針換卷裝置的結(jié)構(gòu)組成

水針換卷裝置安裝于卷取缸和弧形輥之間，該裝置是一個集成的整體，主要包括高壓水泵站、膠水噴涂裝置、水針切割橫梁、水針移動系統(tǒng)、水針噴水系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)等（圖1）。

借助高壓水針對紙頁的可控切割，紙頁平整地卷繞在新卷紙軸上，瞬間完成換卷過程。

圖1 水針換卷裝置簡圖

水針橫梁緊挨著卷取缸上方的紙幅位置，水針梁上包含兩條沿紙幅橫向移動的水針切割噴嘴。

水針切割噴嘴移動采用伺服線性模塊驅(qū)動，水針切割噴嘴的移動和加速通過操作顯示屏控制面板設(shè)置，通常情況下，水針切割噴嘴均回到紙幅外的水針梁邊（圖2）。

水針切割噴嘴在水針梁的兩側(cè)各安裝一個，工作壓力可達到1700Bar，整個噴嘴裝置由伺服電機移動。

在水針橫梁中間區(qū)域有一個膠水噴涂裝置，保證切割后紙尾能夠繞到空卷紙軸上（圖3）。

在卷取傳動側(cè)，有一個高壓水泵站，為紙幅切割提供高壓水源，氣動高壓水泵可使水的壓力增加到目標設(shè)定值。

從高壓泵站來的高壓水通過高壓水管裝到水針切割橫梁，高壓水管由高壓水軟管和管件組成。

2.2 水針換卷裝置的工作原理（圖4 ～6）

當(dāng)通過水針換卷裝置進行母卷換卷時，卷取初級臂裝置處在水針換卷設(shè)定的角度位置。

兩側(cè)的水針頭被移動到紙幅中間位置，啟動高壓水切割紙尾，同時約2 ～10g 的膠水噴涂到空紙軸上，應(yīng)用程序由水針換卷控制系統(tǒng)控制，紙尾被繞到空的、轉(zhuǎn)動的卷紙軸上，隨卷取缸轉(zhuǎn)動而上卷，完成母卷的換卷工作。

紙尾繞到卷紙軸后，水針頭移回紙幅外初始位置，同時紙頁擴展到全幅上卷紙軸卷取。

3 水針換卷裝置的使用效果

水針換卷裝置的投入使用，改善效果非常明顯，達到了設(shè)計要求：

（1）)母卷底廢明顯減少，卷紙軸底部廢紙厚度由原來的12mm 降低到1.5mm，每個母卷多創(chuàng)造出了 800m 的產(chǎn)量。

（2）母卷面層紙竄位復(fù)卷起折、筋道、端面不齊等質(zhì)量詬病也被一并解決了。

（3）換卷時不再產(chǎn)生碎紙片，消除了生產(chǎn)操作人員清理紙片的安全隱患。

圖2 切割噴嘴和伺服電機

圖3 膠水噴涂裝置

（4）換卷時沒有轟鳴聲和揚塵，生產(chǎn)操作人員的工作

圖4 換卷噴膠過程

圖5 換卷初始切割

圖6 換卷完成

環(huán)境得到大幅改善。

4 水針換卷裝置換卷失敗的故障原因分析

4.1 切割狀況

檢查切割紙頁情況，紙頁沒有切斷表明切割不好，這可能有以下幾個方面原因：切割水壓太低沒有達到設(shè)定值，水針噴嘴有堵塞水針沒有形成，高壓水管破損漏水導(dǎo)致壓力上不去，水針噴嘴離紙頁太遠，正常距離大約為10mm。

4.2 水針噴嘴移動

通過手動移動水針噴嘴從初始位置到中間再返回，檢查線性模塊皮帶移動狀況。

4.3 水和壓縮空氣過濾器

檢查低壓端上蒸餾水過濾器和壓縮空氣過濾器堵塞。

5 水針換卷裝置日常維護保養(yǎng)

5.1日檢

從母卷上直接觀看水針換卷切割效果，切割不好或沒有切割都表明設(shè)備出現(xiàn)故障，例如，水針切割噴嘴堵塞、軟管泄漏、水針頭移動出現(xiàn)故障。

5.2 月檢

（1）檢查油杯里膠粘劑泵的活塞桿潤滑油量。如有需要，加潤滑油。

（2）檢查膠粘劑量，如有需要，換上一桶新的膠粘劑。如需要，更換水針噴嘴。

5.3 半年檢

（1）如果平均運行時間超過6個月，更換高壓水軟管，如果需要，更換電纜鏈。

（2）檢查并清洗膠粘劑過濾器，更換損壞過濾器。

5.4 年檢

（1）更換高壓水泵密封組件。

（2）用水沖洗膠粘劑管線設(shè)備，通過泵送50L 干凈水沖洗膠粘劑管線及噴嘴，膠閥被強制控制清洗。

（3）在支撐水針噴嘴和止回閥的線性模塊皮帶箱縫隙加入5 ～10 滴機油。打開線性模塊皮帶箱端面板檢查清潔，如有必要，用壓縮空氣對整個線性模塊皮帶清除積垢。

6 結(jié)語

改造后的卷取水針換卷裝置運行非常穩(wěn)定，故障率小維護工作量也很少，該裝置可應(yīng)用于文化紙、包裝紙、板紙、生活用紙的生產(chǎn)。全自動換卷過程消除人為不安全因素，提高了設(shè)備本質(zhì)安全，通過生產(chǎn)實踐證明，該裝置值得推廣使用。