特種造紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求及傳動(dòng)形式

吳一力

（浙江華章科技有限公司杭州分公司）

摘 要：本文介紹了特種造紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求及傳動(dòng)形式，對(duì)廣大讀者具有借鑒的意義。

關(guān)鍵詞：造紙機(jī)；傳動(dòng)；軸承

在造紙機(jī)設(shè)計(jì)中，主要是以紙的品種類、產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品的規(guī)格為主要依據(jù)，進(jìn)行確定造紙機(jī)各分部結(jié)構(gòu)形式。特種造紙機(jī)主要是針對(duì)所生產(chǎn)的紙的品種而言的。紙的品種按用途分類，可以分為民用紙和特種紙，所謂特種紙就是指具有某系特殊性能、適合特別應(yīng)用的那一類紙。生產(chǎn)特種紙的造紙機(jī)我們稱之為特種造紙機(jī)。由于紙的品種不同，生產(chǎn)工藝的特殊要求，所以特種造紙機(jī)相對(duì)于普通民用造紙機(jī)在配置上有很大的不同。特種紙機(jī)要根據(jù)特種紙的性質(zhì)和特點(diǎn)，配置造紙機(jī)本體部分以及其附屬和輔助系統(tǒng)，因此傳動(dòng)系統(tǒng)的配置也有其自身的特點(diǎn)。

1.特種造紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求

造紙機(jī)的各分部，有不同的功能，必須按一定的關(guān)系協(xié)調(diào)地運(yùn)行。為適應(yīng)具體生產(chǎn)條件和抄造工藝的變化，對(duì)造紙機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)有如下的要求：

（1）工作速度的調(diào)節(jié)

特種造紙機(jī)為了適應(yīng)不同原料和產(chǎn)品，傳動(dòng)速度應(yīng)保證在較大的范圍內(nèi)均勻調(diào)節(jié)。其主要原因：生產(chǎn)的紙種和定量的不同；具體生產(chǎn)條件（如打漿度、漿料配比等）的變化會(huì)影響漿料在網(wǎng)上的脫水速度及烘缸單位面積的干燥率。而且即使生產(chǎn)同一種紙，也常常需有 10% ～ 15%的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)車速。特種造紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)較文化造紙機(jī)，工作車速調(diào)節(jié)范圍要求更大。特種紙機(jī)的傳動(dòng)速比范圍 1：5～1：8。

傳動(dòng)速度比：最大工作車速與最低工作車速之比

式中Vmax ——最大工作車速；Vmin——最低工作車速。

（2）保證總車速的穩(wěn)定

造紙機(jī)往往由于電源的電壓、頻率以及紙機(jī)負(fù)荷等因素的變化，造成速度的變動(dòng)。為了穩(wěn)定紙幅定量，減少紙幅斷頭，要求紙機(jī)穩(wěn)

定的車速。

（3）各分部間速比可調(diào)整

紙幅處于網(wǎng)部和壓榨部時(shí)，縱向伸長(zhǎng)橫向收縮；而在干燥部時(shí)，兩向都收縮。因此紙機(jī)各分部的線速度都有差異。

造紙機(jī)上所生產(chǎn)的紙種、其漿料配比、定量、車速、生產(chǎn)工藝等，都與分部之間的紙幅無(wú)承托段的紙幅張力有關(guān)。因此，造紙機(jī)各相鄰分部間應(yīng)有適當(dāng)?shù)乃俨顏?lái)形成適當(dāng)?shù)募埛鶑埩ΑＨ绻鞣植克俣日{(diào)節(jié)不當(dāng)，使紙幅不能達(dá)到合適的張力，將導(dǎo)致紙幅拉的過(guò)松或過(guò)緊，這勢(shì)必造成紙幅打摺或斷頭。所以，紙機(jī)各分部的速度必須是可以調(diào)節(jié)的。

由于輥筒直徑的誤差，壓榨輥和壓光輥在使用中不斷被磨損，在此情況下，要保持紙幅通過(guò)各相鄰分部間的相當(dāng)張力，紙機(jī)各個(gè)分部即各個(gè)主動(dòng)輥筒的速度是不盡相同的。在相鄰分部的車速之間要有一個(gè)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)范圍，以保證分部車速可平穩(wěn)地調(diào)整。

（4）保持各分部間既定速差的穩(wěn)定

當(dāng)分部車速因傳動(dòng)負(fù)荷變化或其他因素發(fā)生變化時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能迅速、靈敏及時(shí)予以糾正這些變化，保持分部間的速差波動(dòng)不超出規(guī)定的范圍，保持各分部間既定速差的穩(wěn)定。

（5）適當(dāng)?shù)嘏佬熊囁?/p>

為便于造紙機(jī)不在爬行車速引紙，清洗或其他特定要求的作業(yè)，各分部應(yīng)有 15～25m/min 的爬行車速。

2.特種造紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)分析

對(duì)造紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造和設(shè)計(jì)時(shí)，需要全面了解現(xiàn)有傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，考察現(xiàn)有傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷，系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的因素、影響程度。同時(shí)掌握生產(chǎn)中的特點(diǎn)，分析產(chǎn)生問(wèn)題的因素。根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)線日常維護(hù)情況，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的影響因素主要來(lái)自以下 4 類：機(jī)械系統(tǒng)的影響，潤(rùn)滑系統(tǒng)的影響，電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的影響，工藝方面的影響。

造紙機(jī)機(jī)械系統(tǒng)影響分析

機(jī)械方面引起的傳動(dòng)系統(tǒng)故障主要有減速箱齒面的磨損，聯(lián)軸器斷、機(jī)械設(shè)備卡死等。下面分別進(jìn)行分析：

（1）減速機(jī)的問(wèn)題 造紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)采用硬齒面齒輪減速箱，其為標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，但在減速裝置的選型時(shí)，要考慮三個(gè)基本問(wèn)題：

①減速機(jī)的熱操作額定功率，即指在特定的大氣環(huán)境中，齒輪潤(rùn)滑油達(dá)到恒定操作溫度時(shí)的持續(xù)功率，其至少必須等于在最大齒輪嚙合速度下的電機(jī)額定功率，并整個(gè)操作速度范圍內(nèi)。如電機(jī)的操作因子為 1.15，則減速裝置也要有 1.15%的熱額定功率。

②減速機(jī)的機(jī)械操作額定功率，即指不危及齒輪的齒牙或產(chǎn)生過(guò)度磨損的最大持續(xù)功率，其應(yīng)該規(guī)定電機(jī)的基本速度（即最大轉(zhuǎn)矩），以及至少應(yīng)為電機(jī)銘牌功率的 1.25 倍（對(duì) 1.0 操作因子的電機(jī)），或?yàn)殡姍C(jī)銘牌功率的 1.44 倍（對(duì) 1.15 操作因子的電機(jī)），即 1.15×1.25=1.44。

③選擇減速比時(shí)，應(yīng)使設(shè)備最大運(yùn)行速度在電機(jī)額定速度的 105%與 113%之間。

在實(shí)際使用中，標(biāo)準(zhǔn)減速機(jī)，國(guó)外產(chǎn)品的質(zhì)量明顯好于國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，兩者最主要的區(qū)別就是進(jìn)口減速機(jī)使用壽命明顯高于國(guó)產(chǎn)減速箱。國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)減速機(jī)，雖然沒(méi)有與國(guó)外廠家產(chǎn)品性能優(yōu)良，但在使用中，只要維護(hù)良好還是能滿足正常生產(chǎn)，考慮的價(jià)格因素，由于國(guó)外廠家的減速機(jī)往往是國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的 2～3 倍，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品更具性價(jià)比。因此在投資有限的情況下，標(biāo)準(zhǔn)減速機(jī)方面可以考慮選用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品。

（2）聯(lián)軸器的問(wèn)題 現(xiàn)在普遍存在聯(lián)軸器選用不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，造成聯(lián)接件與被聯(lián)接件磨損、設(shè)備損壞甚至危及人身安全。而且正確選用聯(lián)軸器關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)的工作性能、可靠性、使用壽命、振動(dòng)、傳動(dòng)功率、傳動(dòng)精度等一系列問(wèn)題。

聯(lián)軸器可分為三類，一類是剛性聯(lián)軸器，一類是撓性聯(lián)軸器，另一類是安全聯(lián)軸器。

剛性聯(lián)軸器起聯(lián)接作用，只傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，不具備其他功能，如凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器等。其對(duì)兩軸同軸度要求很高，適用于兩軸能嚴(yán)格對(duì)中并在工作中不發(fā)生相對(duì)位移、載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的場(chǎng)合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，裝拆方便，成本低，但無(wú)補(bǔ)償性能，不能緩沖減振。

撓性聯(lián)軸器分無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器和彈性元件撓性聯(lián)軸器。彈性元件撓性聯(lián)軸器又分為金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器和非金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器。

無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器不僅能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，而且具有不同程度的軸向、徑向、角向補(bǔ)償功能。如齒式聯(lián)軸器、萬(wàn)向聯(lián)軸器等。但其需要良好的潤(rùn)滑及密封條件下工作；不能緩沖減振，不適用于沖擊、振動(dòng)的軸系傳動(dòng)。

彈性元件撓性聯(lián)軸器不僅能傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)，還具有不同程度的減振、緩沖作用，和不同程度補(bǔ)償兩軸線軸向、徑向、角向相對(duì)位移的能力，改善傳動(dòng)系統(tǒng)工作性能。如膜片聯(lián)軸器、彈性套柱銷聯(lián)軸器等。彈性元件強(qiáng)度較高，比傳遞同等轉(zhuǎn)矩的其他聯(lián)軸器體積小，結(jié)構(gòu)緊湊；使用壽命長(zhǎng)；性能穩(wěn)定；制造較復(fù)雜，成本較高。

根據(jù)上面所述聯(lián)軸器的各自特點(diǎn)，根據(jù)造紙機(jī)傳動(dòng)的特點(diǎn)，應(yīng)選擇撓性聯(lián)軸器。在撓性聯(lián)軸器中，齒式聯(lián)軸器在造紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用很普遍，但是其維護(hù)量大，需要定期加潤(rùn)滑脂。而且其維護(hù)成本高，齒式聯(lián)軸器中輪齒出現(xiàn)磨損時(shí)，聯(lián)軸器需要全部更換?，F(xiàn)在齒式聯(lián)軸器已經(jīng)被膜片式的聯(lián)軸器所代替。膜片式聯(lián)軸器雖然造價(jià)高，但其免維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)，性能穩(wěn)定，這正是造紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)所需要的，而且維修更換時(shí)也更為方便。因此現(xiàn)在聯(lián)軸器采用膜片式聯(lián)軸器。

但在選擇聯(lián)軸器時(shí)需要注意的是，不要為了保證所傳遞的轉(zhuǎn)矩，選擇大于所需型號(hào)幾個(gè)級(jí)別聯(lián)軸器，一是造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，二是會(huì)降低電機(jī)的軸承壽命，使電機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定。

在減速機(jī)與造紙機(jī)傳動(dòng)點(diǎn)之間有很長(zhǎng)的連接軸，這是為了使減速機(jī)與電機(jī)遠(yuǎn)離環(huán)節(jié)惡劣的造紙機(jī)，延長(zhǎng)使用壽命。但由于這根傳動(dòng)軸安裝不容易達(dá)到所要求的安裝精度，為了減小維修工作量，現(xiàn)在實(shí)際中主要使用萬(wàn)向聯(lián)軸器，這樣可以降低安裝精度。雖然造價(jià)提高，但在實(shí)際中使用壽命明顯延長(zhǎng)。