水針換卷裝置在高速紙機(jī)中的應(yīng)用與維護(hù)

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(hào)紙機(jī)是目前國(guó)內(nèi)造紙行業(yè)裝備技術(shù)最先進(jìn)的紙機(jī)之一，紙機(jī)抄寬10.2m，設(shè)計(jì)車速2000m/min，年產(chǎn)量為40 萬(wàn)噸新聞紙。主體設(shè)備由國(guó)外引進(jìn)，部分輔助設(shè)備由國(guó)內(nèi)配套。紙機(jī)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(jī)和自動(dòng)完成包裝運(yùn)輸設(shè)備。

1 水針換卷裝置改造的項(xiàng)目背影

造紙機(jī)紙卷達(dá)到一定的直徑大小之后需要進(jìn)行換卷，傳統(tǒng)的換卷方式主要有兩種：機(jī)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(shí)出現(xiàn)成紙質(zhì)量等生產(chǎn)不穩(wěn)定問(wèn)題，而且每次換卷產(chǎn)生大量碎紙片，產(chǎn)生轟鳴聲和揚(yáng)塵，同時(shí)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(wèn)題，2018年廣紙九號(hào)機(jī)對(duì)原有換卷方式進(jìn)行了升級(jí)改造，從國(guó)外引進(jìn)了目前世界上最先進(jìn)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(jī)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(shí)由于換卷時(shí)不再產(chǎn)生碎紙片，沒(méi)有轟鳴聲和揚(yáng)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(gè)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(dòng)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(duì)紙頁(yè)的可控切割，紙頁(yè)平整地卷繞在新卷紙軸上，瞬間完成換卷過(guò)程。

圖1 水針換卷裝置簡(jiǎn)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(dòng)的水針切割噴嘴。

水針切割噴嘴移動(dòng)采用伺服線性模塊驅(qū)動(dòng)，水針切割噴嘴的移動(dòng)和加速通過(guò)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(gè)，工作壓力可達(dá)到1700Bar，整個(gè)噴嘴裝置由伺服電機(jī)移動(dòng)。

在水針橫梁中間區(qū)域有一個(gè)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(dòng)側(cè)，有一個(gè)高壓水泵站，為紙幅切割提供高壓水源，氣動(dòng)高壓水泵可使水的壓力增加到目標(biāo)設(shè)定值。

從高壓泵站來(lái)的高壓水通過(guò)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(guò)水針換卷裝置進(jìn)行母卷?yè)Q卷時(shí)，卷取初級(jí)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(dòng)到紙幅中間位置，啟動(dòng)高壓水切割紙尾，同時(shí)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(dòng)的卷紙軸上，隨卷取缸轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)紙頁(yè)擴(kuò)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(dá)到了設(shè)計(jì)要求：

（1）)母卷底廢明顯減少，卷紙軸底部廢紙厚度由原來(lái)的12mm 降低到1.5mm，每個(gè)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(shí)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(jī)

圖3 膠水噴涂裝置

（4）換卷時(shí)沒(méi)有轟鳴聲和揚(yáng)塵，生產(chǎn)操作人員的工作

圖4 換卷噴膠過(guò)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(yè)情況，紙頁(yè)沒(méi)有切斷表明切割不好，這可能有以下幾個(gè)方面原因：切割水壓太低沒(méi)有達(dá)到設(shè)定值，水針噴嘴有堵塞水針沒(méi)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(yè)太遠(yuǎn)，正常距離大約為10mm。

4.2 水針噴嘴移動(dòng)

通過(guò)手動(dòng)移動(dòng)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(dòng)狀況。

4.3 水和壓縮空氣過(guò)濾器

檢查低壓端上蒸餾水過(guò)濾器和壓縮空氣過(guò)濾器堵塞。

5 水針換卷裝置日常維護(hù)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(méi)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(dòng)出現(xiàn)故障。

5.2 月檢

（1）檢查油杯里膠粘劑泵的活塞桿潤(rùn)滑油量。如有需要，加潤(rùn)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(yùn)行時(shí)間超過(guò)6個(gè)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(guò)濾器，更換損壞過(guò)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(guò)泵送50L 干凈水沖洗膠粘劑管線及噴嘴，膠閥被強(qiáng)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(jī)油。打開(kāi)線性模塊皮帶箱端面板檢查清潔，如有必要，用壓縮空氣對(duì)整個(gè)線性模塊皮帶清除積垢。

6 結(jié)語(yǔ)

改造后的卷取水針換卷裝置運(yùn)行非常穩(wěn)定，故障率小維護(hù)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(dòng)換卷過(guò)程消除人為不安全因素，提高了設(shè)備本質(zhì)安全，通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐證明，該裝置值得推廣使用。