Формующее устройство определяет конструкцию машины. Наиболее распространенной является односеточная конструкция с плоской сеткой.
Сеточные столы бывают выдвижные и консольные. В первом случае при смене сетки продольные балки с закрепленными на них устройствами выдвигаются в проход, освобождая место для растягивания новой сетки, после чего вдвигаются обратно в растянутую петлю сетки. Во втором случае продольные балки устанавливаются на поперечных балках закрепляемых на приводной стороне машины. При смене сетки убираются опоры на лицевой стороне и вся конструкция оказывается висящей на поперечных консольных балках. Растянутую перед машиной новую сетку надвигают на сеточный стол и вновь устанавливают опоры на лицевой стороне.
Операция по замене сетки выдвижного стола продолжается от 4 до 6 часов при одновременной работе 5¸6 человек. Продолжительность смены сетки консольного стола занимает от 50 до 90 минут [2].
Формующие сетки БДМ оказывают значительное влияние на процесс производства бумаги. Вторая половина XX века ознаменовалась внушительным прогрессом в развитии одежды БДМ. В середине 1950-х гг. рабочая скорость БДМ, вводимых в эксплуатацию, резко возросла. При этом стали более интенсивно выходить из строя формующие сетки, изготовленные из фосфористой бронзы. При повышении скорости машин на 42% затраты на сетки возросли на 70% [3].
Ранее существовали сетки из металлов: монель-металла, из нержавеющей стали, хромированные и других металлов.
В настоящее время зарекомендовали себя формующие синтетические сетки БДМ, которые представляют собой тканое полотно, состоящее из нитей основы (продольные походу сетки) и нитей утка (поперечные по ходу сетки), размещенных в соответствии с определенной структурой.
Сетки из синтетических материалов ткутся без шва подобно прессовым сукнам. Живое сечение таких сеток примерно в 2 раза меньше, чем бронзовых, тем не менее, бумажное полотно на них обезвоживается легче.
При натяжении синтетической сетки нити основы выпрямляются и удлиняются, плотнее прилегают к нитям утка и сильнее изгибают их. При увеличении изгиба нитей утка их перекрытия сближаются, а потому ткань сужается.
Вновь надетую синтетическую сетку следует после пуска ее в ход неоднократно подтягивать в течение первых часов работы и контролировать заданное натяжение ведомой ветви по измерителю натяжения. Отношение между наибольшим удельным натяжением и предварительным не должно превышать допустимого, большее значение натяжения может привести к образованию складок.
Синтетические сетки изготавливают из высокопрочного полиэфирного или полиамидного волокна, подвергнутого специальной химической обработке с покрытием синтетическими смолами для повышения устойчивости к истиранию.
Регистровые валики (рисунок 1.1) поддерживают сетку и способствуют обезвоживанию бумажной массы на сеточном столе. Вода стекает лишь на участке регистрового валика между точками А и В, когда сетка входит в соприкосновение с поверхностью регистрового валика в точке А. Благодаря смачиванию и силам сцепления воды с поверхностью регистрового валика, а так же кинетической энергии вращения валика и движения сетки происходит всасывание воды в кармане АВС. В некоторой точке В всасывающее действие валика прекращается, так как подвод воды из слоя массы на сетке оказывается недостаточным, чтобы заполнить карман водой.
Рисунок 1.1 – Схема потоков в зоне регистрового валика
Схема потоков в зоне регистрового валика в соответствии с рисунком 1.1, показывает, что вблизи места касания сетки имеется две зоны или два «водяных клина»: набегающий, расположенный со стороны набегания сетки, и сбегающий.
Набегающий водяной клин складывается из слоя воды h 2, профильтровавшейся сквозь сетку и слой осевших волокон на открытом участке сетки, и слоя h6, который переносится регистровым валиком вследствие прилипания к его поверхности. Вода набегающего клина при больших скоростях нагнетается сквозь сетку и слой осевших волокон в надсеточное пространство, в связи с чем уровень бумажной массы над валиком повышается до уровня h 0. При увеличении скорости высота гребней h 0 увеличивается.
Сбегающий водяной клин разделяется на два слоя: 1 слой – h 4, уносимый под сеткой, 2 слой – h 5, отходящий от сетки и сбрасываемый, за исключением слоя – h6, в подсеточную ванну [4].
В настоящее время в замен регистровых валиков применяются гидропланки и мокрые отсасывающие ящики (МОЯ). Конструкция гидропланок и МОЯ наиболее подробно описана в разделе 2.1.
При работе с гидропланками уменьшается маркировка сеточной поверхности бумажного полотна при одновременном улучшении распределения волокон по толщине и сокращении провала мелкого волокна. Эффект гидропланок с точки зрения ослабления маркировки наиболее полно проявляется при скорости свыше 450 м/мин [5].
При работе с гидропланками удлинение синтетической сетки между грудным валом и отсасывающими ящиками больше, чем при работе с регистровыми валиками, а потому упругое скольжение на формующем участке сетки вызывает на полотне повышающее разрывное усилие и растяжимость бумаги.
Горизонтальная поверхность служит для поддержания сетки в этой плоскости, а переднее ребро планки для отвода воды снизу сетки. На поддерживающем участке по всей его длине должно быть обеспечено безупречное прилегание сетки к поддерживающей плоскости для того, чтобы после нее мог возникнуть соответствующий вакуум. При неравномерном прилегании происходит разрыв вакуума и появление полос на бумаге. Наклонная под углом а поверхность образует с сеткой расходящийся зев, в котором создается при движении над ним сеточной ткани с волокнистым слоем вакуум, под действием которого происходит обезвоживание бумажной массы.
Сетки различают по номерам, соответствующим количеству нитей основы на 1 см ее ширины, и по характеру плетения. Наиболее употребительны сетки от № 10 до № 40 в метрическом исчислении. Чем выше номер, тем меньше размеры ячеек сетки, равномернее распределение волокон в бумажном полотне и меньше провал мелкого волокна сквозь сетку вместе с оборотной водой. В зависимости от числа нитей основы, переплетающих нити утка, плетение сетки бывает одинарным, двойным и тройным (рисунок 1.2, а, б, в).
В настоящее время все шире применяются сетки полусаржевого плетения (рисунок 1.2, г), в которых проволока основы проходит попеременно под двумя проволоками утка с нижней стороны сетки и под каждой третьей проволокой с верхней се стороны. Срок службы сеток полусаржевого плетения больше, чем соток с обычным плетением, вследствие увеличения площади проволок основы, соприкасающихся с крышками отсасывающих ящиков, на которых в основном изнашивается сетка.
Прочность и износоустойчивость сеток больших номеров меньше, чем сеток малых номеров, а стоимость их значительно возрастает.
Сеткоправильные устройства. В связи с возможной непараллельностью валов сеточной части, а также вследствие разной величины вакуума в отсасывающих ящиках по ширине машины, неравномерного удлинения сетки, разной концентрации массы по ширине машины, движущаяся сетка несколько смещается перпендикулярно ходу относительно оси машины то на лицевую, то на приводную стороны, что может привести к повреждению кромок сетки.
Для поддержания сетки в среднем положении – симметрично относительно оси машины – устанавливается механизм правки на нерабочей ветви сетки, в котором имеется сетковедущий валик, называемый обычно правительным. Подшипник валика на приводной стороне закреплен шарнирно, а с лицевой стороны может перемещаться влево или вправо от среднего положения примерно на 100—150 мм [6]. Это дает возможность установить правительный валик не параллельно остальным валам. В ручных механизмах правки валик перемещают маховичком посредством винтовой передачи. Механизм правки показан на рисунке 1.3 а.
Схема действия механизма правки показана на рисунке 1.3 б. Если сетка по ходу своего движения сместится от оси машины (например, влево) на величину а, то правительный валик, первоначально расположенный параллельно остальным валам сеточной части, следует сместить на угол g.
|
|
|
а – механизм правки; б – схема действия механизма правки; в – усилия, действующие на валик; 1 – сетковедущий валик; 2 и 3 – подшипники валика с лицевой и
| |
Рисунок 1.3 – Правка сетки
Рассмотрим силы, действующие при этом со стороны валика на сетку. Реакцию от натяжения сетки Q (рисунок 1.3 в) разложим на две составляющие – Q1 и Q2. Сила Q1 = Q × Cos g направлена перпендикулярно оси валика и воспринимается его подшипниками. Сила Q2 = Q × Sin g направлена вдоль оси валика и смещает сетку вправо по ходу.
Как правило, для правки сетки устанавливаются автоматический и ручной механизмы, которые иногда совмещаются в одном устройстве или устанавливаются на разных сторонах одного правительного вала.
Принцип действия автоматических механизмов правки тот же, что и ручных, правительный валик перемещается автоматически, в связи с чем значительно облегчается обслуживание машины и устраняется возможность повреждения сетки.
В сеточной части в качестве исполнительного механизма автоматического устройства правки чаще всего используются пневмобаллоны, иногда – мембранные устройства. Для эффективной работы угол охвата вала сеткой должен быть не менее 20°. Желательно, чтобы угол на входе и сходе сетки с вала был одинаковым. Датчик автоматической правки следует устанавливать по возможности ближе к устройству правки, чтобы система была более чувствительной. Работа правки тем эффективнее, чем больше натяжение сетки.
Различаются два основных типа автоматических сеткоправок – с контактным и бесконтактным импульсными устройствами. При контактном устройстве датчик, обычно в виде лопатки, все время соприкасается с кромкой сетки. При бесконтактном устройстве датчик соприкасается с сеткой тогда, когда она смещается от среднего положения. При этом кромки сетки при трении её о датчик практически не изнашивается.
На современных машинах применяются пневматические сеткоправки, показанные на рисунке 1.4.
1 – правительный вал; 2 – сетка; 3 – импульсное устройство; 4 – лопатка; 5 – управляющий вентиль; 6 и 7 – редукционные клапаны соответственно для постоянного и переменного давления воздуха; 8 – игольчатый клапан; 9 – мембрана; 10 и 11 – полости постоянного и переменного давления воздуха; 12 – исполнительный механизм
Рисунок 1.4 – Пневматическая сеткоправка
Сеткоправка состоит из импульсного и исполнительного механизмов. Импульсное устройство представляет собой лопатку, расположенную с лицевой стороны машины и воздействующую на управляющий вентиль, а исполнительный механизм – пневматическую мембрану двустороннего действия, перемещающую правильный валик, подвешенный с лицевой стороны на рычаге. К первой полости мембраны через редукционный клапан и вентиль подводится воздух с постоянным давлением, которое меньше максимального давления в основной магистрали. Ко второй полости воздух подводится через управляющий вентиль, связанный с лопаткой. В зависимости от перемещения лопатки изменяется степень открытия вентиля. При этом во второй полости устанавливается давление, меньшее или большее, чем в первой полости, и мембрана прогибается в ту или другую сторону, перемещая правительный валик.
Традиционная система автоматического управления (САУ) положение кромки сетки включает следующие основные элементы: сетку как объект управления положением кромки, датчик положения кромки, исполнительный механизм правительного вала, правительный вал.
САУ положением кромки сетки применяется в настоящее время на других современных БДМ, отличающееся от традиционного тем, что в нее введено дополнительное устройство в виде пневматического генератора импульсов с усилителем мощности и дросселем с обратным клапаном, позволяющее ввести в систему принудительные колебания давления воздуха с настраиваемой частотой и амплитудой [1]. Принудительные колебания сетки в поперечном направлении не только обеспечивают более равномерный износ элементов сеточного стола, но и значительно улучшают качество регулирования за счет увеличения чувствительности системы к отклонениям кромки, уменьшения периода переходных процессов при компенсации возмущений и значения величины перерегулирования.
Принципиальная схема СА-11М приведена на рисунке 1.5.
1 – сетка; 2 – правительный вал; 3 – датчик положения кромки; 4 – исполнительный механизм двустороннего действия; 5 – дроссель с обратным клапаном; 6 – усилительное реле; 7 – генератор импульсов; 8 – усилитель мощности
Рисунок 1.5 – Принципиальная схема САУ положением кромки сетки СА-11М (с контактным датчиком)
Измерение положения кромки сетки производится контактным датчиком типа «сопло – заслонка», выходной сигнал которого через усилитель мощности подается в одну из камер исполнительного механизма двустороннего действия правительного вала. В другую камеру поступает пневмосигнал, меняющийся по периодическому закону. Пневмосигнал формируется в генераторе импульсов, усиливается в усилителе мощности и через дроссель с обратным клапаном поступает в камеру. Частота колебаний настраивается в генераторе импульсов, а амплитуда – с помощью дросселя. Действие сигнала от генератора импульсов противоположно по фазе действию сигнала от датчика положения кромки. Таким образом, при прямом и обратном ходе правительного вала воздух попеременно подается в обе камеры.
Если объект обладает такими динамическими свойствами, которые позволяют обеспечить хорошее качество регулирования без ввода в систему принудительных колебаний, т. е. с помощью традиционной схемы, генератор импульсов может быть отключен пневматическим тумблером. Это большей частью относится к управлению положением кромки сукна.
Сетконатяжные устройства. Помимо образования бумажного полотна и фильтрации водных растворов сетка выполняет чисто механические функции – она приводит во вращение все валы и валики сеточного стола, преодолевает силы трения, возникающие между нею и неподвижными обезвоживающими элементами. То есть сетка выполняет роль приводного ремня и транспортерной ленты. Чтобы сетка могла выполнять роль приводного ремня, необходимо создать в ее ветвях предварительное натяжение. Это производится при помощи сетконатяжки, которая устанавливается на нижней нерабочей ветви.
Избыточное натяжение сетки приводит к бесполезной трате энергии, увеличивает прогиб сетконаправляющих валиков и удлиняет сетки за пределы, на которые рассчитаны сетконатяжки. Недостаточное натяжение приводит к провисанию синтетической сетки между грудным валом и формующей доской, вызывая избыточное обезвоживание и разрушение формующегося слоя в этом месте стола. Поэтому предварительное натяжение нужно установить, исходя из местных особенностей эксплуатации синтетических сеток.
Чрезмерно натянутая ветка сильнее удлиняется, при этом несколько уменьшается и её фильтрующая способность. Мощность, потребляемая сеточной частью, несколько увеличивается в связи с увеличением нагрузки на подшипники валов. Таким образом, степень натяжения сетки влияет на отлив и формование бумаги, а также на износ сетки.
а – винтовой; б – балансирный; 1 и 2 – натяжной валик и кронштейн; 3 – маховик; 4 – винт; 5 – гайка; 6 – сетка; 7 – стойка шарнирной опоры; 8 – груз для увеличения натяжки сетки; 9 – груз для вывешивания валиков; 10 – ограничитель колебания валика
Рисунок 1.6 – Механизм натяжки сетки
На современных машинах устанавливают, как минимум, два механизма натяжения сетки. Один (винтовой или грузовой) обеспечивает перемещение натяжного валика для компенсации отклонения длины сетки от ее номинального значения и для создания предварительного натяжения сетки после ее установки. Второй механизм – это автоматическое натяжное устройство, которое поддерживает постоянным натяжение сетки во время работы.
В винтовом механизме натяжения, показанном на рисунке 1.6а, сетковедущий валик перемещается маховиком при помощи винтовой передачи.
В грузовых (балансирных) механизмах (рисунок 1.6б) натяжной валик установлен на рычаге.
Натяжение сетки регулируется изменением величины груза или его расстояния до опоры рычага. Если рычаг удлинить вправо от опоры и на этом конце рычага установить грузы, можно вывесить вытяжной валик и создать давление на сетку меньше собственного веса валика. По сравнению с винтовым механизмом натяжения, грузовой (балансирный) обеспечивает более постоянное натяжение сетки, если при удлинении угол охвата ею валика меняется в сравнительно небольших пределах.
В комбинированном механизме натяжения согласно рисунку натяжной валик располагается на рычагах и перемещается от вращения маховика промежуточного вала и червячной передачи, червячное колесо которой соединено с винтом.
Подача воздуха
1 – натяжной валик; 2 – сетка; 3 – рычаг натяжного валика; 4 и 5 – маховик и червячная передача для ручного перемещения ручного валика; 6 – винт; 7 – указатель положения натяжного валика; 8 – мембрана; 9 – рычаг мембраны
Рисунок 1.7 – Пневматический механизм натяжки сетки
Для регулирования натяжения устанавливается пневматическое мембранное устройство.
Постоянное натяжение сетки во время работы контролирует магнитоупругий датчик, установленный на импульсном устройстве и приводящий в действие исполнительный механизм.
Чувствительным элементом импульсного устройства служит сетковедущий вал (силоизмерительный вал), закрепленный с одной стороны на поворотную ось, а с другой стороны опирается на магнитоупругий датчик.
Автоматической сетконатяжки (рисунок 1.8) используется у современных БДМ и включает в себя все основные элементы автоматической системы регулирования (АСР): датчики, преобразовательно-усилительную аппаратуру, исполнительные механизмы (наиболее подробно описывается в разделе 6.1).
Исполнительный механизм представляет собой сетковедущий вал, установленный на рычагах, которые с одной стороны закреплены с помощью шарнира к продольным балкам сеточного стола, а с другой – к устройству для их перемещения. Для поворота рычагов применяется винтовой механизм, состоящий из пневмодвигателя, двух червячных редукторов, соединенных между собой промежуточным валом, и пневмопровода. Поднимать и опускать сетконатяжной вал можно вручную, для чего с лицевой стороны предусматривается установка маховика.
Дата: 2019-12-22, просмотров: 316.
