高速纸机卷取换卷失败成因分析及改善措施

装备与自动化
2020年第4期5高速纸机卷取换卷失败成因分析及改善措施
徐永祥
（广西金桂浆纸有限公司，广西 钦州 535000）
摘　要：文章介绍了高速纸机在运行中卷取换卷失败的五个主要原因及其对应的解决方案，通过这些改善方案，换卷成功率从95%提高到99%，为提高纸机生产效率打下了基础。

关键词：高速纸机；卷取换卷；换卷失败
中图分类号：TS758文献标志码：A 文章编号：2096-3092（2020）04-0005-02
1 卷取换卷原理
纸页通过造纸机干燥后，在卷纸机上卷成纸卷，当纸卷满足下一道工序即复卷需要卷取纸量时就需要换卷。

换纸卷时，现有白卡纸机普遍使用高压水切断断纸卷尾端的纸页，然后重新将纸页牵引至下一个卷纸辊上完成卷取换卷工作。

2 卷取换卷失败概述
某公司纸机从2013年开机，卷取换卷持续出现换卷失败问题。

按设计，换卷成功率应达99%，但实际换卷成功率不到95%，明显低于设计要求。

换卷失败影响时间效率，还产生损纸，影响产量，有时候堵纸过多还会挤坏设备，造成更大的损失，给车间的正常生产带来了极大的影响。

通过分析车间异常的统计情况，换卷失败主要由以下因素造成：（1）压纸辊故障；（2）水针系统异常；（3）三角头黏不上导致打底不良或甩纸；（4）一二次臂或抬辊臂、夹辊臂动作异常；（5）纸卷直径过大。

3 换卷失败成因分析和改善措施
3.1 压纸辊故障
纸机卷取换卷时，通过压纸辊辅助换卷作业。

压纸辊利用液压系统的比例阀、减压阀等控制，可以随着纸卷的大小而变化。

压纸辊是带有一定深度沟纹的沟纹辊，利于换卷作业时空气排出。

压纸辊故障原因包括如下方面：（1）若压纸辊的平行度、表面粗糙度、沟纹深度不够，会影响换卷作业；另外，压纸辊压力过低会造成压不住纸卷，导致换卷失败。

（2）压纸辊是带沟纹的辊子，其平行度通过钢丝绳调整，在高频率换卷作业中，辊子表面很容易磨损，钢丝绳容易断裂，造成排气不畅，纸幅打折断纸。

改善措施：（1）为了换卷时纸幅排气顺畅，缩短压纸辊更换周期，由一年改为半年；（2）在研磨压纸辊时，表面粗超度要达到3.2，防止打滑；（3）提高钢丝绳检查频率，由每天检查改成每班检查，每年更换一次备件；（4）随着车速提升，将压纸辊压力由设计的4.8MPa提升到5.15MPa；（5）每月停机测量压纸辊水平一次，将原设计压纸辊水平0+0+0+0调整为0+1+1+0自带中高，以利于排气。

压纸辊水平通过压纸辊钢丝绳张力调整：（1）将液压缸油路短接，避免憋压，用扭力扳手扭紧，扭力为112Nm；（2）松开螺母，单边松开距离为25mm。

3.2 水针系统异常
纸机卷取换卷是通过高压水刀切断纸卷尾端的纸页，然后重新将纸页牵引至下一个卷纸辊上完成卷取换卷工作。

换卷水针系统包括高压水站、水针轨道、高压软管、水针等设备。

造成水针系统异常的主要因素如下：（1）供水压力不足、高压管漏水造成水刀压力低，切不开纸页；（2）高压阀顶针磨损（见图1）、密封件磨损漏水，导致水压不足，无法切割纸页；（3）水针与纸幅的间隙过大也会导致水刀切不开纸页；（4）水针轨道卡死导致水针无法移动，造成
无法换卷等。

图1 高压阀顶针磨损对比
改善措施：（1）在换卷水站增加一台加压泵，操传两侧分开加压，保证供水压力稳定，确保水针压力由标准的170MPa提高到200MPa，并规定每两年更换高压泵，确保高压泵无异常。

（2）针对喷嘴堵塞导致换卷失败的问题，规定改抄重325g以上纸种时更换新水针，正常使用每两周更换新喷嘴，每两卷检查水针系统，发现异常及时处理；每次停机安排流洗水针系统、拆洗水针水槽、更换过滤器，确保水针系统清洁，无异物堵塞喷嘴。

（3）因高车速、高频率的换卷导致高压软管磨损过快，可将高压软管等级由200MPa更换成250MPa，更换周期从1年改成4个月，高压软管密封圈每月停机更换，避免正常运转时损坏。

高压阀压力等级也由180MPa改成250MPa，每9个月定期更换，高压阀用螺栓固定，减少泄压瞬间的冲击振动而造成的松动。

（4）每次停机测量矫正水针与纸幅间隙，确保在（12±5）mm 标准范围内。

每月停机时，手动移动检查水针轨道，发现有卡顿时立即更换处理；每3个月拆检清洁润滑水针轨道，卷取转动侧轨道下方为损纸槽翻板正常关闭，减少水汽上涌造成的轨道内部生锈；采购不锈钢材质的导轨和导轮，避免生锈造成卡顿。

3.3 三角头黏不上
卷取换卷时，高压水刀切断纸卷尾端的纸页形成一个
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三角纸头，三角头经过压缩空气吹到喷有胶液的铁芯辊上贴住，然后进行卷纸动作（见图
2）。

图2 三角头的黏合对换卷的影响
造成三角头黏不上的原因有如下方面：（1）当喷嘴散花时，铁芯辊上的胶液少，无法黏住三角头；（2）当胶液黏度过低时，黏住三角头的概率会降低；（3）当喷胶位置对不上三角头时，会很难黏上；（4）铁芯辊表面脏污或不平整，也会影响三角头的黏合；（5）另外，吹起压力不足，也会导致三角头无法吹上进行黏合。

改善措施：（1）为避免喷嘴散花，提高清洁喷嘴频率，由每月停机清洁改成每次断纸清洁，每次停机更换喷嘴，流洗喷胶系统，确保系统清洁；胶水桶搅拌由人工搅拌改为加装搅拌电机自动搅拌，防止胶水长期静置结块；更改添加口，密封桶槽，防止异物进入造成结块，堵塞喷嘴。

（2）采购高浓胶水，每桶40/1兑入胶液中，确保每天检查胶液黏度达到2～3Pa·s。

（3）每月停机试喷胶，确定水针切纸三角头的位置，喷胶喷嘴按实际三角头位置进行调整。

（4）增加铁芯辊清洗频率，规定每班清洗空铁芯，确保上机铁芯干净；打磨修补水针预切位置坑洼，其他损坏位置补胶打磨；铁芯辊中间位置贴特弗纶，并规定每两个月更换一轮，确保辊面平整。

（5）为解决吹气压力不足问题，增加一个压缩空气贮槽及一台增压泵，将气源压力由0.6MPa 提高到0.8MPa；为保证压缩空气压力足够，降低涂布段扩幅后尾缸吹气时间，166#缸由900s 降低为60s，177#缸由300s 降低为60s，减少了压缩空气的损失，确保换卷吹气正常。

3.4 一二次臂或抬辊臂、夹辊臂动作异常
一二次臂和抬辊臂、夹辊臂同时参与换卷作业，任何一个环节出现故障，均无法进行换卷工作。

主要引起故障的原因有液压缸漏油及联轴器异常。

因高频率的换卷作业，导致液压缸寿命变短，经常出现漏油问题。

为此，缩短液压缸更换周期，由36个月调整至30个月，动作频繁的液压缸密封件更换周期也由3年修订为2年。

另外，现场油温40℃（60℃以下为正常油温），油黏度变高，摩擦加剧，增加密封件磨损，故将油温由
40℃调整为45℃，温度变高，黏度可以适当降低，使润滑油流畅。

油品污染导致滤芯堵塞，以前是检测出油品品质异常才会过滤，现在使用滤油车在机滤油，并在油站呼吸器加装罩子防尘，防止油品污染，每月检测油品，每3个月过滤油品。

针对联轴器故障，将联轴器观察孔堵头拆开，方便巡检观察，及时发现异常；并将卷取联轴器列入系统定更周期表内，以4年为周期进行更换。

3.5 纸卷直径过大
因生产IVH345时，松厚度较高，车速开到1200m/min，换卷当二次臂接大母卷时，在卷纸缸位置回到-50mm 前、纸卷直径超过设计值2465mm 时，会自动打断，导致换卷失败。

在换卷位置卷纸缸-50mm 处，调整纸卷直径自动打断的设定值从2465mm 改为2500mm，同时把卷纸缸退出的最大限位从-500mm 改造成-510mm。

另外，在卷取前增加拦截网，防止甩纸掉落夹纸（见图3）；换卷时操传两侧及中间位置增加人工辅助吹气，
防止甩纸进入夹区。

图3 增加拦截网
4 结束语
在日常生产中，操作人员对现场出现的异常，要及时分析原因，并写入班级生产记录，然后每月统计分析生产记录。

通过对记录的统计分析，找到导致换卷失败的原因主要有五个，并提出了针对性的解决方案，希望能对工作人员的工作起到一定的帮助。

参考文献：
[1]刘栋.高速纸机卷取传动控制策略[J].中华纸业,2013,34(16):13-17.
[2]卓如飞.高速纸机卷取部的张力测量和控制[J].纸和造纸,2001(5):23-24.。