刮刀涂布头操作培训手册

刮刀涂布头操作培训手册

基本概念：

涂布的主要目的是为了改善纸和纸板的表面性能，使整个纸面更加光滑均匀。这是许多纸和纸板为什么要求被涂布的原因。涂料是颜料和粘合剂的混合物，在纸和纸板表面涂上薄薄一层涂料，首先将过剩涂料涂到纸和纸板表面上，然后多余涂料用计量棒刮掉。当纸和纸板表面修饰得尽可能光滑时，那么这时开始使用刮刀替代计量棒。

注：图为未涂布纸的比例1：100 图为涂布纸比例1：500

组合刮刀涂布头有以下几部分组成：

组合刮刀涂布头有四部分组成：

●背辊

●供料辊

●涂料盘

●刮刀梁

注：

①——背辊

②——供料辊

③——涂料盘

④——刮刀梁

背辊：

背辊引导纸和纸板通过组合刮刀涂布头，背

辊直径取决于工作宽度和最大工作车速。

●约三分之一的背辊周长被纸和纸板包绕着。

●与纸页同速。

●与供料辊组成计量压区。

●支撑计量元件。

●辊面包胶。

注：如上图

供料辊：

供料辊直径是由工作宽度和最大工作车速决定的。

●它将涂料盘包绕着。

●将涂料从供料盘运送到供料辊与背辊之间计量压区去。

●它的转速一般是纸速的百分之十五到百分之三十五之间，它的速度取决于涂料的粘度和固含量以及涂

布机车速，操作者可以在纸速的百分之八到百分之四十八之间范围内来调节供料辊转速。

●辊面包胶。

●能与背辊合拢或者分开。

注：如上图

涂料盘：

涂料盘是涂布介质供料的最后一站，这种介质就是涂料。

涂料盘由不锈钢制成的。因为它用在湿的部位前与涂料接触。供料泵将新鲜涂料送到供料盘中，一般推荐使用可调式供料泵。供料盘可以上下调节，因此涂料进料口和回料口都配有挠性管。涂料通过管子进入涂料盘槽内并均匀分布到整个槽内。涂料穿过带孔金属板，均匀分布在涂料盘内并与供料辊均匀接触。这块金属孔板保证将涂料均匀分布到整个工作宽度。这样，涂料盘内部就均匀充满了涂料。

●它部分包裹供料辊。

●涂料盘可以与供料辊合拢和脱开。

●它能被移动到清洗位置便于清洗。

●它完全由特殊钢制成。

●涂料盘是双层夹套结构，两部都经磨光的。

●用水冷却涂料盘，尽量少让涂料沉积在涂料盘中。

注：如上图

刮刀梁：

刮刀梁主要用来夹持计量元件，它能移动到面对背辊（即称之为操作就位），在操作位置时，计量元件保持与背辊或纸面接触，在中断涂布时，刮刀梁从背辊上退出。这称着复位。

注：下左图刮刀梁在操作就位时的情况

注：下右图示刮刀梁复位时的情形

●支持刮刀背刀背压调节，在刮刀涂布时，涂布横幅设定和改变通过刮刀背压调节来实现。

●包括刀架，如果刮刀用作计量元件时，它能在夹点处改变，这样会对挠性刮刀产生荷载。

●刮刀梁能够旋转到测量位

置上，通过这样测量元件

的工作角度就设定好了。

注：

①——背辊

②——横幅调节螺杆

③——刮刀梁

④——夹条

⑤——刮刀

⑥——刮刀背压调节

组合刮刀涂布头供料站

组合涂布头供料站包括：

●摆动杆

●涂料盘

●供料辊

涂料盘后边的回流板将多余的涂料连续地回流到涂料盘的外槽内。这部分涂料也是由供料泵打到涂料盘中涂料的一部分。涂料盘搁在摆动杆上。摆动杆带有校正螺栓，这些校正螺栓由涂布设备供应商设置，它保证了整个工作宽度的涂料产生均匀回流。

上料辊从涂料盘内将涂料带到纸或纸板上。上料辊和背辊之间的间距形成涂布压区。仅仅之有一定量的涂料能通过压区，有多少涂料能被带到纸或纸板面上取决于压区的大

小。过剩涂料流到涂料盘外槽，从那里涂料经过回流管线回到涂料供料槽。那些被涂到纸或纸板上多余的涂料被计量元件修饰和计量。刮下的涂料经回流管线回到涂料供料槽。刮下来的回流涂料几乎覆盖了整个涂料供料盘内壁，因此这些涂料盘壁都是双层设计，使涂料盘能被冷却水冷却，防止涂料粘结在涂料盘上。

注：组合刮刀涂布头中的涂料回流。

涂料盘内冷却水压力的设定：

在传动侧有一个阀门和减压表盘通过一个固定板安装在机架上。设定涂料盘中冷却水进水压力大约0.4bar。

注意：水压高于0.6bar会损坏涂料盘，在涂料盘壁上形成薄薄一层水膜表明冷却效果是最佳的。这样涂料盘就能保持清洁，为了形成水膜冷却水温至少要求低于组合刮刀涂布头周围的空气露店温度3℃。

为了达到这个目的，设备供应厂商会提供封闭循环冷却水系统。

当长时间停机时，必须将涂料从涂料盘中排掉，由于工作状态转到清洗状态，做这项工作时在操作台上将相应开关扭到“冲洗”。打开涂料盘排料阀，涂料从涂料盘流回涂料供料槽。稍后，装在供料槽的管道上的阀门将自动转换到排放状态。这时清洗水和残留涂料开始排放。现在供料盘转到清洗位置。用水小心地冲洗涂料盘。

注意：禁止用锋利坚硬的工具或用不锈钢

制造的工具来清洗涂料盘。

注：带金属孔板的涂料盘。

刮刀背压调节：

当刮刀涂布时，刮刀背压调节装置顶

着挠性刮刀。刮刀背压调节装置上开有规

律间距的槽口，这样使得横幅涂布量可以

调节。调节螺栓间隔75mm与刮刀背压调

节装置相接触。

注：

①——调节螺栓

②——盖板

③——刮刀背压调节

④——纸板

⑤——背辊

⑥——刮刀

⑦——涂料

⑧——刮刀夹头

⑨——调节螺栓的二个不同螺纹

刀架：

刀架装在刮刀梁上，有夹条和

架梁。刀架能在刮刀梁里移动，当

用刮刀涂布时，当转动刀架时产生

弹性变形而产生荷载。刀架可以通

过纺锤形提升元件单独与向轴联

接，这样保证了每个提升元件都有

相同的移动距离。

注：

①——背辊

②——刮刀

③——刮刀梁

④——万向轴

⑤——纺锤形提升机构

⑥——刀架

⑦——夹条

⑧——刀夹

计量元件夹在刮刀梁上，刮刀梁可以合拢就位到背辊上。

这就是：操作位置。

在操作位置，计量元件直接与背辊或者纸或纸板接触。

当不涂布时，刮刀梁就从背辊上退下来。这就是：复位。

注：图1刮刀梁在操作位置

图2刮刀梁在原位。

刮刀梁：

●包括刀架，如果刮刀被用作计量元件，它可以在刀

架上偏转。这样使刮刀产生弹性变形而产生荷载。

●当用刮刀涂布时，刮刀全幅可以设定并通过刀背压

力来校正。

●刮刀梁能沿计量元件尖端转动。这样你可以设定和

调节计量元件的工件角度。

注：

①——背辊

②——刮刀

③——刮刀梁

④——刀架

⑤——刮刀背压调节

三组合刮刀梁和计量元件：

组合刮刀梁涂布头的上料系统将涂料传递到纸和纸板上将有多余的涂料存在于纸或纸板表面，这些多余涂料然后被刮下及计量。为了平整和计算，我们使用计量元件。

组合刮刀涂布头可使用几种计量元件

（1）刮刀

（2）计量棒（Vari bar）

（3）计量棒（HYDRO bar）

全幅导流板同样被冷却避免涂料粘结，导流板全面用耐腐蚀的涂料作表面处理。

注意：只能用湿布或湿海绵来清洗导流板，用水浸泡干的涂料。禁止用尖利工具来铲刮刀干料，这样做会损坏防锈耐腐蚀的涂层。

涂料上料的全幅导流板：

在高速纸机上，要求单位时间内有较多的涂料送到涂布压区中去，因此供料辊转速必须要加快，但转速太大又会导致涂料飞溅或产生气泡，所以为了避免纸和纸板上产生露点应该减小压区，然而这样做可能导致更多涂料被压到纸里面去，在后面干燥时不容易将水脱去，这就是所谓的渗透，要解决这个问题，必须要有一个全幅导流板。

图一、涂料在未带有全幅导流板时的回流

图二、涂料在带有全幅导流板时的回流

进料腔上的金属孔板可以抽出，将金属孔板转到一边并提起来，然后清洗下面。

图示：图1、供料盘的进料腔

图2、盖在进料腔上的金属孔板。

利用这些调节螺栓可以将刮刀背压调节靠向背辊或离开背辊。将螺栓左旋可以将刮刀背压调节靠向背辊，相反向右旋可以将刮刀背压调节脱离背辊。刮刀背压调节开槽是为了灵活，一颗螺栓的调节对附近五个都有影响，一般调节一个螺栓后，再按相邻顺序逐个调节，如对单个螺栓调节幅度太大，则会损坏螺栓。注：螺栓对刮刀背压调节

的影响

X——工作宽度

Y——变形距离

刮刀梁的角度：

刮刀梁可以以背辊表面一个旋转点为中心转动。保证这种转动是利用刮刀梁上的提升杆。

注：图左组合刮刀小角度操作图右组合刮刀大角度操作

刮刀涂布

影响涂布量的因素：

涂布量受下面几部分影响：

●纸或纸板：粗糙度、吸收性能、收缩性。

●涂料：固含量、流变性、保水性。

●涂布头：刮刀荷载、刮刀几何形状，纸机车速。

设备技术概况

刮刀：

由弹性钢片制成，厚度约0.25-0.8mm，即千分之十到二十英寸切角刮刀称“硬刮刀”，倾角范围在200—550

之间，并以50作为一个变量单位。刮刀上如果没有任何斜角（即900）的刀称为“软刮刀”。注：图一操作中的硬刮刀图二操作中的软刮刀

组合刮刀尺寸规格的重要性：

刮刀的总长一般为100mm被刀架夹住部分

大约为30mm，露在外面未被夹住部分约70mm

用“I”表示。刮刀上面部分被刮刀背压调节支

撑，支撑长度为14mm为宜利用刮刀背压调节下

面的垫块，支撑长度还可以增加。刮刀背压调节

能够移动，移动位置用“YA”表示。

注：组合刮刀的规格参数

I——刀夹外刀片长度

d——刮刀厚度

Ik——与纸接触范围

Ix——刮刀背压调节支撑的刀的长度

Fp——刀尖上线压

Yo——刀架位置

YA——刮刀背调位置

x——刮刀梁角度

硬刮刀上刀尖被切成斜角，斜角决定了接触面积的大小（即Ik），这个面

积就是刮刀顶端与纸面的有效接触部分。刀角度越小，接触面越长。刮刀厚

度是可以改变的，厚度d＝0.25—0.8mm。当移动刮刀刀架时，刮刀顶端会产

生一个压线，这个刀架位置称“Yo”。

刮刀角度：

刮刀角度对涂布量质量有重要影响，我们必须识别通过刮刀梁的设定和

刮刀角度的设定而造成的刮刀尖的实际变化，前者叫理论角：a th；而后者叫

有效角a eff。这两个角度参照线都是背辊和刀尖接触点上的切线。用硬刮刀

时，涂布头的基本设定是a th＝a eff；而用软刮刀时a th＝a eff。

注：图T为参照切线。

接触面：

接触面积是纸面与刮刀端部相接触的相效面积。用硬刮刀时，接触面积取决于斜切脚的角度；使用软刮刀时，测量区是在刀尖产生线压的位置。磨损将会提高接触面积。每个有效的角度都有它最大的接触面

积。

注：图示软刀接触面积的增大

a eff——有效刮刀角度

Ikmax——取决于a eff而产生的最大接触面积

d——刮刀厚度

刮刀荷载：

刮刀荷载VK是影响涂布量的重要因素。根据弹性理论，刮刀相应荷载使刮刀产生的变形。下面是产生刮刀荷载的各种可能性：

●通过刀尖变形产生

●刮刀被刮刀背压调节接触变形而产

生。

●刀架旋转或移动。

而这三种可能性又可以同时进行。

注：图示产生刮刀荷载三种可能性

VK——刮刀荷载

刮刀弹性产生荷载VK紧靠在背辊

上。刮刀与背辊处于平衡状态。因为在刀

尖上有一个力的平衡。一个相同的力反作

用于刮刀荷载，这就是反弹力SK。涂料

在刀尖和纸面之间流动，多余涂料从刮刀

下回流到涂料盘中，反弹力SK主要产生

于流体动力，我们必须区别下面两个概念：

（1）在接触面产生的流体动力，当有效刮

刀角度小时，这种动力在接触区之前就会

产生。

（2）回送到涂料盘的多余涂料的液体推动

力也同时产生一种反力。

图（一）刀尖上的力平衡。

VK——刮刀荷载

SK——反弹力

图（二）在刀尖上液体动力

HK——由于流压动力而产生的力。

IK——多余涂料回流产生的推动力。

流体动力的变化

当上料辊与背辊之间压区增大时，会导致较多涂料带到刮刀上。流动推动力IK也会增大，从而增大了涂布量。这种涂布量的增大只有当刮刀荷载很低时才能测出。流体动力的分配将产生规则的影响，当流体被强制通过一个集中缝隙时，就会产流体压力。

当刮刀荷载增加时，刮刀与纸板表面之间间隙减小，这样就增加了流体压力，一个新的力平衡又会形成。注：图示通过减小刮刀与纸面之间距离来增加流体压力。

a——刮刀与纸面之间距离

VK——刮刀荷载

HK——流体动力

组合刮刀上流体压力：

流体压力是流体动力HK作用的结果。取决于下面几个因素：

●涂料流变性

●纸页速度

●刮刀刀口形状

而涂料流变性和纸页速度由产品决定。他们不能用来控制涂布量，基

本上可以这样说：

●纸页速度大，涂布量就高。

●涂料粘度高，也会导致高涂布量。

当使用硬刮刀时，大部分流体压力都作用在接触区中。

注：图示使用斜切角刮刀时的流体压力。

公式如下：有效流体动力＝流体动力×接触面积

在稳定的刮刀荷载下：

●用厚刮刀，增大接触面，涂布量增加。

●刮刀角度和斜角度越大，减小接触面，涂布量就越低。

注：图中当刮刀荷载恒定时：

图（一）增大刮刀厚度和接触面，涂布量增加。

图（二）增大刮刀角度，减小接触面，涂布量降低。

当用软刮刀时，刮刀接触区将逐步磨

损，接触面积大小随时间推移而增大。但涂

布量只是轻微增加，软刮刀有效刮刀角度很

小，这就是说在接触的前端已经产生了液动

压力。

注：图示有效流动压力和相应接触面

图（一）新刮刀

图（二）已经磨损的刮刀。

由于刮刀的磨损从而使涂布量连续增大，为了使软刮刀涂布量稳定，刮刀角度必须逐步缓缓增加。刮刀角度用来调节涂布量：角度大——涂布量降低；角度小——涂布量提高。可以通过控制回路来对刮刀角度进行电动控制。用软刮刀时，应该对理论角度和有效角度有所区别，在用软刮刀时了解刀尖发生不同磨损情况是很必要的。整个刮刀梁是沿背辊方向转动的。这个位置就是计量元件与背辊的相对位置称为“e”。注：图（一）是刮刀基本设定

图（二）是刮刀受压后

如果将背辊与刮刀尖端之间距离“e”作为参数，在刮刀荷载不便时，将出现如下涂布量曲线（下图）。在下图左边最小数值受流体冲击力（IK）的支配，随压力的增加成比例地使刮刀荷载也增大（上值）这样涂布量降低。在右边最小位置显示有效刀角已经减小，这是有效液动压力就产生了进一步增大压力会使液动压力大于刮刀荷载，因而涂布量又明显增大了，在这里流体推动力不再重要了。

注：上图示在刀尖处由于弹性变形而产生荷载，但没有来自涂料影响，液动压力使刀尖楔入角度减小，这两者都是由于压力e作用的结果。

下图：间距e对涂料量的影响。

涂布量最小位置受下列因素影响：

● a th

●刮倒厚度

●自由刮刀刀片长与被支撑长度的比率。

a th越小，最小涂布量就越易到达，此时大约e＝2－3mm。由于曲线的最小值，通过调节e来调节涂布量是不可取的。e的最初选择一般在3－6mm之间，根据质量要求而定，但对涂布量的调节要通过刮刀角度或刮刀荷载的调节。只有当工作点处于曲线右边最低点时，软刮刀操作才能达到理想状态。

软刀操作：当压力冲程e增大，减小刮刀角度a th刮刀角a th越小则涂布量越高。当e减小时，增大刮刀角度a th刮刀角a th越大则涂布量越低。

注：上图（一）压力冲程e对刀尖上荷载是液动压力的影响。

上图（二）e对涂布量的影响。

如何调节组合刮刀涂布头的刮刀荷载？

液动压力HK可能通过刮刀的几何形状来改变。这样最初的刮刀荷载就产生了。使用软刮刀时，这个荷载来自于压力冲程e，而且在刀尖上的力平衡中会有一个偶然的变化。这种变化在使用软刮刀时不可避免的。组合刮刀可以不通过改变刀形来选择刮刀压力到一个较大范围，这点很重要，因为即使刮刀形有很小变化，也会对涂布量产生明显的影响。组合刮刀刮刀梁实际上由支撑梁和夹梁两个梁组成。通过刮刀梁的摆动可以改变刮刀的角度，夹梁用来夹住刮刀。而刀尖上的荷载调节是通过改变夹梁在刮刀梁里移动的最大或最小幅度来实现。最大的冲程总量可达18mm。

注：图（一）没有荷载的刀

图（二）有荷载的刀

①——支撑梁

②——刮刀背压调节

③——夹梁

YO——夹梁移动距离

＜二＞

当移动夹梁时，刮刀刀尖和刮刀背压调节保持不变，因而刮刀变成S形，使夹梁移动距离YO刮刀荷载VK形成一个线性关系。上面数据显示：使用硬刮刀时的理论变化曲线。这里压力冲程e＝0mm。前面已经提到软刮刀时最初的荷载已经由压力产生，则相应的曲线如下图所示。图中曲线的斜率和间距取决于刮刀的几何参数。

注：图（一）刮刀荷载和夹梁移动距离之间的线性关系。

图（二）刮刀荷载和夹梁移动距离在不同压力冲程下的线性关系。

VK——刮刀荷载

VO——夹梁移动距离

e——压力冲程

刮刀厚度：

刮刀越厚，曲线越陡，则刮刀荷载，YO就越大。

记住：当用0.508mm厚刮刀代换0.381mm厚刮刀时，

用夹梁同样的设定，刮刀荷载将大于原来的两倍。

注：下图示组合刮刀主要参数

I——自由刀片长

Ia——支撑长

Ik——接触面积

d——刀厚

Fp——刀尖上线压

Yo——夹梁位置

YA——刮刀背压调节的位置，刮刀梁角度。

刮刀支撑长度：

支撑长度a越短，曲线就越陡。

注意：建议支撑长度为14－15mm，组合刮刀涂布头将以这

个支撑长度布置在车间里。根据我们的经验，这个支撑长度时最

理想的。自由刀片长70mm也不要改变，因为两者比例Ia：I是确

定的，支撑长可以通过垫块来改变。

●支撑长度越短，刀尖越硬，越易损坏纸幅。

●支撑太长，刀尖越软，涂布量横幅控制越难，涂料分布越差。

刮刀荷载与涂布量：

前面已经解释了刮刀压力VK是如何变化的。这对涂布量有什么影响呢？让我们先按使用硬刮刀，用于在刀尖处于力平衡状态时考虑，当刮刀压力VK增加而间距减小，使VK与流体动力HK处于平衡。来自液动压力的流体的力的增大不会按比例地改变计量间隙a，间距a越小，涂布量越低。

注：图示通过增加刮刀荷载减小涂布量。

a——刮刀与纸面之间间隙