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衛(wèi)生紙復卷機的打孔設(shè)計及計算

2021/7/16 13:30:39 次瀏覽

打孔面刀輥（以下簡稱“面刀輥”）同轉(zhuǎn)運行，打孔底刀輥（簡稱“底刀輥”）固定不動，安裝在面刀輥上的面刀刀刃依次與安裝在底刀輥上的底刀刀刃發(fā)生接觸，切割紙面。因為底刀刀刃上有一排均勻的小缺口，在缺口處紙面不被切斷，所以在紙面上形成了虛線狀的孔眼線。

當今的衛(wèi)生紙復卷機，其面刀輥上安裝面刀的刀槽一般被加工成沿刀輥軸線螺旋回轉(zhuǎn)的形狀，因此面刀輥也被稱為螺旋刀輥，其旋向一般為左旋(見圖3)，底刀輥為直線底刀刀槽（見圖4）。把面刀緊貼固定在螺旋形的刀槽上時，面刀扭轉(zhuǎn)變形，形成螺旋線形狀的面刀刀刃。相比平直安裝的面刀，螺旋安裝的面刀主要有以下幾個優(yōu)點：

(1)打孔時，螺旋面刀刀刃與直線底刀刀刃之問的接觸理論上是點接觸，因此沖擊較小，打孔更平穩(wěn)，對刀輥的性能要求較低。

(2)面刀刀刃和底刀刀刃對紙面的切割力較小，原紙高速通過打孔輥組時不易發(fā)生斷紙。

(3)在接觸點上，螺旋面刀刀刃的切線與直線底刀刀刃呈一夾角，打孔時面刀刀刃以一斜角高速劃過底刀刀刃，產(chǎn)生鋒利的裁切效果，讓打孔線的切口更加平整美觀。

(4)面刀刀刃與底刀刀刃之問接觸平穩(wěn)，沖擊小，不容易發(fā)生刀刃蹦口、刀面崩裂等失效現(xiàn)象，刀具更加耐用。

2　打孔輾組的主要設(shè)計參數(shù)

2.1面刀輥和底刀輥的輥面寬幅

面刀輥和底刀輥的輥面寬幅L。即用于安裝面刀或底刀的輥面長度，與衛(wèi)生紙復卷機所使用的原紙幅寬相匹配。

2.2打孔面刀的數(shù)量N

為了提高打孔效率以及保證面刀輥的回轉(zhuǎn)平衡，通常在面刀輥上均布安裝多片面刀，面刀的數(shù)量一般可為2、3、4、5、6片。隨著復卷機設(shè)計速度的提高，合理增加面刀數(shù)量，能降低面刀輥的轉(zhuǎn)速和性能要求，并延長面刀的使用壽命。而當今復卷機的設(shè)計車速多在200 m/min以上，雙面刀和三面刀的打孔結(jié)構(gòu)已不能適應其使片j要求，因此現(xiàn)復卷機的面刀數(shù)量通常為4、5、6片。

一般設(shè)計車速在200 - 400 m/min、輥面幅寬在3.2 m及以下的復卷機大多使用4片面刀。設(shè)計車速在400 m/min以上或者輥面幅寬在3 5 m及以上的復卷機，大多使片j 5片或者6片面刀。

2.3螺旋刀槽的旋轉(zhuǎn)角度β

在面刀輥上，刀槽沿刀輥軸線方向前進同時繞軸線回轉(zhuǎn)，而刀槽從刀輥一端面開始到另一端面結(jié)束所回轉(zhuǎn)過的角度就是刀槽的旋轉(zhuǎn)角度啟。

當旋轉(zhuǎn)角度啟過小時，螺旋面刀刀刃與直線底刀刀刃在接觸點的夾角過小，刀刃對紙面產(chǎn)生明顯的刮扯作用，當原紙的層數(shù)較多，厚度較大時，容易造成打孔絨破口、翻邊。

當旋轉(zhuǎn)角度啟過大時，面刀的扭轉(zhuǎn)變形太大，不利于面刀的安裝，并F1．容易使面刀發(fā)生疲勞斷裂，縮短面刀的使用壽命。

在便于面刀安裝及保證使用壽命的前提下，為達到理想的打孔效果，一般螺旋刀槽的旋轉(zhuǎn)角度β與輥面寬幅L。，滿足以下關(guān)系：50> β/Ｌ≥30

　β單位為：(。)/m，并且β≥60

設(shè)計面刀輥時，可根據(jù)面刀輥的輥面寬幅、面刀的材質(zhì)及熱處理、復卷機的設(shè)計速度等合理地選擇刀槽的旋轉(zhuǎn)角度口，以達到理想的打孔效果。

2.4打孔輥組的安裝斜角α

因螺旋面刀打孔的緣故，當手J孔輥組垂直于原紙前進方向安裝時，存紙面上加工出米的打孔線為傾斜的，如圖5所示。

由圖5可知，K為面刀輥的巾心軸線在紙面上的投影，K垂直于紙面前進方向。手J孔時，螺旋面刀刀州從ao點開始切入紙面，與底刀刀州接觸進行打孔。隨著面刀輥的轉(zhuǎn)動，打孔接觸點沿著投影線K逐漸由ao點移動到6點。因為面刀輥同轉(zhuǎn)的同時原紙存不斷地前進，當打孔點到達6點時，打孔線的起始點已由a點位置移動到n．點，此時，手J孔線a，6在原紙紙面上呈傾斜。明顯傾斜的打孔線不利于成品紙卷的使用，影響紙卷的美觀程度，是不允許的。

為了使打孔線垂直于紙面前進有向，必須把打孔輥組傾斜于紙面前進方向安裝，面刀輥巾心軸線存紙面上的投影線K5紙面前進方向成一夾角d，即面刀輥的安裝斜角（如圖6所示）。因面刀輥與底刀輥是平行安裝的，所以面刀輥的安裝斜角即為整個打孔輥組的安裝斜角。

3　打孔輥組主要設(shè)計參數(shù)的分析計算

為了使打孔線垂直于原紙前進方向，面刀輥的主要設(shè)計參數(shù)必須滿足某一計算關(guān)系。柳天磊‘21曾嘗試導出這一關(guān)系，仙其提出的多個計算公式都僅僅表達了面刀輥相關(guān)參數(shù)巾某幾個參數(shù)之問的計算關(guān)系，并不能將主要的設(shè)計參數(shù)全部聯(lián)系起米。并且存這些計算公式巾引入了許多不必要的參數(shù)，如復卷機埔板厚度、埔板問距、面刀輥一端巾心距離端板底面的高度、面刀輥螺旋線導程角等，使計算公式錯綜復雜，不便于設(shè)計參數(shù)的計算。因此，筆者針對面刀輥的主要設(shè)計參數(shù)進行推導計算，得出面刀輥主要設(shè)計參數(shù)之問的計算關(guān)系。