高精度涂胶辊匀胶辊——高速、宽幅和智能瓦楞纸板生产线的必配
发布时间：
2022-09-21
中国瓦楞纸箱行业的发展一直面临着严峻的挑战。今天，当劳动力红利正不可逆转的逐步退潮时年年增长的工资成本
中国瓦楞纸箱行业的发展一直面临着严峻的挑战。今天，当劳动力红利正不可逆转的逐步退潮时年年 增长的工资成本，在纸价不断上升并向过山车般剧烈波动难以驾驭的材料成本压力和正在回归的企业本该 承担的环保成本支出同时，又始终面临纸箱用户市场越来越高的质量要求和同行激烈的价格竞争，上下游 同时在挤压着传统纸箱企业的生态。 行业整合、优胜劣汰、企业由劳动密集型向智能化转型的趋势正在启 程。对纸箱企业来说， 以技术进步来提升效率获取效益可能是在竞争中胜出的唯一选项，选用高速、智能 的设备是当下更值得期待的愿望。
紧跟市场形势变化的自然是设备制造商，从铺天盖地的广告和宣传可以看到，大大小小的瓦楞纸板生 产线制造商推出的瓦线产品的性能和规格;大部分都是智能、 250-300 米/分钟等的速度、2.5、2.8 米等的 门幅，且不遑论目前市场上推出的各种瓦线产品的技术是否真的成熟可靠， 但是在当今的瓦线市场上，宽 幅、高速、节能和智能都是现在瓦线市场的主基调。
瓦楞纸板生产线是实现瓦楞纸板制造工艺的各功能设备的平台，高速智能瓦楞纸板生产线更是对各功 能设备的高速工艺能力的整合，绝非是简单的把所有设备的速度加快就可以实现。难度在于要适应不断瞬 间变换的不同纸质条件的同时，要求各设备及部件在预输和不断抓取的大数据支持下，实现瓦楞纸板高速 生产工艺瞬间变换调整时有效和可靠的响应精度。
一. 高速、宽幅、智能瓦线对涂胶机构的要求
无论是人工控制还是智能自动控制， 瓦线的涂胶机构在工作状态中对复合胶量的控制都要符合涂布机 构的工作原理和实现涂布机构的功能。一般涂胶机构的调整原则如下：
1. 单面机涂胶机构的调整
| 项目 | 纸质松紧 | 纸张厚度 | 瓦楞楞型 | 车速 | ||||
| 松 | 紧 | 厚 | 薄 | 大 | 小 | 快 | 慢 | |
| 涂布量要求 | 加大 | 减小 | 加大 | 减小 | 加大 | 减小 | 减小 | 加大 |
| 胶糊膜的厚度要求 | 加厚 | 减薄 | 加厚 | 减薄 | 加厚 | 减薄 | 减薄 | 加厚 |
| 涂胶辊与匀胶辊间 的间隙 | 加大 | 减小 | 加大 | 减小 | 加大 | 减小 | 减小 | 加大 |
| 涂胶辊与瓦楞辊间 的间隙 | 合适 | 合适 | 加大 | 减小 | 合适 | 合适 | 合适 | 合适 |
2. 涂胶机涂胶机构的调整
| 项目 | 纸质松紧 | 纸张厚度 | 瓦楞楞型 | 车速 | ||||
| 松 | 紧 | 厚 | 薄 | 大 | 小 | 快 | 慢 | |
| 涂布量要求 | 加大 | 减小 | 加大 | 减小 | 加大 | 减小 | 减小 | 加大 |
| 胶糊膜的厚度要求 | 加厚 | 减薄 | 加厚 | 减薄 | 加厚 | 减薄 | 减薄 | 加厚 |
| 涂胶辊与匀胶辊间 的间隙 | 加大 | 减小 | 加大 | 减小 | 加大 | 减小 | 减小 | 加大 |
| 涂胶辊与压辊间的 间隙 | 合适 | 合适 | 大 | 小 | 大 | 小 | 合适 | 合适 |
众所周知， 当瓦线的平均速度超过 100 米后，涂胶机构人工调节模式由于反应和调整速度的滞后， 将带来极大地废次品损耗，每次应对和调整的时间段至少导致几十至上百米的废次品代价。因此，真正 的高速、宽幅、智能瓦线的涂胶机构必须满足如下功能：
(1) 按照不同纸种和不同楞型;自动快速地调整涂胶辊和匀胶辊的间隙，实现以不同厚度的胶膜 来满足不同纸种和不同楞型的涂布粘合胶量。
(2) 按照不同纸种、不同楞型在不同运转速度的工况下;自动快速地调整涂胶辊和匀胶辊的间隙， 实现以不同厚度的胶膜来满足在不同车速下涂布相同的胶量。
(3) 按照不同瓦楞纸种的厚度在不同运转速度的工况下;自动快速地调整单面机上的涂胶辊与瓦 楞辊的间隙，以实现得到稳定的的涂布粘合胶量。
(4) 按照不同瓦楞纸板的厚度和不同运转速度自动快速地调整涂胶机上的压辊与涂胶辊的间隙， 以实现得到稳定的涂布粘合胶量。
(5) 所有的瞬间调整都必须实现快捷的响应速度和精准的响应精度，并确保可靠和稳地定运行。
二. 高速和宽幅及智能瓦线上的涂胶机构需要怎样的涂胶辊组
与传统瓦线相比，高速和宽幅及智能控制对涂胶辊和匀胶辊的工作条件产生了哪些变化呢?
瓦线采用辊筒涂布型式是基于只对瓦楞纸板的楞顶涂胶的工艺要求，涂布作业是连续的，受胶状态是 断续的。而辊筒涂布方式完全适合这种工艺要求， 且辊筒涂布适合高速运转，只要辊筒的运转精度满足供 胶和受胶的空间位置的精度不变，就可以实现高质量的涂布作业。 但是不管怎么改进设计， 涂胶辊和匀胶 辊永远是细长类的辊筒， 一般涂胶辊的辊面长度是其直径的 8-10 倍左右， 匀胶辊的辊面长度更是达到直 径的 10-16 倍左右。高速运转对于细长类的辊筒意味着会产生更大的动扰度，幅面越宽意味着辊筒越细长 而使辊筒的刚性越低;对运动精度的影响也就越大，智能化控制意味着辊筒在高速高频率变换位置时细长 类的辊筒必须要有更稳定可靠地响应精度。
由此可见，高精度涂胶辊组为了适合高速宽幅瓦线的工艺要求，它需要比传统瓦线上应用的传统涂胶 辊组有更高的刚性强度、 有更高的形状位置精度， 更高更稳定的运动精度、 满足在高速运转和即时调整时 都能稳定的对上胶量进行精确控制，实现均匀一致的粘合胶水涂布。
1. 涂胶辊和匀胶辊的精度参数与纸板粘合质量和耗胶量的影响关系
1.1. 供胶量
在涂胶辊和匀胶辊稳定供胶的前提下，单面机上瓦楞纸楞顶的涂胶量与涂胶机上纸板楞顶的涂胶 量分别由涂胶辊辊面与瓦楞辊辊面之间的间隙、涂胶辊辊面与压辊辊面之间的间隙以及运转速度 决定。
1.2. 涂胶量
(1) 涂胶量的均匀性由 3 辊的形状精度圆柱度和辊筒刚性决定。 (触压棒式还取决于各触压板的 弹性的合理和一致性)
(2) 涂胶量的稳定性由三辊的运动精度(圆跳动精度和动平衡精度)决定。
(3) 匀速运转时涂胶辊上的胶膜厚度变化数量 = 涂胶辊跳动量+匀胶辊的跳动量
(4) 匀速运转时瓦楞纸板顶上涂胶量的变化量=瓦楞辊(或压辊) 跳动量+涂胶辊跳动量+胶膜 变化量
传统的涂胶辊、匀胶辊和瓦楞辊及压辊的圆跳动约 0.04 毫米，运转时涂胶辊上胶膜厚度的变化 量=0.08 毫米，瓦楞纸板楞顶上涂胶量的变化量=大于 0.8 毫米的变化量。此间还不算尺寸精度误 差、形状位置精度误差和运动精度误差。
可见，要实现高速瓦线上胶糊量的均匀有效和稳定的控制，取决于涂胶辊和匀胶辊与瓦楞辊及压 辊本身的尺寸精度、形状和位置精度及它们之间的相关位置精度(即安装精度)还有运动精度。 所以， 理想的涂胶辊、匀胶辊和瓦楞辊及压辊、应该有小于 0.025 毫米的圆跳动和 0.02 毫米 的圆柱度的精度，这样就可以实现：
涂胶辊上胶膜厚度的变化小于 0.05 毫米
瓦楞纸板楞顶上得到的胶膜变化小于 0.05 毫米
1.3. 涂胶辊和匀胶辊的运动精度(圆跳动精度、平衡品质、刚性及装配精度)
运动精度是指涂胶辊和匀胶辊在高速运转时与相对运动部件间的相互位置精度，运动精度将直接 影响涂胶量的稳定性， 除了辊筒的形状位置精度外(圆柱度、圆跳动) ，刚性和动平衡品质是重
要的因素， 辊筒的刚性是由设计的长度和直径的比例、结构、辊筒的材质性能、厚度和热处理状 态决定。刚性差的涂胶辊和匀胶辊运转时会产生扭曲和颤动， 导致涂胶不匀，影响产品品质。
高精度的产品来科学的设计和自高精密的制造。高精度涂胶辊和匀胶辊以合理的刚性结构设计， 采用先进的制造工艺，选择优质中碳钢材，轴头和匀胶辊的辊体全部经过调质热处理、内孔由深 孔镗床加工至壁厚完全均匀， 轴头与辊体过盈温差配合， 焊接后热处理回火去除应力， 2 次动平 衡工序等等，确保辊筒足够的刚性和满足 G2.5 动平衡标准，适应高速运转。
高精度涂胶辊和匀胶辊的品质指标：
2. 涂胶辊的网纹规格及选择原则
(1) 涂胶辊的网型及应用
在瓦楞纸板生产线上应用的涂胶辊的网型主要应用凹点网纹和凸点网纹两类。
凹点网型的网孔互相之间由网墙隔断，胶水被网墙围拢在网孔中不会流动，因此辊筒在低速运转时也有很好的带胶能力， 容易带上流动性好、粘度低的胶水。
斜纹网型的辊面沟槽环绕，不适合应用在流动性好、粘度低的胶水涂布，尤其是低速运转，流动性好、粘度低的涂布液会顺沟槽下流挂，不易带胶。斜纹网型主要应用于 相对流动性差、粘度高的胶水涂布，在应用于逆向涂布时对涂布液有很好的平移匀布功能。
凸点网型由网沟相交组成，网沟互相连通，因此当辊筒在低速运转时，粘度低、流动性好的胶水易往下流挂，不易形成稳定的胶糊膜。对高速运转时和涂布粘度相对高的胶水能发 挥很好的带胶和涂布性能，同时在应用于逆向涂布时，有很好的匀胶功能。
瓦楞纸板生产线上的上胶方式都属于順向涂布，当涂布 B 楞及以上楞型用的粘合剂的粘度相对 比较低，流动性好， 所以一般选用凹点网纹涂胶。在高速瓦线和对于 E 楞及以下的微细瓦楞用 的相对高粘度、高含固量和低涂布量粘合剂时，可以选用凸点，会有更好的涂布效果。
(2) 涂胶辊的网孔形状和排列角度
涂胶辊常用的网孔形状有四方型、四方棱台型、菱型和六角型。网孔的排列角度;四方型和四 方棱台型一般45°排列，菱型和六边型 60°排列。
网纹辊网孔形状和排列角度，在精密涂布领域应用中非常讲究，因为在精密涂布中的涂布量精 度是微米级的，所转移的涂布液仅仅是网孔中能转移出的一部分涂布液，辊面的介质已由刮刀 刮除干净。同样的网孔形状采用不同的排列角度， 涂布量有很大的差别，而采用的順向涂布和 逆向涂布的结果差别更大。
瓦线上的涂胶辊也是网纹辊的一种，但相对精密涂布领域而言它的涂布量大、涂布精度要求相 对低很多。瓦线上的上胶量的控制是以涂胶辊与匀胶辊之间的间隙形成辊面胶膜厚薄来控制涂 布量。 同时对仅对瓦楞楞顶部来进行順向断续涂布，由于胶液的粘度相对较低、流动性好，涂 胶辊上网孔主要的作用是使胶液在涂胶辊表面形成包裹张力;使胶膜可靠的附着并包裹在辊面 上， 其胶膜的厚度和均匀程度是影响涂布质量的主要因素。
瓦线涂胶辊的网型选择受胶液的粘度和流动性及运转速度影响很大，所以一般中低速线选用凹 点网型，凸点网型因辊面沟槽环绕交错，在高速运转或粘度大流动性小的条件下会有很好的涂 布精度。由于瓦线上胶仅順向涂布转移了一部分胶膜， 因此瓦线的涂胶辊在同一网型下， 网孔 形状和网孔的排列角度对涂布的效果影响不是很明显。
(3) 涂胶辊的网纹线数和应用
网纹的线数相当于指每单位长度内排列多少个孔， 常用单位是英制，指每英寸有多少线：
也有用公制的，指每厘米有多少线：L / cm
公英制换算为： L / in = 2.54×L / cm
网纹的线数参数选择对涂胶辊的涂布精度影响很大，网纹的线数值越大，网孔就越多越精细， 单位面积上所有孔的总容积值越小， 网孔中带的胶量越少，但涂布精度越高，涂布的均匀性越 好，更易形成更薄和更均匀的胶膜， 适合精密涂布。
涂胶辊网纹的线数选择必须考量以下工艺要求：
A. 涂布量：要求的涂布量越小，选择的网纹线数值就越大。
B. 涂布精度：需要的涂布精度越高，选择的线数值就越大。
C. 粘合剂性能:选用的粘合剂粘度越大、流动性越小， 选择的线数值就越大。
D. 运行速度: 涂布时运行速度越快，选择的线数值就越大。
高精度涂胶辊和匀胶辊的网纹规格选择：
三. 在用瓦线的涂胶辊组改造
由于高精度涂胶辊组在高速宽幅智能瓦线上应用的显著功效， 国内一些中高速在用瓦线也开始在结合 瓦线的升级改造的同时， 对原有的涂胶辊和匀胶辊同步进行改造更换， 取得很好的效果。由于涂布胶量得 到精确控制，在提升了纸板的粘合质量的同时提高了纸板的平整度、提升了设备的运行速度，降低了能耗 和纸耗。
好马配好鞍;而好鞍只有在好马的平台上才能发挥它真正的作用。请在实施改造中务必注意以下条件。
1. 高精度涂胶辊组适用于平均车速能大于 100 米/分钟以上的中高速瓦线。
2. 涂胶机构能准确和可靠灵敏地自动调整涂胶辊与匀胶辊的间隙。安装好的涂胶辊和匀胶辊要有合 格的运动精度。
3. 高精度涂胶辊组对应配合的单面机上的瓦楞辊要有小于 0.03 的圆跳动精度和小于 0.016 毫米的 圆柱度精度，具备合格的运动精度。涂胶辊与瓦楞辊之间的间隙能实现自动精确调整并能可靠限 位，并且都。
4. 高精度涂胶辊组对应配合的涂胶机机上的压辊要有小于 0.02 的圆跳动精度和小于 0.016 毫米的 圆柱度精度，具备合格的运动精度。涂胶辊与压辊之间的间隙能实现自动精确调整。
5. 匀胶辊上的刮胶板的压力调整不能影响到匀胶辊的位置精度， 导致匀胶辊与涂胶辊的间隙不均 匀。如是设备的设计缺陷导致间隙不均匀的影响无法克服，则匀胶辊要根据影响程度制造成合适 的中高曲线型的辊面来弥补间隙精度，以恢复两辊间间隙的均匀精度。
6. 和瓦线自动化智能化过程建立中所有的自动功能建立一样，涂胶机构精确的自动调整功能对工艺 准确执行的工艺效果，取决机械和控制系统的合理与可靠性能以及执行的工艺数据本身的合理 性，其成组工艺数据的可靠性在于大量科学和精确的工艺试验的验证结果。
四. 高精度涂胶辊组的安装和维护保养
1. 涂胶辊和匀胶辊由金属辊体组成，表面电镀硬铬镀层，有很高的尺寸精度、形状位置精度和表面 粗糙度以及动平衡精度，安装及使用中严禁对其用硬质工具直接敲打和与硬物相撞及划伤。
2. 新的和更换下来待修的网纹辊都需保持清洁和表面采取防腐防锈措施， 并放置在坚固完好的包装 箱内存储。
3. 更新和修复时， 由于各种设备制造商的设计不同， 涂胶辊组使用的尺寸范围不同， 超出范围会无 法使用，过大会导致相互间及与其相配合的部件互相干涉，过小会超出使用范围， 因此可修复的 次数都有限度， 所以要建立档案。新制时要符合原设计参数， 每次修理前一定要做可修复性的评估， 先检测磨损情况，根据磨损情况估算修复后的尺寸精度， 评估可修复性，以确保决定修复的 涂胶辊组修复后符合使用范围，避免误修导致费用损失。
4. 试车和每次开机启用前必须对以下项目确认无误后才能启动运转：
(1) 各辊间调整至合理合理间隙并可靠限位。
(2) 所有辊面和刮胶板干净无异物。
(3) 所有移动工作面干净无异物。
(4) 刮胶板压力调整合理，匀胶辊和涂胶辊之间的间隙均匀一致。
(5) 所有移动动作流畅可靠。
(6) 胶槽内干净无异物和硬胶块;胶糊液可靠过滤。
5. 使用的胶糊液的理化性能合格稳定，PH 值符合标准(过酸性或过碱性都会对辊筒造成腐蚀损害) 。
6. 作业完毕和停机时间久时一定要彻底清洗辊筒、刮胶板和胶槽及输胶循环系统，防止胶液凝固结 成硬块，重新作业时损坏辊筒。
7. 对金属辊筒的清洗清理， 严禁用钢刮刀和钢丝刷， 以免损伤辊面， 应用铜丝刷清理。
8. 严禁用蒸汽或酸碱度高的化学液清洗辊面，会导致辊面网孔彻底毁坏。
高精度的产品需要精细的维护保养，和整条瓦线所有的功能设备和功能部件一样，必须建立可靠的维 护保障制度并认真考核执行，才能让好的设备和精密的部件长久可靠地发挥效能。
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