Автоматизация электропривода продольно-резательного станка

 

 

 

 

 

 

 

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Основное механическое оборудование участка производства бумаги

 

1.3.1 Технические данные проектируемого оборудования

 

Общие данные

Вид бумаги                                                            газетная бумага

Вес квадратного метра                                         45-48  г/м²

Скорость прогона ПРС                                        2500 м/мин

Натяжение полотна                                              470 Н/м

Раскатная часть

Ширина тамбурного рулона                               6800 мм

Диаметр тамбурного рулона                               2500 мм

Боковое перемещение раската                             +/- 50 мм

Продольное перемещение раската                      +/- 10 мм

Режущая часть

Чистообрезная ширина:

макс. ширина                                                       6760 мм

мин. ширина                                                       6300 мм

мин. обрезная ширина                                       142 мм

количество ножей                                               17 шт.

верхние ножи                                                      RALLOY WR6,

                                                                              порошковый металл

нижние ножи                                                      твердый металл

Ширина краевой ленты:

макс. ширина                                                        100 мм

мин. ширина                                                      20 мм

Направляющие валы:

диаметр                                                                  198 мм

 

 

Накатная часть

  Готовый рулон:

  макс. диаметр                                                        1500 мм

  внутр. диаметр гильзы                                          76,5 мм

 

Несущий вал:

  диаметр                                                                  800 мм

  Несущий ремень:

  ширина                                                                   300 мм, 150 мм

  Прижимной вал:

  диаметр                                                                 290 мм

Автоматические системы

  Система управления                                             WindControl

  Система управления ножей                                 WindPasit

 

1.3.2 Назначение, конструкция и принцип действия

продольно-резательного станка 

 

Бумагоделательная машина состоит из сеточной, прессовой, сушильной  и отделочной частей и привода. Кроме  того, к ней относятся машинный бассейн для аккумулирования  бумажной массы перед подачей  на машину, оборудование для рафинирования, подмола и очистки массы, насосы для подачи воды и массы, вакуумные насосы, устройства для переработки брака, бассейны оборотной воды, приточно-вытяжная вентиляционная система, регулирующие и контрольно-измерительные приборы.

  Для удобства транспортировки продукции целлюлозно-бумажного комбината изготовленные на бумагоделательной машине тамбурные рулоны поступают на продольно-резательные станки.

На продольно-резательном  станке разрезают широкое полотно, обработанное на бумагоделательной или картоноделательной машине, на более узкие секционные полотна и наматывают их на гильзы, образуя рулоны.

Процесс переработки  рулона на продольно – резательном  станке состоит из целого ряда последовательно  выполняемых операций.

Механическая конструкция продольно-резательного станка заключает в себя следующие части (рис. 1.3.1): 1-раскатная часть; 2-режущая часть; 3-накатная часть. 

 

Рис. 1.3.1 Общий вид продольно – резательного станка

В целях уменьшения количества наматываемых рулонов на бумагоделательной машине и разматываемых рулонов на продольно-резательном станке диаметр наматываемого рулона на накате бумагоделательной машины достигает 2000 – 2500 мм. Разматываемый рулон бумаги диаметром до 2500 мм устанавливают на стойках, называемых раскатом.

Раскат состоит из двух раскатных стоек (рис. 1.3.2). На основании раскатных стоек установлены болтами шины для удаления тамбурного вала, на которых тамбурный вал находится в течение работы. Тамбурный вал блокируется на своем месте гидравлическими блокирующими рычагами, установленными на шарнирах основания раскатных стоек.

Основания раскатных  стоек установлены на фундаментной плите. Основания установлены подшипниками на направляющих, на которых раскат можно переместить в боковом направлении. Основание раскатной стойки лицевой стороны оснащено также направляющими, позволяющими перемещение раската в машинном направлении.

Раскатные стойки поддерживают тамбурный рулон. Тамбурный рулон блокируется блокирующими рычагами и присоединяется зубчатой муфтой к тормозному генератору (асинхронный электродвигатель, работающий в тормозном режиме). Блокирующие рычаги амортизируют удары от тамбурного рулона на раскат. Стопор подъемного крюка предотвращает подъем тамбурного рулона с раскатных стоек при сцеплении муфты.

Разматывание полотна  с тамбурного рулона можно осуществить  через верх или низ. В нашем дипломном проекте рассматривается вариант продольно-резательного станка с нижней заправкой полотна газетной бумаги.

При работе станка раскат работает с регулировкой натяжения, т.е. сохраняет заданное натяжения полотна.

Необходимая величина натяжения  регулируется автоматически. При обрыве бумажного полотна тормозной генератор автоматически и быстро затормаживает рулон.

Рис. 1.3.2 Раскат: 1-раскатная стойка; 2-блокирующий рычаг;

3-цилиндр бокового перемещения; 4-цилиндр перемещения в машинном направлении; 5-тамбурный рулон.

На режущей части (рис. 1.3.3) бумажное полотно режется на секционные полотна. Кроме этого режут некачественные краевые части полотна, т.е. краевые ленты.

Полотно движется на режущей  части с помощью направляющих валов. Находящиеся перед ножами направляющие валы выравнивают полотно равномерным для резки. Разгонные валы, находящиеся после резки, отделяют обрезанные полотна друг от друга. Пропускание полотна через станок, т.е. заправка, осуществляется заправочными устройствами.

 

Рис. 1.3.3 Режущая часть: 1-направляющий вал; 2-вал измерения натяжения; 3-ножевые устройства; 4-разгонное устройство; 5-сопло для удаления краевой ленты.

 

Измерение натяжения  полотна осуществляется на вале измерения  натяжения (рис. 1.3.4). Датчики – измерители натяжения (SLCA 50V) на вале измерения натяжения расположены под соединениями секционных валов. Датчики измеряют силу, направленную от бумажного полотна на ряд валов, и передают электрический сигнал о натяжении полотна к тормозному генератору раскатного устройства. Датчики измеряют также профиль натяжения полотна, т. е. распределение натяжения в поперечном направлении станка. Натяжение полотна измеряют шестью силоизмерительными датчиками (расположенными за ножами). Силоизмерительные датчики присоединены к плате управления. Измеренные значения (суммарное натяжение полотна или разница натяжения полотна) заносятся в программируемый логический контроллер. Суммарное натяжение полотна заносится также в привод переменного тока.

Плата управления сравнивает измеренное суммарное натяжение  полотна с заданным значением  обрыва полотна. Когда измеренное значение меньше заданного, блок подает сигнал на программируемый логический контроллер, что значит обрыв полотна.

Сигнал обрыва полотна  также имеет аппаратное обеспечение (сухой контакт) к приводу переменного тока.

Рис. 1.3.4  Вал измерения натяжения: 1-стальная балка; 2-датчик-измеритель натяжения; 3-секционный вал; F-натяжение полотна

 

Намотка рулонов осуществляется на вращающихся несущем и ременном валах (рис. 1.3.5).

Несущие валы продольно-резательных  станков представляют собой чугунные или стальные трубы диаметром 400-600 мм, в зависимости от ширины станка, и длиной на 150-200 мм больше ширины бумажного полотна, поступающего на продольно-резательный станок.

Для обеспечения качественной плотности намотки рулонов на продольно – резательном станке применяется прижимной вал, который обеспечивает необходимое усилие прижима наматываемого рулона картона к несущим валам, тем самым, обеспечивая постоянное линейное давление и сцепление несущих валов с наматываемым рулоном.

В начальный момент работы требуемое линейное давление между рулоном и несущим валом обеспечивается за счет прижима прижимного вала (прижимной вал и гильзозамки держат рулоны на месте на накатных валах). По мере роста диаметра наматываемого рулона усилие прижима прижимного вала уменьшается пропорционально росту массы наматываемого рулона. В момент, когда необходимое линейное давление будет обеспечиваться весом намотанного рулона, возникает необходимость вывешивания прижимного вала.

Пневматические цилиндры установленные с обоих концов прижимного вала позволяют поддерживать постоянным линейное давление между рулоном и прижимным валом при различной толщине бумажного полотна с правого и левого края.

Перемещение механизма  прижимного вала осуществляется пневмоцилиндрами двухстороннего действия, расположенными с лицевой и приводной стороны.

Сталкиватель рулона выталкивает готовые рулоны в  спускное устройство, которое опускает рулоны на пол.

При выталкивании зазубренный  отрезной резец обрывает полотна.

Сталкиватель маленького рулона используется только тогда, когда  диаметр рулонов слишком маленький для их выталкивания с накатных валов с помощью сталкивателя рулона.

При работе станка ограждение захвата действует в качестве предохранительного устройства. 

Гильзы подаются в  продольно-резательный станок устройствами подачи гильзы. Сталкиватель гильзы, расположенный на сталкивателе рулона, выталкивает гильзы на желоб гильзы. Подача гильз между накатными валами осуществляется во время движения сталкивателя рулона.

Рис. 1.3.5  Накат: 1-прижимной вал; 2-устройства блокирования гильзы; 3-несущий вал; 4-ременные валы; 5-ограждение захвата; 6-спускное устройство; 7сталкиватель рулона.

 

Длительность заправки полотна и работы на заправочной  скорости  составляет обычно 15-25% от рабочего времени станка. Таким образом, режим работы продольно-резательного станка является циклическим, т.е. электроприводы раската и наката продольно-резательного станка работают в повторно – кратковременном режиме и из каждого первичного тамбура бумаги получается несколько, в среднем 3-4 комплекта готовых рулонов.

Скорости современных  продольно-резательных станков достигают

υ_прс =2200-2500 м/мин при времени пуска и торможении с полотном 60-100 с. Обычно на каждую бумаго- или картоноделательную машину устанавливают один станок с максимальной скоростью, превышающей скорость машины в 2,5-3 раза, что позволяет ему перерабатывать всю продукцию бумагоделательной машины, работающей в непрерывном режиме. Ширина станка обычно соответствует таковой обслуживаемой машины.

Рабочее натяжение полотна на станках зависят от сорта обрабатываемой бумаги. Для легкой бумаги, в частности газетной, удельные натяжения составляют в среднем f =200-500 Н/м; для плотной бумаги f =500-1500 Н/м.

  Основной задачей автоматизированного электропривода продольно-резательного станка является поддержание с заданной точностью натяжения обрабатываемого полотна как при установившейся скорости, так и в периоды пуска и торможения станка.

  В настоящее время для электроприводов бумаго- и  картонноделательных машин применяется многодвигательный привод с общим преобразователем или с индивидуальными преобразователями.                    

Не так давно стали  применять электропривод переменного  тока с применением частотного управления, который имеет ряд преимуществ, основным из них является более высокая надежность.

Многодвигательная система  приводов выполнена в соответствии с концепцией распределенной системы ACS 800 MultiDrive (ABB). В рамках этой концепции разработана единая система управления приводами с общей питающей шиной постоянного тока для широкого диапазона мощностей, позволяющая снизить расходы на настройку и обеспечивающая максимальные эффективность и экономичность при ее использовании. Система имеет возможность расширения благодаря объединению с другими системами управления – от простых до охватывающих все предприятие. Для управления большими системами электроприводов возможно применение распределенной системы управления. Для ее координации используются дополнительные контроллеры и быстродействующие локальные шины. Также имеются в наличии приложения к системе в виде программного обеспечения (программные пакеты Advabuild for Windows, DriveLink, DriveWindow, DriveSupport) для снижения инжиниринговых затрат в зависимости от требований, предъявляемых к системе управления.