Производство гофракартона

 
 
2.4.4. Станки склеивающие. 
 
Предназначены для нанесения клея на вершины гофр двухслойного гофрированного картона перед подачей его на сушильный стол. 
 
Склеивающий станок состоит из нижней секции, одной, двух или трех клеильных секций (соответственно для одно-, двух-, и трехсекционного станка) и привода. 
 
В состав каждого узла клеенанесения входит установка подогревателя и секция клеильная.  
 
Установка подогревателя служит для предварительного подогрева полотна перед склейкой и представляет из себя полый цилиндрический вал, в который подается пар и из которого отводится конденсат с помощью унифицированной паровой головки. Клеильная секция может устанавливаться жестко на станине или на каретке. Клеильная секция, закрепленная на станине, содержит клеенаносящий, выравнивающий и прижимной валы, легкосъемное клеевое корыто, пневмоцилиндры, установку ограничителя и механизм регулировки толщины клея. Клеенаносящий вал частично погружен в ванну с клеем и, вращаясь, наносит клей на вершины гофр. 
 
Выравнивающий вал снимает излишки клея. 
 
Прижимной вал на качающихся рычагах служит для создания контакта поверхности гофр с клеенаносящим валом. Корыто установлено на роликах и легко выкатывается, что облегчает обслуживание. Механизм регулировки толщины клея состоит из эксцентрикового вала, соединенного тягами с рычагами выравнивающего вала. 
 
Клеильная секция, закрепленная на каретке, содержит клеенаносящий, отжимные валы, механизм регулировки зазора между клеенаносящим и отжимными валами и клеевую ванну, являющуюся связью между каретками секции. 
 
Привод станка состоит из электродвигателя, редуктора и карданного вала.  
 
Принцип работы склеивающего станка заключается в предварительном подогреве полотна двухслойного гофрокартона, нанесении клея на вершины гофр и подаче полотна на сушильный стол вместе со слоем картона. 
 
 
 
Рис. 5. Станок склеивающий односекционный. 
 
1 - ванна клеильная; 2 - вал прижимной; 3 - вал клеенаносящий; 4 - вал выравнивающий; 5 - установка подогревателя; 6 - валик бумаговедущий; 7 – станина.[2] 
 
Техническая характеристика:

 
 
2.4.5. Столы сушильные. 
 
Предназначены для склейки полотен двухслойного гофрокартона, поступающих со склеивающего станка, с плоским слоем. 
 
На сушильном столе происходит сушка и охлаждение полученного гофрокартона. 
 
Сушильный стол состоит из сушильной и охлаждающей части, включающих приемную часть, механизм подъема сукна, станины, сушильные плиты, сукнонатяжки, сукноведущие валики, спрыск, приводную часть, привод стола, гидропривод, трубопроводы и электроразводку. 
 
В приемной части установлен вал, охватываемый сукном, валик и поддерживающий лист. В станинах установлены гидроцилиндры механизма подъема сукна. 
 
Сукнонатяжки служат для регулирования натяжения сукна, а сукноведущие валики для поддержания и направления сукон. Спрыск служит для увлажнения сушильного сукна и предотвращения коробления полотна. 
 
Приводная часть включает в себя два барабана, приводящих в движение верхнее и нижнее сукна и сукноведущие валики. 
 
Привод стола включает электродвигатель, редуктор и муфты. 
 
Гидропривод (или пневмопривод) предназначен для подъема сукна и прижимных роликов. 
 
Принцип работы сушильного стола заключается в склеивании двухслойного гофрокартона с плоским слоем в сушильной части и перемещении полученного гофрокартона по сушильным плитам. При этом происходит кристаллизация клея и сушка полотна. При прохождении охлаждающей части полотно остывает и подается к ротационным ножницам. 
 
Сушильный стол линий рабочей шириной 1250 мм конструктивно объединен со склеивающим станком. 
 
 
 
Рис. 6. Стол сушильный. 
 
1 – приводная часть; 2 – охлаждающая часть; 3 – сушильная часть; 4 – плиты сушильные; 5 – приемная часть. 
 
 
Рис. 7. Клеильно-сушильная секция (для линий рабочей шириной 1250 мм). 
 
1 – склеивающий станок; 2 – подогреватель 2-х слойного гофрокартона; 3 – подогреватель картона; 4 – сушильная часть; 5 – охлаждающая часть; 6 – привод.[2] 
 
Техническая характеристика:

 
 
2.4.6. Рилевочно-резательные станки. 
 
Станки рилевочно-резательные входят в состав линий для производства гофрированного картона и предназначены для разрезки полотна гофрированного картона на продольные полосы заданной ширины, обрезки кромок и рилевки его по линиям последующего изгиба при формировании картонных ящиков. 
 
Для линий гофрированного картона рабочей шириной 1050 и 1250 мм изготавливаются поперечно-резательные станки с ручной расстановкой рабочих органов. 
 
Привод осуществляется от трехфазных асинхронных электродвигателей переменного тока типа АИР, 4АМ. В состав станка входят привод станка, станины приводной и лицевой сторон с расположенными в них рилевочными и ножевыми валами. 
 
Рилевочные валы предназначены для установки на них и вращения рилевочных муфт. 
 
Ножевые валы предназначены для установки на них и вращения ножевых муфт. Конструкция их аналогична рилевочным валам. 
 
Рилёвочные и ножевые муфты состоят из двух полумуфт, закреплённых винтами. При ослабленных винтах муфты могут свободно перемещаться вдоль валов. 
 
Привод рилевочно-резательного станка осуществляется от общей трансмиссии через клиноременную передачу и специальный конический редуктор, выходной вал которого соединен с приводной шестерней станка при помощи карданного вала. 
 
 
 
Рис. 8. Рилевочно - резательный станок. 
 
1 - клеть; 2 - ножевые валы; 3 - станина; 4 - рилевочные валы.[2] 
 
Техническая характеристика:

 
 
2.4.7. Поперечно-резательные станки. 
 
Предназначены для поперечной резки гофрированного картона на листы заданной длины. 
 
Станок включает в себя станины приводной и лицевой сторон, ножевые валы, тяговые валики и транспортеры, привод, установку датчиков, установку направляющих, систему управления и системы смазки (циркуляционную, централизованную, картерную и индивидуальную). Крепление станка к фундаменту предусмотрено на шинах. 
 
Ножевые валы вращаются синхронно, крутящий момент передается через зубчатые колеса с одинаковыми числами зубьев, установленные на цапфах верхнего и нижнего ножевых валов с обеих сторон. Ножевые валы приводятся во вращение от двигателя постоянного тока через упругую втулочно-пальцевую муфту и вал-шестерню. Вал-шестерня взаимодействует с одним из зубчатых колес нижнего ножевого вала. Зубчатые колеса нижнего ножевого вала сборные и имеют возможность регулировать зазор в зацеплениях зубчатых колес нижнего и верхнего ножевых валов, а также нижнего ножевого вала с валом-шестерней. Транспортеры предназначены для подачи листов к ножевым валам и удаления листов от ножевых валов и погрузки их на Транспортер - листоукладчик. 
 
Привод осуществляется от трехфазных асинхронных электродвигателей переменного тока. Система управления станком (изменение скорости и длины листов) реализуется на базе программируемого контроллера и преобразователей частоты. Поперечно-резательные станки изготавливаются двух видов: одинарные и сдвоенные. 
 
 
 
Рис. 9. Поперечно-резательный станок. 
 
1 - транспортер, 2, 4 - ножевые валы; 3, 5 - тяговые валики; 6 – направляющие.[2] 
 
Техническая характеристика:

 
 
 
2.4.8. Транспортеры-листоукладчики. 
 
Предназначены для механизированной укладки в кипы листов гофрокартона, поступающих от поперечно-резательного станка. 
 
Транспортер-листоукладчик состоит из двух комплектов устройств и механизмов, позволяющих производить укладку двух потоков листов гофрокартона различной длины. 
 
В состав комплекта входят: транспортные секции (приемная, задержки, промежуточная и концевая), форматная каретка, приемный стол с рольгангами и выкатные рольганги. 
 
Приемная секция состоит из приемного транспортера с приводом, с обрезиненным ведущим валом, с синтетической транспортной сеткой, с ведомым валом, перемещающимся с помощью механизма натяжения сетки, воздухоотсасывающих камер, расположенных под транспортной сеткой и прижимных щеток, расположенных над сеткой. 
 
Секция задержки состоит из двух цепных контуров с установленными на соответствующих частях контуров поперечными соединительными планками, с приводом от ведущего вала приемного транспортера посредством цепной передачи и соединительной фрикционной муфты. 
 
Промежуточная секция для транспортирования нижнего потока картона состоит из двух прямых транспортеров, соединенных цепной передачей и привода. 
 
Форматная каретка ограничивает движение листов картона, сходящих с выталкивающего валика концевой секции и тем самым осуществляет формирование кипы картона на рольгангах приемного стола. 
 
Приемный стол располагается между стойками металлоконструкции, которые также выполняют роль направляющих при подъеме стола. В состав приемного стола входит рама с установленными на ней приемными рольгангами и привод рольгангов. Выкатные рольганги, установленные на упорах на полу вблизи приемного стола, принимают на свои ролики кипы картона с рольгангов приемного стола и транспортируют их на приемные устройства цеха. 
 
Управление транспортером-листоукладчиком осуществляется с пультов технолога. 
 
 
 
Рис.10.Танспортер-листоукладчик. 
 
1- второй листоукладчик; 2 – первый листоукладчик; 3 – форматная каретка; 4 – выкатной рольганг; 5 – концевая секция; 6 – промежуточная секция; 7 – секция задержки; 8 – приемная секция; 9 – мостки обслуживания. [2] 
 
 
3. Технологическая часть. 
 
3.1. Расчёт основных материальных потоков. 
 
Основными Материалами в производстве гофрокартона являются картон для плоских слоёв, бумага для гофрирования и клей. 
 
Уравнение баланса основного материального потока выглядит следующим образом: 
 
Р_кар+Р_б+Р_кл=Р_гк+Р_то, 
 
где Р_кар - расход картона для плоских слоёв; Р_б – расход бумаги для гофрирования; Р_кл – расход клея; Р_гк – выход гофрокартона; Р_то – нормированные технологические отходы. 
 
Расход основных материалов удобнее всего выражать в единицах веса. Пересчёт между весом Р и площадью S для бумаги и картона осуществляют по соотношению: 
 
Р=S·q, 
 
где q – масса 1м² бумаги или картона, г/м². 
 
Требуемую годовую потребность в гофрокартоне Р^г_гк определяют из соотношения: 
 
Р^г_гк = Σ(Рⁱ_гк + Рⁱ_то), 
 
где i – количество видов упаковки из технологически однородной группы годовой программы предприятия. 
 
Годовую потребность в гофрокартоне для каждого из i видов упаковки рассчитывают отдельно: 
 
Рⁱ_гк = К_i S_f q/k_i, 
 
где К_i - годовая программа выпуска i – го вида упаковки; k_i - количество раскроев индивидуальных заготовок упаковки на выбранном листе формата при позиционировании; S_f - площадь выбранного листа формата. 
 
Рⁱ_то = Σ Р^а_то,  
 
где Рⁱ_то – суммарное количество нормированных отходов для всех технологических процессов производства i – го вида упаковки; а – количество технологических процессов в производстве i – го вида упаковки; Р^а_то – нормированное количество отходов для а – го технологического процесса. 
 
Рассчитанное количество выпускаемого в год гофрокартона Р^г_гк служит основой для определения необходимого количества гофроделательных машин или гофроагрегатов n_г в зависимости от их производительности G (м²/ч): 
 
Р^г_гк = n_г · G ·Т_г 
 
где Т_г - годовой фонд рабочего времени,ч. 
 
Производительность гофромашины G связана с усреднённой скоростью V следующим соотношением: 
 
G=60BVK_bK_m, 
 
где B – рабочая ширина гофромашины, м; V – средняя устойчивая рабочая скорость гофромашины, м/мин; K_b – коэффициент выхода гофрокартона (с учётом потерь); K_m – коэффициент использования машинного времени. 
3.2. Расчёт вспомогательных потоков. 
 
Расчёт вспомогательных потоков заключается в определении необходимого количества воды, тепла (пара) и электроэнергии. 
 
Количество тепла, требуемое для изготовления трёхслойного гофрокартона Q (Дж), можно определить по формуле: 
 
Q=Q₁+Q₂, 
 
где Q₁ - количество тепла для подогрева картона и бумаги, Дж; Q₂ - количество тепла для сушки клея, Дж. 
 
Количество тепла для подогрева картона и бумаги: 
 
Q₁ = (М₁+М₂·k_r+М₁)(t₁-t₂)С₁, 
 
где М₁ - масса картона, кг; М₂ - масса бумаги, кг; k_r - коэффициент гофрирования; t₁ - температура бумаги при гофрировании и склеивании, ^оС; t₂- температура гофрокартона на выходе, ^оС; С₁ - теплоёмкость бумаги (1,25Дж/кгоС). 
 
Количество тепла, необходимое для нагрева и сушки нанесённого клея, определяют по формуле: 
 
Q₂=М₃С₂(t₃-t₄)+М₄С₂(t₃-t₄), 
 
где М₃ - количество клея, нанесённого на одну сторону гофров, кг; М₄ - количество клея,нанесённого на вторую сторону гофров, кг; t₃ - температура клея во время склеивания, ^оС; t₄ - температура клея в момент нанесения, ^оС. 
 
Общее количество тепла, сообщённое гофрокартону, составляет: 
 
Q = а∆t_лпS, 
 
где а – коэффициент теплопередачи, Дж/м2; ∆t_лп - логарефмический перепад температуры. 
 
Средняя скорость работы гофромашины V с необходимой температурой нагревательных плит t: 
 
Q₃=Q/Т_с, 
 
Где Т_с – время прохождения картона через нагревательные плиты, с. 
 
Т_с = 60bn/V, 
 
Где b - ширина одной нагревательной плиты, м; n - количество нагревательных плит. 
3.3. Расчёты. 
 
Р_бумаги=1,75м²*100г/м²=175г 
 
Р_{картона}=1,75м²*300г/м²=525г 
 
G=60*1,25м*25м/мин*0,5*1=1875м²/мин 
 
n_г=1 
 
Р^г_гк =327900000кг 
 
Q₁=(0,3кг+0,1*1,3+0,3кг)*(140^оС-130^оС)*1,25Дж/кг^оС=9,125Дж 
 
Q₂=2*0,17кг*2,020Дж/кг^оС*(150^оС-120^оС)=20,604Дж 
 
Q=10,25Дж/м²*2,9^оС*1м²=29,729Дж 
 
Т_с=60*2,4м*1/(25м/мин)=5,76мин=345,6с 
 
Q₃=29,729Дж/345,6с=0,086Дж/с