喬文峰 馬海濤

（福伊特造紙（中國(guó)）有限公司，江蘇昆山，215300）

隨著技術(shù)的發(fā)展，紙機(jī)運(yùn)行速度越來(lái)越快，目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的文化紙機(jī)速度已達(dá)1700 m/min 以上，衛(wèi)生紙機(jī)可達(dá)2000 m/min 以上[1]。這樣的運(yùn)行條件下，壓榨部作為造紙機(jī)的核心部位，速差超標(biāo)往往會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)運(yùn)行，如毛毯間或輥?zhàn)娱g的速差太小或太大，可能會(huì)引起紙幅或毛毯起折子、卡紙、斷紙、搶紙（指紙幅跟隨上毛毯回路或下毛毯回路而不沿正常引紙方向運(yùn)行的狀態(tài)）等問(wèn)題，更嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致毛毯撕裂等生產(chǎn)事故，因而速差控制一直是造紙工作者的一項(xiàng)重要工作。目前有關(guān)紙機(jī)壓榨部速差檢測(cè)的實(shí)踐性文獻(xiàn)并不多見(jiàn)，本文總結(jié)了近幾年來(lái)的有關(guān)壓榨部速差檢測(cè)與評(píng)估的實(shí)踐及思考，供同行們參考。

1 速度與速差

物理學(xué)上，速度是表征質(zhì)點(diǎn)在某瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向的矢量，速度的大小稱為速率。在造紙機(jī)的運(yùn)行中，常用的是線速度，是指旋轉(zhuǎn)體或紙幅在某一位置的運(yùn)行速率，單位通常用m/min 表示。本文中所指的速度，除有說(shuō)明之外，均指線速度。

速差即速度差，在造紙機(jī)運(yùn)行中，速差是指兩個(gè)運(yùn)動(dòng)體之間某瞬時(shí)線速度的差值。由于控制的原因或者工藝需要，在造紙機(jī)的運(yùn)行中，速差無(wú)處不在。如毛毯與輥?zhàn)又g的速差，輥?zhàn)又g的速差，第一壓區(qū)與第二壓區(qū)之間的速差等。

為了更準(zhǔn)確地控制速差，本文主要討論由設(shè)備部件硬件或控制系統(tǒng)等軟件產(chǎn)生的速差，造紙生產(chǎn)者大多希望這類速差合理甚至越小越好，如壓區(qū)上下輥?zhàn)拥乃俨?，輥?zhàn)优c接觸毛毯的速差等。對(duì)于工藝需要而設(shè)定或產(chǎn)生的速差，屬于生產(chǎn)技術(shù)的范疇，如第一壓區(qū)與第二壓區(qū)之間的速差等，不在本文的討論之內(nèi)。

2 速度的獲取與檢測(cè)

造紙機(jī)速度的獲取大多通過(guò)以下兩種方式：第一種通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)速及輥?zhàn)又睆讲⒔?jīng)軟件計(jì)算而得，這也是顯示在控制臺(tái)上的各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的線速度數(shù)據(jù)；第二種通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的人工測(cè)試而得，大多在造紙機(jī)的調(diào)試階段或局部有問(wèn)題時(shí)用于校核。本文討論的速度檢測(cè)是第二種，即現(xiàn)場(chǎng)的人工檢測(cè)。

目前現(xiàn)場(chǎng)速度的檢測(cè)主要有兩種方式：接觸式和非接觸式。接觸式測(cè)速儀采用滾輪結(jié)構(gòu)，測(cè)試過(guò)程中，滾輪與旋轉(zhuǎn)體或運(yùn)動(dòng)體直接接觸，從而滾輪的速度讀數(shù)就是所測(cè)運(yùn)動(dòng)體的速度。接觸式測(cè)速儀可以得到線速度、角速度等參數(shù)，是一種直接測(cè)量速度的好工具。圖1所示為一種典型的接觸式測(cè)速儀。

直接測(cè)速儀由于直接接觸高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的旋轉(zhuǎn)體或運(yùn)行物體，加上某些測(cè)試位置不佳或其他安全原因，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，這是它的缺點(diǎn)。所以直接測(cè)試大多作為調(diào)試或局部速差問(wèn)題的校核工具，日常工作中幾乎很少作為巡檢工具。另外，如果儀器質(zhì)量不良，滾輪及旋轉(zhuǎn)軸等變形也會(huì)對(duì)精度造成一定的影響。

圖1 接觸式測(cè)速儀

非接觸式測(cè)速儀是一種測(cè)量轉(zhuǎn)速（角速度）的工具，通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)速計(jì)算出相應(yīng)的線速度。其原理是在轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)同軸光柵輪，光柵輪兩端裝有光發(fā)射和光接收器，工作時(shí)，光發(fā)射器一直處于發(fā)射狀態(tài)，光柵輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得接收器接收到的光信號(hào)是不連續(xù)的光脈沖，軸轉(zhuǎn)動(dòng)越快，脈沖頻率越高。接收器把光脈沖轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，即數(shù)字脈沖信號(hào)，根據(jù)此脈沖頻率，計(jì)算出轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。圖2 為非接觸式光電測(cè)速儀。非接觸式測(cè)速儀由于不需要直接接觸高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的物體，安全因素得到一定的提升，但是因?yàn)楣怆妭鞲衅餍枰ＷC較近的距離，所以測(cè)試時(shí)仍然有安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，測(cè)試時(shí)可能需要粘貼反光條（用于光電識(shí)別）計(jì)算線速度需要輥?zhàn)又睆降葦?shù)據(jù)，部分內(nèi)容需要停機(jī)時(shí)操作，得到最終數(shù)據(jù)會(huì)需要很長(zhǎng)時(shí)間，不適合緊急情況的快速處理。且由于輥徑的測(cè)量誤差，最終結(jié)果也可能誤差較大。

圖2 非接觸式光電測(cè)速儀

3 壓榨部的速度檢測(cè)

3.1 檢測(cè)工具

為了保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試和驗(yàn)證，選擇了德國(guó)BRAUN 公司的Moviport C118 型測(cè)速儀作為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器（如圖3 所示）。該儀器可以接光電和滾輪（見(jiàn)圖4）兩種傳感器，也就是兼具接觸式和非接觸式的功能，主要技術(shù)指標(biāo)如下。

測(cè)量原理：激光測(cè)速。

精度：±0.05%。

測(cè)量范圍：0～100 Hz（非接觸式）。

使用環(huán)境：溫度-10～55℃，最大濕度90%。

圖3 C118測(cè)速儀

圖4 C118測(cè)速儀配套滾輪

3.2 速度檢測(cè)

壓榨部的運(yùn)動(dòng)體有3 類：①輥?zhàn)樱ò▔赫ポ仭?dǎo)輥、真空輥等，靴套可當(dāng)作特殊的輥?zhàn)犹幚恚?；②毛毯（傳送皮帶可?dāng)作特殊的毛毯處理）；③濕紙幅。由于濕紙幅完全跟隨輥?zhàn)踊蛎哼\(yùn)行，本身沒(méi)有動(dòng)力，且其速度檢測(cè)困難，本文主要討論輥?zhàn)蛹懊旱乃俣葯z測(cè)。

輥?zhàn)拥木€速度檢測(cè)，既可以用接觸式測(cè)速儀也可以用非接觸式測(cè)速儀進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)要注意保持滾輪與輥?zhàn)咏佑|良好且滾輪給與輥?zhàn)拥挠|點(diǎn)所在截面在同一平面上。用接觸式測(cè)速儀測(cè)試輥?zhàn)铀俣葧r(shí)，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于中高輥兩側(cè)的線速度與中間的線速度會(huì)有明顯的差值，中高值大的，差值也大。如果測(cè)試目的是為了校核實(shí)際速度與傳動(dòng)系統(tǒng)的差值，這時(shí)可取一個(gè)實(shí)測(cè)的“名義速度”與之對(duì)比。如果是為了尋找輥?zhàn)又g或者輥?zhàn)优c毛毯之間的速差，測(cè)試時(shí)需要選擇CD（橫向）方向的同一區(qū)域進(jìn)行比較，否則數(shù)據(jù)的比較會(huì)失去意義。

毛毯的速度檢測(cè)情況較為復(fù)雜。由于毛毯本身有一定的伸縮性能，而毛毯運(yùn)行的頻率較小（一般在0.2～0.6 Hz），這樣利用非接觸式測(cè)速儀來(lái)檢測(cè)毛毯速度往往誤差很大，結(jié)果并不準(zhǔn)確，因此接觸式測(cè)速儀是目前毛毯測(cè)速的主要可行手段。

另外，在同一個(gè)毛毯圈路里，不同的測(cè)試點(diǎn)的線速度往往并不一致。圖5為某廠同一圈路毛毯不同的速度測(cè)試點(diǎn)，圖5 中A、B、C、D 4 點(diǎn)所在毛毯速度測(cè)量值分別為825.32、813.87、821.45、823.76 m/min,經(jīng)反復(fù)測(cè)量確認(rèn)4 點(diǎn)的速度確實(shí)都不相等，這4 個(gè)不相等的速度，哪一個(gè)才能代表毛毯的實(shí)際速度呢？這一問(wèn)題引發(fā)的實(shí)際是一個(gè)深層次的難題：在毛毯圈路上怎樣測(cè)試毛毯的速度才是真正有意義的呢？

圖5 某廠同一圈路毛毯不同速度測(cè)試點(diǎn)

3.3 毛毯速差問(wèn)題

經(jīng)多次摸索和驗(yàn)證，筆者發(fā)現(xiàn)只有輥?zhàn)优c毛毯接觸的位置，毛毯的速度測(cè)試才有準(zhǔn)確的數(shù)值，才有真正的意義。且毛毯與輥?zhàn)拥陌窃酱螅瑴y(cè)試值的準(zhǔn)確性越高，意義越大。

圖5中A、C、D 各點(diǎn)處毛毯與輥?zhàn)咏佑|，彼此之間的速差不大，但A、C、D 3 點(diǎn)與B 點(diǎn)所測(cè)數(shù)字相差很大，這是因?yàn)锽點(diǎn)毛毯已經(jīng)發(fā)生伸縮，且該點(diǎn)缺乏支撐，導(dǎo)致濕毯在重力作用下有明顯的形變，所以速差很明顯。

實(shí)踐中，毛毯速度的檢測(cè)必須遵循兩個(gè)原則：①測(cè)試點(diǎn)必須是輥?zhàn)訉?duì)毛毯有包角的接觸點(diǎn)，其他位置的測(cè)試數(shù)據(jù)意義不大；②在輥?zhàn)优c毛毯包角的圓周方向上，其包角的中點(diǎn)，就是最佳測(cè)試點(diǎn)。圖6中毛毯對(duì)輥?zhàn)拥陌鞘恰螰OH，其圓周的中點(diǎn)G 是最佳測(cè)試點(diǎn)。

圖6 所示的實(shí)際檢測(cè)中，筆者反復(fù)測(cè)量了毛毯在E、F、G、H、K 各點(diǎn)的線速度，分別表示為VE、VF、VG、VH、VK，具體測(cè)試數(shù)據(jù)分別為764.13、767.75、768.34、767.27、763.66 m/min。數(shù)據(jù)表明，VG大于VE、VK，而VF、VH與VG比較接近，即毛毯在F、G、H 3點(diǎn)的線速度較為接近，E、K兩點(diǎn)離開(kāi)毛毯與輥?zhàn)拥慕佑|點(diǎn)太遠(yuǎn)，其線速度已經(jīng)沒(méi)有太多的參考意義。這些數(shù)據(jù)說(shuō)明F、G、H 3 點(diǎn)中，選定G 點(diǎn)（包角中點(diǎn)）作為測(cè)試點(diǎn)更準(zhǔn)確、更可靠。

圖6 毛毯速度測(cè)試的最佳位置

4 速差檢測(cè)與評(píng)估

本文討論的壓榨部速差主要包括以下5類：①毛毯與輥?zhàn)佑邪菚r(shí)，輥?zhàn)优c毛毯之間的速差；②同一圈路中，各輥?zhàn)又g的速差；③同一圈路中，毛毯在各毯輥接觸點(diǎn)之間的速差；④壓區(qū)內(nèi)上下毛毯之間的速差；⑤壓區(qū)內(nèi)上下輥?zhàn)又g的速差。特別說(shuō)明：輥?zhàn)訉?shí)測(cè)速度與傳動(dòng)系統(tǒng)顯示值之間的誤差，屬于系統(tǒng)誤差（人為誤差），屬于另外的范疇，不是本文討論的重點(diǎn)。

4.1 輥?zhàn)优c毛毯之間的速差

毛毯與所包覆的輥?zhàn)又g的速差，習(xí)慣思維上，認(rèn)為兩者之間速差的出現(xiàn)就意味著打滑，其實(shí)這一慣性思維是錯(cuò)誤的。真實(shí)的情況是：速差是正常存在的，只有超出了限度的速差，才意味著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即打滑的出現(xiàn)。

為了方便比較，分別對(duì)非驅(qū)動(dòng)輥和驅(qū)動(dòng)輥進(jìn)行分析，以期獲得全面的認(rèn)識(shí)。在非驅(qū)動(dòng)輥的條件下，測(cè)試毛毯與輥?zhàn)铀俣鹊暮线m位置，除了要符合圖6 要求，在包角G 點(diǎn)測(cè)試，在紙機(jī)橫向上的F 區(qū)域、R 區(qū)域也要測(cè)試毛毯和輥?zhàn)拥乃俣龋ㄒ?jiàn)圖7），注意R 區(qū)域是沒(méi)有被毛毯覆蓋的。

圖7 毛毯與輥?zhàn)铀俨顪y(cè)試點(diǎn)（橫向分布示意圖）

毛毯與輥?zhàn)娱g的速差示意圖如圖8所示，由于非驅(qū)動(dòng)的輥?zhàn)觿?dòng)力來(lái)源于毛毯，在理想條件下，在毛毯與輥的包角內(nèi)，兩者之間貼合，沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)在G點(diǎn)，毛毯與輥?zhàn)颖厝痪哂邢嗤慕撬俣圈?，假設(shè)輥?zhàn)拥闹睆綖镈R，輥?zhàn)拥木€速度為VR（計(jì)算見(jiàn)式（1）），毛毯的線速度為VF（計(jì)算見(jiàn)式（2）），毛毯的厚度為ΔR。

由式（1）和式（2）可知，此時(shí)毛毯與輥?zhàn)又g的速差計(jì)算見(jiàn)式（3）。

圖8 毛毯與輥?zhàn)娱g速差示意圖

由式（3）可知，當(dāng)ΔR=0 時(shí)，ΔV=0，即若毛毯的厚度可以忽略時(shí)，毛毯與輥?zhàn)娱g的速差為0。實(shí)際上，在大多數(shù)情況下毛毯的厚度是不能忽略的，原因見(jiàn)式（4）。

如某廠使用的毛毯定量為1600 g/m2，厚度為1.8 mm(張緊狀態(tài)下的厚度，使用周期的中后期)，導(dǎo)輥的直徑500 mm，則相對(duì)速差=（2×1.8÷500）×100%=0.72%，當(dāng)壓榨部的車速為900 m/min 時(shí)，根據(jù)式（4），其絕對(duì)速差為：0.72×900=6.48（m/min）。

筆者選擇了包角最大的張緊輥（包角接近180°，張力合理，無(wú)打滑現(xiàn)象）這一最典型的非驅(qū)動(dòng)輥進(jìn)行了多次測(cè)量檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，結(jié)果如表2所示。

測(cè)試結(jié)果顯示，非驅(qū)動(dòng)輥的輥?zhàn)优c毛毯之間的速差符合毯速＞輥速、理論相對(duì)速差=2ΔR/DR兩個(gè)主要理論推斷。特別表2顯示理論相對(duì)速差與實(shí)際相對(duì)速差吻合度均在80%以上，說(shuō)明理論推導(dǎo)基本符合實(shí)際情況。

對(duì)于非壓區(qū)驅(qū)動(dòng)輥，其輥?zhàn)优c毛毯速差問(wèn)題，也完全符合上述推斷，大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)中也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。

表2 壓榨部張緊輥處毛毯與輥?zhàn)铀俨顪y(cè)定值

4.2 同一圈路中輥?zhàn)又g的速差

在理想狀態(tài)下（此處理想狀態(tài)是指：毛毯張力合理且所有毛毯與有包角輥?zhàn)娱g沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，下同），同一圈路的輥?zhàn)討?yīng)該具有相同的線速度。

由于驅(qū)動(dòng)輥的速度來(lái)源于電機(jī)馬達(dá)，其速度是給定的，而從動(dòng)輥的速度來(lái)源于織物的摩擦力，所以實(shí)際運(yùn)行中，由于輥?zhàn)娱g的直徑差異、包膠材料差異、包角的差異等，驅(qū)動(dòng)輥與從動(dòng)輥之間速度差異很明顯，而從動(dòng)輥即使相互之間可互換（指輥?zhàn)拥牟牧?、包膠、外形、安裝尺寸等設(shè)計(jì)完全一致）也可能因?yàn)榘遣煌斐伤俨詈艽?。某廠壓榨部第一壓區(qū)下回路結(jié)構(gòu)如圖9 所示，表3 為回路中各輥?zhàn)拥乃俣葴y(cè)試值（多次測(cè)量的平均值）。

圖9 某廠第一壓區(qū)下回路示意圖

表3 第一壓區(qū)下回路各輥?zhàn)铀俣攘斜?/p>

表3 中的數(shù)據(jù)來(lái)源于典型的驅(qū)動(dòng)輥回路，沿毛毯運(yùn)行方向，其中輥2作為驅(qū)動(dòng)輥其線速度最大，然后輥?zhàn)拥木€速度逐步減小。輥5由于包角大，毛毯對(duì)輥?zhàn)拥哪Σ亮ψ銐?，因而速度大于相鄰? 個(gè)導(dǎo)輥線速度。

現(xiàn)場(chǎng)大量的測(cè)試實(shí)踐表明，在有驅(qū)動(dòng)輥的回路中，正常條件下驅(qū)動(dòng)輥的線速度最大，因?yàn)槠鋭?dòng)力來(lái)源于電機(jī)。從動(dòng)輥在織物的驅(qū)動(dòng)下獲得動(dòng)力，因而速度小于驅(qū)動(dòng)輥?；芈分袕膭?dòng)輥彼此間的速差，主要原因是輥?zhàn)硬牧霞翱椢飶埩鞍菍?dǎo)致的摩擦力差異。回路中只有1個(gè)驅(qū)動(dòng)輥的，整個(gè)回路的輥?zhàn)泳€速度從驅(qū)動(dòng)輥開(kāi)始大致呈衰減—加速—衰減的循環(huán)趨勢(shì)。表3是驅(qū)動(dòng)回路輥?zhàn)铀俨罘植嫉?個(gè)例子。

4.3 同一圈路中不同點(diǎn)的毛毯速差

如果毛毯完全沒(méi)有彈性，即運(yùn)行中既不能伸長(zhǎng)，也不能縮短，那么同一圈路中，毛毯的速度完全一致（但強(qiáng)度不足有拉斷風(fēng)險(xiǎn)）。事實(shí)上，由于毛毯的彈性較好，同時(shí)毛毯所受的輥?zhàn)幼枇Σ煌虼嗣涸诟鬏佔(zhàn)影翘幍乃俣缺厝淮嬖诓町?。筆者測(cè)試了圖9中1～6 處各點(diǎn)的毛毯速度，如表4 所示。特別說(shuō)明：輥1 的最佳測(cè)試點(diǎn)位于壓區(qū)進(jìn)口，危險(xiǎn)性大，輥2 在壓區(qū)內(nèi)，無(wú)法測(cè)試該點(diǎn)的毛毯速度。

表4 第一壓區(qū)下回路各點(diǎn)的毛毯速度

從表4 數(shù)據(jù)可知，相鄰的兩處（3、4、5、6 輥）速差分別為-1.69、0.87、-1.09 m/min；上述相對(duì)速差經(jīng)計(jì)算分別為：0.19%、0.096%、0.12%；整個(gè)回路毛毯各點(diǎn)的速差很小。

在另外廠家的多次測(cè)試也表明，正常運(yùn)行的紙機(jī)，壓榨回路中各點(diǎn)的毛毯速度差異不大，這是由毛毯的張力及彈性決定的。一般毛毯的運(yùn)行張力約為3 kN/m，此張力下毛毯的伸長(zhǎng)率約0.8%～1.2%，在運(yùn)行中，回路中正常的張力波動(dòng)引起的毛毯長(zhǎng)度變化在0.3%以下，因此毛毯可以作為速差良好的緩沖器。當(dāng)同一回路中毛毯速度差異很大時(shí)，往往意味著回路中某處有較大的、明顯的強(qiáng)阻力，該狀況很可能對(duì)毛毯壽命有災(zāi)難性的影響。

4.4 壓區(qū)內(nèi)上下毛毯的速差

對(duì)于雙毯壓榨（包括上回路毛毯+下回路皮帶的壓榨形式，以下同），上下毛毯的速差會(huì)影響紙幅的運(yùn)行。按照上下輥?zhàn)拥尿?qū)動(dòng)情況，筆者對(duì)單輥驅(qū)動(dòng)和雙輥驅(qū)動(dòng)的情況分別進(jìn)行討論。

目前大多數(shù)現(xiàn)代化的紙機(jī)追求高速的同時(shí)，追求傳動(dòng)和控制的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，主流的高速紙機(jī)大多采用靴式壓榨，壓區(qū)大多采用的是下回路下輥（可控中高輥）驅(qū)動(dòng)，上回路包括上輥（靴輥）從動(dòng)。圖10 為典型的雙毯壓榨壓區(qū)，下輥驅(qū)動(dòng)，上輥從動(dòng)，在理想狀態(tài)下（見(jiàn)4.2），下輥提供壓區(qū)內(nèi)下毛毯、紙幅、上毛毯及上輥的運(yùn)行動(dòng)力，此時(shí)上述4種物體在接觸區(qū)域內(nèi)作相同角速度ω的圓周運(yùn)動(dòng)，由物理學(xué)原理可得式（5）。

式中，ω 表示下輥運(yùn)行的角速度，rad/s；DR為下輥的直徑，mm；ΔR0為壓區(qū)內(nèi)濕紙幅的厚度,mm；ΔR1為壓區(qū)內(nèi)上毛毯的厚度，mm；ΔR2為壓區(qū)下毛毯的厚度,mm；VRB為壓區(qū)下輥的線速度，m/min；VFB為壓區(qū)下毛毯的線速度，m/min；VFT為壓區(qū)上毛毯的線速度，m/min；VRT為壓區(qū)上輥的線速度，m/min。

圖10 雙毛毯壓榨的壓區(qū)內(nèi)毛毯輥?zhàn)舆\(yùn)轉(zhuǎn)示意圖

由上面的討論可知，壓區(qū)上下毛毯的速差見(jiàn)式（6）。

毛毯間的相對(duì)速差（相對(duì)于下輥）RVF=（ΔVF/VRB）×100%=（2ΔR0/DR）×100%，若某客戶以805 m/min的壓榨部車速生產(chǎn)，其壓區(qū)內(nèi)驅(qū)動(dòng)輥的輥?zhàn)又睆?000 mm，產(chǎn)品為160 g/m2箱紙板，預(yù)估其壓區(qū)內(nèi)濕紙幅厚度150 μm，壓區(qū)內(nèi)毛毯厚度為1.2 mm，則理想狀態(tài)下毛毯相對(duì)速差為2×0.15÷（1000+1.2）×100%=0.03%,絕對(duì)數(shù)值為0.245 m/min，可以忽略不計(jì)。

在實(shí)際測(cè)試中，毛毯的速度測(cè)試需在最佳測(cè)試位置處，而毛毯與輥?zhàn)拥陌窃趬簠^(qū)中，因此無(wú)法測(cè)試壓區(qū)內(nèi)毛毯速度?？尚械姆椒ㄊ牵哼x取毛毯在壓區(qū)進(jìn)口導(dǎo)輥處及出口導(dǎo)輥處各一點(diǎn)測(cè)試，取其平均值作為壓區(qū)內(nèi)的毛毯速度。典型的雙毯壓榨（下輥驅(qū)動(dòng)）速度測(cè)定如表5所示。

表5 數(shù)據(jù)顯示，該壓區(qū)的上下毛毯速差絕對(duì)數(shù)值為0.74 m/min，相對(duì)速差為0.094%，符合理論推導(dǎo)。在實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)有很多壓區(qū)的上下毯之間的速差遠(yuǎn)大于理論推導(dǎo)值，有關(guān)分析，請(qǐng)參考本文4.6章節(jié)。

表5 壓區(qū)上下毛毯速度測(cè)試值 m/min

上下輥都驅(qū)動(dòng)的壓區(qū)（如大輥徑壓榨及真空壓榨都是這一類型），由于傳動(dòng)控制上大多采用下輥主驅(qū)動(dòng)，壓區(qū)閉合后采用負(fù)荷分配的控制方法，因此正常運(yùn)行中，主驅(qū)動(dòng)輥的速度是給定的，輔驅(qū)動(dòng)輥的速度采用“負(fù)荷-跟隨”模式。顯然，此模式下理想狀態(tài)的情況是，上輥與上毯，下輥與下毯之間都符合4.1所述的毯與輥之間的速差推斷，即滿足式（3）及式（4）。這種情況下，兩輥之間的速度才能同步。此狀態(tài)下，輥?zhàn)又睆降男：?，保證線速度相等，對(duì)于控制速差尤為重要。

表6 是某客戶大輥徑壓榨的速度數(shù)據(jù)。其壓榨采用上下壓榨輥均為大輥，上下各有驅(qū)動(dòng)。為便于比較，同時(shí)測(cè)試了上下輥?zhàn)印⑸舷旅旱乃俣取?/p>

表6 大輥徑壓榨的輥?zhàn)蛹懊核俣葴y(cè)試值 m/min

從表6 中的數(shù)據(jù)可以明顯看出，上下毛毯的運(yùn)行速度相差不大，而上輥與上毯之間，下輥與下毯之間基本滿足式（3）所述的速差規(guī)律。

4.5 壓區(qū)內(nèi)上下壓輥之間的速差

由4.4 的討論可知，對(duì)于單輥驅(qū)動(dòng)（一般為下輥驅(qū)動(dòng)）的雙毯壓榨而言，壓區(qū)上下輥的速差可以表示為式（7），以下各參數(shù)含義見(jiàn)4.4。

上下輥?zhàn)娱g的相對(duì)速差（相對(duì)于下輥）計(jì)算見(jiàn)式（8）。

某廠以765 m/min 的壓榨部車速（一壓）生產(chǎn)，其驅(qū)動(dòng)輥直徑1000 mm,產(chǎn)品為160 g/m2箱紙板，預(yù)估其壓區(qū)內(nèi)濕紙幅厚度150 μm,壓區(qū)內(nèi)毛毯厚度為1.5 mm,則理想狀態(tài)下輥?zhàn)酉鄬?duì)速差為2×（1.5＋1.5＋0.15）÷（1000＋1.2）×100%=0.63%,絕對(duì)數(shù)值為5.07 m/min，根據(jù)大量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，此估算值具有較高的參考價(jià)值。在該客戶現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)過(guò)多次跟蹤，測(cè)得其壓區(qū)的上下輥的速度如表7 所示。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示，其上下輥的速差完全符合式（8）所示的速差公式。

表7 單驅(qū)動(dòng)輥的壓區(qū)內(nèi)輥?zhàn)铀俣葴y(cè)試值

對(duì)于上下均有驅(qū)動(dòng)的輥?zhàn)佣?，其速度?lái)源于給定值及負(fù)荷分配控制的跟隨值。其速差應(yīng)該符合控制標(biāo)準(zhǔn)，目前保持速度差恒定所必須達(dá)到的精度在0.1%，高速紙機(jī)甚至可達(dá)到0.01%～0.05%[2]。表6中該紙機(jī)上下輥均為驅(qū)動(dòng)輥，兩輥速差為1.24 m/min,其相對(duì)速差為1.24÷669.24×100%=0.18%，符合控制要求。

顯然，對(duì)于壓區(qū)上下壓輥之間的速差，單驅(qū)動(dòng)的壓區(qū)，兩輥之間的速差更取決于壓區(qū)內(nèi)輥?zhàn)优c織物的摩擦因數(shù)、張力等因素。上下壓榨輥都驅(qū)動(dòng)的壓區(qū)，兩壓輥的速差主要決定于輥?zhàn)拥哪p情況及更主要的因素——傳動(dòng)系統(tǒng)的控制精度。

長(zhǎng)期以來(lái)，造紙生產(chǎn)者的習(xí)慣關(guān)注點(diǎn)是：上下壓輥之間的速差，同時(shí)習(xí)慣上認(rèn)為這一速差越小越好。通過(guò)本文的分析和論證，可得出結(jié)論是：這一習(xí)慣性的結(jié)論是有失偏頗的。除了光澤壓光以外的所有襯毯壓榨，上下輥并不直接接觸，上下輥之間有毛毯和紙幅，因此上下輥之間是允許存在并必然存在速差的，事實(shí)上速差的絕對(duì)值遠(yuǎn)大于我們的想象。而對(duì)于速差問(wèn)題有上面論述的全面正確認(rèn)識(shí)，是不斷改進(jìn)優(yōu)化提升并走向“壓榨部完美運(yùn)行”的基礎(chǔ)和保證。

4.6 速差評(píng)估

壓榨部速差問(wèn)題是一個(gè)系統(tǒng)性的問(wèn)題，比較復(fù)雜，毛毯與所包覆的輥?zhàn)娱g的速差、同一圈路中各輥?zhàn)拥乃俨?、同一圈路中毛毯各點(diǎn)的速差，這些問(wèn)題是速差分析的基礎(chǔ)。速差問(wèn)題中最主要、最關(guān)鍵是壓區(qū)中的毛毯之間的速差，因?yàn)樗苯佑绊懠埛\(yùn)行乃至整個(gè)壓區(qū)的正常運(yùn)行。一般而言，兩輥的速差將作為上下毛毯速差的主要影響因素。下面將對(duì)上述主要5種類型的速差評(píng)估一一分析。

毛毯與所包覆的輥?zhàn)又g的速差（指包覆點(diǎn)處的速差），是整個(gè)速差評(píng)估中重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。如前所述，不論是驅(qū)動(dòng)輥還是非驅(qū)動(dòng)輥，理想狀況下，毛毯與輥?zhàn)娱g的速差滿足式（3）相對(duì)速差＝（2ΔR/DR）×100%，根據(jù)筆者的多次測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，測(cè)試值小于理論推斷值的，乃至速差為0的，屬于基本正常狀況。出現(xiàn)速差為負(fù)值，即輥速大于毯速的情況（僅驅(qū)動(dòng)輥時(shí)才可能出現(xiàn)），毫無(wú)疑問(wèn)發(fā)生了毛毯與輥之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（俗稱打滑）的情況。測(cè)試中也發(fā)現(xiàn)過(guò)測(cè)試速差大于理論推斷值的，一般是由輥徑不準(zhǔn)確或者毛毯厚度值不準(zhǔn)確導(dǎo)致的（此情況為理論值計(jì)算錯(cuò)誤）。

測(cè)試表明，同一圈路中各點(diǎn)毛毯的速度在正常情況下差異并不太大。筆者建議的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是：相鄰兩點(diǎn)的速差應(yīng)該小于此兩點(diǎn)區(qū)域內(nèi)不同的張力對(duì)應(yīng)的毛毯伸長(zhǎng)率的差值。如某紙機(jī)壓榨部回路中A、B 兩點(diǎn)的相對(duì)速差為0.65%，A、B 兩區(qū)域?qū)?yīng)的張力分別為3 kN/m 和4 kN/m,已知3 kN/m 及4 kN/m 張力下該毛毯伸長(zhǎng)率分別為0.85%、1.28%，則正常情況下，A、B 兩點(diǎn)相對(duì)速差應(yīng)為1.28%－0.85%=0.43%左右，而實(shí)際兩點(diǎn)速差超過(guò)這一值，可以認(rèn)為速度低的B 點(diǎn)毛毯遇到了較大的阻力，速差很可能對(duì)毛毯壽命產(chǎn)生顯著的負(fù)面影響。

同一圈路中輥?zhàn)拥乃俨钤u(píng)估，比毛毯圈路更為復(fù)雜。驅(qū)動(dòng)輥的速度只要與設(shè)定大致吻合即可，非驅(qū)動(dòng)輥的速度與毛毯對(duì)它的包角、毛毯張力、摩擦因數(shù)等有關(guān)，而回路中這些因素往往相差很大，導(dǎo)致非驅(qū)動(dòng)輥的速度差異很大。評(píng)估圈路中非驅(qū)動(dòng)輥的速差，可以重點(diǎn)關(guān)注線速度最低的一根或幾根輥?zhàn)优c其包覆的毛毯之間的速差即可。由于其驅(qū)動(dòng)的被動(dòng)性，若毛毯與輥?zhàn)拥南鄬?duì)速差小于2ΔR/DR（各參數(shù)意義見(jiàn)4.4），可以認(rèn)為已經(jīng)發(fā)生打滑，需要從包角、張力、摩擦因數(shù)等方面考慮提升毛毯對(duì)輥?zhàn)拥尿?qū)動(dòng)。

壓區(qū)中的上下毛毯之間的速差，是評(píng)估的中心環(huán)節(jié)。如果上下回路只有一個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)，比較理想的狀態(tài)是速差小于0.2%，高速紙機(jī)低于0.1%，滿足此速差條件的實(shí)踐中都可正常運(yùn)行。上下毛毯速差較大的，大多數(shù)情況是下毛毯速度接近下輥速度，而上毯速度明顯快于下毯，該情況表明，問(wèn)題發(fā)生在下回路，即下毯與下輥之間的速差太小，不滿足式（3）。造成這一問(wèn)題的可能原因是：兩者存在打滑現(xiàn)象，或者下毯過(guò)度壓實(shí)或磨損較多，導(dǎo)致毛毯厚度太小；當(dāng)然速差為負(fù)值，即下輥的線速度大于下毯，則可以直接判定出現(xiàn)了打滑現(xiàn)象。

對(duì)于上下回路都有驅(qū)動(dòng)的壓榨方式，速差可以控制得更精確。從大量的測(cè)試結(jié)果看，大多數(shù)廠家符合上下毛毯速差較小的普遍規(guī)律，但速差偶有超標(biāo)的機(jī)臺(tái)也常見(jiàn)。這說(shuō)明實(shí)際生產(chǎn)中，要控制好上下回路的毛毯速差，并不容易實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要分別控制好上下回路兩個(gè)回路的毛毯速度，這涉及到驅(qū)動(dòng)輥與毛毯、以及毛毯與所包覆導(dǎo)輥之間的速差控制，這些都已經(jīng)在4.1節(jié)探討過(guò)了。

壓區(qū)中的上下輥?zhàn)又g的速差，常見(jiàn)的下輥驅(qū)動(dòng)的情況，上輥速度快于下輥，其絕對(duì)速差為RVR＝2（ΔR0+ΔR1+ΔR2）/DR（各參數(shù)含義見(jiàn)4.4）。從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的情況看，大多符合這一推論。上下輥均有驅(qū)動(dòng)的，兩輥的速差與控制精度有關(guān)，不是本文討論的范疇。

5 結(jié) 語(yǔ)

壓榨部的速差問(wèn)題作為生產(chǎn)運(yùn)行的關(guān)鍵，需要做好現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和評(píng)估，為調(diào)整優(yōu)化運(yùn)行指明方向。

毛毯的速度測(cè)試推薦使用接觸式儀器測(cè)試，而毛毯速度只在毛毯包角處測(cè)試才有意義；壓榨部速差評(píng)估的中心環(huán)節(jié)是壓區(qū)內(nèi)毛毯間的速差，而輥?zhàn)优c所包毛毯間的速差等其他4個(gè)方面的速差可以作為分析基礎(chǔ)。綜合全文所述5個(gè)方面影響因素，便可以全面準(zhǔn)確分析和把握壓榨部的速差問(wèn)題。