潘明來

（浙江交通技師學(xué)院，浙江 金華 321015）

0 引言

褶皺紙?jiān)谏詈蜕a(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，但是其生產(chǎn)專用設(shè)備不多，自動(dòng)化程度不高，研究該設(shè)備的學(xué)者也不多，使褶皺紙的生產(chǎn)過程存在較多的困難。褶皺紙?jiān)谏a(chǎn)出來后都會(huì)卷成大卷來進(jìn)行儲(chǔ)存，但是為了方便后續(xù)銷售給制作小卷褶皺紙制品的廠家，褶皺紙的生產(chǎn)廠家又會(huì)把大卷褶皺紙通過人工復(fù)卷、剪裁和包扎變成小卷，然而現(xiàn)有的技術(shù)無法直接生產(chǎn)小卷的褶皺紙，而且復(fù)卷機(jī)的運(yùn)行需要各個(gè)環(huán)節(jié)的良好配合，尤其是張力、轉(zhuǎn)矩與壓力的配合[1]。故市場(chǎng)上急需一款用于專門褶皺紙復(fù)卷的復(fù)卷機(jī)構(gòu)來代替人工復(fù)卷。鑒于現(xiàn)有褶皺紙分卷所存在的問題，結(jié)合目前市場(chǎng)上復(fù)卷機(jī)的缺陷，本文設(shè)計(jì)一種代替人工分卷的褶皺紙復(fù)卷機(jī)構(gòu)。

1 褶皺紙復(fù)卷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

皺紋紙又稱皺紙，是指一種紙面呈現(xiàn)皺紋的加工紙，可分為生活用褶皺紙、包裝用褶皺紙、裝飾用褶皺紙三類。褶皺紙條生產(chǎn)設(shè)備需要具有自動(dòng)上卷、自動(dòng)裁切、自動(dòng)出料等功能，才能在降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，確保褶皺紙生產(chǎn)過程的安全和衛(wèi)生。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料、切料、卷料等功能三合一，全自動(dòng)褶皺紙復(fù)卷機(jī)構(gòu)包括：機(jī)架1 以及機(jī)架上安裝的送料切料裝置2、卷料裝置3、傳送裝置4 和控制器等，如圖1 所示。送料切料裝置固定在機(jī)架的左側(cè)，機(jī)架兩側(cè)板5 之間固定傳送裝置，卷料裝置固定在機(jī)架的上端。送料切料裝置用于接收從上游輸送過來的大卷褶皺紙，并把褶皺紙輸送至卷料裝置上，同時(shí)送料切料裝置還能切斷褶皺紙；卷料裝置設(shè)在傳送裝置的上端，且處在傳送裝置輸送端的尾部，卷料裝置包括卷料結(jié)構(gòu)和定位桿，卷料結(jié)構(gòu)能夠上下升降，且能吸附傳送裝置上的褶皺紙的紙頭，并帶動(dòng)褶皺紙繞卷，同時(shí)卷料結(jié)構(gòu)還能松開褶皺紙的紙頭，定位桿配合卷料結(jié)構(gòu)使用，使繞卷到設(shè)定厚度時(shí)，褶皺紙卷抵著定位桿防止松開。整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程由控制器控制。

圖1 褶皺紙復(fù)卷機(jī)構(gòu)

2 褶皺紙復(fù)卷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了有效地完成褶皺紙的切割和分卷、運(yùn)輸，借助常見的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和驅(qū)動(dòng)，當(dāng)繞紙厚度達(dá)到設(shè)定值后還可以進(jìn)行多工位切割和分卷，全面提升了褶皺紙生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和收卷工作的效率[2]。

2.1 送料切料裝置

如圖2 所示，送料切料裝置包括送料架1、過渡輥2、送料輥3、送料輥電機(jī)4、切刀電機(jī)5 和切刀6，上述送料架由一底座及豎直固定在底座兩側(cè)的豎板構(gòu)成，送料架內(nèi)側(cè)連接在機(jī)架的左端，送料架兩豎板之間固定有兩根上下設(shè)置且接觸的送料輥，兩個(gè)送料輥內(nèi)側(cè)的兩豎板之間固定有切刀，切刀左側(cè)的豎板上固定有帶動(dòng)切刀轉(zhuǎn)動(dòng)的切刀電機(jī)，上述兩送料輥外側(cè)的兩豎板之間固定有多個(gè)過渡輥，同時(shí)兩送料輥?zhàn)髠?cè)的豎板上還固定有帶動(dòng)送料輥轉(zhuǎn)動(dòng)的送料輥電機(jī)。另外，機(jī)架上設(shè)有保護(hù)罩，保護(hù)罩對(duì)皮帶輪進(jìn)行防護(hù)，以免出現(xiàn)意外。

圖2 送料切料裝置

2.2 卷料裝置

卷料裝置個(gè)數(shù)與傳送裝置組數(shù)相同。其基本組成包括機(jī)架、移動(dòng)座、卷軸、移動(dòng)座氣缸、卷軸電機(jī)和吸風(fēng)裝置。卷料裝置固定座固定在機(jī)架上，由一豎板和一橫板構(gòu)成，豎板中部設(shè)有豎直的條形通槽，豎板上還設(shè)有滑軌；而移動(dòng)座由一管座及固定在管座左側(cè)的左豎板和固定在管座右側(cè)的右豎板構(gòu)成，左豎板卡在滑軌上；移動(dòng)座氣缸固定在固定座橫板上，且移動(dòng)座氣缸推臂穿過固定座橫板與左豎板下端固定，使移動(dòng)座通過移動(dòng)座氣缸的推動(dòng)能沿固定座的滑軌上下滑動(dòng)；卷軸電機(jī)固定在右豎板上方，卷軸為一端開口另一端封閉的空心管，且管壁上布滿了吸風(fēng)孔，卷軸開口端穿過條形通槽及管座與吸風(fēng)裝置連接；吸風(fēng)裝置與移動(dòng)座之間的卷軸上設(shè)有皮帶輪，并通過皮帶與卷軸電機(jī)的電機(jī)軸連接。

如圖3 所示，卷料裝置主要由固定座1、移動(dòng)座11、卷軸5、定位桿6、移動(dòng)座氣缸14、卷軸電機(jī)7 和吸風(fēng)裝置12 等組成。固定座由一豎板3 和一橫板2構(gòu)成，且豎板中部開有豎直的條形通槽4，條形通槽右側(cè)的豎板前后兩端各固定有一豎直的滑軌13；固定座固定在機(jī)架內(nèi)側(cè)的側(cè)板上端，移動(dòng)座由一管座9及固定在管座左側(cè)的左豎板8 和固定在管座右側(cè)的右豎板10 構(gòu)成，左豎板活動(dòng)連接在兩滑軌上，移動(dòng)座氣缸固定在固定座橫板上，且移動(dòng)座氣缸推臂穿過固定座、橫板與左豎板下端固定，使移動(dòng)座通過移動(dòng)座氣缸的推動(dòng)能沿固定座24 的兩滑軌上下滑動(dòng)；右豎板上方固定有卷軸電機(jī)，卷軸為右端開口左端封閉的空心管，且管壁上布滿了吸風(fēng)孔，卷軸右端穿過固定座的條形通槽及管座后與吸風(fēng)裝置連接，吸風(fēng)裝置與移動(dòng)座之間的卷軸上固定有皮帶輪，并通過皮帶與卷軸電機(jī)的電機(jī)軸連接，卷軸上方固定有平行于卷軸的定位桿，定位桿右端固定在固定座豎板29 上端。

圖3 卷料裝置

2.3 傳送裝置

卷料裝置一般為多個(gè)，多個(gè)卷料裝置依次分布，由一個(gè)下傳送裝置和與卷料裝置個(gè)數(shù)相同的上傳送裝置組成，各卷料裝置均處在上傳送裝置的尾部，且兩個(gè)上傳送裝置之間存在間隙，同時(shí)上述下傳送裝置和多個(gè)上傳送裝置與送料切料裝置之間聯(lián)動(dòng)。

下傳送裝置包括下傳送帶和多根下傳動(dòng)輥，各下傳動(dòng)輥一側(cè)穿出機(jī)架并通過皮帶及皮帶輪聯(lián)動(dòng)，各下傳動(dòng)輥的另一側(cè)設(shè)有皮帶輪Ⅰ，下傳送帶套在各下傳動(dòng)輥上；上傳送裝置由兩根上傳動(dòng)輥及套接在兩根上傳動(dòng)輥上的若干上傳送帶組成，上傳動(dòng)輥一側(cè)設(shè)有軸承且與機(jī)架直接固定，另一側(cè)設(shè)有傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)齒輪下方設(shè)有通過軸承固定在機(jī)架上的輔助輥，輔助輥上設(shè)有兩個(gè)皮帶輪Ⅱ，其中一個(gè)皮帶輪Ⅱ通過皮帶與傳動(dòng)齒輪聯(lián)動(dòng)，另一個(gè)皮帶輪Ⅱ通過皮帶與皮帶輪Ⅰ聯(lián)動(dòng)。

傳送裝置如圖4 所示。傳送裝置包括三組上傳送裝置7 和一組下傳送裝置1，下傳送裝置又包括下傳送帶3 和四根下傳動(dòng)輥2，四根下傳動(dòng)輥的兩側(cè)均插接在機(jī)架的兩側(cè)板上，同時(shí)在插接處的下傳動(dòng)輥上設(shè)有軸承，上述下傳動(dòng)輥的外側(cè)穿過側(cè)板與皮帶輪10固定，且最右側(cè)的下傳動(dòng)輥上只需固定一個(gè)皮帶輪，其余三根均需固定兩個(gè)皮帶輪，同時(shí)相鄰的兩根下傳動(dòng)輥上的皮帶輪通過皮帶進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，上述各下傳動(dòng)輥的內(nèi)側(cè)固定有皮帶輪Ⅰ6，上述每組上傳送裝置結(jié)構(gòu)相同，均由兩根上傳動(dòng)輥8 套接在兩根上傳動(dòng)輥上的若干上傳送帶9 組成，上傳動(dòng)輥外側(cè)通過軸承與機(jī)架側(cè)板固定，上傳動(dòng)輥內(nèi)側(cè)固定有傳動(dòng)齒輪5，傳動(dòng)齒輪下方的機(jī)架側(cè)板上通過軸承固定有輔助輥，輔助輥上固定有兩個(gè)皮帶輪Ⅱ4，其中一個(gè)皮帶輪Ⅱ通過皮帶與傳動(dòng)齒輪聯(lián)動(dòng)，另一個(gè)皮帶輪Ⅱ通過皮帶與皮帶輪Ⅰ聯(lián)動(dòng)，同時(shí)最左側(cè)的下傳動(dòng)輥通過皮帶與送料輥電機(jī)聯(lián)動(dòng)，這樣通過一個(gè)送料輥電機(jī)能夠同時(shí)帶動(dòng)送料輥、所有下傳動(dòng)輥和所有上傳動(dòng)輥進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

圖4 送料裝置

3 全自動(dòng)褶皺紙復(fù)卷機(jī)構(gòu)的工作過程

全自動(dòng)褶皺紙復(fù)卷機(jī)構(gòu)工作時(shí)，褶皺紙從大卷輸送過來，經(jīng)送料切料裝置1 的若干個(gè)過渡輥3 拉平后進(jìn)入到兩送料輥2 之間，送料輥電機(jī)5 帶動(dòng)送料輥，送料輥轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)傳送裝置18 最左側(cè)的下傳動(dòng)輥11 和12 轉(zhuǎn)動(dòng)，然后帶動(dòng)所有其他下傳動(dòng)輥及上傳動(dòng)輥17 和20 聯(lián)動(dòng)，褶皺紙經(jīng)送料輥傳送后經(jīng)過切刀4下方，然后進(jìn)入到上傳送裝置19 和下傳送裝置13 之間的輸送帶被輸送到最左邊的卷料裝置4 的卷軸6下方，卷軸在吸風(fēng)裝置16 的作用下吸住褶皺紙的紙頭，經(jīng)卷軸電機(jī)7 帶動(dòng)下的卷軸開始旋轉(zhuǎn)對(duì)褶皺紙進(jìn)行卷動(dòng)，當(dāng)褶皺紙被卷成指定大小的小卷后，切刀電機(jī)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)切刀，切刀刀片旋轉(zhuǎn)至褶皺紙上方后抵住褶皺紙并切斷，然后卷料裝置9 的移動(dòng)座氣缸推動(dòng)移動(dòng)座8 沿固定座10 滑軌15 上滑，使卷軸上移后褶皺紙小卷抵在定位桿14 上夾住紙頭，褶皺紙小卷即復(fù)卷完成，等待下一道抽卷工序抽卷或人工進(jìn)行抽卷，而被切斷的紙頭被繼續(xù)傳送到中間的卷料裝置進(jìn)行復(fù)卷，中間的卷料裝置復(fù)卷完成后紙頭被輸送到右側(cè)的卷料裝置進(jìn)行復(fù)卷，當(dāng)右側(cè)的卷料裝置快完成復(fù)卷時(shí)，切刀切斷褶皺紙，而最左側(cè)的卷料裝置4 的卷軸下移到褶皺紙上方，并啟動(dòng)吸風(fēng)裝置，當(dāng)下一個(gè)紙頭遇到最左側(cè)卷料裝置的卷軸時(shí)，紙頭又被卷軸吸住進(jìn)行復(fù)卷，而上述步驟均由控制器控制。如圖5 所示。

圖5 全自動(dòng)褶皺紙復(fù)卷機(jī)構(gòu)工作原理

4 結(jié)語

從造紙廠經(jīng)過復(fù)卷出廠的褶皺紙卷長(zhǎng)度很長(zhǎng)，有時(shí)幅度也較寬，實(shí)際在使用時(shí)往往會(huì)再次分切和復(fù)卷，進(jìn)而分卷成方便使用的較小的長(zhǎng)度和幅度[3]，使用全自動(dòng)褶皺紙復(fù)卷機(jī)構(gòu)代替人工復(fù)卷和剪裁，大大提高了工作效。隨著造紙機(jī)發(fā)展的突飛猛進(jìn),復(fù)卷機(jī)也得到了高速發(fā)展,新概念、新技術(shù)、新裝備不斷出現(xiàn),使復(fù)卷機(jī)在造紙?jiān)O(shè)備中地位不斷提高。由于傳動(dòng)裝置在空間布局上具有一定的偏移量[2，4]，而且結(jié)構(gòu)較為負(fù)責(zé)，僅僅依托機(jī)械部分是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要對(duì)電氣控制程序進(jìn)行較為深入的研究。