راست یا خم شده: کدام دستگاه تشکیل دهنده چوب کاغذ بهتر است؟

سوال ساده به نظر می رسد، اما پاسخ به فیزیک بستگی دارد، که اکثر افرادی که روزنامه می خرند هرگز در مورد آن صحبت نمی کنند. الفدستگاه شکل دهی چوب کاغذی نوع مستقیمایده اولیه مشابه دستگاه قالب گیری میله کاغذی منحنی را دارد. همه آنها از نوار و چسب مارپیچ استفاده می کنند تا تحت کشش به هم بچسبند. بعد بلندش کردند. اما شکل مسیر شکل دهی تقریباً تمام جزئیات قابل اندازه گیری تولید را تغییر می دهد. این شامل گسترش کشش سیم پیچ، یکنواختی ضخامت دیوار، دسترسی به سنبه و حداکثر سرعت خطی که دستگاه می تواند قبل از از دست دادن استحکام لوله کاغذی حفظ کند، می شود.

در اینجا نگاهی داریم به این که هر تنظیم واقعاً برای کاغذ چه کار می کند، کجا بهترین کار را انجام می دهد و چه کارهایی شما را مجبور به انتخاب یک نوع، نه فقط شبیه به آن می کند.

آنچه "مستقیم" و "خم" در واقع توصیف می کنند

در ساخت میله های کاغذی، این نام به موقعیت نشستن میله قالب گیری نسبت به مسیر تغذیه نوار کاغذی اشاره دارد.

در یک ماشین مسیر، میله تغذیه مستقیم یا تقریباً مستقیم است. در یک انتهای نوار یک رول بود. تحت کشش کنترل شده به شکل مارپیچی دور میله می پیچد. سپس لوله قالب گیری شده در همان خط مستقیم در انتهای دور خارج می شود. کل ناحیه شکل دهی - از نوار تا برش - یک خط مستقیم را دنبال می کند.

در یک ماشین مسیر منحنی (نوع راهنما{0}}خمیده یا زاویه‌دار)، نوار تغذیه و محور میله در یک زاویه ثابت هستند. معمولاً 30 تا 60 درجه است. بنابراین نوار با نزدیک شدن به نقطه پیچش باید جهت خود را تغییر دهد. لوله تشکیل شده در زاویه ای نسبت به تغذیه نورد می شود.

تفاوت شکل کوچک به نظر می رسد. اما تاثیر زیادی هم دارد.

کشش سیم پیچ: جایی که فیزیک از هم جدا می شود

کشش سیم پیچ مهمترین مشکل در شکل دهی لوله کاغذی مارپیچی است. اگر کشش خیلی کم باشد، لوله فرو می ریزد. اگر بیش از حد بالا باشد، لایه‌های داخلی کاغذ پاره می‌شوند و روی هم قرار می‌گیرند. یک آبنبات چوبی یا میله کاهی، معمولاً به قطر 4-8 میلی متر، دارای محدوده کشش هدف حدود 2-8 نیوتن برای 60 نوار کاغذی حدود 2-8 نیوتن gsm است. ISO 9073-3:2020 روش کشش نوارهای کاغذی در این محدوده ضخامت را ارائه می دهد.

در تنظیم خط مستقیم، نوار در یک خط مستقیم به سمت نقطه سیم پیچ حرکت می کند. تغییر کشش-از وزن سیم پیچ، به ضخامت نوار، یا نوسان گشتاور موتور-مستقیماً به نقطه سیم پیچ می‌رود، بدون تغییر شکل در بین. ارتباط بین کشش ترمز روی رول آزاد کننده و کشش روی میله تقریباً خطی است و به راحتی قابل پیش بینی است. این قابلیت پیش‌بینی به دستگاه شکل‌دهی چوب کاغذی نوع مستقیم اجازه می‌دهد تا با سرعت خط ثابت 150 تا 400 متر در دقیقه بدون نوسان تنش ثابت کار کند. اما شما باید حقوق ترمز آزاد را تنظیم کنید (سورکا، 2009).

در دستگاه خم کن، نوار باید قبل از رسیدن به میله در اطراف قسمت راهنما خم شود. این اثر اصطکاک-کاپستان را افزایش می‌دهد. کشش در نقطه سیم پیچ برابر با e ^ (mu) کشش تغذیه است. در اینجا میون تعداد نقاط اصطکاک روی سطح ریل راهنما، زاویه شعاع است (معادله کاپستان Eytelwein، به نقل از Hamrock, Schmid & Jacobson, 2004). تنش 45 ?? ریل راهنما در میون=0.15 حدود 1.11 برابر بیشتر است (ریل راهنما در مقابل کاغذ 70 گرم در متر). این اثر زمانی که دستگاه پایدار است کوچک است، اما با شتاب و کاهش سرعت آن بزرگتر می شود. این زمانی است که اینرسی میون واقعی را برای مدت کوتاهی تغییر می دهد. این نوع خرابی تقریباً هرگز در تولید خط مستقیم رخ نمی‌دهد، وقتی همه تنظیمات مشابه هستند.

هندسه سنبه و دیوار{0}}یکنواختی ضخامت

میله اندازه سوراخ داخلی چوب تمام شده را تعیین می کند. در یک ماشین پیست، میله یک میله فولادی ثابت و بلند است (یا لوله توخالی برای خنک کردن آب در یک خط سریع). این در سراسر منطقه سیم پیچ و معمولا 600-1200 میلی متر اجرا می شود. کاغذ شکل می گیرد و از انتهای آزاد میله دور می افتد.

از آنجایی که میله مستقیم است و مسیر سیم پیچ یک خط مستقیم است، زاویه گام مارپیچ-زاویه ای که در آن نوار میله را احاطه می کند-در کل طول شکل دهی یکسان می ماند. گام ثابت به معنای عرض همپوشانی لایه ثابت است. این یک ضخامت دیوار پایدار می دهد. اندازه گیری TAPPI T411 ضخامت لوله تمام شده در تولید خط مستقیم معمولاً تغییر کمتر از 3٪ در طول لوله را نشان می دهد.

در دستگاه خم کن، تغییر جهت ریل راهنما، زاویه نزدیک شدن لایه بیرونی را کمی ناهموارتر از لایه داخلی می کند. این ناهمواری حداقل است-معمولاً 1-3 درجه تفاوت در زاویه بسته‌بندی واقعی بین لبه‌های نزدیک و دیستال نوار وجود دارد - اما تفاوت قابل‌توجهی در عرض همپوشانی اطراف دایره لوله ایجاد می‌کند. برای چوب های آب نبات چوبی یا محورهای سواب پنبه ای، گرد بودن سطح مقطع مهم است (آب نبات چوبی باید برای قالب ها یا سر سواب ها مناسب باشد)، و همچنین تغییر در ضخامت محیط دیوار. برای نی های کاغذی که در داخل محصول پنهان شده اند، مهم نیست.

زمان دسترسی و تغییر سنبه

هر دستگاه قالب‌گیری که با قطر چوب متفاوت کار می‌کند، نیاز به تعویض میله دارد. این نکته مهم در مورد استریت است که در دنیای واقعی تنظیم می شود.

در یک ماشین خطی، میله را مستقیماً از یک انتهای ناحیه سیم پیچ می کشید. این کار نیازی به وقفه از مربیگری ندارد. نیازی نیست دوباره-از طریق ریل های راهنمای خمیده رزوه شود، و همچنین نیازی به زاویه-نداشتن مجدد آن نیست. یک کارگر آموزش دیده یک قطب را در یک خط مستقیم در 8 تا 15 دقیقه تغییر می دهد. TAPPI T556 یک عدد زمان نصب کلی برای دستگاه های لوله گذاری می دهد، اما زمان واقعی بسته به نوع دستگاه متفاوت است.

در یک ماشین خم کن، میله در یک زاویه مشخص نسبت به مقدار تغذیه ثابت می شود. برای حذف آن، ابتدا باید مجموعه راهنما را پاک کنید. برای بازگرداندن آن، باید زاویه خم شدن میله راهنما را تنظیم مجدد کنید تا با قطر میله جدید مطابقت داشته باشد. این به این دلیل است که شکل خمشی بهینه با قطر لوله متفاوت است. زمان جابجایی برای خم کن 20 تا 45 دقیقه برای مسافر است. زمان توقف اضافی 15 تا 30 دقیقه در هر شیفت در سایت‌های تولیدی که قطر قطر روزانه تغییر می‌کند، اضافه می‌شود، مانند سفارشات مختلط برای ساقه‌ها از قطر 6 میلی‌متر تا 12 میلی‌متر.

سرعت و ظرفیت خروجی

ماشین‌های قالب‌گیری میله‌ای کاغذی با یک سر کویل معمولاً در لوله‌های قالب‌گیری 150 تا 400 متر در دقیقه کار می‌کنند. این اجازه می دهد تا حدود 2500-8000 چوب تمام شده را با طول 60 میلی متر در دقیقه برش دهید. مدل های سریع و حجیم با دو یا چهار میله موازی روی یک قاب می توانند بیش از 15000 قطعه در دقیقه باشند.

ماشین های خم، به دلیل محدودیت کشش وینچ همانطور که قبلاً صحبت کردیم، معمولاً 80-250 متر در دقیقه رتبه بندی می شوند. مشکل تنش در سرعت بالا حد واقعی آنها را تعیین می کند. این شکاف سرعت یک عامل کلیدی تجاری برای تعداد بسیار زیادی از تولیدات پایه نی است-مانند مشاغل پذیرایی که ده ها میلیون نی سفارش می دهند.

برای کار با دیوار ضخیم (3 تا 5 لایه برای ضخامت دیوار بیش از 0.6 میلی متر مورد نیاز است)، مزیت سرعت نصب مستقیم بسیار کمتر است. ایستگاه های تغذیه کاغذ بیشتری برای سیم پیچی چندلایه-نیاز است. در یک صاف کننده، هر تکه نوار جدید به ناحیه قالب گیری طولانی تری نیاز دارد. این باعث می شود دستگاه بزرگتر شود. در یک ماشین خم کن، اشکال کوچکتر به احتمال زیاد با زاویه ورود بیشتر در فضاهای کوچکتر سازگار می شوند. برای{10}}لوله‌های کاغذی صنعتی با دیواره‌های ضخیم{11}}به جای چوب{12}}معمولاً سیم پیچی مسیر سیم پیچی، گزینه ترجیحی است. این به این دلیل است که محدودیت‌های مکانی مهم‌تر از الزامات سرعت هستند (Twede & Selke, 2005).

قطع-مکانیسم و ​​پایان{1}}کیفیت چهره

هر دو نوع ماشین از یکی از دو روش کوتاه کردن استفاده می کنند. یکی یک تیغه دیسک چرخان است که برای برش لوله های متحرک استفاده می شود. دیگری یک ابزار مسیر است که طول لوله را در طول برش دنبال می کند. کیفیت انتهای -مربع برش و اینکه آیا پارگی وجود دارد یا خیر- تا حد زیادی به وضوح تیغه و نسبت سرعت بستگی دارد. فرقی نمی کند مسیر مستقیم باشد یا منحنی.

این تفاوت واقعی است. واحد برش در انتهای مسیر لوله روی یک دیافراگم قرار دارد. این کار اضافه کردن یک ایستگاه برش دوم را آسان می کند تا هر دو طول در یک زمان باشند. روی خم کن، لوله با زاویه بیرون می آید. بنابراین، برای اضافه کردن ایستگاه برش دوم به خط، باید یک بخش مستقیم از لوله را بین سیم پیچ و برش اضافه کنید.

برای کارهایی که نیاز به وارونگی یا مورب های دقیق دارند-مانند نازل های پزشکی، میله های سواب پنبه ای و همزن های قهوه{1}}می توانید یک ایستگاه پخ ثانویه در انتهای هر دو دستگاه اضافه کنید. در این مرحله، هیچ کدام از این‌ها مزایای مبتنی بر شکل- ندارند.

تطبیق برنامه: کدام فرمت متعلق به کجاست

نوع مناسب ماشین از آنچه شما باید بسازید ناشی می شود، نه از ترجیحات عمومی.

قطارهای مستقیم انتخاب معمولی برای موارد زیر هستند:

• نی های کاغذی (قطر 4 تا 12 میلی متر، وعده بزرگ)
• آب نبات چوبی و آب نبات (3 تا 6 میلی متر، اندازه اشتباه، باید مطابق با قالب باشد)
• شفت سواب پنبه ای (2.5-3.5 میلی متر، گرد بودن برای نصب سر سواب مهم است)
• اپلیکاتورهای پزشکی (مستقیم-شکل تمیزکننده ساده بیرون می‌کشد که تولید اتاق تمیز را آسان‌تر می‌کند)

ماشین‌های مسیر{0} خم برای موارد زیر بهتر هستند:

• وقتی فضا تنگ است،{0}}لوله های کاغذ دیواری ضخیم
• تولید با حجم کم تا متوسط ​​با تغییرات قطری اندک
• کارهایی که زاویه خروج لوله انعطاف پذیر اتصال به خط تولید بزرگتر را آسان تر می کند

مشاغل متوسط-مثل 100 میلیون تا 300 میلیون نی 6 تا 8 میلی متری در سال-تفاوتی ندارند. برای اینها، هر نوع انجام خواهد داد. انتخاب‌های بعدی این است که کارگران چقدر ماشین را می‌شناسند، آیا قطعات به‌راحتی در دسترس هستند یا خیر، و هزینه ماشین چقدر است.

نکته ای در مورد کاربرد چسب

هر دو مدل از چسب دکسترین مبتنی بر آب- یا چسب PVA در مناطقی که نوار همپوشانی دارند استفاده می‌کنند. سیستم چسب به شکل فر بستگی ندارد، اما زمان خشک شدن چسب به شکل فر بستگی دارد. در سرعت 350 مایل در ساعت، لوله قالب گیری منطقه سیم پیچ را در حدود 0.1 تا 0.2 ثانیه ترک می کند. اگر چسب به اندازه ای تنظیم نشود که لوله را در آن نقطه باز نکند، لوله روی اره می شکند. با کنترل ضخامت چسب (معمولا 2000 تا 20 مایل بر ثانیه، ISO 2555 درجه سانتیگراد) و دمای خط می توانید این مشکل را حل کنید. در ماشین‌های خمیده با سرعت کم، هر چه لوله بیشتر روی میله بماند، زمان خشک شدن چسب بیشتر می‌شود. این یک مزیت واقعی برای خشک شدن آهسته چسب در محیط های سرد است.

خلاصه

انتخاب دستگاه قالب‌گیری مستقیم{0}}از طریق چوب و دستگاه قالب‌گیری چوب خمیده همیشه بهتر نیست. دستگاه شکل دهی چوب کاغذی نوع مستقیم دارای خروجی بالاتر، ضخامت دیواره یکنواخت تر، سرعت تغییر میله سریعتر و کشش سیم پیچ پایدارتر در کل محدوده سرعت است. این مزایا کلیدی برای تولید انبوه- نی و آب نبات است. مسیر منحنی به گونه ای تنظیم شده است که اندازه کوچکتر و کشش اوج کمتری در چکمه به شما بدهد. اینها برای-لوله‌های با دیواره ضخیم،-حجم پایین و چیدمان کف تولیدی فشرده مهم هستند.

برای هر عملیات تماس با مواد غذایی که به خطای قطر کم و خروجی زیاد نیاز دارد، استاندارد مهندسی مستقیم-است. برای هر چیز دیگری، شکل ساختمان ممکن است حرف آخر باشد.

مراجع

• ISO 9073-3:2020.منسوجات - روش‌های آزمایش برای منسوجات نبافته - بخش 3: تعیین استحکام کششی و ازدیاد طول. ISO
• TAPPI T411 om-15.ضخامت (کالیپر) کاغذ، مقوا و تخته ترکیبی. TAPPI.
• TAPPI T556 pm-12.رویه های تعیین مناسب بودن تجهیزات کاغذسازی برای انواع مختلف کاغذ. TAPPI.
• ISO 2555:2018.پلاستیک - رزین در حالت مایع یا امولسیون یا پراکندگی - تعیین ویسکوزیته ظاهری با روش تست بروکفیلد. ISO
• Hamrock، BJ، Schmid، SR & Jacobson، BO (2004).اصول روانکاری فیلم سیال(ویرایش دوم). مارسل دکر. (معادله کاپستان، فصل 12.)
• Soroka، W. (2009).مبانی فناوری بسته بندی(ویرایش چهارم). موسسه حرفه ای بسته بندی.
• Twede, D. & Selke, S. (2005).کارتن، جعبه و تخته راه راه: کتابچه راهنمای فناوری بسته بندی کاغذ و چوب. انتشارات DEStech.
• پین، FA (1991).کتابچه راهنمای کاربر بسته بندی. بلکی آکادمیک.
• Hanlon، JF، Kelsey، RJ و Forcinio، HE (1998).کتابچه راهنمای مهندسی پکیج(ویرایش سوم). مطبوعات CRC.
• رابرتسون، جی ال (2013).بسته بندی مواد غذایی: اصول و تمرین(ویرایش سوم). مطبوعات CRC.
• ISO 534:2011.کاغذ و مقوا - تعیین ضخامت، چگالی و حجم مخصوص. ISO
• ASTM D2290-19.روش تست استاندارد برای استحکام کششی ظاهری حلقه پلاستیکی یا لوله پلاستیکی تقویت شده با روش دیسک تقسیم. (ارجاع شده به روش حلقه-استرس قابل اجرا در آزمایش ساختاری لوله کاغذی.) ASTM International.