Қағаз машиналарының өндіріс процесінде дымқыл қағаз торларын сусыздандырудан бастап құрғақ қағаз торларын орнатуға дейін әртүрлі орамдар таптырмас рөл атқарады. Қағаз машинасының орамдарын жобалаудағы негізгі технологиялардың бірі ретінде «тәж» — ол қамтитын шамалы геометриялық айырмашылыққа қарамастан — қағаз сапасының біркелкілігі мен тұрақтылығын тікелей анықтайды. Бұл мақалада қағаз орамдарының тәжі технологиясын анықтау, жұмыс принципі, жіктелуі, дизайндағы негізгі әсер ететін факторлар және техникалық қызмет көрсету аспектілерінен жан-жақты талданады, оның қағаз өндірісіндегі маңызды мәнін ашады.

1. Тәждің анықтамасы: кіші айырмашылықтардағы маңызды функция

«Crown» (ағылшын тілінде «Crown» деп көрсетілген) арнайы қағаз машинасы орамаларының осьтік бағытта (ұзындығы бойынша) арнайы геометриялық құрылымын білдіреді. Орам корпусының ортаңғы аймағының диаметрі соңғы аймақтардан сәл үлкенірек, «бел барабанына» ұқсас контурды құрайды. Бұл диаметрлік айырмашылық әдетте микрометрмен (мкм) өлшенеді, ал кейбір үлкен пресс орамдарының тәжінің мәні тіпті 0,1-0,5 мм-ге жетуі мүмкін.

Тәж дизайнын өлшеудің негізгі көрсеткіші орам корпусының максималды диаметрі (әдетте осьтік бағыттың ортасында) және орам ұштарының диаметрі арасындағы айырмашылық ретінде есептелетін «тәж мәні» болып табылады. Негізінде, тәж дизайны нақты жұмыс кезінде күш пен температураның өзгеруі сияқты факторлардан туындаған орамның «орташа шөгу» деформациясын өтеу үшін осы шамалы диаметр айырмашылығын алдын ала орнатуды қамтиды. Сайып келгенде, ол қағаз сапасының берік негізін қалап, орам бетінің және қағаз торының (немесе басқа жанасу құрамдас бөліктерінің) бүкіл енінде контакт қысымының біркелкі таралуына қол жеткізеді.

2. Кронның негізгі функциялары: деформацияны өтеу және біркелкі қысымды сақтау

Қағаз машинасының орамдарының жұмысы кезінде механикалық жүктемелерге, температураның өзгеруіне және басқа факторларға байланысты деформация сөзсіз болады. Тәж дизайны болмаса, бұл деформация орам беті мен қағаз торының арасындағы біркелкі емес жанасу қысымына әкеледі — «екі ұшында жоғары қысым және ортасында төмен қысым» — қағаздың біркелкі емес негізгі салмағы және біркелкі сусыздануы сияқты маңызды сапа мәселелерін тікелей тудырады. Тәждің негізгі құндылығы осы деформацияларды белсенді түрде өтеуде жатыр, ол келесі аспектілерде ерекше көрінеді:

2.1 Орамның иілу деформациясының орнын толтыру

Қағаз машиналарының негізгі орамдары, мысалы, пресс орамдары және каландр орамдары жұмыс істеп тұрғанда, олар қағаз торына айтарлықтай қысым жасауы керек. Мысалы, пресс орамдарының сызықтық қысымы 100-500 кН/м жетуі мүмкін. Ұзындықтың диаметрге қатынасы үлкен орамдар үшін (мысалы, кең ені бар қағаз машиналарында пресс орамдарының ұзындығы 8-12 метр болуы мүмкін) ортасында төмен қарай иілудің серпімді деформациясы қысыммен жүреді, «жүктемеде иық тіреуінің иілуіне» ұқсас. Бұл деформация орам ұштары мен қағаз торы арасында шамадан тыс жанасу қысымын тудырады, ал ортасында қысым жеткіліксіз. Тиісінше, қағаз торы екі шетінде де шамадан тыс сусызданады (нәтижесінде жоғары құрғақтық пен төмен негіз салмағы) және ортасында су аз сусызданады (нәтижесінде құрғақтық төмен және негізгі салмақ жоғары болады).

Дегенмен, тәж дизайнының «барабан тәрізді» құрылымы орам иілгеннен кейін орамның бүкіл беті қағаз торымен параллель байланыста болып, қысымның біркелкі таралуына қол жеткізуді қамтамасыз етеді. Бұл иілу деформациясынан туындаған сапа тәуекелдерін тиімді шешеді.

2.2 Орамның термиялық деформациясының орнын толтыру

Кептіру бөліміндегі бағыттаушы орамдар мен каландр орамдары сияқты кейбір орамдар жұмыс кезінде жоғары температуралы қағаз торларымен жанасу және бумен қыздыру салдарынан термиялық кеңеюге ұшырайды. Орам корпусының ортаңғы бөлігі толық қызғандықтан (ұштары мойынтіректерге жалғанып, жылуды тезірек таратады), оның термиялық кеңеюі ұштарға қарағанда үлкенірек, орам корпусының «ортаңғы дөңестігіне» әкеледі. Бұл жағдайда кәдімгі тәж дизайнын пайдалану біркелкі емес контакт қысымын күшейтеді. Сондықтан «теріс тәжді» (орта бөлігінің диаметрі ұштарынан сәл кішірек, «кері тәж» деп те аталады) орам бетіндегі біркелкі жанасу қысымын қамтамасыз ете отырып, термиялық кеңеюден туындаған қосымша дөңестің орнын толтыру үшін жобалануы керек.

2.3 Орам бетінің біркелкі емес тозуын өтеу

Ұзақ мерзімді жұмыс кезінде кейбір орамдар (мысалы, пресс резеңке орамдары) қағаз торының шеттерінде жиі үйкеліске ұшырайды (өйткені қағаз торының жиектері қоспаларды тасымалдауға бейім), нәтижесінде ұштары ортасына қарағанда тезірек тозады. Тәж дизайны болмаса, орамның беті тозғаннан кейін «ортасында дөңес және ұштарында шөгу» пайда болады, бұл өз кезегінде қысымның таралуына әсер етеді. Тәжді алдын ала орнату арқылы орам беті контурының біркелкілігін тозудың бастапқы кезеңінде сақтауға болады, орамның қызмет ету мерзімін ұзартады және тозудан туындаған өндіріс ауытқуларын азайтады.

3. Тәждің жіктелуі: әртүрлі жұмыс жағдайларына бейімделген техникалық таңдаулар

Қағаз машинасының түріне (төмен жылдамдықты/жоғары жылдамдықты, тар ені/ені), орам функциясына (басу/каландрлеу/бағыттау) және технологиялық талаптарға байланысты тәжді әртүрлі түрлерге бөлуге болады. Тәждің әртүрлі түрлері келесі кестеде егжей-тегжейлі көрсетілгендей дизайн сипаттамалары, реттеу әдістері және қолдану сценарийлері бойынша ерекшеленеді:

4. Тәжі дизайнындағы негізгі әсер ететін факторлар: өндіріс талаптарына бейімделу үшін нақты есептеу

Тәж мәні ерікті түрде орнатылмайды; оның тиімді жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін орамның параметрлері мен технологиялық жағдайлар негізінде жан-жақты есептелуі қажет. Тәжі дизайнына әсер ететін негізгі факторлар негізінен келесі аспектілерді қамтиды:

4.1 Орам өлшемдері және материал

1. Орам денесінің ұзындығы (L): Орам корпусы неғұрлым ұзағырақ болса, сол қысымда иілу деформациясы соғұрлым көп болады және осылайша қажетті тәж мәні соғұрлым үлкен болады. Мысалы, кең ені бар қағаз машиналарындағы ұзын орамдар деформацияны өтеу үшін тар ені бар қағаз машиналарындағы қысқа орамдарға қарағанда үлкенірек тәж мәнін қажет етеді.
2. Орам корпусының диаметрі (D): Орамның корпусының диаметрі неғұрлым аз болса, соғұрлым қаттылық төмен болады және орам қысым астында деформацияға бейім болады. Сондықтан үлкенірек тәж мәні қажет. Керісінше, үлкенірек диаметрі бар орамдардың қаттылығы жоғары, ал тәждің мәнін сәйкесінше азайтуға болады.
3. Материалдың қаттылығы: Орам корпустарының әртүрлі материалдары әртүрлі қаттылыққа ие; мысалы, болат орамдардың қаттылығы шойын орамдарына қарағанда әлдеқайда жоғары. Қаттылығы төмен материалдар қысым астында үлкенірек тәж мәнін қажет ететін айтарлықтай деформацияны көрсетеді.

4.2 Жұмыс қысымы (сызықтық қысым)

Пресс орамдары мен каландр орамдары сияқты орамдардың жұмыс қысымы (сызықты қысым) тәж дизайнына әсер ететін маңызды фактор болып табылады. Сызықтық қысым неғұрлым көп болса, орам корпусының иілу деформациясы соғұрлым маңызды болады және деформацияның орнын толтыру үшін тәж мәнін сәйкесінше арттыру қажет. Олардың арақатынасын шамамен ықшамдалған формуламен өрнектеуге болады: тәж мәні H ≈ (P×L³)/(48×E×I), мұндағы P – сызықтық қысым, L – орам ұзындығы, E – материалдың серпімділік модулі, I – орам қимасының инерция моменті. Мысалы, орау қағазына арналған пресс орамдарының сызықтық қысымы әдетте 300 кН/м-ден жоғары, сондықтан сәйкес тәж мәні сызықтық қысымы төмен мәдени қағазға арналған пресс орамдарынан үлкенірек болуы керек.

4.3 Құрылғы жылдамдығы және қағаз түрі

1. Машинаның жылдамдығы: Жоғары жылдамдықты қағаз машиналары (жылдамдық > 1200 м/мин) жұмыс істеп тұрғанда, қағаз торы төмен жылдамдықтағы қағаз машиналарына қарағанда қысымның біркелкілігіне әлдеқайда сезімтал болады. Тіпті шамалы қысымның ауытқуы қағаз сапасының ақауларын тудыруы мүмкін. Сондықтан, жоғары жылдамдықты қағаз машиналары динамикалық деформацияның нақты уақыт өтемін жүзеге асыру және тұрақты қысымды қамтамасыз ету үшін әдетте «басқарылатын тәжді» қабылдайды.
2. Қағаз түрі: Әртүрлі қағаз түрлерінде қысымның біркелкілігі үшін әртүрлі талаптар болады. Майлық қағаз (мысалы, негізгі салмағы 10-20 г/м² болатын дәретхана қағазы) төмен салмаққа ие және жоғары дәлдіктегі тәж дизайнын қажет ететін қысым ауытқуларына өте сезімтал. Керісінше, қалың қағаздың (мысалы, негізгі салмағы 150-400 г/м² картон) қысымның ауытқуларына төтеп беру қабілеті күштірек, сондықтан тәж дәлдігіне қойылатын талаптарды тиісті түрде төмендетуге болады.

5. Жалпы тәж мәселелері және техникалық қызмет көрсету: тұрақты өндірісті қамтамасыз ету үшін уақтылы тексеру

Негізсіз тәж дизайны немесе дұрыс қызмет көрсетпеу қағаз сапасына тікелей әсер етеді және бірқатар өндіріс мәселелерін тудырады. Жалпы тәж мәселелері және сәйкес қарсы шаралар мыналар:

5.1 Тым үлкен тәж мәні

Тым үлкен тәж мәні орама бетінің ортасында шамадан тыс қысымға әкеледі, нәтижесінде төменгі негіз салмағы және ортасында қағаздың құрғақтығы жоғары болады. Ауыр жағдайларда ол тіпті қағаздың беріктігі мен сыртқы түріне әсер етіп, «ұсақтауды» (талшықтың сынуын) тудыруы мүмкін.

Қарсы шаралар: Төмен жылдамдықты қағаз машиналарында қолданылатын бекітілген тәж орамдары үшін орамдарды тиісті тәж мәнімен ауыстыру қажет. Жоғары жылдамдықты қағаз машиналарындағы басқарылатын орам орамдары үшін қысымның таралуы біркелкі болғанша тәж мәнін азайту үшін басқарылатын тәж жүйесі арқылы гидравликалық немесе пневматикалық қысымды төмендетуге болады.

5.2 Тым кішкентай тәж мәні

Тым кішкентай тәж мәні орама бетінің ортасында жеткіліксіз қысымға әкеледі, бұл ортадағы қағаздың сусыздануының жеткіліксіздігіне, төмен құрғақтыққа, жоғары негіз салмағына және «дымқыл дақтар» сияқты сапа ақауларына әкеледі. Сонымен қатар, ол келесі кептіру процесінің тиімділігіне де әсер етуі мүмкін.

Қарсы шаралар: Бекітілген тәж орамдары үшін тәж мәнін арттыру үшін орам корпусын қайта өңдеу қажет. Бақыланатын тәж орамдары үшін гидравликалық немесе пневматикалық қысымды ортаңғы қысымның технологиялық талаптарға сай болуын қамтамасыз ете отырып, тәж мәнін көтеру үшін арттыруға болады.

5.3 Тәж контурының біркелкі тозуы

Ұзақ уақыт жұмыс істегеннен кейін орам беті тозуды сезінеді. Тозу біркелкі болмаса, тәж контуры деформацияланып, орам бетінде «біркелкі емес дақтар» пайда болады. Бұл одан әрі қағаздағы «жолақтар» және «шегінулер» сияқты ақауларды тудырады және қағаздың сыртқы түріне айтарлықтай әсер етеді.

Қарсы шаралар: Орам бетін жүйелі түрде тексеріңіз. Тозу белгілі бір деңгейге жеткенде, тәждің қалыпты пішіні мен өлшемін қалпына келтіру және шамадан тыс тозудың өндіріске әсер етуіне жол бермеу үшін орам бетін уақтылы ұнтақтаңыз және жөндеңіз (мысалы, пресс резеңке орамдарының тәжі контурын қайта өңдеңіз).

6. Қорытынды

Нәзік болып көрінетін, бірақ маңызды технология ретінде қағаз машинасы орамдарының тәжі біркелкі қағаз сапасын қамтамасыз етудің өзегі болып табылады. Төмен жылдамдықты қағаз машиналарындағы бекітілген тәжден жоғары жылдамдықты, кең ені бар қағаз машиналарындағы басқарылатын тәжге дейін тәж технологиясының үздіксіз дамуы әрқашан қағаз жасаудың әртүрлі жұмыс жағдайларының қажеттіліктеріне бейімделу «деформацияны өтеу және біркелкі қысымға қол жеткізу» негізгі мақсатына бағытталған. Ақылға қонымды тәж дизайны қағаздың біркелкі емес салмағы және нашар сусыздандыру сияқты сапа мәселелерін шешіп қана қоймайды, сонымен қатар қағаз машиналарының жұмыс тиімділігін арттырады (қағаз сыну санын азайтады) және қуат тұтынуды азайтады (шамадан тыс кептіруді болдырмайды). Бұл қағаз өнеркәсібін «жоғары сапа, жоғары тиімділік және төмен энергия тұтыну» бағытында дамытуда таптырмас негізгі техникалық қолдау болып табылады. Болашақ қағаз өндірісінде жабдықтың дәлдігін үздіксіз жақсарту және процестерді ұдайы оңтайландыру арқылы крон технологиясы қағаз өнеркәсібінің жоғары сапалы дамуына көбірек үлес қоса отырып, неғұрлым нақты және интеллектуалды болады.