Материал: Модернизация прессовой части бумагоделательной машины БДМ-10

В качестве примера приведём различные виды модернизаций отдельных узлов бумагоделательной машины.

Формующая доска с вакуумом - увеличение обезвоживающей способности формующей части:

формующая доска с вакуумом для стабилизации ударной силы струи;

одна или более зон вакуума.

Перфорированное покрытие отсасывающего ящика с высоким вакуумом

снижение потребления энергии и снижение вакуума при стабильной производительности:

лучше обезвоживание с низким вакуумом;

увеличенный срок службы сукна и меньшая мощность привода из-за низкого трения;

специальная геометрия поверхности для снижения повторного увлажнения;

очень твердая, сопротивляемость износу/ударной нагрузке.

Модернизация прессовой части - улучшение эффективности прессов:

низкие затраты;

увеличенная сухость после прессовой части;

увеличивает производительность (8 - 15 %);

улучшение качества бумаги.

Новая концепция кондиционирования прессовых сукон - улучшение эффективности прессовой части

увеличенная сухость после прессовой части;

улучшенная гладкость бумаги;

увеличенный срок службы сукна;

требуется меньше мощности привода и вакуума.

2. Конструкторская часть

.1 Анализ базовой конструкции БДМ-10

Бумагоделательная машина БДМ-10 предназначена для выработки различных видов бумаги: обойной, печатной, для упаковки пищевых продуктов. При производстве бумаги бумагоделательная машина - самостоятельный агрегат, основные узлы которого установлены строго последовательно вдоль монтажной оси.

.1.1 Техническая характеристика бумагоделательной машины

Техническая характеристика бумагоделательной машины БДМ-10 приведена в таблице 2.1. Общая схема БДМ-10 приведена на рисунке 2.1

Таблица 2.1 - Техническая характеристика БДМ-10

Рисунок 2.1 - Схема бумагоделательной машины БДМ-10:

- напорный ящик; 2 - сеточная часть; 3 - прессовая часть; 4 - сушильная часть; 5 - каландр; 6 - накат

.1.2 Состав бумагоделательной машины

БДМ включает: напорный ящик, сеточную, прессовую и сушильную части, каландр и накат. Так же к ней относится машинный бассейн для массы, оборудование для ее очистки, насосы для подачи воды и массы, вакуумные насосы, устройства для переработки брака, оборудование для циркуляционной смазки, приточно-вытяжная вентиляционная система, регулирующие и контрольно-измерительные приборы и др. [1]. Схема напорного ящика закрытого типа представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Напорный ящик:

- коллектор-потокораспределитель; 2 - перфорированная плита; 3- перфорированные валы; 4 - корпус ящика; 5 - передняя стенка; 6 - механизмы регулирования щели; 7 - пеногаситель; 8 - воздушная подушка

Напорный ящик предназначен:

распределять поток суспензии при напуске на сетку машины с одинаковым расходом и скоростью по ширине отливаемого полотна;

передавать суспензию к выпускной щели без выпадения волокон и без появления поперечных струй;

выпускать на сетку машины струю волокнистой суспензии с определенной скоростью при высокоинтенсивной турбулентности и малом ее масштабе.

Сеточная часть предназначена для формования бумажного полотна с концентрации суспензии составляет 0,1 - 1,3 %. Процесс фильтрации волокна из суспензии и формования полотна на сеточной части происходит на сравнительно коротком участке стола и является определяющим в получении качественных показателей бумаги. Основным элементом сеточной части является одна бесконечная сетка, натянутая между валами. Сеточная часть БДМ приведена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Сеточная часть:

- напорный ящик; 2 - грудной вал; 3 - формующий ящик; 4 - ящик гидропланок; 5 - мокрый отсасывающий ящик; 6 - регистровый вал; 7 - отсасывающий ящик; 8 - отсасывающий вал; 9 - ведущий вал; 10 - сеткоправка; 11 - сетковедущий вал; 12 - сетконатяжка; 13 - сетка

Прессовый механизм определяется по количеству удаляемой воды и равномерности влажности полотна бумаги. Обезвоживающая способность зависит от зоны контакта валов и от количества этих зон. При прессовании так же изменяется и структура полотна, увеличится прочность бумаги, изменится ее толщина, плотность, воздухопроницаемость, непрозрачность и других свойства. В прессовой части должно обеспечиваться: 1) максимальное обезвоживание полотна бумаги с получением заданных физико-механических свойств; 2) равномерная влажность полотна по ширине; 3) безобрывная проводка полотна с минимальными участками свободного хода.

Прессовая часть бумагоделательной машины приведена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Прессовая часть бумагоделательной машины:

- желобчатый вал; 2 - отсасывающий вал; 3 - вал обрезиненный; 4 - гладкий вал; 5 - ведущий вал; 6 - отсасывающий вал; 7 - прижимной вал; 8 - сукноведущий вал; 9 - сукноправка; 10 - сукнонатяжка; 11 - сукно

Сушильная часть предназначена для обезвоживания (сушки) бумажного полотна. Сушильная часть состоит из сушильных цилиндров, нагреваемых паром. Они размещены в шахматном порядке в два яруса. По сушильным цилиндрам проходит бумажное полотно, поочередно соприкасаясь с нижними и верхними цилиндрами то одной, то другой поверхностью. Натяжение сукон и их правка осуществляются сукноведущими, сукнонатяжными и сукноправильными валиками, оснащенными необходимыми механизмами. Подсушивание сукон обеспечивается сукносушильными цилиндрами и сукнопродувными валиками.

Схема сушильной части приведена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Сушильная часть:

- сушильный цилиндр; 2 - зубчатое колесо сушильного цилиндра; 3 - паразитные шестерни; 4 - приводная шестерня; 5 - корпус привода

Каландр предназначен для достижения требуемых показателей гладкости, плотности и равномерности толщины полотна при соблюдении прочих показателей качества в заданных пределах. Каландр состоит из: металлических валов; станины, в которых размещены корпуса подшипников и рычаги валов; привод для вращения нижнего вала; механизм подъема и устройства дополнительного прижима валов. Приводной вал передает вращательное движение смежным валам благодаря силам трения.

Ниже приведена схема каландра на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 - Каландр:

- механизм прижима и подъёма валов; 2 - станина; 3 - промежуточные валы; 4 - нижний (коренной) вал

Рисунок 2.7 - Накат:

- наматываемый рулон; 2 - станина; 3 - цилиндр наката; 4 - тамбурный валик; 5 - приемные рычаги; 6 - пневмоцилиндр прижима тамбура: 7 - расправочный валик; 8 - канатик заправочный; 9 - цилиндр привода поворота приемных рычагов; 10 - цилиндр привода основных рычагов; 11 - основные рычаги; 12- тормозное устройство рулона; 13 - демпфер

Накат предназначен для равномерной и плотной намотки бумажного полотна в рулоны. Чем выше качество и равномерная плотность намотки рулонов, тем лучше процесс резки на продольно-резательных станках. Схема наката приведена на рисунке 2.7.

Накат входит: цилиндр наката; тамбурные валы; приемные рычаги; рабочие рычаги, держащий тамбурный вал намотки полотна, и механизмы привода поворота приемных и рабочих рычагов.

.1.3 Описание работы бумагоделательной машины

Основные операции: аккумулирование бумажной массы; напуск массы на сетку; формование бумажного полотна на сетке; прессование; сушку; машинную отделку и намотку бумаги в рулон [3].

Подготовленная бумажная масса с концентрации 2,5 - 3,5 % подается в машинный бассейн с циркуляционным устройством. Для лучшей концентрации ее дополнительно измельчают коническими и дисковыми мельницами. Далее масса концентрацией 0,1 - 1,3 % подается в напорный ящик.

Сеточной часть служит для отлива и формования бумажного полотна, чтобы удалить излишки влаги из бумажной массы. При прохождении сетки по поддерживающим ее регистровым валикам и гидропланкам, бумажная масса обезвоживается до концентрации 2 - 4 %. Дальнейшее обезвоживание происходит на отсасывающих ящиках под действием вакуума до концентрации 8 - 1,2%. Также обезвоживание происходит на гауч-вале под действием вакуума в отсасывающей камере. Сухость бумажного полотна после сеточной части составляет 12 - 22 %.

Дальше бумажное полотно поступает в прессовую часть, где обезвоживается до сухости 30 - 42 %. Пресс состоит из двух валов, из которых нижний - отсасывающий. Между прессовыми валами проходит бесконечное, поддерживаемое сукноведущими валиками сукно, которое транспортирует бумажное полотно. Сформованное полотно автоматически вакуум-пересасывающим устройством передается на сукно прессовой части. Прессовая часть позволяет обеспечить прохождение бумаги, где сукно постоянно поддерживается, следовательно, позволяет осуществить безобрывную проводку бумаги в прессовую часть.

Дальше полотно проходит в сушильную часть машины [3].

Сушильная часть БДМ состоит из сушильных цилиндров, нагреваемых паром. Их располагают в шахматном порядке, в два яруса. При прохождении сушильной части бумажное полотно, соприкасаясь сначала с нижними цилиндром, а затем с верхним то одной, то другой поверхностью. Натяжение сукон и их правка осуществляются за счет сукноведущих, сукнонатяжных и сукноправильных валиков. Сухость после сушильной части составляет 92 - 95%, а температура 70 - 90 °С. В конце сушки установлены холодильные цилиндры. При охлаждении бумага впитывает в себя влагу и увлажняется на 1 - 2 %. Дальше бумажное полотно проходит через машинный каландр для уплотнения и повышения гладкости, состоящий из восьми валов. Каландр машины снабжён прижимным, подъемным и вылегчивающим механизмом. Дальше при прохождении каландра, бумага наматывается на тамбурные валы в рулон диаметром до 2500 мм. Перезаправка производится при помощи специальных механизмов и устройств. В дальнейшем бумага режется на специализированных станках и уаковывается.

.2 Разработка конструкторских решений по модернизации

.2.1 Модернизация конструкции прессового механизма БДМ-10

Прессовый механизм предназначен для обезвоживания бумажного полотна после сеточного стола. У многих бумагоделательных машин прессовый механизм состоит из 2 - 3х вальных прессов. БДМ-10 установлен двухвальный пресс: верхний, гранитный или стонитовый, и нижний, металлический, облицованный резиной. Качество обезвоживания в прессовом механизме регулируется давлением между валами, создаваемый прижимом. Каждый пресс имеется сукно, который охватывающее один из валов. Движение каждый из этих прессов приводится строго от индивидуального привода [4].

В рассматриваемой бумагоделательной машине прессовая часть состоит из сдвоенного отсасывающего пресса. Для улучшения качества бумаги, сухости бумажного полотна после прессов и увеличения скорости бумагоделательной машины я предлагаю модернизировать прессовую часть путём установки дополнительно двухвального пресса рисунок 2.8.

Рисунок 2.8 - Прессовая часть БДМ-10:

- станина; 2 - гранитный вал; 3 - вал обрезиненный с глухими отверстиями; 4 - установка воронки приёмки брака; 5 - желобчатый вал; 6 - отсасывающий вал; 7 - вал обрезиненный; 8 - гладкий вал; 9 - ведущий вал; 10 - отсасывающий вал; 11 - прижимной вал; 12 - сукноведущий вал; 13 - сукноправка; 14 - сукнонатяжка; 15 - сукно

За счет этой модернизации поднимутся показатели по качеству бумаги, и увеличатся объёмы производительности БДМ-10. Установленный пресс по отношению к первому является обратным. Преимущество этого заключается в следующем, что при проходе первого пресса бумажное полотно лежит на сукне и получает от него маркировку, а другой стороной - касается верхнего гладкого вала. В, следствии чего одна из сторон бумаги гладкая, а другая нет. Для получения гладкости другой поверхности и установлен обратный пресс, в результате чего происходит сглаживание той поверхности которая соприкасалась с сукном в первом прессе, контактируя с гладким валом пресса. Ещё одно преимущество от модернизации, это улучшение обезвоживания в прессовой части БДМ-10. Таким образом, бумажное полотно после прессов будет передаваться в сушильную часть большей сухости. В связи с этим при увеличении скорости БДМ-10 не возникнет проблем в не досушивании бумажного полотна в сушильной части. Исходя из выше перечисленных достоинств после установки дополнительно двухвального пресса, можно считать модернизацию прессовой части БДМ-10 благоприятным условием для увеличения объёмов и качества выпускаемой продукции.

.2.2 Описание конструкции пресса

Двухвальный пресс имеет наиболее эффективную и простую конструкцию из прессов с поперечной фильтрацией рисунок 2.9.

Нижний вал прессовой части выполнен с металлической рубашкой (стальной) с покрытием из резины, на поверхности которой просверлены глухие отверстия перфорации Ø2,5 мм, с различными длинами 6 мм, 9 мм, 12 мм. Верхний вал прессовой части - гранитный смещен в сторону на 100 мм. Для удаления воды с обрезиненного вала и из отверстий установлен нож водосъёмный. Очищают поверхность нижнего вала от загрязнений с помощью водяного спрыска при давлении воды 0,6 МПа. Спрыск, включают в работу периодически в зависимости от забиваемости отверстий. Все избытки воды поступают в корыто расположенное под нижним валом. Также для очистки вала установлен периодически включаемый воздушный спрыск [5].

Рисунок 2.9 - Схема двухвального пресса:

- нижний вал; 2 - верхний вал; 3 - сукно; 4 - бумажное полотно; 5 - корыто; 6 - нож водосъёмный; 7 - металлическая пластина; 8 - сукноведущий валик; 9 - бумаговедущий валик; 10 - шабер верхнего вала

Транспортировка сукна осуществляется с помощью сукноведущих валиков установленных на прессе. Правка и натяжка его регулируется с помощью сукноправки расположенной в средней части и сукнонатяжки установленной в нижней части пресса. Промывка сукна во время работы осуществляется с помощью сукномойки. Последующая его сушка выполняется с помощью отсасывающих ящиков, за счет вакуума создаваемого вакуумным насосом. Для очистки верхнего гранитного вала во время работы используется шабер верхнего вала. Для поддержки бумажного полотна при переходе его в сушильную часть используется бумаговедущий валик. При возникновении обрыва бумажного полотна во время работы пресса и во избежание его завала предусмотрена установка приёмки брака, откуда бумажная масса поступает на переработку.