特种造纸机传动系统的要求及传动形式

吴一力

（浙江华章科技有限公司杭州分公司）

摘 要：本文介绍了特种造纸机传动系统的要求及传动形式，对广大读者具有借鉴的意义。

关键词：造纸机；传动；轴承

在造纸机设计中，主要是以纸的品种类、产品质量指标、产品的规格为主要依据，进行确定造纸机各分部结构形式。特种造纸机主要是针对所生产的纸的品种而言的。纸的品种按用途分类，可以分为民用纸和特种纸，所谓特种纸就是指具有某系特殊性能、适合特别应用的那一类纸。生产特种纸的造纸机我们称之为特种造纸机。由于纸的品种不同，生产工艺的特殊要求，所以特种造纸机相对于普通民用造纸机在配置上有很大的不同。特种纸机要根据特种纸的性质和特点，配置造纸机本体部分以及其附属和辅助系统，因此传动系统的配置也有其自身的特点。

1.特种造纸机传动系统的要求

造纸机的各分部，有不同的功能，必须按一定的关系协调地运行。为适应具体生产条件和抄造工艺的变化，对造纸机的传动系统有如下的要求：

（1）工作速度的调节

特种造纸机为了适应不同原料和产品，传动速度应保证在较大的范围内均匀调节。其主要原因：生产的纸种和定量的不同；具体生产条件（如打浆度、浆料配比等）的变化会影响浆料在网上的脱水速度及烘缸单位面积的干燥率。而且即使生产同一种纸，也常常需有 10% ～ 15%的范围内调节车速。特种造纸机传动系统较文化造纸机，工作车速调节范围要求更大。特种纸机的传动速比范围 1：5～1：8。

传动速度比：最大工作车速与最低工作车速之比

式中Vmax ——最大工作车速；Vmin——最低工作车速。

（2）保证总车速的稳定

造纸机往往由于电源的电压、频率以及纸机负荷等因素的变化，造成速度的变动。为了稳定纸幅定量，减少纸幅断头，要求纸机稳

定的车速。

（3）各分部间速比可调整

纸幅处于网部和压榨部时，纵向伸长横向收缩；而在干燥部时，两向都收缩。因此纸机各分部的线速度都有差异。

造纸机上所生产的纸种、其浆料配比、定量、车速、生产工艺等，都与分部之间的纸幅无承托段的纸幅张力有关。因此，造纸机各相邻分部间应有适当的速差来形成适当的纸幅张力。如果各分部速度调节不当，使纸幅不能达到合适的张力，将导致纸幅拉的过松或过紧，这势必造成纸幅打摺或断头。所以，纸机各分部的速度必须是可以调节的。

由于辊筒直径的误差，压榨辊和压光辊在使用中不断被磨损，在此情况下，要保持纸幅通过各相邻分部间的相当张力，纸机各个分部即各个主动辊筒的速度是不尽相同的。在相邻分部的车速之间要有一个适当的调节范围，以保证分部车速可平稳地调整。

（4）保持各分部间既定速差的稳定

当分部车速因传动负荷变化或其他因素发生变化时，传动系统应能迅速、灵敏及时予以纠正这些变化，保持分部间的速差波动不超出规定的范围，保持各分部间既定速差的稳定。

（5）适当地爬行车速

为便于造纸机不在爬行车速引纸，清洗或其他特定要求的作业，各分部应有 15～25m/min 的爬行车速。

2.特种造纸机传动系统分析

对造纸机传动系统进行改造和设计时，需要全面了解现有传动系统的运行情况，考察现有传动系统设计的缺陷，系统稳定性影响的因素、影响程度。同时掌握生产中的特点，分析产生问题的因素。根据现有生产线日常维护情况，对传动系统的影响因素主要来自以下 4 类：机械系统的影响，润滑系统的影响，电气传动控制系统的影响，工艺方面的影响。

造纸机机械系统影响分析

机械方面引起的传动系统故障主要有减速箱齿面的磨损，联轴器断、机械设备卡死等。下面分别进行分析：

（1）减速机的问题 造纸机传动系统采用硬齿面齿轮减速箱，其为标准化、系列化产品，但在减速装置的选型时，要考虑三个基本问题：

①减速机的热操作额定功率，即指在特定的大气环境中，齿轮润滑油达到恒定操作温度时的持续功率，其至少必须等于在最大齿轮啮合速度下的电机额定功率，并整个操作速度范围内。如电机的操作因子为 1.15，则减速装置也要有 1.15%的热额定功率。

②减速机的机械操作额定功率，即指不危及齿轮的齿牙或产生过度磨损的最大持续功率，其应该规定电机的基本速度（即最大转矩），以及至少应为电机铭牌功率的 1.25 倍（对 1.0 操作因子的电机），或为电机铭牌功率的 1.44 倍（对 1.15 操作因子的电机），即 1.15×1.25=1.44。

③选择减速比时，应使设备最大运行速度在电机额定速度的 105%与 113%之间。

在实际使用中，标准减速机，国外产品的质量明显好于国产产品，两者最主要的区别就是进口减速机使用寿命明显高于国产减速箱。国产标准减速机，虽然没有与国外厂家产品性能优良，但在使用中，只要维护良好还是能满足正常生产，考虑的价格因素，由于国外厂家的减速机往往是国内产品的 2～3 倍，国内的产品更具性价比。因此在投资有限的情况下，标准减速机方面可以考虑选用国内产品。

（2）联轴器的问题 现在普遍存在联轴器选用不当的现象，造成联接件与被联接件磨损、设备损坏甚至危及人身安全。而且正确选用联轴器关系到机械产品轴系传动的工作性能、可靠性、使用寿命、振动、传动功率、传动精度等一系列问题。

联轴器可分为三类，一类是刚性联轴器，一类是挠性联轴器，另一类是安全联轴器。

刚性联轴器起联接作用，只传递运动和转矩，不具备其他功能，如凸缘联轴器、套筒联轴器等。其对两轴同轴度要求很高，适用于两轴能严格对中并在工作中不发生相对位移、载荷平稳、转速稳定的场合，结构简单，制造容易，装拆方便，成本低，但无补偿性能，不能缓冲减振。

挠性联轴器分无弹性元件挠性联轴器和弹性元件挠性联轴器。弹性元件挠性联轴器又分为金属弹性元件挠性联轴器和非金属弹性元件挠性联轴器。

无弹性元件挠性联轴器不仅能传递运动和转矩，而且具有不同程度的轴向、径向、角向补偿功能。如齿式联轴器、万向联轴器等。但其需要良好的润滑及密封条件下工作；不能缓冲减振，不适用于冲击、振动的轴系传动。

彈性元件挠性联轴器不仅能传递转矩和运动，还具有不同程度的减振、缓冲作用，和不同程度补偿两轴线轴向、径向、角向相对位移的能力，改善传动系统工作性能。如膜片联轴器、弹性套柱销联轴器等。弹性元件强度较高，比传递同等转矩的其他联轴器体积小，结构紧凑；使用寿命长；性能稳定；制造较复杂，成本较高。

根据上面所述联轴器的各自特点，根据造纸机传动的特点，应选择挠性联轴器。在挠性联轴器中，齿式联轴器在造纸机传动系统中的应用很普遍，但是其维护量大，需要定期加润滑脂。而且其维护成本高，齿式联轴器中轮齿出现磨损时，联轴器需要全部更换。现在齿式联轴器已经被膜片式的联轴器所代替。膜片式联轴器虽然造价高，但其免维护，使用寿命长，性能稳定，这正是造纸机传动系统所需要的，而且维修更换时也更为方便。因此现在联轴器采用膜片式联轴器。

但在选择联轴器时需要注意的是，不要为了保证所传递的转矩，选择大于所需型号几个级别联轴器，一是造成经济上的浪费，二是会降低电机的轴承寿命，使电机运行不稳定。

在减速机与造纸机传动点之间有很长的连接轴，这是为了使减速机与电机远离环节恶劣的造纸机，延长使用寿命。但由于这根传动轴安装不容易达到所要求的安装精度，为了减小维修工作量，现在实际中主要使用万向联轴器，这样可以降低安装精度。虽然造价提高，但在实际中使用寿命明显延长。