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目前國內市場(chǎng)還有很多類(lèi)似的老舊復卷機設備，隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展，提升效率、提高品質(zhì)、降低制造成本是每個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)家追求的永恒主題。購買(mǎi)新高速復卷機需要花費大筆資金，而改造升級舊設備可以節約不少費用，所以老舊設備升級改造具有較大的經(jīng)濟及社會(huì )效益。

復卷機在生活用紙行業(yè)比較重要，主要是把造紙機做出的原紙從幅寬為 3 ～ 6m 分切成各種不同幅寬尺寸的盤(pán)紙，然后進(jìn)入下道工序，做成成品，如軟抽、盒抽紙等。軟抽、盒抽紙是以抽數為計量單位，同樣抽數的抽紙，如果厚度高，那么產(chǎn)品飽滿(mǎn)度就更好，故提升原紙的厚度至關(guān)重要，厚度控制主要依靠紙張張力的控制，要減少盤(pán)紙厚度損失必須降低原紙張力，但是降低了原紙張力在機器運轉過(guò)程中原紙容易打折，張力過(guò)大原紙又容易拉斷，故原紙張力控制非常重要。臺灣泰舜公司 3400/800 復卷機為 60 年代技術(shù)，傳動(dòng)部分采用總軸傳動(dòng)，傳動(dòng)方式過(guò)于粗獷；對每層紙張力采用機械凸輪方式調節，調節精度低，難以達到產(chǎn)品品質(zhì)要求，無(wú)法根據原紙的張力、伸長(cháng)率的變化進(jìn)行多層單獨調節復合，所以升級改造老舊張力調整裝置至關(guān)重要。

1 改造前復卷機系統結構介紹

如圖 1 ～圖 2 所示，整個(gè)復卷機只有一個(gè)傳動(dòng)源為底輪傳動(dòng)（②），其他的三組原紙傳動(dòng)是通過(guò)皮帶和聯(lián)軸器鏈接方式進(jìn)行一體式傳動(dòng)。其中，復卷機分為七大部分：第一部分為翻轉臺部分（①），作用是將生產(chǎn)出來(lái)的盤(pán)紙運送到打包區域；第二部分為傳動(dòng)底輪（②），作用是分切好的三層盤(pán)紙旋轉動(dòng)力；第三部分為切刀裝置（④），作用是將三層疊加一起的原紙切割成所需要的不同幅寬的盤(pán)紙；第四部分為存紙架部分（⑤），作用是分別存放半成品原紙；第五部分為轉動(dòng)皮帶裝置（⑦），作用是 3 組半成品原紙轉動(dòng)動(dòng)力源；第六部分為機械凸輪張力調整裝置（⑧），作用是調整三組半成品原紙張力；第七部分為減速機（⑨），作用是降低轉速及轉變傳動(dòng)方向。

復卷機工作流程：第一步，將切刀裝置上的若干分條上刀與分條底刀間距調整為所需成品盤(pán)紙寬度規格；第二步，將三組原紙平穩地放落在復卷機的存紙架上，并穿過(guò)引 紙軸引至機頭并固定到卷紙軸上；第三步，啟動(dòng)主馬達，將車(chē)速調到 50m/min 以下，以爬行車(chē)速調整，并采用凸輪調整裝置（見(jiàn)圖 2- ④）將三組原紙張力調整均勻；第四步，確認產(chǎn)品質(zhì)量正常、設備運轉良好后，以每次 50m 逐步提速，提速到 600m/min 車(chē)速；第五步，待盤(pán)紙復卷成所需要直徑的半成品，通過(guò)翻轉臺送入打包區，并進(jìn)行打包和入倉庫。所有步驟中，第三步驟最為重要，直接關(guān)系到盤(pán)紙的質(zhì)量。機械凸輪張力調整裝置（見(jiàn)圖 3）的工作原理：手動(dòng)調整電機減速機（ ?），驅動(dòng)調整螺桿（ ?）旋轉，帶動(dòng)調整限位左右移動(dòng)，調節調整皮帶在凸輪上面移動(dòng)，達到調整每座原紙旋轉速度目的，實(shí)現調整原紙張力作用。

2 改造目標需求部分介紹

改造前不足之處：（1）復卷機傳動(dòng)采用一個(gè)電機（75kW）串聯(lián)起來(lái)的總軸傳動(dòng)，與其他三座傳動(dòng)采用齒輪箱、聯(lián)軸器的方式進(jìn)行連接，隨著(zhù)主軸電機同步運轉。其機械結構復雜、傳動(dòng)效率低下、速度調整精度差、維修保養工作量大；（2）每座原紙傳動(dòng)速度調整采用機械凸輪結構（見(jiàn)圖 3）進(jìn)行，并且采用皮帶方式連接，皮帶打滑會(huì )導致速度調整精度降低，致使原紙張力控制困難，引起產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)。改善目標：（1）提高傳動(dòng)效率，把車(chē)速 600m/min 提高到 800m/min；（2）改變傳動(dòng)結構，總軸傳動(dòng)改為分部傳動(dòng)方式，減少機械部分，降低維護保養工作難度；（3）取消機械凸輪張力調整裝置，采用分部變頻控制速度，提高速度控制精度，并且采用新型弧形輥裝置輔助調整張力，提高原紙張力控制靈敏度，減少產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)。

3 改造后的復卷機系統結構介紹

3.1 傳動(dòng)部分改造

由于機械凸輪張力調整裝置的缺陷，現取消此裝置。在復卷機上每一組原紙傳動(dòng)采用 11kW 變頻電機帶動(dòng)減速箱方式，減速箱與原轉向器通過(guò)膜片聯(lián)軸器連接，作為單獨傳動(dòng)，原主傳動(dòng) 75kW 普通電機更改為 45kW 變頻電機為底輥傳動(dòng)部分，改造后布局結構見(jiàn)圖 4。傳動(dòng)電機及聯(lián)軸器選型計算如下：電機功率選型計算： 

自 動(dòng) 化 控 制 部 分： 該 系 統 控 制 單 元 采 用 西 門(mén) 子 的CPU314C-2DP 系列的 PLC 作為控制器，變頻傳動(dòng)單元采用 ABB的 ACS550 系列的變頻器，變頻器與 PLC 之間的數據交換通過(guò)ACS550 內部自帶的 MODBUS 通信協(xié)議來(lái)實(shí)現。該系統控制思路是，由操作員在操作臺上對各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)發(fā)出操作指令，指令經(jīng)按鈕信號進(jìn)入 PLC，PLC 內部完成各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)車(chē)速的計算以及操作指令的處理，并在計算中串入速度鏈，計算完畢后由 PLC通過(guò) MODBUS 總線(xiàn)發(fā)送給變頻器，從而實(shí)現對各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的操作，并滿(mǎn)足系統有速度鏈的要求。每個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)都有一個(gè)速度調節閉環(huán)系統（見(jiàn)圖 5），通過(guò)速度 PI 調節器及電流 PI 調節
器調整之后，轉化為觸發(fā)脈沖控制可控硅導通時(shí)間，從而實(shí)現閉環(huán)速度調整。每一卷原紙傳送都可以實(shí)現單獨速度調節；實(shí)現根據原紙實(shí)際的質(zhì)量變化和原紙卷之間的參數差距進(jìn)行高精度復卷分切速度調節，實(shí)現智能化操作，減少分切產(chǎn)品因人為操作失誤或經(jīng)驗不足造成的質(zhì)量波動(dòng)。 

3.2 弧形輥部分改造

弧形輥部分作用：當紙張出現打折情況，采用弧形輥對紙面進(jìn)行張力調整，讓紙張橫幅展開(kāi)，消除紙面打折現象。改造之前采用 D型桿，無(wú)法根據紙張的打折情況進(jìn)行調整，導致經(jīng)常出現產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題?，F改為可調節弧形輥（見(jiàn)圖 6），可根據紙張打折輕重情況進(jìn)行調節，并且可以根據不同的紙種記錄不同的壓力（見(jiàn)圖 7），使操作量化，從而方便操作，并且達到提升產(chǎn)品質(zhì)量目的。 

4 改善收益

改造近兩年時(shí)間，復卷機運行車(chē)速從 600m/min 提升到最高 850m/min，設備系統穩定，響應時(shí)間更快?？傒S傳動(dòng)改為分部傳動(dòng)后速度調整更加方便，精度更高，加上可調節弧形輥裝置，更好地完成原紙張力控制，成品厚度得到提升，從而提升成品質(zhì)量。具體參數見(jiàn)表 1。 

由表 1 可知，改造前，車(chē)速為 586m/min，成品厚度為1.150mm，改造后車(chē)速提升 38.23%，至 810m/min，產(chǎn)品平均厚度提升 3.91%，至 1.195mm。效率及產(chǎn)品品質(zhì)得到很好的提升，達到了改造升級的目的。

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