新型燙金版滾的技術(shù)改進(jìn)及應(yīng)用

1 問題的提出 燙金工藝是生產(chǎn)水松紙產(chǎn)品的一個(gè) 重要工序，采用油加熱系統(tǒng)的燙金機(jī)被廣 泛地應(yīng)用，但通過多年的生產(chǎn)應(yīng)用，發(fā)現(xiàn) 油加熱系統(tǒng)存在較多缺陷：版輥溫度波動(dòng) 大，燙金產(chǎn)品質(zhì)量得不到很好地保證，跟 不上高品質(zhì)卷煙的發(fā)展；高溫油滲漏、汽 化造成一定程度的污染；并且能耗高。 

2 改進(jìn)措施 分析油加熱系統(tǒng)的工作原理，新型 版輥燙金機(jī)的整體改進(jìn)思路是將加熱元 件和測溫傳感器安裝在版輥上，靠熱傳 導(dǎo)方式直接測量旋轉(zhuǎn)版輥的表面溫度，能 夠?qū)崿F(xiàn)精確控溫，提高燙金機(jī)燙印工藝質(zhì) 量。 

2.1 電加熱元件及溫控裝置的改進(jìn) 

2.1.1 電加熱版輥 在銅質(zhì)版輥上加工直徑6mm，深度 500mm的20個(gè)孔，孔內(nèi)穿繞選定的電加熱 絲（如圖1所示），通過導(dǎo)電環(huán)給版輥加 熱和傳遞測溫元件信號(hào)。由于是電加熱元 件直接對(duì)版輥加熱，靠熱傳導(dǎo)方式傳遞熱 量，調(diào)溫更快速度，更精準(zhǔn)，更高效，并 且無油煙，徹底消除危險(xiǎn)源（高溫油的泄 露）。 

2.1.2 加熱元件 版輥要實(shí)現(xiàn)電加熱，首先要選擇工 作可靠、經(jīng)久耐用的加熱元件。對(duì)電爐 絲、電加熱石英管和電加熱絲三種不同的 加熱材料進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)電加熱絲具有耐 高溫、高溫下不易變形、塑性較好、易修 復(fù)、輻射率高、無磁性、耐腐蝕性強(qiáng)、使 用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但其采用較稀缺的鎳金 屬材料制成，價(jià)格較高。結(jié)合燙金機(jī)連續(xù) 作業(yè)、版輥高速旋轉(zhuǎn)且和膠輥擠壓的工作 實(shí)際，決定選用電加熱絲。 

2.1.3 測溫元件 燙金版輥表面非常光亮反光，非 接觸式紅外測溫儀，由于易受灰塵、霧 氣、拋光面反光的影響，測量結(jié)果的精確 度不能保證。 熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻 值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫 度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制 成，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻 值的變化來測量的，因此對(duì)工作環(huán)境要求 較低，同時(shí)具有體積小、熱慣性小、測量 滯后小、抗沖擊、機(jī)械性能好、耐振、能 彎曲、便于裝置、使用壽命長等一系列優(yōu) 點(diǎn)，可保證在高速旋轉(zhuǎn)燙金版輥內(nèi)傳導(dǎo)出 精確的溫度信號(hào)。我們選購符合工作要求 的熱電阻安裝在高速旋轉(zhuǎn)燙金版輥內(nèi)，由 導(dǎo)電環(huán)傳遞信號(hào)。 

2.1.4 導(dǎo)電環(huán) 導(dǎo)電環(huán)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的固定部分和轉(zhuǎn) 動(dòng)部分之間傳遞能量或信號(hào)的裝置，它作 為一種滑動(dòng)接觸件，在許多電氣設(shè)備中得 到廣泛的應(yīng)用。通過多方面分析實(shí)驗(yàn)，我 們選擇了能夠傳遞25A工作電流和熱敏電 阻信號(hào)的導(dǎo)電環(huán)。 

2.1.5 溫控儀表 溫控儀的工作原理是通過溫度傳 感器對(duì)設(shè)定溫度自動(dòng)進(jìn)行采樣、即時(shí)監(jiān) 控，當(dāng)溫度升到設(shè)定的超限報(bào)警溫度點(diǎn) 時(shí)，啟動(dòng)超限報(bào)警功能；當(dāng)被控制的溫度 不能得到有效的控制時(shí)，為了防止設(shè)備的 毀壞，還可以通過跳閘的功能來停止設(shè)備 繼續(xù)運(yùn)行。由于燙印工序?qū)囟瓤刂频木?準(zhǔn)度要求較高，所以選擇了能夠自整定 PID參數(shù)，具有超溫報(bào)警功能的智能型溫 控儀器，此種溫控儀能更精確進(jìn)行溫度采 樣，控制回差和設(shè)備終止保護(hù)。 

2.1.6 執(zhí)行元件 無觸點(diǎn)電子開關(guān)集成了當(dāng)今先進(jìn)的 電子技術(shù)，結(jié)構(gòu)輕巧，其采用了模塊化結(jié) 構(gòu)，將控制、操作、顯示、故障保護(hù)集于 一身，主電路的功率器件，采用單向反并 聯(lián)晶閘管進(jìn)口模塊，觸發(fā)電路采用脈沖變 壓器，真正做到了全數(shù)字化、無觸點(diǎn)， 極大地簡化了電路，提高了產(chǎn)品的可靠 性。我們選擇的無觸點(diǎn)電子開關(guān)是固態(tài)繼 電器SSR，開關(guān)頻率高，抗干擾能力強(qiáng)。 

2.2 電路設(shè)計(jì) 新型電加熱系統(tǒng)的電源由電源變壓 器提供，我們設(shè)計(jì)了一套科學(xué)實(shí)用、安 全可靠的電路系統(tǒng)，不僅方便了操作還 保證了操作人員的安全。新的電路系統(tǒng)由 電加熱元件、溫控裝置、測溫元件、導(dǎo)電 環(huán)、執(zhí)行元件和超溫保護(hù)系統(tǒng)等組成，工 作原理如圖2所示。 

3 改進(jìn)效果 新型電加熱系統(tǒng)應(yīng)用后，舍棄了導(dǎo) 熱油加熱方式，徹底消除了油煙污染，改 善了現(xiàn)場工作環(huán)境，有利于操作人員的身 體健康；加熱版輥溫度波動(dòng)小，任意兩點(diǎn) 溫差≤1℃，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，減少了產(chǎn) 品消耗，降低了生產(chǎn)成本。經(jīng)測量，新型 電加熱系統(tǒng)工作時(shí)的能耗≤1.2kW，是油 加熱系統(tǒng)的15％，改造效果顯著。 

結(jié)語 

新型電加熱系統(tǒng)的應(yīng)用，在提高了 水松紙燙金質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提升了工作效 率，改善了作業(yè)環(huán)境，消除了高溫導(dǎo)熱油 泄漏危險(xiǎn)和環(huán)境污染，適應(yīng)了高品質(zhì)卷煙 的發(fā)展需要，同時(shí)設(shè)備耗能大幅降低，響 應(yīng)了國家節(jié)能減排的號(hào)召，具有重大的社 會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。