Снижение колебаний массы бумаги в бумагоделательной машине. С. 186–200

УДК

676.056.5

DOI:

10.37482/0536-1036-2023-1-186-200

Аннотация

Предмет исследования – санитарно-гигиеническая бумага. Объект – массоподводящая часть и круглосеточное формующее устройство напуска суспензии бумажной массы на сетку. Цель – выявление факторов, обуславливающих колебания массы санитарно-гигиенической бумаги, и уменьшение колебаний массы 1 м² бумаги, снижение неравномерности прочности в продольном и поперечном направлениях полотна бумаги. Методология работы состоит в изучении пульсации бумажной массы, колебаний массы снятых с янки-цилиндра (без крепирования) образцов полотна бумаги, определении разрывного усилия полотна бумаги в продольном и поперечном направлениях для установления влияния пульсации бумажной массы на колебания массы и прочности полотна бумаги. Исследования выполнены при выработке санитарно-гигиенической бумаги массой 17…18 г/м² на установившейся рабочей скорости машины 5 м/с. В массонапускном устройстве преобладают пульсации бумажной массы в низкочастотном спектре 0,14…1,35 Гц. Изготовлены образцы бумаги прямоугольной формы 432×230 мм. Размер 432 мм принят в продольном направлении движения бумаги в машине и равен 0,125 длины наружной окружности круглосеточного цилиндра. Размер 230 мм – наиболее распространенная на предприятиях ширина полотна бумаги в товарной бобине. Образцы изготовлены из одного полотна бумаги последовательно без промежуточных вырезов. Установлено, что частоты колебаний массы образцов на 86 % совпадают с частотами пульсации бумажной массы и на 14 % зависят от других факторов. Преобладают колебания частоты 1,45 Гц. Амплитуда отклонения массы образцов бумаги на этой частоте от среднего арифметического значения достигает 0,026 г. Разрывное усилие образцов в машинном направлении в 5,6 раза больше, чем в поперечном. Это вызвано отсутствием регулирования частоты вращения перфорированного вала и засорением его отверстий. Значительное изменение скорости потока бумажной массы на коротком цилиндрическом участке вакуумных камер в сочетании с низким качеством промывки сетки круглосеточного цилиндра приводят к синхронности низкочастотной пульсации бумажной массы и колебаний массы образцов бумаги и, соответственно, бумажного полотна. Колебания массы бумажного полотна обуславливают частые обрывы бумаги и снижение качества товарной продукции.

Сведения об авторах

В.П. Сиваков, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: ААС-6084-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9387-1512
А.В. Вураско*, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: AAC-5594-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9471-085X
А.Л. Шерстобитов, инж.; ResearcherID: AAC-3200-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7428-2878
Уральский государственный лесотехнический университет, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург, Россия, 620100; sivakovvp@m.usfeu.ru, vurasko2010@yandex.ru*, theonesunday@gmail.com

Ключевые слова

масса 1 м2 бумаги, пульсация бумажной массы, колебания массы бумаги, масса образцов бумаги, разрывное усилие, круглосеточный цилиндр, вакуумная камера, перфорированный вал, бумагоделательная машина, санитарно-гигиеническая бумага

Для цитирования

Сиваков В.П., Вураско А.В., Шерстобитов А.Л. Снижение колебаний массы бумаги в бумагоделательной машине // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 1. С. 186–200. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-186-200

Литература

1. Выонг Куанг Чык. Новые возможности изменения динамических состояний вибрационных технологических машин // Системы. Методы. Технологии. 2018. № 2(38). С. 25–31. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2018-2-25-31

2. Калита Г.А. Напорный ящик бумагоделательной машинам // Электрон. науч. изд. «Уч. заметки ТОГУ». 2018. Т. 9, № 2. С. 1165–1168. 

3. Коряковская Н.В., Бедердинова О.И. Контроль и регулирование влажности бумажного полотна // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 1. С. 188–204. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-1-188-204

4. Кугушев И.Д., Терентьев О.А., Куров В.С., Кокушин Н.Н., Бельский А.П., Кондрашкова Г.А., Коновалов А.Б., Королев В.И., Новиков Н.Е., Подковырин А.И., Смолин А.С., Швецов Ю.Н., Шульман Г.З., Эйдлин И.Я. Машины для производства бумаги и картона / под ред. В.С. Курова, Н.Н. Кокушина. СПб.: Политехн. ун-т, 2017. 646 с. 

5. Куцубина Н.В., Санников А.А. Виброзащита технологических машин и оборудования лесного комплекса: моногр. Екатеринбург: УГЛТУ, 2008. 210 c. 

6. Муромцев Ю.А. Безаварийность и диагностика нарушений в химических производствах: Методы, модели, алгоритмы. М.: Химия, 1990. 144 с. 

7. Патент 417565, М. Кл. D 21F 1/02. Напорный ящик бумагоделательной машины: № 1857918/29-33: заявл. 18.12.1972: опубл. 28.11.1974 / А.Л. Николаев, Ф.И. Ноздрачев. 

8. Патент 735184, М. Кл2. D21F 1/06. Устройство для демпфирования колебаний давления волокнистой массы при подаче ее в бумагоделательную машину: № 2528255/29-12: заявл. 05.10.1977: опубл. 25.05.1980 / А. Кирьявайнен. 

9. Патент 2061813 С1 РФ, МПК D21F 1/02 Способ напуска волокнистой массы на сетку бумагоделательной машины: 92016114/12: заявл. 24.12.1992: опубл. 10.06.1996 / Ю.А. Тихонов, О.А. Терентьев, Г.Г. Шервашидзе. 

10. Санников А.А., Куцубина Н.В., Васильев В.В. К вопросу определения нагруженности, напряженного и вибрационного состояний трубчатых валов бумагоделательных машин // Новая наука: от идеи к результату. 2016. № 10-3. С. 98–101. 

11. Санников А.А., Куцубина Н.В., Дубатовк В.А., Калимулина Т.В., Перескоков И.В. О методах прогнозирования вибрационного состояния бумагоделательных машин при планируемом увеличении их скорости // Вестн. ИжГТУ. 2012. № 2(54). С. 16–19. 

12. Сиваков В.П., Вураско А.В., Вихарев С.Н., Артемов А.В. Определение источников колебаний массы полотна этикеточной бумаги в машинном направлении // Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов: материалы VI Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. памяти проф. В.И. Комарова, Архангельск, 09–11 сент. 2021 г. Архангельск: САФУ, 2021. С. 372–377. 

13. Сиваков В.П., Вураско А.В., Леонович А.А. Основы научных исследований в химической и химико-механической переработке растительного сырья. Екатеринбург: УГЛТУ, 2021. 169 с. 

14. Сиваков В.П., Вураско А.В., Минакова А.Р. Влияние колебаний массы бумажного полотна на качество товарной продукции // Системы. Методы. Технологии. 2018. № 2(38). С. 133–138. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2018-2-133-138

15. Batchelor W.J., Wu Z., Johnston R.E. Measurement of z-Direction Moisture Transport and Shrinkage in the Drying of Paper. Appita Journal, 2004, vol. 57, no. 2, pp. 107–127.

16. Forughi A.F., Green S.I., Stoeber B. Optical Transparency of Paper as a Function of Moisture Content with Applications to Moisture Measurement. Review of Scientific Instruments, 2016, vol. 87, iss. 2, art. 023706. https://doi.org/10.1063/1.4942251

17. Hallajisani A., Shahbeig H., Hashemi S.J., Murray Douglas W.J. An Experimental Simulation Model for Coated Paper Drying. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 2013, vol. 30, iss. 3, pp. 563–573. https://doi.org/10.1590/S0104-66322013000300014

18. Harrmann M., Schulz S. Convective Drying of Paper Calculated with a New Model of the Paper Structure. Drying Technology, 1990, vol. 8, iss. 4, pp. 667–703. https://doi.org/10.1080/07373939008959910

19. Kuharchuk V.V., Katsiv S. Application of Wavelet-Transformations to the Tasks of Monitoring and Diagnostics of Machines and Equipment. Наукові праці ВНТУ = Scientific Works of Vinnytsia National Technical University, 2015, no. 4, рр. 1–7.

20. Åkesson J., Ekvall J. Parameter Optimization of a Paper Machine Model. Paper Presented at Reglermöte. Stockholm, Lund University, 2006. 7 p.