पेपर मशीनच्या उत्पादन प्रक्रियेत, ओल्या कागदाच्या जाळ्यांचे पाणी काढून टाकण्यापासून ते कोरड्या कागदाच्या जाळ्यांच्या सेटिंगपर्यंत विविध रोल अपरिहार्य भूमिका बजावतात. पेपर मशीन रोलच्या डिझाइनमधील मुख्य तंत्रज्ञानांपैकी एक म्हणून, "क्राउन" - त्यात थोडासा भौमितिक फरक असूनही - कागदाच्या गुणवत्तेची एकरूपता आणि स्थिरता थेट ठरवते. हा लेख पेपर मशीन रोलच्या क्राउन तंत्रज्ञानाचे व्याख्या, कार्य तत्त्व, वर्गीकरण, डिझाइनमधील प्रमुख प्रभावशाली घटक आणि देखभाल या पैलूंवरून व्यापक विश्लेषण करेल, ज्यामुळे कागद उत्पादनात त्याचे महत्त्वाचे मूल्य दिसून येईल.

१. मुकुटाची व्याख्या: किरकोळ फरकांमध्ये महत्त्वाचे कार्य

"क्राउन" (इंग्रजीमध्ये "क्राउन" म्हणून व्यक्त केलेले) विशेषतः अक्षीय दिशेने (लांबीच्या दिशेने) पेपर मशीन रोलच्या विशेष भौमितिक रचनेचा संदर्भ देते. रोल बॉडीच्या मधल्या भागाचा व्यास शेवटच्या भागांपेक्षा थोडा मोठा असतो, जो "कंबर ड्रम" सारखा समोच्च बनवतो. हा व्यास फरक सहसा मायक्रोमीटर (μm) मध्ये मोजला जातो आणि काही मोठ्या प्रेस रोलचे क्राउन मूल्य 0.1-0.5 मिमी पर्यंत देखील पोहोचू शकते.

क्राउन डिझाइन मोजण्यासाठी मुख्य निर्देशक "क्राउन व्हॅल्यू" आहे, जो रोल बॉडीच्या कमाल व्यास (सामान्यतः अक्षीय दिशेच्या मध्यबिंदूवर) आणि रोल एंड्सच्या व्यासातील फरक म्हणून मोजला जातो. थोडक्यात, क्राउन डिझाइनमध्ये प्रत्यक्ष ऑपरेशन दरम्यान बल आणि तापमान बदल यासारख्या घटकांमुळे रोलच्या "मध्यम सॅग" विकृतीची भरपाई करण्यासाठी हा लहान व्यासाचा फरक पूर्वसेट करणे समाविष्ट आहे. शेवटी, ते रोल पृष्ठभागाच्या संपूर्ण रुंदीवर आणि पेपर वेब (किंवा इतर संपर्क घटक) वर संपर्क दाबाचे एकसमान वितरण साध्य करते, कागदाच्या गुणवत्तेसाठी एक मजबूत पाया घालते.

२. मुकुटाची मुख्य कार्ये: विकृतीची भरपाई करणे आणि एकसमान दाब राखणे

पेपर मशीन रोलच्या ऑपरेशन दरम्यान, यांत्रिक भार, तापमान बदल आणि इतर घटकांमुळे विकृतीकरण अपरिहार्य आहे. क्राउन डिझाइनशिवाय, या विकृतीकरणामुळे रोल पृष्ठभाग आणि पेपर वेब दरम्यान असमान संपर्क दाब निर्माण होईल - "दोन्ही टोकांवर उच्च दाब आणि मध्यभागी कमी दाब" - ज्यामुळे थेट असमान बेस वजन आणि कागदाचे असमान डीवॉटरिंग यासारख्या गंभीर गुणवत्तेच्या समस्या उद्भवतील. क्राउनचे मुख्य मूल्य या विकृतीकरणांची सक्रियपणे भरपाई करण्यात आहे, जे विशेषतः खालील पैलूंमध्ये प्रतिबिंबित होते:

२.१ रोल बेंडिंग विकृतीसाठी भरपाई

जेव्हा प्रेस रोल आणि कॅलेंडर रोल सारख्या पेपर मशीनचे कोर रोल कार्यरत असतात तेव्हा त्यांना पेपर वेबवर लक्षणीय दाब द्यावा लागतो. उदाहरणार्थ, प्रेस रोलचा रेषीय दाब १००-५०० kN/m पर्यंत पोहोचू शकतो. मोठ्या लांबी-ते-व्यास गुणोत्तर असलेल्या रोलसाठी (उदा., रुंदी-रुंदीच्या पेपर मशीनमध्ये प्रेस रोलची लांबी ८-१२ मीटर असू शकते), मध्यभागी खालच्या दिशेने वाकण्याचे लवचिक विकृतीकरण दाबाखाली होते, जे "भाराखाली खांद्याचा खांब वाकतो" सारखे असते. या विकृतीकरणामुळे रोल एंड्स आणि पेपर वेबमध्ये जास्त संपर्क दाब निर्माण होतो, तर मध्यभागी दाब अपुरा असतो. परिणामी, पेपर वेब दोन्ही टोकांवर जास्त पाणी साचते (परिणामी उच्च कोरडेपणा आणि कमी बेस वजन) आणि मध्यभागी कमी पाणी साचते (परिणामी कमी कोरडेपणा आणि उच्च बेस वजन).

तथापि, क्राउन डिझाइनची "ड्रम-आकाराची" रचना सुनिश्चित करते की रोल वाकल्यानंतर, रोलची संपूर्ण पृष्ठभाग कागदाच्या जाळ्याच्या समांतर संपर्कात राहते, ज्यामुळे एकसमान दाब वितरण साध्य होते. हे वाकण्याच्या विकृतीमुळे होणाऱ्या गुणवत्तेच्या जोखमींना प्रभावीपणे संबोधित करते.

२.२ रोल थर्मल डिफॉर्मेशनची भरपाई

काही रोल, जसे की ड्रायिंग सेक्शनमधील गाईड रोल आणि कॅलेंडर रोल, उच्च-तापमानाच्या कागदाच्या जाळ्यांशी संपर्क साधून आणि स्टीम हीटिंगमुळे ऑपरेशन दरम्यान थर्मल एक्सपेंशनमधून जातात. रोल बॉडीचा मधला भाग अधिक पूर्णपणे गरम असल्याने (टोके बेअरिंगशी जोडलेली असतात आणि उष्णता जलद नष्ट करतात), त्याचा थर्मल एक्सपेंशन टोकांपेक्षा जास्त असतो, ज्यामुळे रोल बॉडीचा "मध्यम फुगवटा" होतो. या प्रकरणात, पारंपारिक क्राउन डिझाइनचा वापर असमान संपर्क दाब वाढवेल. म्हणून, "नकारात्मक क्राउन" (जिथे मधल्या भागाचा व्यास टोकांपेक्षा थोडा लहान असतो, ज्याला "रिव्हर्स क्राउन" असेही म्हणतात) थर्मल एक्सपेंशनमुळे होणारा अतिरिक्त फुगवटा ऑफसेट करण्यासाठी डिझाइन करणे आवश्यक आहे, ज्यामुळे रोल पृष्ठभागावर एकसमान संपर्क दाब सुनिश्चित होतो.

२.३ असमान रोल पृष्ठभागाच्या झीजची भरपाई

दीर्घकालीन ऑपरेशन दरम्यान, काही रोल (जसे की प्रेस रबर रोल) पेपर वेबच्या कडांवर अधिक वारंवार घर्षण अनुभवतात (कारण पेपर वेबच्या कडा अशुद्धता वाहून नेतात), परिणामी मध्यभागी असलेल्या टोकांपेक्षा टोकांवर जलद झीज होते. क्राउन डिझाइनशिवाय, रोल पृष्ठभाग झीज झाल्यानंतर "मध्यभागी फुगवटा आणि टोकांवर निथळणे" दर्शवेल, ज्यामुळे दाब वितरणावर परिणाम होतो. क्राउन प्रीसेट करून, रोल पृष्ठभागाच्या समोच्चची एकसमानता झीजच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात राखता येते, ज्यामुळे रोलचे सेवा आयुष्य वाढते आणि झीजमुळे होणारे उत्पादन चढउतार कमी होतात.

३. क्राउनचे वर्गीकरण: वेगवेगळ्या कामकाजाच्या परिस्थितीनुसार तांत्रिक निवडी

पेपर मशीनच्या प्रकारावर (कमी-वेग/उच्च-वेग, अरुंद-रुंदी/रुंदी-रुंदी), रोल फंक्शन (दाबणे/कॅलेंडरिंग/मार्गदर्शन) आणि प्रक्रियेच्या आवश्यकतांवर आधारित, क्राउन विविध प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते. खालील तक्त्यामध्ये तपशीलवार सांगितल्याप्रमाणे, वेगवेगळ्या प्रकारचे क्राउन डिझाइन वैशिष्ट्ये, समायोजन पद्धती आणि अनुप्रयोग परिस्थितींमध्ये भिन्न असतात:

४. क्राउन डिझाइनमध्ये प्रभाव पाडणारे प्रमुख घटक: उत्पादन आवश्यकतांनुसार जुळवून घेण्यासाठी अचूक गणना

क्राउन व्हॅल्यू अनियंत्रितपणे सेट केली जात नाही; त्याचे प्रभावी कार्य सुनिश्चित करण्यासाठी रोल पॅरामीटर्स आणि प्रक्रिया परिस्थितींच्या आधारे त्याची सर्वसमावेशक गणना करणे आवश्यक आहे. क्राउन डिझाइनवर परिणाम करणारे प्रमुख घटक प्रामुख्याने खालील बाबींचा समावेश करतात:

४.१ रोलचे परिमाण आणि साहित्य

1. रोल बॉडी लांबी (L): रोल बॉडी जितकी लांब असेल तितकी समान दाबाखाली वाकण्याची विकृती जास्त असेल आणि त्यामुळे आवश्यक क्राउन व्हॅल्यू जास्त असेल. उदाहरणार्थ, रुंद-रुंदीच्या पेपर मशीनमधील लांब रोलना विकृतीची भरपाई करण्यासाठी अरुंद-रुंदीच्या पेपर मशीनमधील लहान रोलपेक्षा मोठे क्राउन व्हॅल्यू आवश्यक असते.
2. रोल बॉडी व्यास (डी): रोल बॉडीचा व्यास जितका लहान असेल तितका कडकपणा कमी असेल आणि दाबाखाली रोल विकृत होण्याची शक्यता जास्त असेल. म्हणून, मोठे क्राउन व्हॅल्यू आवश्यक आहे. याउलट, मोठ्या व्यासाच्या रोलमध्ये जास्त कडकपणा असतो आणि क्राउन व्हॅल्यू योग्यरित्या कमी करता येते.
3. साहित्याची कडकपणा: रोल बॉडीजच्या वेगवेगळ्या मटेरियलमध्ये वेगवेगळ्या कडकपणा असतात; उदाहरणार्थ, स्टील रोलमध्ये कास्ट आयर्न रोलपेक्षा खूप जास्त कडकपणा असतो. कमी कडकपणा असलेल्या मटेरियलमध्ये दाबाखाली अधिक लक्षणीय विकृती दिसून येते, ज्यासाठी मोठ्या क्राउन व्हॅल्यूची आवश्यकता असते.

४.२ ऑपरेटिंग प्रेशर (रेषीय दाब)

प्रेस रोल आणि कॅलेंडर रोल सारख्या रोलचा ऑपरेटिंग प्रेशर (रेषीय दाब) हा क्राउन डिझाइनवर परिणाम करणारा एक महत्त्वाचा घटक आहे. रेषीय दाब जितका जास्त असेल तितका रोल बॉडीचा वाकणारा विकृतीकरण अधिक महत्त्वाचा असतो आणि विकृतीकरण भरपाई करण्यासाठी क्राउन व्हॅल्यू त्यानुसार वाढवणे आवश्यक असते. त्यांचा संबंध साधारणपणे सरलीकृत सूत्राद्वारे व्यक्त केला जाऊ शकतो: क्राउन व्हॅल्यू H ≈ (P×L³)/(48×E×I), जिथे P हा रेषीय दाब आहे, L ही रोलची लांबी आहे, E हा मटेरियलचा लवचिक मापांक आहे आणि I हा रोल क्रॉस-सेक्शनचा जडत्वाचा क्षण आहे. उदाहरणार्थ, पॅकेजिंग पेपरसाठी प्रेस रोलचा रेषीय दाब सहसा 300 kN/m पेक्षा जास्त असतो, म्हणून संबंधित क्राउन व्हॅल्यू कमी रेषीय दाब असलेल्या कल्चरल पेपरसाठी प्रेस रोलपेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे.

४.३ मशीनची गती आणि कागदाचा प्रकार

1. मशीनचा वेग: जेव्हा हाय-स्पीड पेपर मशीन्स (वेग > १२०० मीटर/मिनिट) कार्यरत असतात, तेव्हा पेपर वेब कमी-स्पीड पेपर मशीन्सपेक्षा प्रेशर एकरूपतेसाठी जास्त संवेदनशील असते. दाबातील किरकोळ चढउतारांमुळेही पेपरच्या गुणवत्तेत दोष निर्माण होऊ शकतात. म्हणून, हाय-स्पीड पेपर मशीन्स डायनॅमिक डिफॉर्मेशनसाठी रिअल-टाइम भरपाई मिळवण्यासाठी आणि स्थिर दाब सुनिश्चित करण्यासाठी सामान्यतः "नियंत्रित करण्यायोग्य क्राउन" वापरतात.
2. कागदाचा प्रकार: वेगवेगळ्या प्रकारच्या कागदांच्या दाब एकरूपतेसाठी वेगवेगळ्या आवश्यकता असतात. टिशू पेपर (उदा. १०-२० ग्रॅम/चौचौरस मीटर बेस वजनाचा टॉयलेट पेपर) कमी बेस वजनाचा असतो आणि दाब चढउतारांना अत्यंत संवेदनशील असतो, ज्यासाठी उच्च-परिशुद्धता क्राउन डिझाइन आवश्यक असते. याउलट, जाड कागद (उदा. १५०-४०० ग्रॅम/चौचौरस मीटर बेस वजनाचा कार्डबोर्ड) मध्ये दाब चढउतारांना तोंड देण्याची अधिक क्षमता असते, त्यामुळे क्राउन अचूकतेसाठी आवश्यकता योग्यरित्या कमी करता येतात.

५. सामान्य क्राउन समस्या आणि देखभाल: स्थिर उत्पादन सुनिश्चित करण्यासाठी वेळेवर तपासणी

अवास्तव क्राउन डिझाइन किंवा अयोग्य देखभालीचा थेट परिणाम कागदाच्या गुणवत्तेवर होईल आणि उत्पादन समस्यांची मालिका निर्माण होईल. सामान्य क्राउन समस्या आणि संबंधित उपाययोजना खालीलप्रमाणे आहेत:

५.१ खूप मोठे क्राउन व्हॅल्यू

जास्त प्रमाणात क्राउन व्हॅल्यूमुळे रोल पृष्ठभागाच्या मध्यभागी जास्त दाब पडतो, ज्यामुळे बेसचे वजन कमी होते आणि मध्यभागी कागद जास्त कोरडे पडतो. गंभीर प्रकरणांमध्ये, यामुळे "क्रशिंग" (फायबर ब्रेकेज) देखील होऊ शकते, ज्यामुळे कागदाची ताकद आणि स्वरूप प्रभावित होते.

प्रतिकारक उपाय: कमी-स्पीड पेपर मशीनमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या फिक्स्ड क्राउन रोलसाठी, रोल योग्य क्राउन व्हॅल्यूने बदलणे आवश्यक आहे. हाय-स्पीड पेपर मशीनमध्ये कंट्रोलेबल क्राउन रोलसाठी, दाब वितरण एकसमान होईपर्यंत कंट्रोलेबल क्राउन सिस्टमद्वारे हायड्रॉलिक किंवा न्यूमॅटिक प्रेशर कमी करून क्राउन व्हॅल्यू कमी करता येते.

५.२ खूप कमी क्राउन व्हॅल्यू

क्राउन व्हॅल्यू खूपच कमी असल्याने रोल पृष्ठभागाच्या मध्यभागी अपुरा दाब पडतो, ज्यामुळे मध्यभागी कागदाचे अपुरे पाणी काढून टाकणे, कमी कोरडेपणा, जास्त बेस वेट आणि "ओले डाग" सारखे गुणवत्ता दोष निर्माण होतात. त्याच वेळी, ते नंतरच्या सुकण्याच्या प्रक्रियेच्या कार्यक्षमतेवर देखील परिणाम करू शकते.

प्रतिकारक उपाय: फिक्स्ड क्राउन रोलसाठी, क्राउन व्हॅल्यू वाढवण्यासाठी रोल बॉडीची पुनर्प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे. नियंत्रित करण्यायोग्य क्राउन रोलसाठी, क्राउन व्हॅल्यू वाढवण्यासाठी हायड्रॉलिक किंवा न्यूमॅटिक प्रेशर वाढवता येते, ज्यामुळे मध्यभागी असलेला दाब प्रक्रियेच्या आवश्यकता पूर्ण करतो याची खात्री होते.

५.३ क्राउन कॉन्टूरचा असमान पोशाख

दीर्घकाळ वापरल्यानंतर, रोल पृष्ठभागाला झीज होईल. जर झीज असमान असेल, तर क्राउन कॉन्टूर विकृत होईल आणि रोल पृष्ठभागावर "असमान डाग" दिसतील. यामुळे कागदावर "पट्टे" आणि "इंडेंटेशन" सारखे दोष निर्माण होतात, ज्यामुळे कागदाच्या देखाव्याच्या गुणवत्तेवर गंभीर परिणाम होतो.

प्रतिकारक उपाय: रोल पृष्ठभागाची नियमितपणे तपासणी करा. जेव्हा झीज एका विशिष्ट पातळीपर्यंत पोहोचते तेव्हा, क्राउनचा सामान्य आकार आणि आकार पुनर्संचयित करण्यासाठी आणि उत्पादनावर जास्त झीज होण्यापासून रोखण्यासाठी रोल पृष्ठभाग वेळेवर बारीक करा आणि दुरुस्त करा (उदा. प्रेस रबर रोलचा क्राउन कॉन्टूर पुन्हा ग्राइंड करा).

६. निष्कर्ष

एक सूक्ष्म पण महत्त्वाचे तंत्रज्ञान म्हणून, पेपर मशीन रोलचा क्राउन हा एकसमान कागदाची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी गाभा आहे. कमी-वेगाच्या पेपर मशीनमधील स्थिर क्राउनपासून ते हाय-स्पीड, रुंद-रुंदीच्या पेपर मशीनमधील नियंत्रित करण्यायोग्य क्राउनपर्यंत, क्राउन तंत्रज्ञानाचा सतत विकास नेहमीच "विकृतीची भरपाई करणे आणि एकसमान दाब प्राप्त करणे" या मुख्य ध्येयावर केंद्रित राहिला आहे, वेगवेगळ्या पेपर-निर्मिती कार्य परिस्थितींच्या गरजांशी जुळवून घेत. वाजवी क्राउन डिझाइन केवळ असमान पेपर बेस वजन आणि खराब डीवॉटरिंग यासारख्या गुणवत्ता समस्या सोडवत नाही तर पेपर मशीनची ऑपरेटिंग कार्यक्षमता सुधारते (पेपर ब्रेकची संख्या कमी करणे) आणि उर्जेचा वापर कमी करते (जास्त कोरडे होणे टाळणे). पेपर उद्योगाच्या विकासात "उच्च दर्जा, उच्च कार्यक्षमता आणि कमी ऊर्जा वापर" या दिशेने हे एक अपरिहार्य महत्त्वाचे तांत्रिक समर्थन आहे. भविष्यातील पेपर उत्पादनात, उपकरणांच्या अचूकतेत सतत सुधारणा आणि प्रक्रियांच्या सतत ऑप्टिमायझेशनसह, क्राउन तंत्रज्ञान अधिक परिष्कृत आणि बुद्धिमान होईल, जे पेपर उद्योगाच्या उच्च-गुणवत्तेच्या विकासात अधिक योगदान देईल.