1.軟輥壓光機從80年代開始，已經正式成功并廣泛地應用在造紙行業(yè)，作為造紙機和涂布機的機內或機外的整飾設備。由于其性能優(yōu)越、操作簡單、紙幅壓光斷頭少、壓光后成紙質量提高、設備運行作業(yè)率高，得到迅速的發(fā)展。世界上當前可以提供軟輥壓光機的廠家有VoithSulzer-Hunt&Moscrop，Valmet、Künters和Allimand等。我院和江陰市國光壓光機纖維輥公司通力合作，正在開發(fā)和研制中，可望不久將會問世。

　　2．軟輥壓光機的作用原理 壓區(qū)由一根可加熱調溫的冷硬鑄鐵輥和一根可控制中高，其輥殼外包覆彈性材料的軟輥組成。軟輥輥面在壓力作用下的變形，使壓區(qū)形成面接觸，而使單位面積的壓強較低，紙幅表面受到溫和的處理，所以紙幅整飾均勻，松厚度損失少。按輥徑大小，軟輥面包覆材料的硬度以及施加壓力的不同，軟輥壓光壓區(qū)的寬度，可達5～10mm，為紙機壓光（硬壓區(qū)）的5～8倍，其單位壓力一般為20～40N/m㎡。即使軟壓光的線壓力較高，其單位壓力也不過是紙機壓光機的l／3～1／4。由于壓區(qū)較寬，紙幅在壓區(qū)停留時間長，其增加的能耗變成為熱的形式傳給紙幅，軟化紙幅表面的纖維，使其容易壓光，增加平滑度。權衡壓力和溫度之間的效果，在上述壓區(qū)溫度較高時，壓區(qū)壓力相對可低些，這樣可減少松厚度的損失，從而得到滿意的紙面整飾。又由于軟壓壓光區(qū)的比壓力較低，纖維壓潰的現(xiàn)象大大減少，使紙張的強度得以保持。紙張縱向和橫向的拉力強度好，這就意味著紙機和后續(xù)的印刷機運轉率會有提高。由于軟輥面材料的回彈性，使輥面可適應紙幅任何不好的勻度和定量的變化，因此可以比常規(guī)的硬壓區(qū)壓光機有更均勻的平滑度和均勻的緊度。紙幅較薄區(qū)和加熱輥接觸良好，同時對厚區(qū)而言，其厚度不會有重大減少，這樣一來在厚薄區(qū)都可增加其細微平滑度，因而整個紙幅都有非常均勻的細微平滑度，消除了色斑，印刷性能大大改善。軟壓光的另一好處是在紙張壓黑和色斑問題基本消除的前提下，允許紙幅可在水份較高情況下運行，這不僅有利于紙幅的壓光整飾作用，同時使紙卷的水份可保持較高，紙幅的水份大、溫度高，使其纖維組分得到軟化以利于壓光。蒸汽噴濕對壓光工藝有著重大的影響。熱蒸汽使紙面塑化，也很容易壓光，得到好的平滑度。和常規(guī)紙機壓光機相比，軟壓光機主要是有硬輥面的熱輥和彈性包覆層的軟輥，其輥徑和作用于壓區(qū)的線壓不同外，軟輥壓光還要考慮軟包覆材料的彈性系數(shù)。對于一定紙幅來說其原材料的配比和結構（漿料分布、纖維三維指向和纖維結構形成）己確定時，其壓光效果受下述條件影響：輥的溫度、進入壓取紙幅的溫度、壓區(qū)壓力、紙幅含水份、紙幅在壓區(qū)停留時間和壓區(qū)數(shù)量。高溫低壓有利于提高光澤度，紙幅的緊度增加不多，而粗糙度較小（意味著紙面比較細致）而低溫高壓，紙幅緊度提高，粗糙度較高（意味紙面比較粗糙），光澤度提高少。

　　3．軟輥壓光機結構 軟輥壓光機最普通的排列是二組串聯(lián)雙壓區(qū)形式，每個壓區(qū)由一個軟輥和一個冷硬鑄鐵加熱輥組成。當?shù)谝粔簠^(qū)軟輥為頂輥時，第二壓區(qū)軟輥為底輥，這種布置稱為2×1。以使紙幅兩面均受到相同的壓光整飾。這兩個壓區(qū)的上下輥分別由各自的傳動系統(tǒng)帶動，其線壓力和熱輥溫度均可分別控制、調節(jié)。以使紙幅的兩面差得到最大程度的糾正。兩個壓區(qū)可以相背地裝在同一機架上，中間開有操作維修的通道。也可如兩臺壓光機一樣各裝在各自的機架上，中間有一通道。有的紙張只需要單面壓光整飾的則只用一個壓區(qū)。需雙面壓光整飾的，要用二個壓區(qū)，且軟輥要分別裝在上輥或底輥的位置。二組三輥（二壓區(qū)）布置（稱2×2布置），中間輥為加熱的冷硬鑄鐵輥，上下輥均為軟輥，這種型式多用于機外，用于兩面壓光整飾有高要求的紙張。典型的機內軟輥壓光機由軟輥、熱輥、刮刀、液壓系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、輥端吹風裝置、張力輥、活動弧形輥、機架及電氣傳動和自控系統(tǒng)組成。

　　3．1軟輥

　　軟輥一般為控中高輥，輥殼外包覆層厚度為12～15m。4m以下凈紙寬的多用游動可控輥(Swimmingroll）。4m以上的用分區(qū)可控中高輥（ECoNiproll）。如岳陽紙業(yè)集團公司于1997年引進的3800／800軟輥壓光機，最大線壓為350kN／m，軟輥為游動輥。如南平企業(yè)股份有限公司于1999年引進的5500／1800ValmetOpti-Soft軟輥壓光機，設計線壓為200kN／m，熱輥為分區(qū)可控中高輥。包覆層又分底和可磨層，可磨層厚度一般為3～5mm，生產涂布紙的約3個月磨一次，生產印刷書寫紙的約半年磨一次，每次磨去0.12～0.2mm，磨到不能再磨的時候就需要重新包覆了。包覆層為人工合成彈性材料，目前由奧地利、法國、美國、日本等塑料廠供貨。按紙種和壓光要求不同，來選擇材料及硬度。如Valmet用Dura，可承受350kN／m線壓及280℃溫度。Beloit用90頂尖級XCC系列材料，硬度為88～95邵爾D，可承受62MPa、230℃。VoithSulzer用Elaplast及TopTee等材料，可承受160℃、44kN／m，硬度為86～91邵爾D。

　　3．2加熱輥

　　每個紙種需要特定的壓光溫度（見表2）這溫度越能始終保持一致，則整飾的結果也越均勻一致越好。軟壓區(qū)內加熱輥的輥溫一般要超過紙機壓光機和超級壓光機的壓區(qū)輥溫。采用高溫，用降低線壓力的特殊壓光方法，可以盡量保持紙幅的松厚度，并且還具有最佳的運行性能和印刷性能。加熱輥是離心澆鑄的合金冷硬鑄鐵輥或者是高合金硬面輥，要求輥面組織細致，硬度高，傳熱均勻性好，受熱變形小。國外加熱輥的輥面硬度Vicres為544～460（肖氏62～69度）。國內中合金冷硬鑄鐵輥面硬度，肖氏為70～74度。輥面粗糙度為動平衡品質為2.6精度。由加熱／冷卻系統(tǒng)的循環(huán)泵，通過加熱輥操作側的輥軸端的旋轉接頭的進口，通入流態(tài)熱質，傳到壓區(qū)的紙幅，熱能在整個壓區(qū)寬度內均勻分布，冷卻后的熱質，又通過旋轉接頭的出口，返回加熱／冷卻系統(tǒng)。這對旋轉接頭，特別是在導熱油溫達180～220℃，車速快轉速高時，能不泄漏安全的運行，是非常重要的。

　　加熱輥常見的有二種型式：

　　3.2.1多孔方熱輥

　　在冷硬鑄鐵輥體內壁，沿軸向鉆有同心的若干小徑孔，每相鄰二或三孔組成一個熱介質的通路，又通過軸端蓋上的直孔或輥體內壁的斜孔，與加熱輥的中心孔相通，使熱介質與加熱輥端部的旋轉接頭的進、出口相連通，成為熱介質的加熱循環(huán)回流。這是國外最新型結構的熱輥。

　　3.2.2內膽加熱輥中空形的冷鑄輥體內，固定有用不銹鋼制成的筒狀內膽，與固定輥體兩端的連軸頸的端蓋上的中心通孔相通，組成熱介質的加熱循環(huán)回流。這種型式國外早期用的比較多。不論何種型式的加熱輥，都必須滿足最基本的條件：（1）相對應軟壓光機的車速、幅寬和被壓光紙種的加熱的供熱要求；（2）保證加熱輥面有最均勻的輥而橫向溫度分布。溫差不超過1～2℃；（3）在車速較高時，有良好的動平衡性能。

　　3.3刮刀

　　 冷硬鑄鐵熱輥均裝有往復移動的刮刀。刮刀角度為30，刮刀線壓力為0.175～0.30kN／m，采用電動或氣動擺動結構，擺動振次為15～20次／分，擺動行程為15～20mm。線壓力的1/3～1/2是由刮刀體自重產生，其余線壓力由氣缸加壓，并抬刀。刮刀片材料用厚度1.4～2.8mm的玻璃纖維或碳纖維的環(huán)氧樹脂層壓板。軟輥配有刮刀，但只在清理輥面時短時間斷續(xù)使用。刮刀片材料用玻璃纖維或碳纖維的環(huán)氧樹脂層壓板。

　　3.4液壓系統(tǒng)

　　液壓系統(tǒng)包括加壓液壓缸、控制系統(tǒng)和液壓站。底輥支座安裝在液壓缸上，液壓缸有單作用的柱塞缸，或雙作用的活塞缸。加壓時，液壓缸帶動底輥上升，緊壓在頂輥上，根據控制系統(tǒng)設定的液壓產生所需的線壓力并可加以調節(jié)。底輥上升和下降的時間為20S，頂輥與底輥的分離距離為12～100mm，在引紙狀態(tài)時分離距離為12～15mm。一根底輥兩側的兩個液壓缸要求糧度很高的同步行程，為此兩液壓缸均裝有位移傳感器，通過PLC和液壓控制系統(tǒng)來達到。 在下列情況下底輥與頂輥要快速分離：

　　3.4.1按緊急停機按鈕時；

　　3.4.2輥子停止轉動時；

　　3.4.3在壓光處或遠處斷紙時； 3.4.4底輥上升，傳動側與操作側行程不一致時；

　　3.4.5頂輥與底輥速度不同步，速差超過3／1000（在更高車速的軟輥壓光中，速差超過l～2／1000）；

　　3.4.6軟輥表面溫度超過所設定的最高值或表面沿橫幅溫差達到最大值。先輥間線壓力降至最低值，若一定時間、溫差仍未下降，則底輥快速分離；

　　3.4.7氣液壓系統(tǒng)發(fā)生故障；

　　3.4.8吹冷風風機出現(xiàn)故障而不能達到正常設定值。液壓站設有油溫調節(jié)（加熱、冷卻）系統(tǒng)和油位報警、流量報警、油溫報警裝置和液壓油冷卻油泵等。

　　3．5加熱／冷卻系統(tǒng) 供給熱輥以必要的熱量。主要由加熱器、冷卻器、循環(huán)泵、膨脹槽、閥門、自控儀表、電控裝置等組成。根據熱輥加熱溫度的不同，加熱的介質主要有：

　　3.5.1導熱油：用于熱輥溫度在100-160℃時的加熱介質。加熱器（油鍋爐）是靠電阻棒來加熱導熱油，電阻棒要有足夠的熱功率。加熱后的導熱油，經循環(huán)泵輸送，流經冷卻器，導熱油溫度控制合適后，再送入熱輥，冷卻后的導熱油再回流至加熱器，不斷循環(huán)運行。加熱后的導熱油系在常壓下循環(huán)運行，為此需有膨脹槽補償導熱油熱脹冷縮體積的變化，一般采用高位膨脹槽。

　　3.5.2熱水：用于熱輥溫度在80～120℃時的加熱介質。加熱器是靠通入一定壓力的蒸汽來加熱熱水的熱交換器，由循環(huán)泵輸送流經冷卻器（靠冷卻水冷卻熱水），熱水溫度控制合適后，再送入熱輥。為防止熱水的沸騰，循環(huán)水系統(tǒng)中設有膨脹罐。該罐內裝有耐溫膠囊，囊內充入一定壓力的氮氣。使系統(tǒng)中的熱水，有熱脹冷縮的余地，封閉的熱水循環(huán)系統(tǒng)是在有壓力的狀況下工作的。要求熱水是經軟化處理后的水質。以防熱交換器和系統(tǒng)的結垢。

　　3．6軟輥表面溫度控制系統(tǒng)

　　在軟輥的兩端及中間近輥面處，分別裝有紅外傳感器，用以監(jiān)測軟輥輥面的溫度。所測輥溫信號傳送至PLC，以保護軟輥輥面不致過熱和保持輥面橫幅方向避免溫差過大。當輥面溫差≧5℃時，軟輥兩端的吹風嘴打開吹冷風，直至溫差為0。當輥面溫差≧20℃時，則線壓降至8kN／m，若2min內溫度降不下來，底輥自動分離。當輥面溫差≧30℃時，底輥立即分離。

　　3．7活動弧形輥、張力輥 紙幅進入兩壓區(qū)前，分別經過一根活動弧形輥舒展紙幅，避免產生皺折。活動弧形輥的弧形芯輥的所在平面，與紙幅所在平面形成的夾角以32～35°時，舒展效果最好。兩壓區(qū)之間設有張力輥，這張力輥實際為動平衡品質較高的引紙輥，其輥承座下裝有張力傳感器，通過PLC來控制兩壓區(qū)主傳動輥的速差，以保持速度的同步。

　　3．8傳動裝置 熱輥和軟輥均由單獨的電機和電氣控制系統(tǒng)傳動。活動弧形輥和張力輥一般也由單獨的電機傳動。可軸向伸縮的萬向聯(lián)軸節(jié)能保證輥子在閉合和脫開過程保持穩(wěn)定的運行速度。在壓區(qū)閉合前，要求兩根輥面的線速度差必須小于0.3％，否則液壓系統(tǒng)將拒絕閉合。可控中高輥的輥芯，在運行時是固定不動的，在輥殼上固定有同步帶輪，由電機通過萬向聯(lián)軸節(jié)，同步帶輪和同步帶，使可控中高輥的輥殼旋轉。活動弧形輥則由單獨電機，通過皮帶和帶輪，使弧形輥的輥殼旋轉。張力輥則通過萬向聯(lián)軸節(jié)，由電機帶動。當壓區(qū)閉合后，兩輥的電氣傳動系統(tǒng)要進行力矩分配。

　　4.研制樣機的主要參數(shù)及說明

　　4.1樣機的主要參數(shù)

　　4.1.1凈紙寬度：2640mm

　　4.1.2最高工作車速：600m/min

　　4.1.3最大工作線壓：235kN/m

　　4.1.4熱輥：φ650×2930冷硬鑄鐵輥

　　4.1.5軟輥：φ520×2720分區(qū)可控中高輥，外覆特殊樹脂軟輥

　　4.1.6熱輥 輥面溫度最高：導熱油時160℃；熱水時120℃

　　4．2說明

　　4.2.1可用于機內或機外。當用于機外時配備有完整的退紙與卷紙裝置及配套的電氣傳動及控制系統(tǒng)。用于機內時，應根據主機的有關技術參數(shù)，進行必要的軟輥壓光機的機械傳動、電氣傳動、前后機臺銜接的引紙裝置等的配套設計和制造。

　　4.2.2為保證使用性能的可靠性，機械、液壓及電氣傳動控制的關鍵件，選用進口的名牌產品。

　　4.2.3可根據用戶的不同需要，提供各種性能和參數(shù)規(guī)格的軟輥壓光機。