Питання звучить просто, але відповідь залежить від фізики, про яку більшість людей, які купують газети, ніколи не говорять. АМашина для формування прямого паперумає ту саму основну ідею, що й машина для формування вигнутого паперового стрижня. Усі вони використовують спіралеподібну стрічку та клей для склеювання під напругою. Потім стрижуть довго. Але форма траєкторії формування змінює майже кожну вимірну деталь виробництва. Це включає розподіл натягу котушки, рівномірність товщини стінки, доступ до оправки та максимальну лінійну швидкість, яку може підтримувати машина, перш ніж паперова трубка втратить міцність форми.
Ось погляд на те, що насправді робить кожне налаштування для паперу, де воно працює найкраще та які завдання змушують вас вибирати тип, а не просто один.
Що насправді описують «прямий» і «вигнутий».
У виробництві паперових стрижнів назва відноситься до положення формувального стрижня в сидячому положенні відносно шляху подачі паперової стрічки.
На гусеничному верстаті тяга подачі пряма або майже пряма. На одному кінці стрічки був рулон. Він обертається навколо стрижня у формі спіралі під контрольованим натягом. Потім формована трубка виходить по тій самій прямій лінії на дальньому кінці. Уся зона формування - від стрічки до розрізу - йде по прямій лінії.
На верстаті зі кривою траєкторією (вигнутою або кутовою-направляючою) стрічка подачі та вісь штока знаходяться під фіксованим кутом. Зазвичай це 30-60 градусів. Тому стрічка повинна змінювати напрямок, коли вона наближається до точки скручування. Сформовану трубку згортають під кутом до подачі.
Різниця у формі звучить незначно. Але це також має великий вплив.
Натяг намотування: де фізика розходиться
Натяг намотування є найважливішою проблемою формування спіральної паперової трубки. Якщо напруга занадто низька, труба зруйнується. Якщо занадто високо, внутрішні шари паперу рвуться та перекриваються. Пруток для льодяників або соломинки, як правило, діаметром 4-8 мм, має цільовий діапазон натягу приблизно 2-8 Н для паперової стрічки 60 приблизно 2-8 Н. gsm. ISO 9073-3:2020 надає метод розтягування паперових стрічок у цьому діапазоні товщини.
За прямолінійного-налаштування стрічка рухається по прямій лінії до точки намотування. Натяг змінюється-від ваги котушки до товщини стрічки або коливання крутного моменту двигуна-прямує до точки намотування, без зміни форми між ними. Зв’язок між гальмівним натягом на вивільнювальному ролику та натягом на штоку майже лінійний і його легко передбачити. Ця передбачуваність дозволяє машині для формування стрижнів прямого типу працювати на постійній швидкості лінії 150–400 м/хв без постійного коливання натягу. Але ви повинні налаштувати відпускне гальмування прав (Сорока, 2009).
У згинальному верстаті стрічку необхідно зігнути навколо секції напрямної рейки, перш ніж досягти стрижня. Це посилює ефект тертя кабестана-. Напруга в точці намотування дорівнює e ^ (mu) напруги подачі. Тут мюон — це кількість точок тертя на поверхні напрямної рейки, радіус кута (рівняння Eytelwein capstan, цитоване в Hamrock, Schmid & Jacobson, 2004). Напруга 45?? напрямна рейка приблизно в 1,11 рази вища за мюон=0.15 (направляюча з покриттям порівняно з папером щільністю 70 г/кв. м). Цей ефект невеликий, коли машина стабільна, але він стає більшим, коли вона прискорюється та сповільнюється. Це коли інерція змінює справжній мюон на короткий час. Такого типу збій майже ніколи не трапляється під час-прямого виробництва, коли всі інші налаштування однакові.
Геометрія оправки та рівномірність-товщини стінки
Стрижень визначає розмір внутрішнього отвору готової палички. На гусеничній машині стрижень — це довгий статичний сталевий стрижень (або порожниста труба для охолодження води на швидкісній лінії). Він проходить по всій зоні звивини і зазвичай становить 600–1200 мм. Папір формується і відпадає від вільного кінця стрижня.
Оскільки стрижень прямий, а звивистий шлях — пряма лінія, кут нахилу спіралі-кут, під яким стрічка оточує стрижень-залишається незмінним протягом усієї довжини формування. Постійний крок означає постійну ширину перекриття шару. Це забезпечує стабільну товщину стінки. Вимірювання TAPPI T411 товщини готової труби при прямолінійному -виробництві зазвичай показує відхилення довжини труби менше ніж на 3%.
У згинальному верстаті зміна напрямку напрямної рейки робить кут наближення зовнішнього шару трохи більш нерівномірним, ніж кут внутрішнього шару. Ця нерівність мінімальна-зазвичай існує різниця в 1-3 градуси у фактичному куті загортання між проксимальним і дистальним краями стрічки, але це робить помітну різницю в ширині перекриття навколо кола труби. Для паличок для льодяників або стрижнів ватних паличок важлива округлість поперечного перерізу (льодяник повинен підходити для форм або головок для тампонів), а також різна товщина окружності стінки. Для паперових соломинок, захованих усередині виробу, це не має значення.
Доступ до оправки та час перемикання
У будь-якій формувальній машині, що працює з палицями іншого діаметру, потрібно буде замінити стрижень. Це головне, коли стрити встановлюються в реальному світі.
На лінійній машині ви витягуєте стрижень прямо з одного кінця ділянки намотування. Робота не вимагає відриву від наставництва. Його не потрібно повторно -протягувати через зігнуті напрямні, а також не потрібно повторно{3}}згинати. Навчений робітник змінює жердину по прямій за 8–15 хв. TAPPI T556 надає загальну кількість часу встановлення для трубних машин, але фактичний час залежить від типу машини.
У згинальному верстаті стрижень закріплений під певним кутом до кількості подачі. Щоб видалити його, спочатку потрібно очистити вузол напрямної. Щоб повернути його назад, потрібно скинути кут, під яким направляюча штанга згинається, відповідно до нового діаметра штанги. Це пояснюється тим, що оптимальна форма вигину залежить від діаметра труби. Перехідний час для згинального 20–45 хвилин для підмайстра. Додатковий час простою від 15 до 30 хвилин за зміну додається на виробничих майданчиках, де діаметр діаметра змінюється щодня, наприклад, змішані замовлення для стебел діаметром від 6 мм до 12 мм.
Швидкість і вихідна потужність
Машини для формування прямих паперових стрижнів з однією рулонною головкою зазвичай працюють у формувальних трубах зі швидкістю 150–400 м/хв. Це дозволяє нарізати приблизно 2500–8000 готових паличок довжиною 60 мм за хвилину. Швидкісні громіздкі моделі з двома або чотирма паралельними стрижнями на рамі можуть перевищувати 15 000 штук за хвилину.
Через обмеження натягу лебідки, як ми обговорювали раніше, машини для згинання зазвичай розраховані на 80–250 м/хв. Проблема натягу на високій швидкості визначає їх фактичну межу. Цей розрив у швидкості є ключовим бізнес-фактором для дуже великої кількості базових виробництв соломки-, таких як підприємства громадського харчування, які замовляють десятки мільйонів соломинок.
Для роботи з товстими- стінами (від 3 до 5 шарів потрібно для товщини стіни понад 0,6 мм) перевага прямого встановлення у швидкості набагато менша. Для багато-шарового намотування потрібно більше станцій подачі паперу. На випрямлячі кожен новий шматок стрічки потребує довшої площі формування. Це робить машину більшою. У згинальному верстаті менші форми, швидше за все, адаптуються до більшого кута входу в менших просторах. Для товстостінних-промислових паперових трубок-замість паличок-зазвичай кращим варіантом є звивистий шлях. Це пояснюється тим, що просторові обмеження важливіші за вимоги до швидкості (Twede & Selke, 2005).
Механізм відрізання-і кінцева-якість обличчя
Обидва типи машин використовують один із двох методів усікання. Один з них — обертовий дисковий нож, який використовується для різання рухомих труб. Інший — гусеничний інструмент, який слідує за довжиною труби під час різання. Якість кінця-квадрат зрізу та наявність розривів-великою мірою залежить від гостроти леза та співвідношення швидкості. Немає значення, прямий шлях чи вигнутий.
Це справжня різниця. Усікаючий вузол розташований у кінці шляху трубки на діафрагмі. Це дозволяє легко додати другу станцію різання, щоб обидві довжини були одночасно. На згині труба виходить під кутом. Тому, щоб додати до лінії другу станцію різання, потрібно додати прямий відрізок труби між намотуванням і різанням.
Для робіт, які вимагають точної інверсії чи діагоналей-наприклад, медичних сопел, валів ватних паличок і кавових мішалок-ви можете додати додаткову станцію для зняття фаски на дальній стороні обох пристроїв. На цьому кроці жоден із типів не має жодних-переваг на основі форми.
Зіставлення програм: який формат куди належить
Правильний тип машини залежить від того, що вам потрібно зробити, а не від загальних уподобань.
Прямі поїзди є нормальним вибором для:
- Паперові соломинки (4–12 мм діаметром, велика порція)
- Льодяники та батончики (3–6 мм, неправильний розмір, мають відповідати формі)
- Стрижень ватної палички (2,5–3,5 мм, округлість важлива для встановлення головки тампона)
- Медичні аплікатори (пряма-штанга, яка висувається, проста форма для очищення полегшує виробництво в чистих приміщеннях)
Машини зі гнутим-шляхом кращі для:
- Товсті-шпалери, коли місця мало
- Виробництво від малого до середнього з невеликими змінами діаметра
- Роботи, де гнучкий кут виходу труби полегшує підключення до більшої виробничої лінії
Роботи-середнього розміру-такі як 100-300 мільйонів соломинок розміром 6-8 міліметрів на рік-не мають значення. Для них підійде будь-який тип. Наступний вибір полягає в тому, наскільки добре працівники знають машину, чи доступні запчастини та скільки коштує машина.
Примітка щодо нанесення клею
Обидві моделі використовують декстрин на водній-основі або клей ПВА в місцях накладання стрічки. Система клею не залежить від форми завитка, але час висихання клею залежить від форми завитка. При швидкості 350 миль/год формувальна труба залишає зону намотування приблизно за 0,1–0,2 секунди. Якщо клей недостатньо схопився, щоб зупинити відкриття труби в цій точці, труба зламається на пилці. Ви можете вирішити цю проблему, контролюючи товщину клею (зазвичай від 2000 до 20 mps, ISO 2555 градусів C) і температуру лінії. У низькошвидкісних вигнутих машинах чим довше трубка залишається на стрижні, тим довше висихає клей. Це справжня перевага для повільного висихання клею в холодному середовищі.
Резюме
Вибір прямо{0}}машини для формування стрижнів і машини для формування стрижнів зігнутого паперу не завжди є кращим. Машина для формування паперових паличок прямого типу має вищу продуктивність, рівномірнішу товщину стінок, швидшу зміну швидкості стрижня та стабільніший натяг намотування в усьому діапазоні швидкостей. Ці переваги є ключовими для масового-виробництва соломки та батончиків. Curvedpath налаштовано на менший розмір і меншу пікову напругу в черевику. Це важливо для товстостінних-труб,-невеликих{7}}обсягів роботи та компактного планування виробничих приміщень.
Для будь-якої операції, що контактує з харчовими продуктами, яка потребує незначної похибки діаметра та високої продуктивності, прямий-є технічним стандартом. У всьому іншому форма будівлі може бути остаточним словом.
Список літератури
- ISO 9073-3:2020.Текстиль - Методи випробування нетканих матеріалів - Частина 3: Визначення міцності на розрив і подовження. ISO.
- TAPPI T411 om-15.Товщина (калипер) паперу, картону та комбінованого картону. ТАППІ.
- TAPPI T556 pm-12.Процедури визначення придатності папероробного обладнання для різних типів паперу. ТАППІ.
- ISO 2555:2018.Пластмаси - Смоли в рідкому стані або у вигляді емульсій чи дисперсій - Визначення уявної в’язкості за методом Брукфілда. ISO.
- Хамрок, Б.Дж., Шмід, С.Р. і Якобсон, Б.О. (2004).Основи змащення рідинною плівкою(2-ге вид.). Марсель Деккер. (Рівняння Capstan, Розділ 12.)
- Сорока В. (2009).Основи технології пакування(4-те вид.). Інститут фахівців з упаковки.
- Twede, D. & Selke, S. (2005).Картонні ящики, ящики та гофрокартон: Довідник з технології пакування паперу та дерева. Публікації DEStech.
- Пейн, Ф.А. (1991).Посібник користувача упаковки. Блекі Академік.
- Ханлон, Дж. Ф., Келсі, Р. Дж. і Форчініо, HE (1998).Довідник з розробки пакетів(3-тє вид.). CRC Press.
- Робертсон, GL (2013).Упаковка харчових продуктів: принципи та практика(3-тє вид.). CRC Press.
- ISO 534:2011.Папір і картон - Визначення товщини, щільності та питомого об'єму. ISO.
- ASTM D2290-19.Стандартний метод випробування уявної межі міцності на розрив пластикової або армованої пластикової труби методом розділеного диска. (Посилання на методологію кільцевих-напружень, застосовну до структурних випробувань паперових труб.) ASTM International.