કાગળ મશીનોની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, ભીના કાગળના જાળાને પાણીથી શુદ્ધ કરવાથી લઈને સૂકા કાગળના જાળાને સેટ કરવા સુધી, વિવિધ રોલ અનિવાર્ય ભૂમિકા ભજવે છે. કાગળ મશીન રોલ્સની ડિઝાઇનમાં મુખ્ય તકનીકોમાંની એક તરીકે, "ક્રાઉન" - તેમાં થોડો ભૌમિતિક તફાવત હોવા છતાં - કાગળની ગુણવત્તાની એકરૂપતા અને સ્થિરતા સીધી રીતે નક્કી કરે છે. આ લેખ પેપર મશીન રોલ્સની ક્રાઉન ટેકનોલોજીનું વ્યાખ્યા, કાર્યકારી સિદ્ધાંત, વર્ગીકરણ, ડિઝાઇનમાં મુખ્ય પ્રભાવ પાડતા પરિબળો અને જાળવણીના પાસાઓથી વ્યાપક વિશ્લેષણ કરશે, જે કાગળના ઉત્પાદનમાં તેના મહત્વપૂર્ણ મૂલ્યને છતી કરશે.

1. ક્રાઉનની વ્યાખ્યા: નાના તફાવતોમાં મહત્વપૂર્ણ કાર્ય

"ક્રાઉન" (અંગ્રેજીમાં "ક્રાઉન" તરીકે વ્યક્ત કરાયેલ) ખાસ કરીને અક્ષીય દિશામાં (લંબાઈ પ્રમાણે) પેપર મશીન રોલ્સની એક ખાસ ભૌમિતિક રચનાનો ઉલ્લેખ કરે છે. રોલ બોડીના મધ્ય વિસ્તારનો વ્યાસ છેડાના વિસ્તારો કરતા થોડો મોટો હોય છે, જે "કમર ડ્રમ" જેવો સમોચ્ચ બનાવે છે. આ વ્યાસ તફાવત સામાન્ય રીતે માઇક્રોમીટર (μm) માં માપવામાં આવે છે, અને કેટલાક મોટા પ્રેસ રોલ્સની ક્રાઉન વેલ્યુ 0.1-0.5 મીમી સુધી પણ પહોંચી શકે છે.

ક્રાઉન ડિઝાઇન માપવા માટેનું મુખ્ય સૂચક "ક્રાઉન વેલ્યુ" છે, જે રોલ બોડીના મહત્તમ વ્યાસ (સામાન્ય રીતે અક્ષીય દિશાના મધ્યબિંદુ પર) અને રોલ એન્ડ્સના વ્યાસ વચ્ચેના તફાવત તરીકે ગણવામાં આવે છે. સારમાં, ક્રાઉન ડિઝાઇનમાં વાસ્તવિક કામગીરી દરમિયાન બળ અને તાપમાનમાં ફેરફાર જેવા પરિબળોને કારણે રોલના "મધ્યમ ઝોલ" વિકૃતિને સરભર કરવા માટે આ નાના વ્યાસ તફાવતને પ્રીસેટ કરવાનો સમાવેશ થાય છે. આખરે, તે રોલ સપાટી અને પેપર વેબ (અથવા અન્ય સંપર્ક ઘટકો) ની સમગ્ર પહોળાઈમાં સંપર્ક દબાણનું સમાન વિતરણ પ્રાપ્ત કરે છે, કાગળની ગુણવત્તા માટે મજબૂત પાયો નાખે છે.

2. તાજના મુખ્ય કાર્યો: વિકૃતિની ભરપાઈ કરવી અને સમાન દબાણ જાળવી રાખવું

પેપર મશીન રોલ્સના સંચાલન દરમિયાન, યાંત્રિક ભાર, તાપમાનમાં ફેરફાર અને અન્ય પરિબળોને કારણે વિકૃતિ અનિવાર્ય છે. ક્રાઉન ડિઝાઇન વિના, આ વિકૃતિ રોલ સપાટી અને પેપર વેબ વચ્ચે અસમાન સંપર્ક દબાણ તરફ દોરી જશે - "બંને છેડે ઉચ્ચ દબાણ અને મધ્યમાં નીચું દબાણ" - જે સીધા જ અસમાન આધાર વજન અને કાગળનું અસમાન ડીવોટરિંગ જેવા ગંભીર ગુણવત્તાના મુદ્દાઓનું કારણ બને છે. ક્રાઉનનું મુખ્ય મૂલ્ય આ વિકૃતિઓ માટે સક્રિય રીતે વળતર આપવામાં રહેલું છે, જે ખાસ કરીને નીચેના પાસાઓમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે:

૨.૧ રોલ બેન્ડિંગ વિકૃતિ માટે વળતર

જ્યારે પેપર મશીનોના કોર રોલ, જેમ કે પ્રેસ રોલ્સ અને કેલેન્ડર રોલ્સ, કાર્યરત હોય છે, ત્યારે તેમને પેપર વેબ પર નોંધપાત્ર દબાણ કરવાની જરૂર પડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રેસ રોલનું રેખીય દબાણ 100-500 kN/m સુધી પહોંચી શકે છે. મોટા લંબાઈ-થી-વ્યાસ ગુણોત્તરવાળા રોલ માટે (દા.ત., પહોળાઈ-પહોળાઈવાળા પેપર મશીનોમાં પ્રેસ રોલ્સની લંબાઈ 8-12 મીટર હોઈ શકે છે), દબાણ હેઠળ મધ્યમાં નીચે તરફ વળાંકનું સ્થિતિસ્થાપક વિકૃતિ થાય છે, જે "લોડ હેઠળ ખભાના ધ્રુવને વળાંક" જેવું જ છે. આ વિકૃતિ રોલ એન્ડ અને પેપર વેબ વચ્ચે વધુ પડતું સંપર્ક દબાણનું કારણ બને છે, જ્યારે મધ્યમાં દબાણ અપૂરતું હોય છે. પરિણામે, પેપર વેબ બંને છેડા પર વધુ પડતું પાણીયુક્ત બને છે (ઉચ્ચ શુષ્કતા અને નીચા આધાર વજનમાં પરિણમે છે) અને મધ્યમાં ઓછું પાણીયુક્ત થાય છે (પરિણામે ઓછી શુષ્કતા અને ઉચ્ચ આધાર વજનમાં પરિણમે છે).

જોકે, ક્રાઉન ડિઝાઇનનું "ડ્રમ-આકારનું" માળખું ખાતરી કરે છે કે રોલ વળ્યા પછી, રોલની સમગ્ર સપાટી કાગળના જાળા સાથે સમાંતર સંપર્કમાં રહે છે, જેનાથી દબાણનું સમાન વિતરણ પ્રાપ્ત થાય છે. આ બેન્ડિંગ વિકૃતિને કારણે થતા ગુણવત્તાના જોખમોને અસરકારક રીતે સંબોધિત કરે છે.

૨.૨ રોલ થર્મલ વિકૃતિ માટે વળતર

કેટલાક રોલ, જેમ કે ડ્રાયિંગ સેક્શનમાં ગાઇડ રોલ્સ અને કેલેન્ડર રોલ્સ, ઉચ્ચ-તાપમાન કાગળના જાળા અને વરાળ ગરમીના સંપર્કને કારણે કામગીરી દરમિયાન થર્મલ વિસ્તરણમાંથી પસાર થાય છે. રોલ બોડીનો મધ્ય ભાગ વધુ સંપૂર્ણપણે ગરમ હોવાથી (છેડા બેરિંગ્સ સાથે જોડાયેલા હોય છે અને ગરમી ઝડપથી વિસર્જન કરે છે), તેનું થર્મલ વિસ્તરણ છેડા કરતા વધારે છે, જે રોલ બોડીના "મધ્યમ બલ્જ" તરફ દોરી જાય છે. આ કિસ્સામાં, પરંપરાગત ક્રાઉન ડિઝાઇનનો ઉપયોગ અસમાન સંપર્ક દબાણને વધુ તીવ્ર બનાવશે. તેથી, "નકારાત્મક ક્રાઉન" (જ્યાં મધ્ય ભાગનો વ્યાસ છેડા કરતા થોડો નાનો હોય છે, જેને "રિવર્સ ક્રાઉન" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) ને થર્મલ વિસ્તરણને કારણે થતા વધારાના બલ્જને સરભર કરવા માટે ડિઝાઇન કરવાની જરૂર છે, જે રોલ સપાટી પર સમાન સંપર્ક દબાણ સુનિશ્ચિત કરે છે.

૨.૩ અસમાન રોલ સપાટીના ઘસારાની ભરપાઈ

લાંબા ગાળાના ઓપરેશન દરમિયાન, કેટલાક રોલ (જેમ કે પ્રેસ રબર રોલ્સ) પેપર વેબની કિનારીઓ પર વધુ વારંવાર ઘર્ષણ અનુભવે છે (કારણ કે પેપર વેબની કિનારીઓ અશુદ્ધિઓ વહન કરે છે), જેના પરિણામે મધ્ય કરતાં છેડા પર વધુ ઝડપથી ઘસારો થાય છે. ક્રાઉન ડિઝાઇન વિના, રોલ સપાટી ઘસારો પછી "મધ્યમાં ફૂલી જશે અને છેડા પર ઝૂલશે", જે બદલામાં દબાણ વિતરણને અસર કરે છે. ક્રાઉનને પ્રીસેટ કરીને, રોલ સપાટીના સમોચ્ચની એકરૂપતા ઘસારાના પ્રારંભિક તબક્કામાં જાળવી શકાય છે, રોલની સેવા જીવન લંબાય છે અને ઘસારાને કારણે થતા ઉત્પાદન વધઘટને ઘટાડે છે.

3. ક્રાઉનનું વર્ગીકરણ: વિવિધ કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓને અનુરૂપ તકનીકી પસંદગીઓ

પેપર મશીનના પ્રકાર (ઓછી-ગતિ/ઉચ્ચ-ગતિ, સાંકડી-પહોળાઈ/પહોળાઈ-પહોળાઈ), રોલ ફંક્શન (દબાવી/કેલેન્ડરિંગ/માર્ગદર્શન), અને પ્રક્રિયા આવશ્યકતાઓના આધારે, ક્રાઉનને વિવિધ પ્રકારોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. નીચેના કોષ્ટકમાં વિગતવાર જણાવ્યા મુજબ, વિવિધ પ્રકારના ક્રાઉન ડિઝાઇન લાક્ષણિકતાઓ, ગોઠવણ પદ્ધતિઓ અને એપ્લિકેશન દૃશ્યોમાં અલગ પડે છે:

4. ક્રાઉન ડિઝાઇનમાં મુખ્ય પ્રભાવિત પરિબળો: ઉત્પાદન જરૂરિયાતોને અનુરૂપ ચોક્કસ ગણતરી

ક્રાઉન મૂલ્ય મનસ્વી રીતે સેટ કરવામાં આવતું નથી; તેની અસરકારક કામગીરી સુનિશ્ચિત કરવા માટે રોલ પરિમાણો અને પ્રક્રિયાની સ્થિતિઓના આધારે તેની વ્યાપક ગણતરી કરવાની જરૂર છે. ક્રાઉન ડિઝાઇનને પ્રભાવિત કરતા મુખ્ય પરિબળોમાં મુખ્યત્વે નીચેના પાસાઓનો સમાવેશ થાય છે:

૪.૧ રોલના પરિમાણો અને સામગ્રી

1. રોલ બોડી લંબાઈ (L): રોલ બોડી જેટલી લાંબી હશે, તે જ દબાણ હેઠળ બેન્ડિંગ ડિફોર્મેશન વધારે હશે, અને આમ જરૂરી ક્રાઉન વેલ્યુ એટલી જ મોટી હશે. ઉદાહરણ તરીકે, પહોળી-પહોળાઈવાળા પેપર મશીનોમાં લાંબા રોલ્સને વિકૃતિની ભરપાઈ કરવા માટે સાંકડી-પહોળાઈવાળા પેપર મશીનોમાં ટૂંકા રોલ કરતાં વધુ ક્રાઉન વેલ્યુની જરૂર પડે છે.
2. રોલ બોડી વ્યાસ (D): રોલ બોડીનો વ્યાસ જેટલો નાનો હશે, તેટલી જ કઠોરતા ઓછી હશે, અને દબાણ હેઠળ રોલ વિકૃતિ માટે વધુ સંવેદનશીલ હશે. તેથી, મોટા ક્રાઉન મૂલ્યની જરૂર પડશે. તેનાથી વિપરીત, મોટા વ્યાસવાળા રોલ્સમાં વધુ કઠોરતા હોય છે, અને ક્રાઉન મૂલ્ય યોગ્ય રીતે ઘટાડી શકાય છે.
3. સામગ્રીની કઠોરતા: રોલ બોડીના વિવિધ પદાર્થોમાં વિવિધ કઠોરતા હોય છે; ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટીલ રોલ્સમાં કાસ્ટ આયર્ન રોલ કરતાં ઘણી વધારે કઠોરતા હોય છે. ઓછી કઠોરતા ધરાવતી સામગ્રી દબાણ હેઠળ વધુ નોંધપાત્ર વિકૃતિ દર્શાવે છે, જેને મોટા ક્રાઉન મૂલ્યની જરૂર પડે છે.

૪.૨ ઓપરેટિંગ પ્રેશર (રેખીય દબાણ)

પ્રેસ રોલ્સ અને કેલેન્ડર રોલ્સ જેવા રોલ્સના ઓપરેટિંગ પ્રેશર (રેખીય દબાણ) એ ક્રાઉન ડિઝાઇનને પ્રભાવિત કરતું એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે. રેખીય દબાણ જેટલું વધારે હશે, રોલ બોડીનું બેન્ડિંગ ડિફોર્મેશન એટલું જ મહત્વપૂર્ણ હશે, અને વિકૃતિને સરભર કરવા માટે ક્રાઉન વેલ્યુને તે મુજબ વધારવાની જરૂર છે. તેમના સંબંધને આશરે સરળ સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે: ક્રાઉન વેલ્યુ H ≈ (P×L³)/(48×E×I), જ્યાં P એ રેખીય દબાણ છે, L એ રોલ લંબાઈ છે, E એ સામગ્રીનું સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ છે, અને I એ રોલ ક્રોસ-સેક્શનની જડતાનો ક્ષણ છે. ઉદાહરણ તરીકે, પેકેજિંગ પેપર માટે પ્રેસ રોલ્સનું રેખીય દબાણ સામાન્ય રીતે 300 kN/m કરતા વધારે હોય છે, તેથી અનુરૂપ ક્રાઉન વેલ્યુ ઓછા રેખીય દબાણવાળા કલ્ચરલ પેપર માટે પ્રેસ રોલ્સ કરતા વધારે હોવી જરૂરી છે.

૪.૩ મશીનની ગતિ અને કાગળનો પ્રકાર

1. મશીનની ગતિ: જ્યારે હાઇ-સ્પીડ પેપર મશીનો (ઝડપ > 1200 મીટર/મિનિટ) કાર્યરત હોય છે, ત્યારે પેપર વેબ ઓછી-સ્પીડ પેપર મશીનો કરતાં દબાણ એકરૂપતા પ્રત્યે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે. નાના દબાણના વધઘટ પણ કાગળની ગુણવત્તામાં ખામીઓ પેદા કરી શકે છે. તેથી, હાઇ-સ્પીડ પેપર મશીનો સામાન્ય રીતે ગતિશીલ વિકૃતિ માટે વાસ્તવિક સમયના વળતરને પ્રાપ્ત કરવા અને સ્થિર દબાણ સુનિશ્ચિત કરવા માટે "નિયંત્રણક્ષમ ક્રાઉન" અપનાવે છે.
2. કાગળનો પ્રકાર: દબાણ એકરૂપતા માટે વિવિધ પ્રકારના કાગળની જરૂરિયાતો અલગ અલગ હોય છે. ટીશ્યુ પેપર (દા.ત., 10-20 ગ્રામ/મીટર² ના બેઝ વજનવાળા ટોઇલેટ પેપર) નું બેઝ વજન ઓછું હોય છે અને તે દબાણના વધઘટ પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ હોય છે, જેને ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા ક્રાઉન ડિઝાઇનની જરૂર પડે છે. તેનાથી વિપરીત, જાડા કાગળ (દા.ત., 150-400 ગ્રામ/મીટર² ના બેઝ વજનવાળા કાર્ડબોર્ડ) માં દબાણના વધઘટનો સામનો કરવાની વધુ મજબૂત ક્ષમતા હોય છે, તેથી ક્રાઉન ચોકસાઇ માટેની આવશ્યકતાઓ યોગ્ય રીતે ઘટાડી શકાય છે.

5. સામાન્ય ક્રાઉન મુદ્દાઓ અને જાળવણી: સ્થિર ઉત્પાદન સુનિશ્ચિત કરવા માટે સમયસર નિરીક્ષણ

અયોગ્ય ક્રાઉન ડિઝાઇન અથવા અયોગ્ય જાળવણી કાગળની ગુણવત્તાને સીધી અસર કરશે અને ઉત્પાદન સમસ્યાઓની શ્રેણીનું કારણ બનશે. સામાન્ય ક્રાઉન સમસ્યાઓ અને તેને અનુરૂપ પ્રતિકારક પગલાં નીચે મુજબ છે:

૫.૧ અતિશય મોટી ક્રાઉન વેલ્યુ

વધુ પડતું મોટું ક્રાઉન મૂલ્ય રોલ સપાટીની મધ્યમાં અતિશય દબાણ તરફ દોરી જાય છે, જેના પરિણામે બેઝનું વજન ઓછું થાય છે અને મધ્યમાં કાગળ વધુ શુષ્ક બને છે. ગંભીર કિસ્સાઓમાં, તે "ક્રશિંગ" (ફાઇબર તૂટવાનું) પણ કારણ બની શકે છે, જે કાગળની મજબૂતાઈ અને દેખાવને અસર કરે છે.

પ્રતિકારક પગલાં: ઓછી ગતિવાળા પેપર મશીનોમાં વપરાતા ફિક્સ્ડ ક્રાઉન રોલ્સ માટે, રોલ્સને યોગ્ય ક્રાઉન મૂલ્યથી બદલવા જરૂરી છે. હાઇ-સ્પીડ પેપર મશીનોમાં નિયંત્રણક્ષમ ક્રાઉન રોલ્સ માટે, દબાણ વિતરણ એકસમાન ન થાય ત્યાં સુધી ક્રાઉન મૂલ્ય ઘટાડવા માટે નિયંત્રણક્ષમ ક્રાઉન સિસ્ટમ દ્વારા હાઇડ્રોલિક અથવા ન્યુમેટિક દબાણ ઘટાડી શકાય છે.

૫.૨ અતિશય નાનું ક્રાઉન મૂલ્ય

રોલ સપાટીની મધ્યમાં ક્રાઉન મૂલ્ય ખૂબ જ ઓછું હોવાથી, કાગળનું અપૂરતું પાણી કાઢવાનું કામ શરૂ થાય છે, શુષ્કતા ઓછી થાય છે, પાયાનું વજન વધારે થાય છે અને ગુણવત્તામાં ખામીઓ દેખાય છે જેમ કે "ભીના ફોલ્લીઓ". તે જ સમયે, તે પછીની સૂકવણી પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતાને પણ અસર કરી શકે છે.

પ્રતિકારક પગલાં: ફિક્સ્ડ ક્રાઉન રોલ્સ માટે, ક્રાઉન વેલ્યુ વધારવા માટે રોલ બોડીને ફરીથી પ્રોસેસ કરવાની જરૂર છે. નિયંત્રિત ક્રાઉન રોલ્સ માટે, ક્રાઉન વેલ્યુ વધારવા માટે હાઇડ્રોલિક અથવા ન્યુમેટિક દબાણ વધારી શકાય છે, ખાતરી કરો કે મધ્યમાં દબાણ પ્રક્રિયાની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.

૫.૩ ક્રાઉન કોન્ટૂરનો અસમાન વસ્ત્રો

લાંબા ગાળાના ઉપયોગ પછી, રોલ સપાટી ઘસાઈ જશે. જો ઘસાઈ જશે નહીં, તો તાજનો રૂપરેખા વિકૃત થઈ જશે, અને રોલ સપાટી પર "અસમાન ફોલ્લીઓ" દેખાશે. આનાથી કાગળ પર "પટ્ટાઓ" અને "ઇન્ડેન્ટેશન" જેવી ખામીઓ ઊભી થશે, જે કાગળના દેખાવની ગુણવત્તાને ગંભીર અસર કરશે.

પ્રતિકારક પગલાં: રોલ સપાટીનું નિયમિતપણે નિરીક્ષણ કરો. જ્યારે ઘસારો ચોક્કસ સ્તરે પહોંચે છે, ત્યારે રોલ સપાટીને સમયસર ગ્રાઇન્ડ કરો અને રિપેર કરો (દા.ત., પ્રેસ રબર રોલ્સના ક્રાઉન કોન્ટૂરને ફરીથી ગ્રાઇન્ડ કરો) જેથી ક્રાઉનનો સામાન્ય આકાર અને કદ પુનઃસ્થાપિત થાય અને ઉત્પાદનને અસર કરતા વધુ પડતા ઘસારાને અટકાવી શકાય.

6. નિષ્કર્ષ

એક સૂક્ષ્મ પણ નિર્ણાયક ટેકનોલોજી તરીકે, પેપર મશીન રોલ્સનો ક્રાઉન એકસમાન કાગળની ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા માટેનો મુખ્ય ભાગ છે. ઓછી ગતિવાળા પેપર મશીનોમાં ફિક્સ્ડ ક્રાઉનથી લઈને હાઇ-સ્પીડ, પહોળાઈવાળા પેપર મશીનોમાં નિયંત્રિત ક્રાઉન સુધી, ક્રાઉન ટેકનોલોજીનો સતત વિકાસ હંમેશા "વિકૃતિને વળતર આપવા અને સમાન દબાણ પ્રાપ્ત કરવા" ના મુખ્ય ધ્યેય પર કેન્દ્રિત રહ્યો છે, જે વિવિધ કાગળ બનાવવાની કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓની જરૂરિયાતોને અનુરૂપ છે. વાજબી ક્રાઉન ડિઝાઇન માત્ર અસમાન કાગળના આધાર વજન અને નબળા પાણી કાઢવા જેવી ગુણવત્તા સમસ્યાઓનું નિરાકરણ જ નહીં કરે પણ કાગળ મશીનોની કાર્યકારી કાર્યક્ષમતામાં પણ સુધારો કરે છે (કાગળ તૂટવાની સંખ્યા ઘટાડે છે) અને ઉર્જા વપરાશ ઘટાડે છે (વધુ સૂકવણી ટાળે છે). તે કાગળ ઉદ્યોગના વિકાસમાં "ઉચ્ચ ગુણવત્તા, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને ઓછી ઉર્જા વપરાશ" તરફ એક અનિવાર્ય મુખ્ય તકનીકી સહાય છે. ભવિષ્યના કાગળ ઉત્પાદનમાં, સાધનોની ચોકસાઇમાં સતત સુધારો અને પ્રક્રિયાઓના સતત ઑપ્ટિમાઇઝેશન સાથે, ક્રાઉન ટેકનોલોજી વધુ શુદ્ધ અને બુદ્ધિશાળી બનશે, જે કાગળ ઉદ્યોગના ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા વિકાસમાં વધુ યોગદાન આપશે.