新型烫金版滚的技术改进及应用

1 问题的提出 烫金工艺是生产水松纸产品的一个 重要工序，采用油加热系统的烫金机被广 泛地应用，但通过多年的生产应用，发现 油加热系统存在较多缺陷：版辊温度波动 大，烫金产品质量得不到很好地保证，跟 不上高品质卷烟的发展；高温油渗漏、汽 化造成一定程度的污染；并且能耗高。 

2 改进措施 分析油加热系统的工作原理，新型 版辊烫金机的整体改进思路是将加热元 件和测温传感器安装在版辊上，靠热传 导方式直接测量旋转版辊的表面温度，能 够实现精确控温，提高烫金机烫印工艺质 量。 

2.1 电加热元件及温控装置的改进 

2.1.1 电加热版辊 在铜质版辊上加工直径6mm，深度 500mm的20个孔，孔内穿绕选定的电加热 丝（如图1所示），通过导电环给版辊加 热和传递测温元件信号。由于是电加热元 件直接对版辊加热，靠热传导方式传递热 量，调温更快速度，更精准，更高效，并 且无油烟，彻底消除危险源（高温油的泄 露）。 

2.1.2 加热元件 版辊要实现电加热，首先要选择工 作可靠、经久耐用的加热元件。对电炉 丝、电加热石英管和电加热丝三种不同的 加热材料进行对比，发现电加热丝具有耐 高温、高温下不易变形、塑性较好、易修 复、辐射率高、无磁性、耐腐蚀性强、使 用寿命长等优点，但其采用较稀缺的镍金 属材料制成，价格较高。结合烫金机连续 作业、版辊高速旋转且和胶辊挤压的工作 实际，决定选用电加热丝。 

2.1.3 测温元件 烫金版辊表面非常光亮反光，非 接触式红外测温仪，由于易受灰尘、雾 气、抛光面反光的影响，测量结果的精确 度不能保证。 热电阻测温是基于金属导体的电阻 值随温度的增加而增加这一特性来进行温 度测量的。热电阻大都由纯金属材料制 成，被测温度的变化是直接通过热电阻阻 值的变化来测量的，因此对工作环境要求 较低，同时具有体积小、热惯性小、测量 滞后小、抗冲击、机械性能好、耐振、能 弯曲、便于装置、使用寿命长等一系列优 点，可保证在高速旋转烫金版辊内传导出 精确的温度信号。我们选购符合工作要求 的热电阻安装在高速旋转烫金版辊内，由 导电环传递信号。 

2.1.4 导电环 导电环是旋转机械的固定部分和转 动部分之间传递能量或信号的装置，它作 为一种滑动接触件，在许多电气设备中得 到广泛的应用。通过多方面分析实验，我 们选择了能够传递25A工作电流和热敏电 阻信号的导电环。 

2.1.5 温控仪表 温控仪的工作原理是通过温度传 感器对设定温度自动进行采样、即时监 控，当温度升到设定的超限报警温度点 时，启动超限报警功能；当被控制的温度 不能得到有效的控制时，为了防止设备的 毁坏，还可以通过跳闸的功能来停止设备 继续运行。由于烫印工序对温度控制的精 准度要求较高，所以选择了能够自整定 PID参数，具有超温报警功能的智能型温 控仪器，此种温控仪能更精确进行温度采 样，控制回差和设备终止保护。 

2.1.6 执行元件 无触点电子开关集成了当今先进的 电子技术，结构轻巧，其采用了模块化结 构，将控制、操作、显示、故障保护集于 一身，主电路的功率器件，采用单向反并 联晶闸管进口模块，触发电路采用脉冲变 压器，真正做到了全数字化、无触点， 极大地简化了电路，提高了产品的可靠 性。我们选择的无触点电子开关是固态继 电器SSR，开关频率高，抗干扰能力强。 

2.2 电路设计 新型电加热系统的电源由电源变压 器提供，我们设计了一套科学实用、安 全可靠的电路系统，不仅方便了操作还 保证了操作人员的安全。新的电路系统由 电加热元件、温控装置、测温元件、导电 环、执行元件和超温保护系统等组成，工 作原理如图2所示。 

3 改进效果 新型电加热系统应用后，舍弃了导 热油加热方式，彻底消除了油烟污染，改 善了现场工作环境，有利于操作人员的身 体健康；加热版辊温度波动小，任意两点 温差≤1℃，提高了产品质量，减少了产 品消耗，降低了生产成本。经测量，新型 电加热系统工作时的能耗≤1.2kW，是油 加热系统的15％，改造效果显著。 

结语 

新型电加热系统的应用，在提高了 水松纸烫金质量的基础上，提升了工作效 率，改善了作业环境，消除了高温导热油 泄漏危险和环境污染，适应了高品质卷烟 的发展需要，同时设备耗能大幅降低，响 应了国家节能减排的号召，具有重大的社 会效益和经济效益。