压光机的结构和形式简介

普通压光机的结构：普通压光机一般由3～10个压光辊组成，上下重叠垂直安装于压光机架上。底辊（最下辊）为主动辊，其他辊子靠相邻的辊子摩擦带动。低、中速纸机通常安装3～6辊的压光机，高速纸机多配用8～10辊的压光机。结构示意图如图7-12所示。

压光机的机架有单侧机架及双侧机架两种。压光辊的辊子提升装置由蜗杆蜗轮装置及提升螺杆组成。蜗杆由电机带动，由控制台上的按钮控制该电机的正反转，达到辊子提升与下降的目的。加压装置则由杠杆和气缸活塞构成。

压光辊：是表面极为光滑的冷铸铁辊，粗糙度容许偏差不超过0.5μm，硬度不低于肖氏硬度80～85度。辊子直径由纸机宽度决定，底辊最大，顶辊次之，中间辊直径最小。普通运转时，下辊每8～24个月磨一次，其他辊的磨辊周期短一些，为2～12月。磨辊周期主要根据车速而定。

底辊和顶辊设有中高以抵消辊面挠度，有时也把底辊的中高分配10%～15%给倒数第二个压光辊。新式压光机采用可控中高辊。

每个压光辊配置一副刮刀，刮刀片可以用软钢或紫铜制作，也可用高密度聚乙烯塑料板制作，应避免刮刀硬度过大划伤辊面。压光辊还设置了通风冷却装置，以调节纸幅横向的压光效果，保证纸幅横向厚度均一。

压光机的辊子数目：有奇数和偶数两种，主要取决于引纸方法。若是手工引纸，从干燥部来的纸绕过最上一个辊，然后顺序通过下面各个辊隙，最后从下面两个压光辊中间领出送到卷纸机，因此辊子数为奇数。若是压缩空气引纸，干燥部来的纸由上面第一、二两个压光辊之间进入，因此辊子数为偶数。

普通压光机辊子间的压力是由辊子本身重量产生。工作时压光辊摩擦会产生大量的热，温度过高时应设法冷却压光辊。

普通压光机属于硬压光，或称硬辊压光、硬压区压光。硬压光机的发展是倾向于使用较少的压光辊，并使用加热压光辊。

针对硬压光的缺点，近年来软压光（软辊压光、软压区压光）和宽压区压光得到了广泛采用和大力发展。

按照使用范围，压光机分为机内压光和机外压光两种。按照压光设备使用的压辊表面材料的性质，压光机又分为硬压光机和软压光机两大类。按照压光辊是否加热分为冷压光和热压光。

常见的普通多辊压光机属于硬压光机。软压光机包括：普通超级压光机、光泽压光机、纸机软压光机、新型超级压光机、宽压区压光机等。

机内压光包括普通压光机、机内软压光机、宽压区压光机等。机外压光是指纸机外作业的超级压光机。

出于成本和压光效果的原因，大多数压光作业都是在机内进行的。机外压光成本高，只有当机内压光满足不了纸张表面整饰要求时才使用。

20世纪70年代以前，纸张的整饰主要靠机内硬压光机和机外的配备铁辊、纸粕辊交替进行的超级压光机。机内压光仍局限于传统的作业，即让纸张通过一系列铁辊组成的一个以上的压区，主要用来调整纸张厚度、紧度、平滑度和光泽度。超级压光机主要用以提高纸张紧度、平滑度、光泽度、透明度，减少掉毛掉粉等。超级压光机主要适用于高档纸张如铜版纸、美术纸等。这种传统的机内压光与超级压光的纸张之间，在印刷质量上差别很大。

图7-12 普通压光机

（a）双侧机架压光机（b）单侧机架压光机1—下辊 2—中辊 3—上辊 4—机架 5—加压提升机构6—空气引纸装置 7—压光机前弧形展纸辊 8—压光机后弧形展纸轴 9—操作台 10—中辊和上辊轴承臂

但在20世纪70年代后期与80年代，由于采用了新型弹性辊面材料和改进的设备设计，机内和机外压光在纸张性能之间差别已很小。对大部分纸张和某些压光要求不太高的纸种，机内软压区压光机已足可取代机外的超级压光机。

1. 硬压区压光——普通压光机

普通压光机属于硬压区压光，其结构已经在上面做了介绍，如图7-12所示。

这种传统的多辊压光，容易使纸张紧度过大，并且在压光过程中，不管纸幅的定量和厚薄的不均匀性，纸幅都趋于被碾压至均一厚度，导致纸张紧度分布不均匀。这与软压光不同。图7-13是硬压区压光和软压区压光效果的比较。在硬压区压光中，定量的变化会变成紧度的变化，在软压区压光中，局部的高定量区域通过压区未被进一步压紧，变成了厚度的变化。

图7-13 硬压区压光和软压区压光效果

大部分纸张特别是印刷纸不希望纸张有过大的紧度，多辊的硬压区压光向少用压光辊发展，出现了新型硬压区压光机，如图7-14所示。该压光机的特征是：少用压光辊，具有加热辊和可变中高辊。在高温下纸张变得比较柔韧，使得可以在较低的压力下碾压，而获得紧度变化小的理想效果。

压光机上面两个压光辊是可加热的，底辊必须是有可变中高，或某中间辊有可变中高（分区可调挠度或全幅可调挠度），以便保证压区线压分布。底辊上面的一个辊通常做传动辊。

图7-14 新型硬压区压光机

图7-15 软压光机结构

2. 软压区压光——软压光机

印刷纸类一般要求：有一定平滑度，使纸面有良好的油墨覆盖能力；不要求纸面光泽度太大；不希望纸的紧度很大。而纸张经多辊压光机压光容易紧度过大，现代压光机的一个发展趋势是开发使用双辊压光机：有两个压光辊，一个辊是弹性辊，聚酯包胶；另一个辊是硬辊，表面极光滑的冷铸铁辊；具有可调中高。

随着耐压、耐磨、耐热、不易损坏的聚氨酯材料的出现，可以代替传统的包胶辊包硬质橡胶，20世纪80年代初德国Kulsters公司推出了由大直径聚酯包胶可控挠度辊和热辊组成的纸机软压光机。

（1）软压光机的结构

软压光机由可加热的冷铸铁辊（硬辊）和可控中高弹性辊（软辊）构成，如图7-15所示。厚度通常为12～13mm，软辊为可控中高辊（宽度在4 m以上采用分区可调挠度或全幅可调挠度，宽度在4m以下多采用浮游辊）。

硬辊冷铸铁辊，可加热，加热热源可以是油、电、蒸汽，热辊辊面温度可高达200℃以上。当加热介质为水和油时，辊面温度应比压区温度高30℃左右。温度控制系统应保持压光时温度恒定。

软压光机的部件除了软辊和加热辊，还包括加压系统和一些辅助装置，如裁边器、辊边吹风口和辊面温度红外摄像监视仪等。加压是液压系统，可抬高底辊、紧急撤压、压力可调。

软压光机可以使用一台、两台或多台串联，图7-15和图7-16分别是单台和两台串联使用的软压光设备工作原理图，可单面或双面压光，贴热辊纸面得到整饰。

图7-16 两台串联使用的双压区软压光机

1—软辊：可控中高辊，包覆12～13mm弹塑性材料2—加热辊：冷硬铸铁辊，可加热使辊面达200℃以上

（2）软压光机的工作原理

软压光时，软辊和加热辊构成一个高温的压力压区，纸页通过压区受到压力和加热的双重作用。加热作用使纸页表面的纤维软化、变形，易于压光提高平滑度。加压的作用使纸和软辊受到弹塑性变形。软辊的弹性变形导致压区面积增大，比压减小，纸页松厚度损失小，整饰效果更好。与普通超级压光相比，纤维压溃减少，强度损失小。

软辊的弹性变形适应纸页局部定量差，局部的高定量区域通过压区未被进一步压紧，变成了厚度的变化，因此可以提高纸页的微观平滑度（如图7-13所示）。(www.xing528.com)

（3）软压光的优点

软压光的压区宽度比硬压光大，可达到5～10 cm，这与压光辊的直径、软辊包胶材料的硬度和压光压力有关，是普通压光机的5～8倍。由于压区宽度大，即便使用较高压光压力，其单位压力也只是有普通压光机的1/3～1/4。一般软压光单位压力为20～40N/mm²。

软压光的优点如下。表7-1是软、硬压区压光对纸张性能的影响对比。

①压区宽，压光时纸页所受局部单位面积的压力较小，压光后纸页紧度均匀，全幅平滑度、光泽度一致，两面差小，吸墨性一致，印刷适印性强。

②可以取代普通的多辊压光机，使纸页获得较高的压光性能。对平滑度和光泽度要求不是很高的纸张，软压光可以代替超级压光机，这样就节省了机外压光的投资，减少了机外压光的断纸损失。

③适用范围广，不但用于普通纸张也可用于涂布纸等。

④具有自我保护功能。软压光的各种保护措施有效地避免了因生产不正常或操作失误而导致的设备损坏，减少了设备维修费用。

表7-1 软、硬压区对纸张压光性能的影响

图7-17 宽压区压光机示意图

3. 宽压区压光

宽压区压光是Valmet公司在软压光和靴型压榨的基础上，于20世纪90年代中期开发的压光新技术，是靴式和宽压区压榨技术在压光机上的应用，是为了进一步改善纸张的松厚度、挺度、表面性和印刷适印性而设计的。

宽压区压光有两种形式，一种是靴式压光机，主要由热辊和靴型辊组成，另一种是带式压光机，如图7-17所示。主要应用于各种纸板的压光如液体包装纸板、白纸板等，对其他纸张也有很大的开发潜力和应用前景。

靴式压光机的主要组成是热辊和靴型辊。热辊是金属辊，其作用、结构和加热与软压光的热辊相同，用作上辊。靴型辊由靴型加压部件、润滑油系统和靴型衬套组成，与靴型压榨类似，作为下辊。靴型压光机的靴型衬套辊利用液压加压靴将衬套辊压向上辊热辊，形成靴型压区，宽度可达50～270mm。在压区内纸页表面与软衬套和上辊热辊接触吻合并进行压光整饰，纸幅受压均匀，压光效果均匀一致。

靴式压光机的软衬套包覆层的材料弹性模数仅为软压光机的软辊包覆层的十分之一，这对于纸幅表面在压区内的完全吻合更为有利。生产液体包装纸板时，靴式压光机的软衬套硬度可选91肖氏硬度。

带式压光机是继靴式压光机之后开发出的又一种宽压区压光技术，也具有压区宽度大的特点。带式压光机主要有上辊、下辊和传递弹性带组成，上辊是热辊，下辊是硬棍或软辊。传递弹性带在压区中的变形与其弹性模量有关，对带式压光有着决定性的影响，因此必须正确确定弹性带的弹性模量，而相同的硬度可能具有不同的弹性模量。因为弹性带材料变形量大，即使有些轻微的不平，也会在压区中补偿消失，因此弹性带的表面粗糙度的要求不像软辊包覆层那样严格。

宽压区压光比软压光更能保持纸板的挺度和松厚度。

压光效果与压光操作有直接关系。影响压光效果的主要因素有压光水分、压光线压力、压光温度、进入压区前的纸页张力等。

进入压光机时纸页的水分含量是一个重要的因素。增加水分含量，纤维吸湿润张，提高柔软性和缩性，增进压光效果。一般文化用纸水分为5%～8%，对于用黏状浆抄造透明纸，水分也有达10%以上的。水分控制过高会造成“压黑”，在纸页上出现许多半透明部分，俗称“玻璃花”；水分控制过低，则平滑度达不到要求，要增湿，否则容易卷曲。使用软压光和宽压区压光，进压光的纸水分可比普通压光时高些。

压光线压力是影响压光的又一因素。老式多辊压光机其线压力只由辊子自重决定，很少附加压力，一般6辊压光机最下两个辊子的压力为500～600N/cm，8辊压光机最下两个辊子的压力约为700～800N/cm。而4辊以下的压光机，一般装备有附加压力的加压系统，可以调整线压力。辊间压力越高，压光作用越强，可以提高平滑度、紧度，降低厚度、透气度，进一步加压会损失物理强度。但线压力的变化也会带来辊面之间沿纸幅宽度方向接触不严密，会使固定中高度的压光辊压光后纸页横幅厚度不均匀。软压光压区宽度大，线压力可高，一般线压力为2000～4000N/cm。

压光操作的另一要点是压光温度。一般而言，温度高，纸页的可塑性增加，有利于压光操作。对普通压光机，温度升高，会使压光辊加热，由于辊子金属组织不完全均一，常造成辊子面宽方向不均匀膨胀，造成压光后纸页横幅厚度不一致。这一问题通常可以用压光辊吹风冷却的方法来解决。对于软压光，用油等加热热辊100～200℃，要保证纸幅覆盖有效辊面，严禁软辊和硬棍直接接触，否则软辊辊面将被热辊的高温碳化而失去性能。若停机时间较长，热辊温度要缓降至60℃才能停机运转，否则热辊因温度过高在重力作用下会发生变形。

进入压光机时如果纸幅张力太低，会造成压光褶子，应保持和纸机的张力一致。

压光机停止运转时，除下辊外的其他辊子必须通过升降装置提起，使辊子之间保持3～5mm的间隙，以免辊子接触区域受压发生变形。

增大辊径可提高线压力和压区宽度，而车速决定在压区内的停留时间。

压光辊辊面状况对压光整饰非常关键，要保持辊面光洁，确保无污物，要配置刮刀以便在运行时刮走附在辊面的脏物。

各种纤维原料因为具有不同的组织结构和性能，压光时显示不同的效果。细长而又润胀能力强的纤维，容易压光。不管哪种纤维原料，经过润湿和打浆，紧度和平滑度在压光中都容易提高。而且大多数填料都能提高压光后的平滑度。

具体操作维护事项可参阅所使用类型压光机的说明书。

对于印刷纸，超级压光的目的主要是为了进一步提高平滑度、光泽度、紧度和厚度的均匀性；对一些特殊要求的品种，如透明纸，是为了提高其透明度；有的产品是为了提高其紧度，如电容器纸。

图7-18 超级压光机

图7-19 单双面超级压光示意图

（a）双面压光（b）单面压光

1—下辊 2—中间铁辊 3—纸粕辊 4—上辊5—退纸架 6—导纸辊 7—辊式卷纸机

超级压光机的构造与普通压光机相似，操作也基本相同，如图7-18所示。所不同的是压光辊的数量不同，压辊的材质也不同。超级压光机不但有钢辊，还有纸粕辊，辊子总数量一般为12～16个。由于辊子数量多，线压力也大。单面压光的纸，辊子数为奇数，双面压光的纸，辊子数为偶数，见图7-19。压光时，纸页紧贴纸粕辊的一面受到超级压光整饰作用。

超级压光机属于机外整饰设备。除了起压光作用的主体设备以外，还有退纸架和卷纸机与之配套。卷纸机由变速电机传动，有的超级压光机退纸卷由制动电机带动，以便于自动控制纸幅的张力。引纸时操作人员立于两操作面的升降式操作台上，以爬行车速引纸，待纸卷到卷纸机上后，再逐渐将车速提高到运行速度。其运行速度一般在600m/min以上。

纸粕辊是超级压光机非常关键的部件。它的直径一般为350～500mm，纸粕层的厚度一般为80～130mm。纸粕层的材质为羊毛、石棉或其混合物。根据整饰的纸的品种不同，应选用不同的纸粕材料。文化纸用的纸粕辊，羊毛含量10%～25%，其余为棉、麻浆。提高辊子中羊毛含量，可以增加辊子弹性，但降低辊子的硬度和耐热能力。增加辊中石棉含量，可以提高纸粕辊硬度和耐热性能。在使用前纸粕辊必须经过8～16h的压辊子运行，以便提高辊子的表面硬度。在压光过程中，纸粕辊容易被硌，应注意避免；在停机时应避免纸粕辊受压，以免变形。另外，还应经常对纸粕辊的辊面予以清洗。

超级压光的原理，是由于纸粕辊在转动过程中产生周期性的弹性变形，造成纸粕辊和钢辊间的相对滑动而对纸页产生“磨光”作用，这种作用可以显著提高纸页的光泽度和平滑度。相对滑动的速度与纸粕辊半径变化量ΔR和纸粕辊转动角速度ω成正比。当使用羊毛纸粕辊时，相对滑动为0.03%～0.08%，随着线压力提高，相对滑动增加。

超级压光的效果与纸的水分有很大关系，纸的水分大一些，纤维可塑性和柔软性好，超压效果好。但纸页水分也不宜过高，否则压光时压溃的纤维会黏在一起变黑、产生透明点。要根据不同品种的质量要求，控制不同的水分。一般的印刷纸水分控制在5%～7%，对于透明纸一般水分控制在10%～12%。压光温度也是一个重要因素，单从压光上考虑，温度高有利于超级压光，但在实际生产中由于纸粕辊的不断弹塑性变形，导致纸粕辊温度升高，如不进行降温，将会烧毁纸粕辊，因此在钢辊设计中钢辊制成中空的，通冷水以冷却降温。另外，压区的线压力、压光速度也是影响超级压光的重要因素。增大辊间压力，纸辊径向变形加大，和铁辊间的滑动增大，有利于超级压光。增加超级压光机车速，导致压光辊温度提升，有利于压光作用。如果压光辊温度保持不变，增加车速相当于减少了纸在压区的压光时间，会降低压光效果。此外，纤维原料不同时压光效果会不同。细长而又润胀能力强的纤维，容易压光。不管哪种纤维原料，经过良好润湿和打浆，紧度和平滑度、光泽度在超压中都容易提高。而且大多数软而分散度高的填料都能提高压光后的平滑度，粒子粗大的填料除外。