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瓦楞纸板生产线的心脏-瓦楞辊
2012-05-31 18:12:36   作者:   来源:   评论:0 点击:

  瓦楞辊是瓦楞纸板生产线和单面瓦楞机的关键功能性部件。对于任何档次的瓦楞纸板生产线和单面瓦楞机来说,瓦楞辊总是最昂贵的易损部件之一。它的经济性能和使用寿命一直是瓦楞纸箱行业关注的重要课题。

  我国的瓦楞纸箱工业在世界上起步较晚、但发展迅速、变化巨大。我国拥有的瓦楞纸板生产线和单面瓦楞机的数量之大、增长速度之快,规格结构之多、技术水平高低之悬殊、质量档次之杂,均已居世界第一。

  我国每年制造和销售中低档次的瓦楞纸板生产线和单面瓦楞机的数量也已跃居世界之最。在我国,瓦楞纸板生产线和单面瓦楞机的速度从20米/分钟~350米/分钟,门幅从350毫米~2800毫米,加热方法有用电、液化气、导热油到蒸汽加热,加热形式有内腔加热和周边加热,导纸结构从导爪式、真空内吸附、真空外吸附到气垫正压式,运行控制从简单机电到全自动计算机数字控制,技术性能从最简陋的弹簧加压到世界上最先进的(如BHS、Langston、Agnati、MITSUBISHI等世界级品牌)全电脑控制气垫正压式全自动设备等等,形成了目前我国的瓦楞纸箱工业装备水平高、中、低各档次共存的局面。

  由此,扑面而来的是运行中的大大小小、各式各样的不同瓦楞辊组成的瓦楞辊大家族。而我国的瓦楞纸箱工业(包括设备制造业和器材与服务业等)不得不面对和必须熟悉如此繁杂的各种瓦楞纸箱生产线和单面瓦楞机以及瓦楞辊的不同的结构、型式、功能和安装、使用以及维护保养方法,尤其是日益增多的高档引进设备所无法回避的维护保养、修理更新的技术、时间和成本等问题,同时也伴随着由此而不可避免产生的各种认识误区所带来的各种实际问题的困扰。

  因此,不断地寻找和选择技术可靠并值得信赖的专业供应和维护服务厂商也成为纸箱行业最关心的重要事项之一。

  自1895年美国的莱斯顿为韦伯公司制造了幅面0.5米、速度6米/分钟的世界上第一台单面瓦楞机以来,瓦楞辊伴随着瓦楞纸板生产线从规格、结构、速度到控制,已走过了一个由初始到现代、由低速到高速、由机械化到计算机数字控制机电一体化的百年发展过程。

  瓦楞辊的结构形式、精度质量、经济指标、制造材料和制造工艺等也随着现代科技的不断进步同时迅速发展。

  一,瓦楞辊的种类

  (一)下列图表介绍了国内目前所拥有的不同类型瓦楞纸板生产线和单面机上瓦楞辊的各种形式。

  瓦楞辊是瓦楞纸板生产线和单面瓦楞机的关键功能性部件。对于任何档次的瓦楞纸板生产线和单面瓦楞机来说,瓦楞辊总是最昂贵的易损部件之一。它的经济性能和使用寿命一直是瓦楞纸箱行业关注的重要课题。

  我国的瓦楞纸箱工业在世界上起步较晚、但发展迅速、变化巨大。我国拥有的瓦楞纸板生产线和单面瓦楞机的数量之大、增长速度之快,规格结构之多、技术水平高低之悬殊、质量档次之杂,均已居世界第一。

  我国每年制造和销售中低档次的瓦楞纸板生产线和单面瓦楞机的数量也已跃居世界之最。在我国,瓦楞纸板生产线和单面瓦楞机的速度从20米/分钟~350米/分钟,门幅从350毫米~2800毫米,加热方法有用电、液化气、导热油到蒸汽加热,加热形式有内腔加热和周边加热,导纸结构从导爪式、真空内吸附、真空外吸附到气垫正压式,运行控制从简单机电到全自动计算机数字控制,技术性能从最简陋的弹簧加压到世界上最先进的(如BHS、Langston、Agnati、MITSUBISHI等世界级品牌)全电脑控制气垫正压式全自动设备等等,形成了目前我国的瓦楞纸箱工业装备水平高、中、低各档次共存的局面。

  由此,扑面而来的是运行中的大大小小、各式各样的不同瓦楞辊组成的瓦楞辊大家族。而我国的瓦楞纸箱工业(包括设备制造业和器材与服务业等)不得不面对和必须熟悉如此繁杂的各种瓦楞纸箱生产线和单面瓦楞机以及瓦楞辊的不同的结构、型式、功能和安装、使用以及维护保养方法,尤其是日益增多的高档引进设备所无法回避的维护保养、修理更新的技术、时间和成本等问题,同时也伴随着由此而不可避免产生的各种认识误区所带来的各种实际问题的困扰。

  因此,不断地寻找和选择技术可靠并值得信赖的专业供应和维护服务厂商也成为纸箱行业最关心的重要事项之一。

  自1895年美国的莱斯顿为韦伯公司制造了幅面0.5米、速度6米/分钟的世界上第一台单面瓦楞机以来,瓦楞辊伴随着瓦楞纸板生产线从规格、结构、速度到控制,已走过了一个由初始到现代、由低速到高速、由机械化到计算机数字控制机电一体化的百年发展过程。

  瓦楞辊的结构形式、精度质量、经济指标、制造材料和制造工艺等也随着现代科技的不断进步同时迅速发展。

  一,瓦楞辊的种类

  (一)下列图表介绍了国内目前所拥有的不同类型瓦楞纸板生产线和单面机上瓦楞辊的各种形式。

  (二)瓦楞辊的加热型式和冷凝水回收系统

  瓦楞辊是一组加热元件,其电加热、燃气加热、油加热和普通的蒸汽加热的瓦楞辊结构如下图1~4,其中蒸汽加热因其在热交换时传热速度快、温度稳定易控制(饱和蒸汽具有在特定的压力下的温度与总含热量为固定和唯一的特性),能在单位时间和单位面积内稳定地提供相同的热量,因此是连续式生产的瓦楞纸板生产线最佳的供热方式。

  普通的蒸汽加热瓦楞辊内的冷凝水回收系统是采用虹吸式。瓦楞辊运行时,原纸与之连续进行热交换,蒸汽释放潜热后还原成冷凝水,并在辊体内壁形成一层水膜且逐渐加厚,由蒸汽的压力把冷凝水经虹吸管连续的排出。这种结构简单方便,但辊体内壁形成的液体水膜势必阻碍蒸汽的传热效率,当瓦楞辊停运转时,冷凝水会积存在底部,瓦楞辊会因上下部的温差而变形弯曲,从而使再运转时的前期会出现很多废品,并造成瓦楞辊的不均匀磨损。各有特色的快速加热和冷凝水防积快排结构是目前世界上普遍应用的优质瓦楞辊产品的主要特点。热能凹槽式冷凝水回收系统是在瓦楞辊内壁圆周等分开凹槽,使冷凝水流向一端更深的环形凹槽,由虹吸管排出。由于凹槽使内壁不易形成水膜,也不会停运转时在底部积水,并增加了热交换面积,所以提高了传热效率,且避免了停机时瓦楞辊的变形。

  干燥动态系统在瓦楞辊辊体的一端圆弧槽内有三片圆弧形阀门,运转时,离心作用使阀门片贴向圆弧槽的外壁,排水孔打开,冷凝水经圆锥面引入圆弧槽内的排水孔排出。停机时,重力使上部的阀片关上排水孔,下部的阀片打开排水孔,实现底部无积水。

  其中以周边加热系统的使用性能更好,无论瓦楞辊是处在运转还是停止状态,由于蒸汽压力的作用,高速蒸汽流连续不断的把冷凝水排出,瓦楞辊不会因冷凝水造成的温度不均而引起变形,避免了停车后再重新运转时因瓦楞辊的变形而造成的废纸板及瓦楞辊和压力辊的非正常磨损,尤其是在高速生产线上(比较有代表性的有德国BHS)。辊体壁上等分的加热孔使热交换的面积增加了很多,传热效率非常好。

  各种形式的瓦楞辊在我国制造技术上完全没有问题,比如周边加热系统,在塑料行业上的很多加热辊筒都是这种结构,但是这种形式的瓦楞辊的推广还需要有与之配套的旋转接头。

  二,瓦楞辊的工作原理和磨损机理

  对于任何形式的瓦楞辊来说,它都具有同样的基本使用功能和磨损机理,不同的只是其工作效率和经济性能及使用寿命。

  (一)瓦楞辊的工作原理

  成对的瓦楞辊在单面机上与涂胶辊、压力辊组合运转,它的使用功能包含了一个熨烫成型、施胶、糊化和复合干燥等完整的二层瓦楞纸板生产工艺过程。

  瓦楞原纸经导纸辊调节张力,预热辊控制湿度,滑过上瓦楞辊楞顶进入加热的上下瓦楞辊之间的瓦楞状通道,在两辊中心连线上的啮合点处受压熨烫成型后,紧贴在下瓦楞辊楞型上定型运行至涂胶辊与下瓦楞辊的中心连线处,由被计量辊刮去多余胶糊后在表面形成一层理想厚度和均匀胶糊膜的涂胶辊对瓦楞纸楞顶处均匀地涂上胶糊。施上胶糊后的定型瓦楞纸随着下瓦楞辊继续运转,其间的胶糊受热逐渐糊化,在下瓦楞辊与压力辊中心连线处,与同时经过预热辊控制湿度后到达压力辊的面纸进行热压复合干燥,由此高速运转,连续生产出各种楞型的二层瓦楞纸板。

  为了确保成型后的瓦楞原纸在高速运转下完成涂胶和复合干燥工序,必须使成型后的瓦楞原纸紧贴在瓦楞辊楞型上定型高速运行。运用导爪板或气体来使瓦楞纸紧贴在瓦楞辊上,由此而发展出了导爪式、真空内吸附式、外罩式真空吸附和气垫正压式等各种导纸形式。

  1,导爪式:老式的单面机采用的是铜片做成的导爪板(又称铜刀、导纸片,)。导爪板的上部插入上瓦楞辊的沟槽内靠近上下瓦楞辊的中心连线,背部镶嵌在涂胶辊的沟槽内,腹部的圆弧面与下瓦楞辊同心并保持大于纸厚的合适间隙,下部伸展靠近下瓦楞辊与压力辊的中心连线。

  成型后的瓦楞纸经导爪板从上瓦楞辊上剔出分离,紧贴在下瓦楞辊进入导爪板的下部,导爪板将瓦楞纸托在下瓦楞辊的楞型上完成涂胶、复合工序。

  由于导爪板与纸之间必须留有运转间隙,下瓦楞辊快速运转时,离心力和重力总是使成型后的瓦楞纸甩离下瓦楞辊,并与导爪板连续摩擦使导爪板磨损,运转速度越快磨损越剧,当导爪板磨损到一定的程度后,瓦楞纸就不能准确定位在下瓦楞辊上进行涂胶和复合工序,直接影响产品质量。同时导爪板的安装调试要求高、难度大,上瓦楞辊加热后的轴向伸展还会使导爪板与其沟槽壁相碰变型磨损,故导爪板的磨损消耗量大而可观,生产运转不稳定,更换调整频繁,耗钱费神。涂胶辊还会使导爪板两侧积聚硬化的胶水影响纸板质量等等,所有这一切都限制了导爪式单面机的运行速度和影响产品质量。

  2,真空内吸附式:

  真空内吸附式的下瓦楞辊上加工有按比例均匀分布的半圆弧形或环形吸风沟槽,并与辊体壁上均匀分布的吸风孔相连。高压风机强烈抽风,通过吸风管道、紧贴在下瓦楞辊辊体端面的内吸附罩,经过辊体壁上的吸风孔使瓦楞辊与外面空间形成负压,再通过下瓦楞辊上的吸风沟槽,使成型后的瓦楞纸紧贴在快速运转的下瓦楞辊上,连续完成涂胶和复合工序。

  真空内吸附式的下瓦楞辊因须在辊体壁上加工均匀分布的吸风孔,制造成本较大。同时,吸风管路小而曲直,容易堵塞且难以清理保养,因此,在生产线上的应用趋向减少。

  3,外罩式真空吸附:

  外罩式真空吸附由吸风罩、导纸铜片、吸风管、风门、高压吸风机和消声器组成。外罩式真空吸附的下瓦楞辊辊面上按比例均匀分布有吸风沟槽,高压风机经过吸风管强烈抽风,使吸风罩内腔和下瓦楞辊之间与外面空间形成负压,通过下瓦楞辊上的吸风沟槽使成型后的瓦楞纸紧贴在下瓦楞辊上,准确地完成涂胶复合工序,再由安装在吸风罩上并伸入下瓦楞辊的吸风沟槽内的导纸铜片,将复合干燥好的二层瓦楞纸板从下瓦楞辊上导引出来,期间风门可以调节控制吸风量,消声器降低吸风气流的噪音。调换不同楞型的瓦楞辊,可以高速生产各种楞型的二层瓦楞纸板。

  外罩式真空吸附由于采用真空负压原理来定位成型后的瓦楞纸,消除了导爪式结构因机械磨损造成的定位不稳定现象,足以适应快速运转,因此是目前应用最广泛的一种导纸形式。尤其是微型瓦楞纸板,成型后的瓦楞纸楞高低、易变形、不宜定位,外罩式真空吸附能很好解决问题。我们已分别成功地改造了多台1.6M幅面和1.25M幅面的的F楞型(楞高0.75)、G楞型(楞高0.55)微型瓦楞外吸式单面机,为高档彩盒包装提供了高质量的微型瓦楞纸板,取得了很好的效果,这是导爪板式单面机难以实现的。当产品用纸幅面只有瓦楞辊额定幅面的50%时,还能正常和稳定的运转生产,充分体现了外罩式真空吸附很好的工作性能。

  4,气垫正压式:

  气垫正压式是200米/分钟以上的高速生产线上最理想的导纸形式。它在瓦楞辊和压力辊之间的相对密封腔内与外面空间形成正气压,通过瓦楞辊上的环形槽,使瓦楞纸紧贴在瓦楞辊上,高速的完成各道工序。同时还避免了真空吸附式由于强力抽风带走的热量损失。

  一对瓦楞辊与一支压力辊对瓦楞原纸在气缸压力下相对滚压完成成型和复合工序。辊筒的自重、工作载荷产生静扰度,工作时,由于转速、载荷、压力、震动等产生动扰度。因此,一支瓦楞辊和压力辊必须加工成轴向的鼓形圆弧中高,两支中高辊夹一支瓦楞直辊运转。合适的中高度保证了辊间的线压一致,同时可以使啮入的原纸向两边辗平,避免瓦楞纸打皱。

  (二)瓦楞辊的磨损机理

  瓦楞原纸在一对瓦楞辊间连续高速、节进的熨烫弯曲成形过程中,在线压力作用下不断与瓦楞辊的楞顶进行相对位移,由此产生了连续的摩擦挤轧。受原纸中含有的夹杂物和矿物硬粒的撞击,使瓦楞辊的楞顶部发生剧烈磨损,并逐渐由圆弧磨成不规则形状。连续不断的高速运转,楞齿高度也就慢慢磨损变低,使生产出的纸板厚度逐渐趋向标准高度的下限。一些楞面硬度低的瓦楞辊还会因此使楞顶楞面产生麻坑和凹陷,这样就加剧了瓦楞辊的磨损进程。由于生产线往往不是经常满幅走纸,致使瓦楞辊表面产生不均匀磨损而导致瓦楞辊中凹而造成纸板中间脱胶起泡。瓦楞辊是连续高速的单齿啮合定向运转,低硬度瓦楞辊还会因塑性变形发生倒楞、倾斜、扭曲、增加椭圆度和跳动误差,加快影响了瓦楞辊的使用寿命和经济性能。

  瓦楞辊的加热型式和冷凝水回收系统缺陷所造成的瓦楞棍热变形还会引起瓦楞棍的非正常磨损。

  由以上瓦楞辊的工作原理和磨损机理可见,瓦楞辊的使用过程,就是一个不断被磨损的过程,但除了瓦楞辊本身的制造质量、精度、硬度和楞面的耐磨性能以及它的加热型式和冷凝水回收系统结构以外,影响磨损的其它主要原因还包括以下方面:

  1,原纸和产品的影响:

  (1)瓦楞纸质的含砂量。含砂量愈大,瓦楞辊的不正常磨损愈大。

  (2)瓦楞纸的楞型和纸厚(克重量)。楞型愈小和纸厚愈厚,瓦楞辊的正常磨损愈快。

  (3)经常生产的纸幅(宽幅与窄幅的生产比例)。窄幅生产的愈多,造成瓦楞辊中间磨损愈大而愈容易过早造成辊面中凹。有条件的应尽量使窄幅靠瓦楞辊的两端生产。

  2,设备的影响:

  (1)设备运转速度的影响。相同条件下,高速运转时瓦楞辊的正常磨损比低速时快。

  (2)设备的刚性质量的影响。设备的刚性不够、振动剧烈,会造成瓦楞辊不正常磨耗。

  (3)设备的加工精度的影响。设备的加工精度不够,使瓦楞辊运转不正常而剧烈磨损。

  (4)零部件、传动件精度不够或损坏失灵,引起瓦楞辊的不正常运行而磨损。

  3,人为因素的影响:

  (1)辊筒间轴心线调试不平行,造成瓦楞辊偏磨损。

  (2)压力过大或不均匀,使瓦楞辊过载磨耗或不均匀磨损。

  (3)瓦楞辊空运转时没有卸压,引起瓦楞辊无谓的金属直接摩擦磨损。

  (4)没有做好润滑保养使瓦楞辊的轴档损坏造成辊面的不正常磨损。

  (5)异物啮入楞面,轧坏瓦楞辊辊面的楞齿。

  (6)当用金刚砂加压研磨瓦楞辊两端楞面以减少中凹时,磨合破坏了辊面圆柱度和瓦楞楞型。

  实践证明,镀铬瓦楞辊表面镀层的耐磨性能是淬硬辊体耐磨性能的8倍以上,如此操作只会以破坏瓦楞辊外径圆柱度降低瓦楞辊经济寿命为代价来延缓修理周期,但减少的只是修理次数和瓦楞辊使用寿命。优质瓦楞辊的镀铬层都在0.1~0.12左右,一旦镀铬层磨穿就应该重新修磨,这样瓦楞辊的外径损失很小,纸板的耗纸率可以较长时间维持在低水平,瓦楞辊的修复次数可以增加一倍,真正实现瓦楞辊使用的经济合理。

  三,瓦楞辊的主要技术指标

  瓦楞辊的主要技术指标,在中华人民共和国国家标准《GB12070-89中、低速瓦楞纸板生产线》中华人民共和国轻工行业标准《QB/1447.1-2000单面瓦楞纸板机瓦楞辊》等上都已经有了明确规定。而对于运行速度在120m/min以上的中、高速瓦楞纸板生产线上用的瓦楞辊,其各项技术指标又必须进一步提高,尤其是中、高速瓦楞辊还必须具有选用材质的优秀性能、采用先进的热处理工艺使机体获得均匀的高硬度性能、经济合理的楞型设计和可靠的制造精度及表面镀覆层优异的耐磨性能等等,才能满足瓦楞纸板生产线高速生产的需要。

  以下是瓦楞辊的主要精度指标:

  (一)新制瓦楞辊

  楞型:楞高、300毫米楞数、楞顶与楞底圆弧半径,耗纸率和微型瓦楞的包角等参数经济、合理。

  淬火层:层深5~7毫米,硬度≥HRC56、、硬度均匀、有槽辊无软带。

  表面镀层:显微硬度HV900~1050,微裂纹数每一厘米高达400多条。

  高速瓦楞辊:两次精研磨:楞厚极限偏差±0.025

  楞顶圆跳动公差0.025

  楞高极限偏差+0.025

  楞侧面对轴线平行度极限偏差0.025

  中高辊的中高度极限偏差为中高值的±5%

  中低速瓦楞辊各项指标符合中华人民共和国国家标准《GB12070-89中、低速瓦楞纸板生产线》、中华人民共和国轻工行业标准《QB/1447.1-2000单面瓦楞纸板机瓦楞辊》。

  (二)修复瓦楞辊

  楞型:楞高、300毫米楞数、楞顶与楞底圆弧半径,耗纸率和微型瓦楞的包角等参数经济、合理。

  表面镀层:显微硬度HV900~1050,微裂纹数每一厘米高达400多条,厚度≥0.10。

  高速瓦楞辊:两次精研磨:楞厚极限偏差±0.025

  楞顶圆跳动公差0.025

  楞高极限偏差+0.025

  楞侧面对轴线极限偏差0.025

  中高辊的中高度极限偏差±10%中低速瓦楞辊各项指标符合中华人民共和国国家标准《GB12070-89中、低速瓦楞纸板生产线》、中华人民共和国轻工行业标准《QB/1447.1-2000单面瓦楞纸板机瓦楞辊》。

  (二)瓦楞辊的加热型式和冷凝水回收系统

  瓦楞辊是一组加热元件,其电加热、燃气加热、油加热和普通的蒸汽加热的瓦楞辊结构如下图1~4,其中蒸汽加热因其在热交换时传热速度快、温度稳定易控制(饱和蒸汽具有在特定的压力下的温度与总含热量为固定和唯一的特性),能在单位时间和单位面积内稳定地提供相同的热量,因此是连续式生产的瓦楞纸板生产线最佳的供热方式。

  普通的蒸汽加热瓦楞辊内的冷凝水回收系统是采用虹吸式。瓦楞辊运行时,原纸与之连续进行热交换,蒸汽释放潜热后还原成冷凝水,并在辊体内壁形成一层水膜且逐渐加厚,由蒸汽的压力把冷凝水经虹吸管连续的排出。这种结构简单方便,但辊体内壁形成的液体水膜势必阻碍蒸汽的传热效率,当瓦楞辊停运转时,冷凝水会积存在底部,瓦楞辊会因上下部的温差而变形弯曲,从而使再运转时的前期会出现很多废品,并造成瓦楞辊的不均匀磨损。各有特色的快速加热和冷凝水防积快排结构是目前世界上普遍应用的优质瓦楞辊产品的主要特点。热能凹槽式冷凝水回收系统是在瓦楞辊内壁圆周等分开凹槽,使冷凝水流向一端更深的环形凹槽,由虹吸管排出。由于凹槽使内壁不易形成水膜,也不会停运转时在底部积水,并增加了热交换面积,所以提高了传热效率,且避免了停机时瓦楞辊的变形。

  干燥动态系统在瓦楞辊辊体的一端圆弧槽内有三片圆弧形阀门,运转时,离心作用使阀门片贴向圆弧槽的外壁,排水孔打开,冷凝水经圆锥面引入圆弧槽内的排水孔排出。停机时,重力使上部的阀片关上排水孔,下部的阀片打开排水孔,实现底部无积水。

  其中以周边加热系统的使用性能更好,无论瓦楞辊是处在运转还是停止状态,由于蒸汽压力的作用,高速蒸汽流连续不断的把冷凝水排出,瓦楞辊不会因冷凝水造成的温度不均而引起变形,避免了停车后再重新运转时因瓦楞辊的变形而造成的废纸板及瓦楞辊和压力辊的非正常磨损,尤其是在高速生产线上(比较有代表性的有德国BHS)。辊体壁上等分的加热孔使热交换的面积增加了很多,传热效率非常好。

  各种形式的瓦楞辊在我国制造技术上完全没有问题,比如周边加热系统,在塑料行业上的很多加热辊筒都是这种结构,但是这种形式的瓦楞辊的推广还需要有与之配套的旋转接头。

  二,瓦楞辊的工作原理和磨损机理

  对于任何形式的瓦楞辊来说,它都具有同样的基本使用功能和磨损机理,不同的只是其工作效率和经济性能及使用寿命。

  (一)瓦楞辊的工作原理

  成对的瓦楞辊在单面机上与涂胶辊、压力辊组合运转,它的使用功能包含了一个熨烫成型、施胶、糊化和复合干燥等完整的二层瓦楞纸板生产工艺过程。

  瓦楞原纸经导纸辊调节张力,预热辊控制湿度,滑过上瓦楞辊楞顶进入加热的上下瓦楞辊之间的瓦楞状通道,在两辊中心连线上的啮合点处受压熨烫成型后,紧贴在下瓦楞辊楞型上定型运行至涂胶辊与下瓦楞辊的中心连线处,由被计量辊刮去多余胶糊后在表面形成一层理想厚度和均匀胶糊膜的涂胶辊对瓦楞纸楞顶处均匀地涂上胶糊。施上胶糊后的定型瓦楞纸随着下瓦楞辊继续运转,其间的胶糊受热逐渐糊化,在下瓦楞辊与压力辊中心连线处,与同时经过预热辊控制湿度后到达压力辊的面纸进行热压复合干燥,由此高速运转,连续生产出各种楞型的二层瓦楞纸板。

  为了确保成型后的瓦楞原纸在高速运转下完成涂胶和复合干燥工序,必须使成型后的瓦楞原纸紧贴在瓦楞辊楞型上定型高速运行。运用导爪板或气体来使瓦楞纸紧贴在瓦楞辊上,由此而发展出了导爪式、真空内吸附式、外罩式真空吸附和气垫正压式等各种导纸形式。

  1,导爪式:老式的单面机采用的是铜片做成的导爪板(又称铜刀、导纸片,)。导爪板的上部插入上瓦楞辊的沟槽内靠近上下瓦楞辊的中心连线,背部镶嵌在涂胶辊的沟槽内,腹部的圆弧面与下瓦楞辊同心并保持大于纸厚的合适间隙,下部伸展靠近下瓦楞辊与压力辊的中心连线。

  成型后的瓦楞纸经导爪板从上瓦楞辊上剔出分离,紧贴在下瓦楞辊进入导爪板的下部,导爪板将瓦楞纸托在下瓦楞辊的楞型上完成涂胶、复合工序。

  由于导爪板与纸之间必须留有运转间隙,下瓦楞辊快速运转时,离心力和重力总是使成型后的瓦楞纸甩离下瓦楞辊,并与导爪板连续摩擦使导爪板磨损,运转速度越快磨损越剧,当导爪板磨损到一定的程度后,瓦楞纸就不能准确定位在下瓦楞辊上进行涂胶和复合工序,直接影响产品质量。同时导爪板的安装调试要求高、难度大,上瓦楞辊加热后的轴向伸展还会使导爪板与其沟槽壁相碰变型磨损,故导爪板的磨损消耗量大而可观,生产运转不稳定,更换调整频繁,耗钱费神。涂胶辊还会使导爪板两侧积聚硬化的胶水影响纸板质量等等,所有这一切都限制了导爪式单面机的运行速度和影响产品质量。

  2,真空内吸附式:

  真空内吸附式的下瓦楞辊上加工有按比例均匀分布的半圆弧形或环形吸风沟槽,并与辊体壁上均匀分布的吸风孔相连。高压风机强烈抽风,通过吸风管道、紧贴在下瓦楞辊辊体端面的内吸附罩,经过辊体壁上的吸风孔使瓦楞辊与外面空间形成负压,再通过下瓦楞辊上的吸风沟槽,使成型后的瓦楞纸紧贴在快速运转的下瓦楞辊上,连续完成涂胶和复合工序。

  真空内吸附式的下瓦楞辊因须在辊体壁上加工均匀分布的吸风孔,制造成本较大。同时,吸风管路小而曲直,容易堵塞且难以清理保养,因此,在生产线上的应用趋向减少。

  3,外罩式真空吸附:

  外罩式真空吸附由吸风罩、导纸铜片、吸风管、风门、高压吸风机和消声器组成。外罩式真空吸附的下瓦楞辊辊面上按比例均匀分布有吸风沟槽,高压风机经过吸风管强烈抽风,使吸风罩内腔和下瓦楞辊之间与外面空间形成负压,通过下瓦楞辊上的吸风沟槽使成型后的瓦楞纸紧贴在下瓦楞辊上,准确地完成涂胶复合工序,再由安装在吸风罩上并伸入下瓦楞辊的吸风沟槽内的导纸铜片,将复合干燥好的二层瓦楞纸板从下瓦楞辊上导引出来,期间风门可以调节控制吸风量,消声器降低吸风气流的噪音。调换不同楞型的瓦楞辊,可以高速生产各种楞型的二层瓦楞纸板。

  外罩式真空吸附由于采用真空负压原理来定位成型后的瓦楞纸,消除了导爪式结构因机械磨损造成的定位不稳定现象,足以适应快速运转,因此是目前应用最广泛的一种导纸形式。尤其是微型瓦楞纸板,成型后的瓦楞纸楞高低、易变形、不宜定位,外罩式真空吸附能很好解决问题。我们已分别成功地改造了多台1.6M幅面和1.25M幅面的的F楞型(楞高0.75)、G楞型(楞高0.55)微型瓦楞外吸式单面机,为高档彩盒包装提供了高质量的微型瓦楞纸板,取得了很好的效果,这是导爪板式单面机难以实现的。当产品用纸幅面只有瓦楞辊额定幅面的50%时,还能正常和稳定的运转生产,充分体现了外罩式真空吸附很好的工作性能。

  4,气垫正压式:

  气垫正压式是200米/分钟以上的高速生产线上最理想的导纸形式。它在瓦楞辊和压力辊之间的相对密封腔内与外面空间形成正气压,通过瓦楞辊上的环形槽,使瓦楞纸紧贴在瓦楞辊上,高速的完成各道工序。同时还避免了真空吸附式由于强力抽风带走的热量损失。

  一对瓦楞辊与一支压力辊对瓦楞原纸在气缸压力下相对滚压完成成型和复合工序。辊筒的自重、工作载荷产生静扰度,工作时,由于转速、载荷、压力、震动等产生动扰度。因此,一支瓦楞辊和压力辊必须加工成轴向的鼓形圆弧中高,两支中高辊夹一支瓦楞直辊运转。合适的中高度保证了辊间的线压一致,同时可以使啮入的原纸向两边辗平,避免瓦楞纸打皱。

  (二)瓦楞辊的磨损机理

  瓦楞原纸在一对瓦楞辊间连续高速、节进的熨烫弯曲成形过程中,在线压力作用下不断与瓦楞辊的楞顶进行相对位移,由此产生了连续的摩擦挤轧。受原纸中含有的夹杂物和矿物硬粒的撞击,使瓦楞辊的楞顶部发生剧烈磨损,并逐渐由圆弧磨成不规则形状。连续不断的高速运转,楞齿高度也就慢慢磨损变低,使生产出的纸板厚度逐渐趋向标准高度的下限。一些楞面硬度低的瓦楞辊还会因此使楞顶楞面产生麻坑和凹陷,这样就加剧了瓦楞辊的磨损进程。由于生产线往往不是经常满幅走纸,致使瓦楞辊表面产生不均匀磨损而导致瓦楞辊中凹而造成纸板中间脱胶起泡。瓦楞辊是连续高速的单齿啮合定向运转,低硬度瓦楞辊还会因塑性变形发生倒楞、倾斜、扭曲、增加椭圆度和跳动误差,加快影响了瓦楞辊的使用寿命和经济性能。

  瓦楞辊的加热型式和冷凝水回收系统缺陷所造成的瓦楞棍热变形还会引起瓦楞棍的非正常磨损。

  由以上瓦楞辊的工作原理和磨损机理可见,瓦楞辊的使用过程,就是一个不断被磨损的过程,但除了瓦楞辊本身的制造质量、精度、硬度和楞面的耐磨性能以及它的加热型式和冷凝水回收系统结构以外,影响磨损的其它主要原因还包括以下方面:

  1,原纸和产品的影响:

  (1)瓦楞纸质的含砂量。含砂量愈大,瓦楞辊的不正常磨损愈大。

  (2)瓦楞纸的楞型和纸厚(克重量)。楞型愈小和纸厚愈厚,瓦楞辊的正常磨损愈快。

  (3)经常生产的纸幅(宽幅与窄幅的生产比例)。窄幅生产的愈多,造成瓦楞辊中间磨损愈大而愈容易过早造成辊面中凹。有条件的应尽量使窄幅靠瓦楞辊的两端生产。

  2,设备的影响:

  (1)设备运转速度的影响。相同条件下,高速运转时瓦楞辊的正常磨损比低速时快。

  (2)设备的刚性质量的影响。设备的刚性不够、振动剧烈,会造成瓦楞辊不正常磨耗。

  (3)设备的加工精度的影响。设备的加工精度不够,使瓦楞辊运转不正常而剧烈磨损。

  (4)零部件、传动件精度不够或损坏失灵,引起瓦楞辊的不正常运行而磨损。

  3,人为因素的影响:

  (1)辊筒间轴心线调试不平行,造成瓦楞辊偏磨损。

  (2)压力过大或不均匀,使瓦楞辊过载磨耗或不均匀磨损。

  (3)瓦楞辊空运转时没有卸压,引起瓦楞辊无谓的金属直接摩擦磨损。

  (4)没有做好润滑保养使瓦楞辊的轴档损坏造成辊面的不正常磨损。

  (5)异物啮入楞面,轧坏瓦楞辊辊面的楞齿。

  (6)当用金刚砂加压研磨瓦楞辊两端楞面以减少中凹时,磨合破坏了辊面圆柱度和瓦楞楞型。

  实践证明,镀铬瓦楞辊表面镀层的耐磨性能是淬硬辊体耐磨性能的8倍以上,如此操作只会以破坏瓦楞辊外径圆柱度降低瓦楞辊经济寿命为代价来延缓修理周期,但减少的只是修理次数和瓦楞辊使用寿命。优质瓦楞辊的镀铬层都在0.1~0.12左右,一旦镀铬层磨穿就应该重新修磨,这样瓦楞辊的外径损失很小,纸板的耗纸率可以较长时间维持在低水平,瓦楞辊的修复次数可以增加一倍,真正实现瓦楞辊使用的经济合理。

  三,瓦楞辊的主要技术指标

  瓦楞辊的主要技术指标,在中华人民共和国国家标准《GB12070-89中、低速瓦楞纸板生产线》中华人民共和国轻工行业标准《QB/1447.1-2000单面瓦楞纸板机瓦楞辊》等上都已经有了明确规定。而对于运行速度在120m/min以上的中、高速瓦楞纸板生产线上用的瓦楞辊,其各项技术指标又必须进一步提高,尤其是中、高速瓦楞辊还必须具有选用材质的优秀性能、采用先进的热处理工艺使机体获得均匀的高硬度性能、经济合理的楞型设计和可靠的制造精度及表面镀覆层优异的耐磨性能等等,才能满足瓦楞纸板生产线高速生产的需要。

  以下是瓦楞辊的主要精度指标:

  (一)新制瓦楞辊

  楞型:楞高、300毫米楞数、楞顶与楞底圆弧半径,耗纸率和微型瓦楞的包角等参数经济、合理。

  淬火层:层深5~7毫米,硬度≥HRC56、、硬度均匀、有槽辊无软带。

  表面镀层:显微硬度HV900~1050,微裂纹数每一厘米高达400多条。

  高速瓦楞辊:两次精研磨:楞厚极限偏差±0.025

  楞顶圆跳动公差0.025

  楞高极限偏差+0.025

  楞侧面对轴线平行度极限偏差0.025

  中高辊的中高度极限偏差为中高值的±5%

  中低速瓦楞辊各项指标符合中华人民共和国国家标准《GB12070-89中、低速瓦楞纸板生产线》、中华人民共和国轻工行业标准《QB/1447.1-2000单面瓦楞纸板机瓦楞辊》。

  (二)修复瓦楞辊

  楞型:楞高、300毫米楞数、楞顶与楞底圆弧半径,耗纸率和微型瓦楞的包角等参数经济、合理。

  表面镀层:显微硬度HV900~1050,微裂纹数每一厘米高达400多条,厚度≥0.10。

  高速瓦楞辊:两次精研磨:楞厚极限偏差±0.025

  楞顶圆跳动公差0.025

  楞高极限偏差+0.025

  楞侧面对轴线极限偏差0.025

  中高辊的中高度极限偏差±10%中低速瓦楞辊各项指标符合中华人民共和国国家标准《GB12070-89中、低速瓦楞纸板生产线》、中华人民共和国轻工行业标准《QB/1447.1-2000单面瓦楞纸板机瓦楞辊》。

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