造纸机的辊筒

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1、 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院造纸机的辊筒造纸机的辊筒 第一节第一节 概述概述第二节第二节 辊筒的结构辊筒的结构第三节第三节 辊筒的强度、刚度、挠度、辊筒的强度、刚度、挠度、 中高及临界速度中高及临界速度第四节第四节 辊筒的运输、使用与维修辊筒的运输、使用与维修 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院第一节第一节 概述概述1 对辊筒的一般性要求对辊筒的一般性要求 1.1 辊筒的刚度大、重量合适辊筒的刚度大、重量合适 1.2 辊筒的精度辊筒的精度 1.3 辊子的平衡辊子的平衡 1.4 表面防腐耐磨表面防腐耐磨2 辊筒基本结构参数的选用辊筒基本结构参数的选用 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1

2、.1 辊筒的刚度大、重量合适辊筒的刚度大、重量合适刚度刚度受力时挠曲变形小受力时挠曲变形小a）外径）外径 ，刚度，刚度 b）刚度）刚度 ，挠曲，挠曲 脱水均匀脱水均匀压辊、案辊压辊、案辊 整饰均匀整饰均匀压光辊压光辊 网毯运行平稳网毯运行平稳导辊、胸辊导辊、胸辊 c）重量轻）重量轻材料省、动耗材料省、动耗 、网毯寿命、网毯寿命 。d）强度一般都富余，不是主要问题。）强度一般都富余，不是主要问题。 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1.2 辊筒的精度辊筒的精度a）外径误差要求不严：）外径误差要求不严：13，主动辊，主动辊，从动辊，线速一致；从动辊，线速一致；b）几何形状）几何形状(形位公差形位公

3、差)要求严格：纸页质要求严格：纸页质量，平稳运转；量，平稳运转；c）600m/min以下纸机辊筒参数形位公差以下纸机辊筒参数形位公差 表表4-2-1。 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1.3 辊子的平衡辊子的平衡a） 不平衡不平衡: 振动，振动， 破坏破坏b） 静平衡：一般静平衡：一般300m/min以下以下c） 动平衡动平衡:300m/min以上以上 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院2. 辊筒基本结构参数的选用辊筒基本结构参数的选用a） 主要参数：直径、面宽主要参数：直径、面宽b） 次要参数：轴径、壁厚（可计算）次要参数：轴径、壁厚（可计算）c） 经验

4、确定直径和面宽，理论计算困难经验确定直径和面宽，理论计算困难d） 尽量选通用件系列尽量选通用件系列e） 常用纸机辊筒系列见常用纸机辊筒系列见表表4-2-2 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院第二节第二节 辊筒的结构辊筒的结构1 辊筒的主要类型辊筒的主要类型2 辊筒的包复层辊筒的包复层3 辊筒的承轴辊筒的承轴 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1 辊筒的主要类型辊筒的主要类型1.1 管辊管辊1.2 空心铸造辊空心铸造辊1.3 实心铸造辊实心铸造辊1.4 辊体用特殊材料的辊筒辊体用特殊材料的辊筒1.5 真空辊真空辊1.6 弧形辊弧形辊1.7 中固辊中固辊1.8

5、可控中高辊可控中高辊1.9 网辊网辊 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1.1 管辊：管辊：1.1.1 结构：结构：图图4-2-1，薄壁金属管、闷头、轴头，薄壁金属管、闷头、轴头 铸铁：批量生产，成本低铸铁：批量生产，成本低 闷头闷头 铸钢整体：小辊子，铸钢整体：小辊子，图图4-2-2 钢制焊接：单件成本低，易断轴，钢制焊接：单件成本低，易断轴，图图4-2-3 1.1.2要求：要求：a. 重量轻，刚度够重量轻，刚度够 b. 平衡性能高平衡性能高1.1.3 应用：不受压力或轻压力的辊子，胸辊、案应用：不受压力或轻压力的辊子，胸辊、案辊、导辊、卷纸辊等。辊、导辊、卷纸辊等。 造造 纸纸 工工 程程

6、 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1.2 空心铸造辊空心铸造辊结构：结构：图图4-2-4 铸铁辊体、钢轴，壁厚铸铁辊体、钢轴，壁厚35-150mm。要求：刚度大要求：刚度大应用：压榨辊，挤水辊等应用：压榨辊，挤水辊等大直径辊大直径辊结构：端盖和轴头整体铸造，用螺结构：端盖和轴头整体铸造，用螺栓与辊体连接栓与辊体连接 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1.3 实心铸造辊实心铸造辊结构：结构：图图4-2-5 辊体与轴头为一体，铸辊体与轴头为一

7、体，铸铁，冷铸层。铁，冷铸层。应用：压光辊应用：压光辊要求：要求： a. 表面硬度高，光洁度高，耐磨；表面硬度高，光洁度高，耐磨； b. 辊体韧性够辊体韧性够耐冲击耐冲击 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1.4 辊体用特殊材料的辊筒辊体用特殊材料的辊筒石辊：石辊： a. 应用：压榨上辊，有微孔，好剥纸应用：压榨上辊，有微孔，好剥纸 b. 结构：结构：图图4-2-6，花岗岩耐压不耐拉，花岗岩耐压不耐拉， 钢轴左右螺母锁紧钢轴左右螺母锁紧预应力预应力陶瓷辊：表面喷涂陶瓷层，代替石辊陶瓷辊：表面喷涂陶瓷层，代替石辊纸粕辊：超压用，软辊纸粕辊：超压用，软辊 造造

8、纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1.5 真空辊：真空辊：要求：刚度好、要求：刚度好、 抗腐蚀抗腐蚀应用：真空伏辊，真空压辊，吸移辊应用：真空伏辊，真空压辊，吸移辊结构：结构：图图4-2-7 孔孔2.5-8mm 材质：磷青铜，不锈钢，离心浇铸材质：磷青铜，不锈钢，离心浇铸 分双室和单室分双室和单室 压辊需要外包胶压辊需要外包胶 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1.6 弧形辊弧形辊应用：舒展纸、网、毯应用：舒展纸、网、毯结构：图结构：图4-2-8 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1.7 中固辊中固辊克服较大挠度，图克服较大挠度

9、，图4-2-9 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1.8 可控中高辊可控中高辊应用：宽幅纸机下压辊，压空机底辊应用：宽幅纸机下压辊，压空机底辊结构：结构：图图4-2-10 浮动辊浮动辊 图图4-2-12 静压轴承式静压轴承式广泛广泛 图图4-2-13 T形辊形辊 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1.9 网辊网辊整饰辊整饰辊水印辊水印辊 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院2 辊筒的包复层辊筒的包复层2.1 防腐蚀包复层防腐蚀包复层2.2工艺用包复层工艺用包复层 2.2.1 包胶：包胶：

10、2.2.2 人造石辊：人造石辊： 图图4-2-15 代替石辊，要求低时用；代替石辊，要求低时用； 微孔偏大，性能稍次。微孔偏大，性能稍次。 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院2.1 防腐蚀包复层防腐蚀包复层镀铜：镀铜：1-1.5mm，疏松，耐磨性较差，疏松，耐磨性较差包胶：包胶：5-12mm，耐温差，重量大，耐温差，重量大包玻璃钢：轻，脆，易脱落包玻璃钢：轻，脆，易脱落 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院2.2.1 包胶包胶作用：增加压区宽度，减小压花，压力均匀作用：增加压区宽度，减小压花，压力均匀构成：硬胶构成：硬胶+软胶软胶 厚厚20-40mm包胶前辊面处理：车左右螺旋或车沟槽包胶前辊面处

11、理：车左右螺旋或车沟槽端头留通气孔：内部加热，均匀硫化端头留通气孔：内部加热，均匀硫化橡胶硬度：取决于工艺要求，见橡胶硬度：取决于工艺要求，见表表4-2-3 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院3 辊筒的承轴辊筒的承轴a)一般用滚动轴承；一般用滚动轴承；b)中心距：一般与轨距相同；中心距：一般与轨距相同；c)小型辊：引纸辊，调心球轴承，小型辊：引纸辊，调心球轴承，图图4-2-16d)压辊，烘缸：调心滚柱轴承，压辊，烘缸：调心滚柱轴承，图图4-2-17e)导辊：有时用双轴承，导辊：有时用双轴承，图图4-2-19；f)安装：小辊

12、：直孔，直接装安装：小辊：直孔，直接装 一般纸机：退卸套，锥孔一般纸机：退卸套，锥孔 大型纸机、大辊为锥孔，油压入大型纸机、大辊为锥孔，油压入g) 传动侧固定，操作侧可伸缩传动侧固定，操作侧可伸缩5-10mm；h) 防水密封：防水密封：图图4-2-18，典型，典型i) 设计寿命：设计寿命：4-4.8万小时，万小时，5-6年。年。 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 第三节第三节 辊筒的强度、刚度、挠辊筒的强度、刚度、挠 度、中高及临界速度度、中高及临界

13、速度1 辊筒的强度辊筒的强度2 辊筒的挠度辊筒的挠度3 辊筒的中高辊筒的中高4 辊筒的刚度要求辊筒的刚度要求5 辊筒的临界速度辊筒的临界速度 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1 辊筒的强度辊筒的强度一般辊筒的破坏：断辊，断轴一般辊筒的破坏：断辊，断轴1.2 受力分析：受力分析：导辊：受网、毛毯、干网的拉力，导辊：受网、毛毯、干网的拉力，图图4-2-20 压辊：线压力及自重，压辊：线压力及自重，图图4-2-23压光辊：必须考虑动载冲击，动力系数压光辊：必须考虑动载冲击，动力系数 Kg=23.5。1.2 强度校核：强度校核：按刚度确定辊径；按刚度确定辊径；按通用件标准及经验确定轴径；按通用件标准

14、及经验确定轴径；按简支梁校核辊面中部弯曲应力按简支梁校核辊面中部弯曲应力校核轴各变径处弯曲应力；校核轴各变径处弯曲应力； 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院2 辊筒的挠度辊筒的挠度2.1 挠度：挠度： 辊筒载荷作用下弯曲变形的程辊筒载荷作用下弯曲变形的程度，用中央截面位移的大小表示。度，用中央截面位移的大小表示。2.2 挠度对工艺过程的影响挠度对工艺过程的影响 虑水成型，压榨脱水，压光。虑水成型，压榨脱水，压光。 辊筒挠度影响，轴头挠度不影响，辊筒挠度影响，轴头挠度不影响，一般指辊筒挠度。一般指辊筒挠度。2.3 普通结构辊挠度计算普通结构辊挠度计算 造造 纸

15、纸 工工 程程 学学 院院2.3 普通结构辊挠度计算普通结构辊挠度计算挠度由弯矩和剪力引起，由剪力引起挠度不到弯矩引起挠度的挠度由弯矩和剪力引起，由剪力引起挠度不到弯矩引起挠度的5%，忽略不计。忽略不计。 挠度公式挠度公式 式中：式中： b 面宽（面宽（m） q 线载（线载（N/m）包括线压和自重）包括线压和自重 l 轴承中心距（轴承中心距（m） I 压辊中部惯性矩压辊中部惯性矩 I= （D外外4-D内内4）(m4) E 压辊弹性模数（压辊弹性模数（N/m2） 灰铸铁：灰铸铁：E=113157109Pa(N/m2) 花岗岩：花岗岩：E=48109Pa(N/m2) 造造 纸纸 工工 程程 学学

16、院院3 辊筒的中高辊筒的中高为补偿辊筒挠度，将辊筒中部直径做大。为补偿辊筒挠度，将辊筒中部直径做大。 3.1 定义：中高定义：中高 K=D中中D端端3.2 普通压榨中高量计算普通压榨中高量计算3.3 实际中高量的确定实际中高量的确定3.4 中高量的分配中高量的分配3.5 中高曲线：中高曲线： 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院3.2 普通压榨中高量计算普通压榨中高量计算不适应复合压榨不适应复合压榨K=2(f1+f2) f1上辊挠度上辊挠度f2下辊挠度下辊挠度 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院3.3 实际中高量的确定实际中高量的确定计算计算k值与实际可能有差距，根据经验修正。值与实际可能有差距

17、，根据经验修正。考虑：材质、尺寸、工艺线压变化需要、补偿考虑：材质、尺寸、工艺线压变化需要、补偿干部脱水不均（所以发展可控中高辊）。干部脱水不均（所以发展可控中高辊）。 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院3.4 中高量的分配中高量的分配a）低速纸机：一个辊有中高，另一个没有；）低速纸机：一个辊有中高，另一个没有；b） 中高速纸机：因直径变化，横幅线速不同，中高速纸机：因直径变化，横幅线速不同，两辊摩擦，所以分配给两个辊。可按两辊摩擦，所以分配给两个辊。可按 : 直径比例；直径比例； 各自挠度；各自挠度； 经验。经验。 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院3.5 中高曲线中高曲线中高轮廓为一大圆弧

18、，由中到端中高轮廓为一大圆弧，由中到端10等分，直径减量为：等分，直径减量为：0K, 0.12K, 0.22K, 0.32K 0.92K, 12K 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院4 辊筒的刚度要求辊筒的刚度要求对于辊筒挠曲变形要有一个合理的范围，过严造对于辊筒挠曲变形要有一个合理的范围，过严造价高。价高。4.1 根据根据表表4-2-2辊筒系列选辊径：辊筒系列选辊径：4.2 经验公式计算压辊辊径：经验公式计算压辊辊径： 4.3 按工艺要求，宽压区大辊压榨，按经验确定；按工艺要求，宽压区大辊压榨，按经验确定；4.4 按按表表4-2-7 中辊筒相对挠度值校核。中辊筒相对挠度值校核。 造造 纸纸

19、工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院4.2 经验公式计算压辊辊径经验公式计算压辊辊径 a） 线压线压35Kg/m2时：时：Bw 网宽网宽 上辊上辊D上上=0.115Bw+180 mm 下辊下辊D下下=0.08 Bw+300 mm b） 线压线压50Kg/m2时时 D上上=0.115Bw+250 D下下=0.08 Bw+350 c） 80 Kg/m2时时 D上上=0.145Bw+200 D下下=0.110Bw+300 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院5 辊筒的临界速度辊筒的临界速度a) 临界速度临界速度: 共振破坏，车速越来越高；共振破

20、坏，车速越来越高；b) 大径辊远远达不到，不用校核；大径辊远远达不到，不用校核；c) 对于中高速纸机的小径辊应校核，如案辊，导辊，对于中高速纸机的小径辊应校核，如案辊，导辊，引纸辊等。引纸辊等。 临界角速度临界角速度w0= 弧度弧度/秒秒 n=/2 g 重力加速度重力加速度 f0 辊筒自重引起的总挠度（含轴径部分挠度）辊筒自重引起的总挠度（含轴径部分挠度） 实际实际w0.60.8 w0 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院 第四节第四节 辊筒的运输、使用与维修辊筒的运输、使用与维修1.一般注意事项一般注意事项2.胶辊保管注意事项胶辊保管注意事项3.压光辊使用注意事项压光辊使用注意事项4.纸粕辊在

21、使用和保管中的注意事项纸粕辊在使用和保管中的注意事项5.辊面细小缺损的修复辊面细小缺损的修复 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院1 一般注意事项一般注意事项a)妥善遮盖（运输和存放）：日晒造成变形和老化（橡胶）妥善遮盖（运输和存放）：日晒造成变形和老化（橡胶）；雨淋造成锈蚀损坏；撞伤辊面；雨淋造成锈蚀损坏；撞伤辊面b)长途运输应装箱，木箱或铁箱：长途运输应装箱，木箱或铁箱： 枕木垫起轴头，辊面不枕木垫起轴头，辊面不能受力；防潮：塑料纸，油毡等能受力；防潮：塑料纸，油毡等c)装卸时勿使辊子受到过大振动和撞击装卸时勿使辊子受到过大振动和撞击d)吊装时钢丝绳不得吊挂在辊面上吊装时钢丝绳不得吊挂在辊面

22、上e)存放时严禁辊面堆叠：存放时严禁辊面堆叠： 支起轴头；定期翻转，以防变形支起轴头；定期翻转，以防变形f)使用中不得超压，或严重偏压使用中不得超压，或严重偏压 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院2 胶辊保管注意事项胶辊保管注意事项a) 防冻：气温低于防冻：气温低于-8时，无特殊措施，应停运时，无特殊措施，应停运;b) 防光照，室温防光照，室温0-25，湿度，湿度50-60%;c) 辊面不得接触油、酸、碱、有机溶剂等辊面不得接触油、酸、碱、有机溶剂等;d) 远离热源，离暖气远离热源，离暖气1.5米以上。米以上。 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院3 压光辊使用注意事项压光辊使用注意事项a)辊面

23、有伤痕应立即卸下，修复或更换以免波及相邻辊子；辊面有伤痕应立即卸下，修复或更换以免波及相邻辊子；b）纸机正常，纸面光泽变差时应研磨辊子（整套）；）纸机正常，纸面光泽变差时应研磨辊子（整套）；c）纸幅纵向出现规律性厚度波动时，可能是辊子椭圆度过大）纸幅纵向出现规律性厚度波动时，可能是辊子椭圆度过大重磨；重磨；d）纸幅横向厚度不均，位置固定）纸幅横向厚度不均，位置固定重磨，可能是中高、中高重磨，可能是中高、中高曲线、锥度等问题；曲线、锥度等问题；e）表面磨损过快，起环道、麻点，可能是材质问题）表面磨损过快，起环道、麻点，可能是材质问题f）新辊上机需磨合一段时间，不要急于更换）新辊上机需磨合一段时间

24、，不要急于更换g）研磨周期视纸张要求及辊面状况而定。）研磨周期视纸张要求及辊面状况而定。 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院4 纸粕辊在使用和保管中的注意事项纸粕辊在使用和保管中的注意事项 1.1 使用使用 a） 跑合：新辊跑合：新辊2-6 天，研磨天，研磨8-24小时。小时。 用热水打湿，逐用热水打湿，逐渐加压，硬度达渐加压，硬度达12-15肖氏度；肖氏度； b） 转向：与加工转向一致；转向：与加工转向一致； c） 寿命：羊毛辊寿命：羊毛辊2-6个月，石棉辊个月，石棉辊1-2个月。更换前可研个月。更换前可研磨磨4-8次。次。1.2保管保管 a）房间干燥、暖和）房间干燥、暖和 b）长期存放会变

25、形，上机前应研磨）长期存放会变形，上机前应研磨 c）辊面防止受力）辊面防止受力 d）辊面防油）辊面防油 造造 纸纸 工工 程程 学学 院院5 辊面细小缺损的修复辊面细小缺损的修复5.1 金属辊面：金属辊面： 采用塞入、熔焊、喷漆等方法，研磨采用塞入、熔焊、喷漆等方法，研磨5.2 胶辊辊面：胶辊辊面： 洗净洗净填入同质胶块填入同质胶块烙铁加热（适当）熔融烙铁加热（适当）熔融修平修平5.3 石辊石辊 a）用锉修整陷坑、清理干净）用锉修整陷坑、清理干净 b） 配制：用牙科银粉（配制：用牙科银粉（2份）、水银（份）、水银（9份），向银粉份），向银粉中边滴水银边搅拌，至融合均匀为糊状。中边滴水银边搅拌，至融合均匀为糊状。 C） 涂于凹陷处，干固后修平即可。涂于凹陷处，干固后修平即可。