瓦楞辊瓦楞纸板线的心脏Word格式文档下载.docx
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加热方式
瓦楞辊间加压方式
楞面热处理
楞面处理
运行速度M/min
制造成本
备注
直径
长度
1．
导爪式
145至280
395至1850
45钢35CrMo38CrMoAl42CrMr
1.电加热2.导热油加热
3.燃气加热
4.蒸汽加热
1.弹簧加压
2.气缸加压
1.调质2.氮化3.中频淬火
1.无
2.电镀硬铬
12～40
低
趋向淘汰
2.
内吸附式
250至480
1250至2860
35CrMo38CrMoAl42CrMr50CrMo
蒸汽加热
1.气缸加压
2.油缸加压
1．氮化
2.中频淬火
1.电镀硬铬
2.喷涂钴包碳化钨
30～350
中至高
应用较少
3.
外吸附式
应用最多
4.
气垫正压式
350至480
2250至2860
50CrMo
1.气缸加压
中频淬火
150至350
高
高档高速线上应用
瓦楞辊——瓦楞纸板生产线的心脏
（二）
（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。
瓦楞辊——瓦楞纸板生产线的心脏（三）
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。
瓦楞辊——瓦楞纸板生产线的心脏（四）
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。
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。
图
（1）导爪式单面机
1—上瓦楞辊2—铜导爪板3—下瓦楞辊4—压力辊5—下预热辊16—下预热辊2
7—涂胶辊8—匀胶辊9—浆料10—浆盘11—导纸辊12—上预热辊
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。
图
（2）真空内吸附式单面机
1—上瓦楞辊2—吸风孔3—吸风槽4—下瓦楞辊5—压力辊6—下预热辊1
7—下预热辊28—涂胶辊9—匀胶辊10—浆料11—浆盘12—内吸附罩壳13—负压腔14—风机15—消声器16—导纸辊17—上预热辊
瓦楞辊——瓦楞纸板生产线的心脏（五）
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（见图3）。
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。
图（3）外罩式真空吸附式单面机
1—上瓦楞辊2—吸风管3—吸风罩负压腔4—下瓦楞辊5—铜导纸板6—压力辊
7—下预热辊8—下预热9—涂胶辊10—匀胶辊11—浆料12—浆盘13—导纸辊
14—上预热辊15—高压风机16—消声器
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。
图（4）气垫正压式单面机
1—上预热辊2—压力辊3—导纸辊4—上瓦楞辊5—下瓦楞辊6—下传送辊
7—涂胶辊8—浆料9—匀胶辊10—外罩11—气垫正压腔
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。
瓦楞辊——瓦楞纸板生产线的心脏（六）
（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
楞
型
K
A
C
BC
B
D
E
F
G
N
O
其它
形
UV
UV
楞数/300mm
26±
2
34±
38±
44±
50±
66±
3
90±
10
124±
185±
12
200±
15
267设计
设计
5.5～6.5
4.6～4.9
3.6～3.9
3.0～3.4
2.6～2.9
1.9～2.1
1.1～1.5
0.7～0.8
0.5～0.65
0.4～0.5
0.25～0.35
收
缩
率
1.49～1.51
1.51～1.59
1.44～1.51
1.42～1.49
1.36～1.42
1.40～1.41
1.29～1.39
1.22～1.26
1.20～1.25
1.15设计
1.14设计
设计
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。
瓦楞辊——瓦楞纸板生产线的心脏（七）
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
——显微硬度HV900～1050，微裂纹数每一厘米高达400多条，厚度≥0.10。
——两次精研磨：
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》。
四.瓦楞辊的制造工艺和修复技术
瓦楞辊的制造技术集材料技术、热处理技术、焊接技术、各种精密机械加工技术、表面电镀和热喷涂技术、热传导结构技术、空气动力学技术和瓦楞纸板的结构力学及电脑楞型设计与数控自动化技术等等为一体。
具有极高的工艺性能要求和成套专业的先进工艺技术装备和设施要求。
1.精选材质
我国目前采用的钢材标准，同一种牌号的化学成分范围很宽,其上下限往往与相邻牌号相接（比如国内瓦楞辊常用的35CrMo的含碳量及其他化学成分上限就在42CrMo的中下限内），而同一牌号钢材的化学成分误差之大，给热处理质量控制带来很大的危害。
我们都知道，含碳量的高低将直接影响瓦楞辊合金钢辊体淬火马氏体的硬度。
如合金钢的含碳量为0.3％,其马氏体的硬度是HRC49～55。
含碳量为0.4％，其马氏体的硬度是HRC54～60。
含碳量为0.5％，其马氏体的硬度是HRC58～62。
所以严谨选材,选用优质42CrMo和50CrMo精锻件，严格把好材料的化学成份关，把含碳、铬、硅、锰、钼等主要成份的指标控制在一定的范围内，为以后的预备热处理和淬火的质量稳定创造基本条件。
2.采用先进的热处理工艺
瓦楞辊采用淬透性能良好的合金钢42CrMo、50CrMo精锻件，但其辊面特殊的几何形状和尺寸给热处理带来很大的难度和质量不稳定性因素，因此一直是国内外同行潜心攻关的主要难题。
众所周知，热处理质量优良的瓦楞辊应该保证充分淬透、达到所要求的淬硬层深度、硬度均匀无软带又不产生开裂。
而充分均匀淬硬且防止淬裂的条件除成分稳定的材料和充分合理的预备热处理（如调质、重复多次去除机加工和焊接应力）外，还要求在淬火冷却过程中,各温度阶段的冷却速度分布必须在该种材料淬火的允许冷速区内，实现“水淬油冷”的冷速分布，即高中温冷却阶段具有象水一样快的冷却速度，以避开非马氏体组织转变区。
而在低温阶段冷却速度应尽量缓和，特别是300℃左右时的冷速要象油一样缓慢，以避免产生变形和裂纹。
新工艺对传统的热处理方法进行了工艺改革。
一是通过调整材质，稳定和缩小化学成分的范围，调整加热方法和加热温度来移动冷速允许区。
二是通过选择性能优越的淬火介质和调整冷却方式来移动冷却曲线，使其进入允许冷速区内。
迄今为止，国内对合金钢进行感应淬火一般使用聚乙烯醇溶液作为淬火介质。
聚乙烯醇是50年代中期开始用于水的添加剂，目前在我国普遍使用。
由于其冬季怕冻，其他季节易变质、发臭，且使用中易结块阻塞喷孔，难以维护保养等缺点，有效使用寿命短。
同时，因为使用含量低（通常使用浓度在千分之二到千分之三左右，而其浓度千分之一的变化即可引起性能的很大差异）难以准确检测和控制浓度，因此大多数仅凭操作工以经验控制（如：
看泡沫多少或以手感判断粘度等），故无法保证稳定的淬火质量。
由于不利于浓度管理，国外已很少采用。
瓦楞辊——瓦楞纸板生产线的心脏（八）
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