瓦楞輥瓦楞輥的工作原理

對于任何形式的瓦楞輥來說，它都具有同樣的基本使用功能和磨損機(jī)理。瓦楞原紙?jiān)诟咚佟⑦B續(xù)節(jié)進(jìn)的熨燙彎曲成形過程中，在線壓力作用下不斷與瓦楞輥楞頂進(jìn)行相對位移并產(chǎn)生磨擦擠軋，受原紙中含有的夾雜物和礦物硬粒的碾壓撞擊，使瓦楞輥的楞頂部發(fā)生劇烈磨損，并逐漸由圓弧磨成不規(guī)則形狀，連續(xù)不斷的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，楞齒高度慢慢變低，使生產(chǎn)的紙板逐漸趨向標(biāo)準(zhǔn)下限。一些楞面硬度低的瓦楞輥還會因此使楞頂楞面產(chǎn)生麻坑和凹陷，加劇了磨損進(jìn)程

由于生產(chǎn)線往往不是經(jīng)常滿幅走紙，致使瓦楞輥表面產(chǎn)生不均勻磨損而導(dǎo)致瓦楞輥中凹而造成紙板中間脫膠起泡。低硬度瓦楞輥在連續(xù)高速的單齒嚙合定向運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下還會因塑性變形發(fā)生倒楞、傾斜、扭曲、增加橢圓度和跳動誤差，加快影響瓦楞輥的使用壽命和經(jīng)濟(jì)性能。

瓦楞輥是單面機(jī)的重要關(guān)鍵零件。瓦楞輥分為上瓦楞輥和下瓦楞輥，上下輥面均為雌形，兩輥配對嚙合裝配，其嚙合機(jī)理不同于通常的齒輪傳動。下瓦楞輥為主動輥，軸端裝有齒輪，電動機(jī)經(jīng)減速裝置帶動下瓦楞輥轉(zhuǎn)動。上瓦楞輥為從動輥，依靠上輥的輥齒和下輥的輥齒相互嚙合傳動。為了使瓦楞原紙?jiān)谏?、下瓦楞輥之間壓楞成型，必須在上瓦楞輥上施加一定壓力。所以上瓦楞輥除了繞自身軸線轉(zhuǎn)動外，并能沿上下瓦楞輥軸線的連線方向移動。這種移動是通過氣缸向上瓦楞輥兩端施加徑向壓力，使相互嚙合的瓦楞輥產(chǎn)生咬入壓力。

1按齒型分類

常見齒型分為A ,AC .C .BC ,B ,BE ,E1 ,E2 ,F ,G型

2按齒型形狀分類

常見形狀為U形，UV偏U形，UV形，UV偏V行，V形

3按表面硬度處理分類

常見形式為表面中頻淬火，表面氮化，表面激光

4按表面涂層類型分類

常見形式為表面鍍鉻瓦楞輥，表面碳化鎢瓦楞輥

鋼材因其較高的性價(jià)比而成為制造瓦楞輥的首選材料。鋼材是在鐵中加入適量的碳元素并經(jīng)過鍛造而成的合金，還可以加入錳、鉻、鉬、硅和鋰等其它元素，從而使合金鋼獲得某些特殊性能。制造瓦楞輥選用鋼材的最終規(guī)格又取決于各供應(yīng)商的選材標(biāo)準(zhǔn)。供應(yīng)商必須要考慮到這種壓力容器生產(chǎn)的相關(guān)法規(guī)和所用材料的成本、性能和市場供應(yīng)情況。鋼材的生產(chǎn)工藝是先將鑄鐵熔化后加入合金元素，然后把鋼水倒進(jìn)鋼模，使之凝固成一個(gè)重達(dá)50噸的鋼錠。這塊鋼錠經(jīng)加熱和鍛壓變成圓柱體的鋼坯，這便是瓦楞輥的坯料。

優(yōu)質(zhì)瓦楞輥是由實(shí)心鍛件制造而成。這個(gè)鑄造工藝(包括熱軋鋼坯)可以改變和致密化鋼的紋理結(jié)構(gòu)，并由此增強(qiáng)鋼的密度和強(qiáng)度，提高穩(wěn)定性。穩(wěn)定性在隨后的加工(比如熱處理)中起著非常關(guān)鍵的作用．它能確保輥體不會扭曲變形。

把鋼錠加工成鋼塊、鋼坯和鋼板時(shí)，所有的鋼都經(jīng)歷了不同程度的鍛造。接下來，鋼錠還要經(jīng)過拉拔加工以最終成型。這樣，鋼里面所有不能溶解的雜質(zhì)(在最初的鍛造中雜質(zhì)會集中到鋼錠的中央)會被保留下來并成為成品瓦楞輥的一部分。微觀上，這些雜質(zhì)呈現(xiàn)出纖維紋理，與木材中的紋理結(jié)構(gòu)很相似。但是，軟木和硬木的結(jié)構(gòu)有所不同：硬木的紋理結(jié)構(gòu)很光滑緊密，而軟木的紋理結(jié)構(gòu)則很疏松。同樣地，千錘百煉后形成的具有光滑致密紋理結(jié)構(gòu)的鋼材的硬度較高．是制作瓦楞輥的優(yōu)質(zhì)材料。

眾所周知，瓦楞輥是瓦楞紙板生產(chǎn)線的核心部件，正確使用和保養(yǎng)瓦楞輥尤為重要。

1．盡可能選用質(zhì)量優(yōu)良的瓦楞原紙

實(shí)踐證明數(shù)碼印刷在中國，低價(jià)低質(zhì)的瓦楞原紙會加劇對瓦楞輥的磨損，減短瓦楞輥的使用壽命。

2．安裝限位裝置，準(zhǔn)確調(diào)節(jié)瓦楞輥與壓力輥之間的壓力和間隙

瓦楞紙板生產(chǎn)線上的單面機(jī)中，已涂黏合劑的瓦楞紙板的楞峰與面紙黏合時(shí)，需要瓦楞輥與壓力輥之間有一定的壓力以確保黏合效果。

CTP在中國，許多單面機(jī)上沒有限位裝置，有的限位裝置不可靠，有的操作人員沒有被告知禁止瓦楞輥與壓力輥直接接觸，因此壓力輥表面遭到破壞的現(xiàn)象屢有發(fā)生。通過安裝限位裝置，合理調(diào)節(jié)壓力輥與瓦楞輥間的間隙和壓力包裝容器，就能避免因間隙控制不當(dāng)而引起的瓦楞輥和壓力輥的損傷。出版

3．對瓦楞輥的磨損進(jìn)行內(nèi)部監(jiān)控

強(qiáng)化鋼質(zhì)瓦楞輥的磨損是線性的，所以需要對楞高進(jìn)行定期檢測，準(zhǔn)確地推斷出瓦楞輥的預(yù)期壽命和更換日期，保證瓦楞紙板的生產(chǎn)質(zhì)量。

4．打磨

瓦楞輥磨損后，輥面就會出現(xiàn)階梯狀明顯圖案。瓦楞輥的中間部分磨損最大。這會導(dǎo)致在壓力輥夾口上壓力不均勻裁員，并且很難均勻地涂上膠水。

為了克服這一點(diǎn)，可用金剛石研磨膏研磨或者從軸頸處的楞尖處磨掉少量（0.05mm）的材料。但是這一操作難度很大，需要很高的技巧，以免磨掉楞型上重要的涂層。

一些工廠生產(chǎn)的一種很小的夾具，可以安裝到單面機(jī)上包裝物流，使得研磨工作更加準(zhǔn)確和輕松。通過對無涂層瓦楞輥的仔細(xì)打磨，瓦楞輥的使用壽命可以顯著延長。但對于磨損嚴(yán)重的瓦楞輥，要及時(shí)更換。

當(dāng)前多數(shù)廠家采用復(fù)合處理，中頻淬火后進(jìn)行氮化或鍍鉻，氮化層厚度為0.5～0.6㎜，鍍鉻層厚度為0.10～0.15㎜，主流工藝為中頻淬火后鍍鉻。為了達(dá)到這一要求，各廠家材質(zhì)現(xiàn)多采用42CrMo、48CrMo鍛件，滿足其淬透性和淬硬性。復(fù)合處理輥的使用壽命為800～900萬跑米。廠家為了贏得市場的領(lǐng)先地位，紛紛在材質(zhì)方面嘗試新鋼種，在工藝方面采用新技術(shù)，形成中頻淬火后鍍鉻、中頻淬火后噴涂碳化鎢和激光淬火后鍍鉻三種主流工藝競爭、并進(jìn)的局面，為紙箱廠家的選擇提供了多種方案。市場的需求最終成為哪種工藝占據(jù)主導(dǎo)地位的方向，市場將以質(zhì)量和成本為標(biāo)準(zhǔn)作出選擇。

三種工藝的后流程

（1）→磨齒→中頻淬火→除應(yīng)力→噴砂→鍍鉻（厚度0.10～0.15㎜）—壽命800～900萬跑米；

（2）→磨齒→（中頻淬火）→噴砂→預(yù)熱→打底→噴涂碳化鎢（厚度0.05～0.06㎜）→拋磨—壽命2000～5000萬跑米；

（3）→磨齒→激光淬火→噴砂→鍍鉻（厚度0.05～0.10㎜）—壽命1300～1500萬跑米。

瓦楞輥的主要技術(shù)指標(biāo)，在國家標(biāo)準(zhǔn)GBl2070-89(中、低速瓦楞紙板生產(chǎn)線)上都已經(jīng)有了明確規(guī)定。而對于運(yùn)行速度在120m/min以上的中、高速瓦楞紙板生產(chǎn)線上用的瓦楞輥，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)又必須進(jìn)一步提高，尤其是中、高速瓦楞輥還必須具有選用材質(zhì)的優(yōu)秀性能、采用先進(jìn)的熱處理工藝使機(jī)體獲得均勻的高硬度性能、經(jīng)濟(jì)合理的楞型設(shè)計(jì)和可靠的制造精度及表面鍍覆層優(yōu)異的耐磨性能等等，才能滿足瓦楞紙板生產(chǎn)線高速生產(chǎn)的需要。

以下是瓦楞輥的主要精度指標(biāo)：

新制瓦楞輥楞型：楞高、300mm楞數(shù)、楞頂與楞底圓弧半徑，耗紙率和微型瓦楞的包角等參數(shù)經(jīng)濟(jì)、合理。

淬火層：層深5～7mm，硬度≥HRC5，硬度均勻、有槽輥無軟帶。

表面鍍層：顯微硬度HV900～1050，微裂紋數(shù)每lcm高達(dá)400多條。

高速瓦楞輥：兩次精研磨：

楞厚極限偏差±0025楞頂圓跳動公差0.025楞高極限偏差 0．025楞側(cè)面對軸線極限偏差0.025

楞型角的極限偏差　±1度

中高輥的中高度極限偏差為中高值的4-10% 中低速瓦楞輥各項(xiàng)指標(biāo)符合GB1207-89

激光表面強(qiáng)化技術(shù)基于激光束的高能量密度加熱和工件自冷卻兩個(gè)過程。激光表面淬火是一項(xiàng)金屬材料及零件表面快速強(qiáng)化的技術(shù)，可以提高表面硬度、強(qiáng)度、耐磨性，同時(shí)又使心部仍保持較好的綜合力學(xué)性能。瓦楞輥表面強(qiáng)化屬于激光表面相變強(qiáng)化。

激光強(qiáng)化的技術(shù)特點(diǎn)

·激光表面強(qiáng)化對材料的淬透性依賴性小。激光強(qiáng)化引發(fā)低等級材料代替搞等級材料的可能。

·彌散強(qiáng)化。在快速加熱和快速冷卻的工藝環(huán)境下形成的奧式體晶粒沒有孕育長大機(jī)會，彌散的奧氏體晶粒形成彌散的馬氏體相或貝式體相，使馬氏體或貝式體具有晶格強(qiáng)化的同時(shí)具有彌散強(qiáng)化效果。

·無氧化脫碳淬火，在傳統(tǒng)熱處理中，鋼在加熱過程如沒有保護(hù)措施，便會發(fā)生氧化、脫碳現(xiàn)象，使鋼的硬度，耐磨性、使用性能和使用壽命降低。激光相變強(qiáng)化由于使用的吸光涂料可在光斑周圍形成氣體保護(hù)氣氛，使處理面免遭氧化，具有保護(hù)工件表面的性能。

·抗疲勞問題，經(jīng)激光處理的工件的表層呈壓應(yīng)力狀態(tài)，這一性能使齒輪更加抗疲勞，使龜裂、犁溝、粘著等疲勞現(xiàn)象延遲出現(xiàn)，延長使用壽命。

·等強(qiáng)工作層，常規(guī)熱處理，包括中頻淬火，由表及里其硬度值有一個(gè)明顯的下降梯度，經(jīng)激光強(qiáng)化的工件，整個(gè)強(qiáng)化層的硬度幾乎一樣。激光強(qiáng)化件等強(qiáng)工作層避免了常規(guī)熱處理件在一旦表面出現(xiàn)磨損，其磨損速度便加速的現(xiàn)象。

·無變形淬火，由于基體的牽制，激光強(qiáng)化表面層的應(yīng)力不足以使工件變形。

·無污染。

瓦楞輥壽命的提高保證了生產(chǎn)線的運(yùn)行時(shí)間盡可能長，減少停機(jī)換輥時(shí)間，對于廠家的生產(chǎn)效率有了極大的提高；并使得停機(jī)換紙次數(shù)比以往減少，減少了芯紙的浪費(fèi)；瓦楞輥耐磨性的提高使芯紙的選擇范圍更加廣泛，使瓦楞紙板生產(chǎn)廠家有效的降低成本。而激光瓦楞輥的出現(xiàn)則為瓦楞紙生產(chǎn)廠家提供了一種性價(jià)比最優(yōu)的瓦楞輥，為瓦楞輥廠商節(jié)省大量直接成本。

如今在瓦楞輥的應(yīng)用上，由于中頻瓦楞輥以應(yīng)用于中低速生產(chǎn)線為多；碳化鎢瓦楞輥的應(yīng)用則集中在高速生產(chǎn)線，但由于成本較高很難進(jìn)入中、低速瓦楞輥市場。激光瓦楞輥應(yīng)用領(lǐng)域相對較廣，在中、低速生產(chǎn)線方面，對比中頻瓦楞輥，具有更高更穩(wěn)定的品質(zhì)、更長的使用壽命；在高速生產(chǎn)線方面，激光瓦楞輥只需將極小的變形量精磨掉后，即可滿足高速生產(chǎn)線的要求。綜合來看，激光瓦楞輥和碳化鎢瓦楞輥都是高技術(shù)含量產(chǎn)品，在三種主流制輥工藝中，激光瓦楞輥具有最佳的性能價(jià)格比。

安裝前的檢查項(xiàng)目：

（1）清洗檢查瓦楞輥的楞面外表（包括表面電鍍質(zhì)量）。

（2）清洗檢查各連接緊固部位（包括內(nèi)外螺紋）。

（3）檢查瓦楞輥的外徑和中高（整個(gè)輥面從兩端至中間均分成五個(gè)以上的測量點(diǎn)。中高的檢測點(diǎn)必須為奇數(shù)，中高數(shù)據(jù)應(yīng)兩邊對稱）。用相應(yīng)規(guī)格的外徑千分尺測量（外徑千分尺一般機(jī)電公司都能買到）。

（4）檢查瓦楞輥的楞高。用針型深度百分表測量（針型深度百分表國內(nèi)暫時(shí)沒有買，須進(jìn)口?；蚩捎闷胀ǖ纳疃劝俜直砀闹疲?。

（5）清洗檢查瓦楞輥各軸檔的外徑尺寸和外表，外徑尺寸用相應(yīng)規(guī)格的外徑千分尺測量。

一、由熱處理不當(dāng)造成的裂紋問題最嚴(yán)重

它給翻修工作造成無法避免的損失。瓦楞材料通常為35CrM.42CrM。其熱處理方式為表面感應(yīng)中頻淬火，最高硬度達(dá)HRC55-60，硬度越高使用壽命就越長，若熱處理工藝不當(dāng)將會產(chǎn)生兩種淬火裂紋：

1，縱向裂紋：瓦楞輥相對完全淬透齒底心部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體導(dǎo)致表面切向拉應(yīng)力過大所致。產(chǎn)生相對完全淬透，主要是淬火溫度偏高感應(yīng)圈的移動速度慢，或中頻電機(jī)功率不夠，馬氏體與索氏體的臨界太淺，即淬透層深度不足。

2，橫向裂紋：瓦楞輥未被淬透，淬硬區(qū)和未淬硬區(qū)的過度部分有一個(gè)大的拉應(yīng)力峰，且軸向應(yīng)力大于切向應(yīng)力。未淬透主要原因是特處理工藝粗糙，淬火溫度選擇不當(dāng)（電流強(qiáng)度），感應(yīng)圈移動速度太快，沒有屏蔽措施，或中頻電機(jī)功率不夠，馬氏體與索氏體的臨界面太淺，即淬透層深度不足。

產(chǎn)生兩種裂紋還有一個(gè)影響因素--時(shí)效裂紋：即回火工藝不及時(shí)或未充分回火使其殘余奧氏體較多的組織轉(zhuǎn)變增加應(yīng)力。只要熱處理工藝正確，瓦楞輥齒面硬度在HRC55-60，完全可以避免裂紋。首都航天機(jī)械廠的神箭牌瓦楞輥齒面硬度均在HRC55-60左右，我公司在翻修過程中未發(fā)現(xiàn)一次裂紋現(xiàn)象。而很多其他廠家的瓦楞輥齒面要么坑坑洼洼硬度不足，要么就出現(xiàn)縱向、橫向裂紋，這是什么原因呢？關(guān)鍵是熱處理工藝不正確所致。

二、安裝不正確出現(xiàn)的裂紋

單面機(jī)上瓦楞輥以及壓緊輥的安裝，操作正確與否，將直接導(dǎo)致瓦楞輥是否產(chǎn)生裂紋或掉齒、崩齒。因?yàn)閴壕o輥兩端壓力不平衡或壓力過高，將會引起下瓦楞輥兩端局部掉、崩齒現(xiàn)象；

瓦楞輥不論新造還是翻修上瓦楞輥均存在中高參數(shù)。若上瓦楞輥軸線與下瓦楞輥軸線不平行必將產(chǎn)生局部冷作硬化（全齒幅面受力不均勻造成應(yīng)力集中），在晶格畸變應(yīng)力作用下與熱處理缺陷應(yīng)力疊加產(chǎn)生裂紋，其裂紋在瓦楞輥上呈S狀，此時(shí)瓦楞輥紙板兩側(cè)呈相反方向不對稱倒楞。

這種由冷作硬化產(chǎn)生的裂紋普遍存在于蒸氣加熱方式中，電加熱方式中一般較少出現(xiàn)。因?yàn)檎魵馐酵呃爿伒臏囟韧ǔＴ?70℃左右，它低于瓦楞輥材料的冷作硬化再結(jié)晶溫度，而電加熱式瓦楞輥的溫度一般在500℃左右。（瓦楞輥表面顏色呈黑褐色），該溫度已大于再結(jié)晶溫度，從而消除了冷作硬化應(yīng)力。

三、瓦楞輥的磨削裂紋

磨削裂紋完全由燒傷引起的，即磨削燒傷形成的二次馬氏體所致。其特征是垂直于磨削痕跡，表現(xiàn)在齒面的表皮層下呈不規(guī)則的細(xì)、密、淺以及疏或密的網(wǎng)絡(luò)狀龜裂。

碳化鎢瓦楞輥工藝與傳統(tǒng)瓦楞輥不同，首先前基體熱處理硬度不同，噴涂前齒型精度要求更高，必須在全自動數(shù)控磨上完成，其次噴涂技術(shù)是關(guān)鍵，以保證碳化鎢的硬度結(jié)合力及后道拋光處理的質(zhì)量，最難加工的是噴涂后的拋光技術(shù)，因瓦楞輥不同於一般工件，其齒型的獨(dú)特性和表面硬度極高(如鉆石)的碳化鎢，傳統(tǒng)的普通砂輪磨削根本無法進(jìn)行。

碳化鎢瓦楞輥比一般瓦楞輥壽命耐用3－6倍。

一般瓦楞輥齒高變化大，紙板質(zhì)量不穩(wěn)定，新輥時(shí)芯紙與涂膠輥間隙應(yīng)是0.1mm-0.2mm，但是當(dāng)瓦楞輥中間磨損0.1mm，間隙就會擴(kuò)大，從而導(dǎo)致過多的膠量，過多的水份使紙板軟且易彎翹；碳化鎢瓦楞輥齒高變化小且長久，紙扳質(zhì)量平直穩(wěn)定。

一般瓦楞輥中間磨損過量，變成中凹，就無法再生產(chǎn)寬幅的紙板，產(chǎn)生廢紙，因?yàn)閮啥藭粔浩苹蛑虚g不著糊(脫膠起泡)，這時(shí)候您不得不去研磨輥的兩端，以便走寬幅紙板，維持瓦楞輥的壽命；碳化鎢瓦楞輥因?yàn)槟湍?，不存在走窄幅紙后再走寬幅紙而產(chǎn)生問題。2100433B

碳化鎢瓦楞輥的經(jīng)濟(jì)性能：

1、硬度僅次于金剛石優(yōu)異的耐磨粒磨性能

大于鍍鉻瓦楞輥3--5倍的使用壽命; 降低了每平方米瓦楞紙板和瓦楞輥的使用費(fèi)用；減少了65-80%瓦楞輥的更換次數(shù)和成本（包括停機(jī)和更換等費(fèi)用）；避免了因瓦楞輥磨損中凹而造成的相關(guān)部件的經(jīng)常性損耗（如涂膠輥、勻膠輥和壓力輥等） 2、穩(wěn)定的瓦楞紙板質(zhì)量

由于優(yōu)異的耐磨損性能，瓦楞每次使用周期中的楞高磨損在0.06--0.08毫米，優(yōu)化后的楞型幾乎不變形，涂膠量不會因楞頂磨損而增大，避免了各種常見的紙板質(zhì)量缺陷，確保了瓦楞紙板始終如一的理想品質(zhì)。

3、降低了瓦楞紙板的耗材成本

碳化涂層瓦楞輥可以優(yōu)化獲得耗紙率更低的楞型；極小的楞高磨損量可比鍍鉻瓦楞輥降低大于1%的耗紙成本；避免了各種常見的紙板質(zhì)量缺陷，降低大于30--50%的廢品損失。

碳化鎢瓦楞輥的技術(shù)指標(biāo)：

1、瓦楞輥專用特制50CrMo合金鋼鍛件；

2、瓦楞輥基本體中頻淬火硬度>HRC58 齒高極限偏差≤0.025mm

3、耐磨碳化鎢涂層厚度0.06--0.08毫米； 齒頂圓跳動公差≤0.025mm

4、碳化鎢涂層顯微硬度>HV1250--1400 齒厚極限偏差≤0.03mm

5、結(jié)合強(qiáng)度>75MPa 齒廓極限偏差±0.02mm

6、可見金相孔隙率<1% 齒側(cè)面對軸線平等度極限偏差≤0.03mm

7、優(yōu)化設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性楞型 齒頂圓柱母線直線度≤0.02mm 齒等分極限偏差±20" 中高輥中高度極限偏差為中高值的±5%

8、高速輥精度

9、齒表面精細(xì)研磨拋光，粗糙度Ra ≤0.8μm

一般瓦楞輥中間磨損過量，變成中凹，就無法再生產(chǎn)寬幅的紙板，產(chǎn)生廢紙，因?yàn)閮啥藭粔浩苹蛑虚g不著糊（脫膠起泡），這時(shí)候您不得不去研磨輥的兩端，以便走寬幅紙板，維持瓦楞輥的壽命；碳化鎢瓦楞輥因?yàn)槟湍ィ淮嬖谧哒埡笤僮邔挿埗a(chǎn)生問題。

一般瓦楞輥因?yàn)槟p快，所以原始設(shè)計(jì)齒高較高（楞率大），以保證壽命;碳化鎢瓦楞輥因?yàn)槟湍?，一開始就設(shè)計(jì)較低齒高（楞率小）且壽命長久。

一般瓦楞輥不能用V型楞，因?yàn)槔沩斎粜【蜁芸毂荒p，紙板會越來越軟；碳化鎢瓦楞輥因?yàn)槟湍ゾ筒淮嬖谶@問題。

一般瓦楞輥齒頂磨損快且多，修復(fù)后直徑就小很多； 碳化鎢瓦楞輥因?yàn)槟湍デ夷p及少，修復(fù)后直徑幾乎不變。