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【摘要】辊筒类零件在造纸设备中的应用很广泛，生产中辊筒类零件容易因各种使用不当和维修方法不合理而损坏，对造纸企业的生产影响很大。文中对造纸机辊筒使用与维修过程造成零件损坏的原因进行析全面分析，对如何减少辊筒的损坏，延长辊筒的使用周期，规范造纸机辊筒的使用管理，改进辊筒的制造和维修工艺提出自己的方案。
【关键词】辊筒 管理 维修 工艺 改进
在长网和圆网造纸设备中，辊筒的应用广泛，主要有普通无缝钢管导辊、包胶导辊、包胶压榨辊、大理石压榨辊、电镀压光辊、镀铬施胶辊等。在生产中，造纸设备长年处于三班制连续运转的状态，辊筒类零件容易产生各种故障，严重的还引发设备事故，产生较大的经济损失，还需要较多的修理时间，投入较大的维修费用。如何做好辊筒类零件的使用、维修工作，是不少造纸企业面临的一个大难题。针对这些问题，在工作中需要全面分析问题的成因，并有针对性地进行改进设计。
1.造纸机辊筒类零件使用过程中经常损坏的原因
1.1 辊筒零件负荷过重，转速过快，辊筒表面及及轴头容易损坏。
由于企业过分追求产量，车间班组在生产中通将造成纸机的运转速度速调高，有时甚至超出设计的合理速度范围。车速高速高之后，纸机压榨部的压力也要相应增大，以提高压榨脱水效率。由于速度和负荷超出合理的范围，辊筒的挠度加大，容易产生辊筒表面包胶层等损坏和辊筒轴头断裂。
1.2 辊筒零件结构设计、尺寸设计、材料选择、热处理工艺及热处理质量达不到要求，辊筒零件容易损坏。
造纸机辊筒零件在使用过程中转速较快，负荷较大，对的强度、疲劳韧性、刚性、疲劳韧性、耐磨性、防腐性能等方面达到使用要求，需要做好结构和尺寸设计、材料选择、热处理工艺方案设计并保证热处理、表面加工等环节的质量。不少造纸企业，由于经验不足，在这方面的工作还做得不够好。
1.3 辊筒零件更换、运输、修理过程中，采用的方法不正确、保护措施不完善，造成零件的重要结构、重要表面的损伤、损坏，难于修复。
造纸机的滚筒零件，大多为表面包胶、或表面镀铬，工作表面要求的精度很高，如果在运输、安装、修理过程产生表面损伤，就可能无法正常使用。在实际工作中，由于维修人员、运输人员、加工工人经验不足，对这方面认识不足，注意不够，很容易造成操作不当、对重要表面保护不到位，使易损坏的结构和和重要表面如包胶表面、电镀表面受力过大或产生碰撞而出现损伤，直接影产品质量而不能使用。
1.4 其它原因。一些造纸企业特别是一些小型的、新办的造纸厂，由于员工素质不够高、员工培训做得不够好、设备管理经验不足等原因，也容易出现造纸设备故障频发、设备零件包括过快损坏的情况。
2.造纸设备辊筒类零件使用与维修工艺的难点问题的解决办法
2.1 辊筒限速控制装置的改进设计。
对于纸机的限速问题，需要加强员工培训，增强责任意识，提高员工操作水平外，同时还需要对造成纸机的运行速度采取具体的限速装置或限负荷装置。方法有安装限电流、限速度、限压力的保护装置，使设备的运行速度和负荷处于合理范围。生产中可采用纸机限速或限负荷方法有很多种，采用以下几种结构可达到预期效果。
（1）限位法。焊接安装限位块限定加压调节螺杆机构的极限范围。
（2）限配重法。限制压辊加压配重块的重量。通过限制压榨部压力，控制脱水速度，达到限制运行速度的目的，这样就可以同时避免了导辊超载超速的目的。
2.2 辊筒零件结构的优化设计。
由于结构和尺寸缺陷造成辊筒零部件过早损坏的情况主要有辊筒体厚度不够而产生辊面断裂、由于应用集中而产生的辊面断裂和轴头断裂、过盈联接结构结合力不够而产生的移位结构、分离等。
针对以上情况，对设计、改进辊筒类零件的结构尺寸改进设计。
2.2.1 采用壁厚8MM的无缝钢管，保证辊面钢结构在加工后仍有大于5MM的壁厚，保证零件有足够的结构强度和刚性。
2.2.2 避免在受力大的部位出现焊接结构、退刀槽、粗糙表面等容易引起应力集中的结构，应通过圆角、均匀壁厚减小应力集中。
2.2.3 采用过盈配合的联接代替焊接。
（1）配合公差带设计：为避免焊接造成的裂纹、应力集中和局部脆化而造成零件的断裂陷患，轴头、过渡套筒、辊面圆筒之间均采用过盈配合。孔轴配合用基孔制配合，孔公差带H7，轴公差带为t6，配合过盈量可达0.05以上。
（2）装配方法：
压入法装配。100MM以上大直径的孔轴过盈配合，需要很大压力压入装配的，可采用200吨至500吨液压压力机压入完成装配。
加热法装配。直径在100MM左右以下的孔轴过盈配合，可对有孔配合件加热至合适温度，趁热完成装配。
冷冻法装配。与加热法装配相反，将轴放到冷柜中冷冻，达到一定温度和时间后，快速装配，大大减小装配难度。
打入法装配。直径80MM以下的孔轴过盈配合，装配所需压力不太大的，可用打入法装配。
实践证明，在导辊加工、修理过程采用焊接结构对轴头、过渡套筒、筒身进行联接，在焊接部位容易产生裂纹、开裂，其原因就是焊接导致应力集中、材料差异和局部脆化。
2.3 重新选择轴头零件材料，采用合理的热处理工艺，提高辊筒零部件的强度、硬度、韧性、耐磨等性能。
（1）选用45号或40Cr作为轴头材料。大型辊筒类零件的筒身一般采用灰铸铁材料，轴头采用中碳钢制造，在生产中辊筒筒身表面产生断裂的情况较少见，而产生轴头断裂则较多见。
在相同结构和尺寸的情况下，正确选择轴头的材料和料选择和热处理工艺，对于提高轴的刚度、强度，减少轴头的断裂显得特别重要，为保证轴头同时具有较高的强度和较好的韧性，一般可选45号钢、40Cr等中碳钢材料。 （2）对轴头进行调质处理。调质处理的目的提高材料的强度，同时保证材料的保持较好的韧性，可以延长辊筒的使用寿命。以下为45号钢正火、调质和40Cr 调质状态下的力学性能对比。
〖HTSS〗〖BG（〗〖BHDG3，FK4，K6*2。3，KF〗钢号〖〗抗拉强度（正火）〖〗抗拉强度（调质）〖〗冲击值（正火）〖〗冲击值（调质）
〖BHDG1*2〗45钢〖〗598MPa〖〗790MPa〖〗500KJ/m2
〖BH〗40Cr〖〗—〖〗981MPa〖〗—〖〗600KJ/m2〖BG）F〗
从数据对比和实践证明，45号钢和40Cr钢经调质处理后，可明显提高抗拉强度，材料韧性仍较好。导辊轴头采用40Cr材料，采用如下加工路线外圆粗车留直径余量1.5MM至2MM，进行调质处理，再进行精加工：
毛坏（棒料切割）——粗车——调质处理——半精车——外圆磨削或精车。
导辊轴头经质处理后，可大大提高导辊轴头抗弯能力，减少轴头的断裂。
2.4 在辊筒零件的安装更换、运输、修理过程中，改进定位、装夹、紧固装置和方法，避免零件的重要结构、重要表面的损伤、损坏。
表面电镀或包胶压光辊、施胶辊、压榨辊，要求辊面光洁完好，达到很高的质量要求才能使用，辊面的损伤会直接造成纸面斑点、印痕等质量缺陷，导致产品质量不合格，这类辊筒零件在运输、安装、更换、修理等过程中保护好辊筒表面，使其不因碰撞、挤压等原因而被损伤。在工作中需进行以下的改进设计。
2.4.1 吊装和运输环节的改进。
采用质地柔软件的吊装带或吊装绳。在吊装和运输环节，要采用质地柔软件的吊装带或吊装绳，不要用钢丝绳吊装，以免辊面损伤损坏。
2.4.2 辊筒的存放和固定装置的改进。
使用专用的支承架和防护包装层对辊筒表面进行保护。在辊筒的存放环节，以两端轴头为受力部位，中间的辊面不受压力，支承架要做好可靠的固定，不因运输过程中晃动或受外力作用导致辊筒滚落到地上而受损，还需要用较厚的防护层对辊面进行包裹保护，通常可采用厚度达3mm以上的干净毛布进行包裹，防止辊面产生损伤。
2.4.3 修理加工的定位夹具改进。
选用或配制合适的定位和装夹装置，保证加工过程中辊筒表面不受损。造成纸厂辊筒零件的修理加工大多需要运到外单位或本企业的维修车间进行，修理人员、加工人员由于对纸厂辊筒零件的修理要求认识不够全面，对加工过程中需要注意的问题认识不够，采用的装夹定位方法不正确，很容易使辊筒表面受损。如辊筒镗孔更换轴头时，加工人员会使辊筒表面直接承受压力，夹紧时也直接对辊筒表面进行夹紧，设有采取保护，这样的就可能使辊面产生变形、损伤导致无法使用。要解决好这个问题，纸厂的设备管理人员、业务人员要做好技术交底，要求加工人员使用合适的定位工具、夹具和夹紧装置，采用正确的方法进行定位和夹紧，保护好辊筒表面，如采用特制的V型垫块、组合夹具进行定位和夹紧，必要时专为辊筒的加工修理制作专门的夹具加以保证。
2.5 修理加工中采用合理的修理方法和切削参数，提高加工质量，避免滚筒零件因为过度的热充形、受力变形产生缺陷。
辊筒类零件的修理加工通常需要经过镗孔、配制轴头、轴头压装，轴头车削、辊面车削、辊面磨削、轴头铣槽等过程，其中镗内孔的定位难度大，加工难度也较大，加工时需要采用适当的切削速度、较小背吃刀量和进给量、较大的刀具前角，以减小切削力，提高镗孔精度，外圆加工则需要精车、精细车或精磨保证加工精度和表面质量。通过提高加工精度和表面质量，提高辊筒零件的运动精度，减小运转过程中的跳动和振动，改善设备的运行条件，还可以延长零件的使用周期。
总之，针对造纸机辊筒类零件使用及维修过程的典型问题，采取对应的技术手段和工作措施，减少辊筒类零件的损坏，延长辊筒类零件的使用寿命，不但节约设备维修费用，还能减少停机维修的时间，这对于提高企业经济效益具有重要的现实意义。
【关键词】辊筒 管理 维修 工艺 改进
在长网和圆网造纸设备中，辊筒的应用广泛，主要有普通无缝钢管导辊、包胶导辊、包胶压榨辊、大理石压榨辊、电镀压光辊、镀铬施胶辊等。在生产中，造纸设备长年处于三班制连续运转的状态，辊筒类零件容易产生各种故障，严重的还引发设备事故，产生较大的经济损失，还需要较多的修理时间，投入较大的维修费用。如何做好辊筒类零件的使用、维修工作，是不少造纸企业面临的一个大难题。针对这些问题，在工作中需要全面分析问题的成因，并有针对性地进行改进设计。
1.造纸机辊筒类零件使用过程中经常损坏的原因
1.1 辊筒零件负荷过重，转速过快，辊筒表面及及轴头容易损坏。
由于企业过分追求产量，车间班组在生产中通将造成纸机的运转速度速调高，有时甚至超出设计的合理速度范围。车速高速高之后，纸机压榨部的压力也要相应增大，以提高压榨脱水效率。由于速度和负荷超出合理的范围，辊筒的挠度加大，容易产生辊筒表面包胶层等损坏和辊筒轴头断裂。
1.2 辊筒零件结构设计、尺寸设计、材料选择、热处理工艺及热处理质量达不到要求，辊筒零件容易损坏。
造纸机辊筒零件在使用过程中转速较快，负荷较大，对的强度、疲劳韧性、刚性、疲劳韧性、耐磨性、防腐性能等方面达到使用要求，需要做好结构和尺寸设计、材料选择、热处理工艺方案设计并保证热处理、表面加工等环节的质量。不少造纸企业，由于经验不足，在这方面的工作还做得不够好。
1.3 辊筒零件更换、运输、修理过程中，采用的方法不正确、保护措施不完善，造成零件的重要结构、重要表面的损伤、损坏，难于修复。
造纸机的滚筒零件，大多为表面包胶、或表面镀铬，工作表面要求的精度很高，如果在运输、安装、修理过程产生表面损伤，就可能无法正常使用。在实际工作中，由于维修人员、运输人员、加工工人经验不足，对这方面认识不足，注意不够，很容易造成操作不当、对重要表面保护不到位，使易损坏的结构和和重要表面如包胶表面、电镀表面受力过大或产生碰撞而出现损伤，直接影产品质量而不能使用。
1.4 其它原因。一些造纸企业特别是一些小型的、新办的造纸厂，由于员工素质不够高、员工培训做得不够好、设备管理经验不足等原因，也容易出现造纸设备故障频发、设备零件包括过快损坏的情况。
2.造纸设备辊筒类零件使用与维修工艺的难点问题的解决办法
2.1 辊筒限速控制装置的改进设计。
对于纸机的限速问题，需要加强员工培训，增强责任意识，提高员工操作水平外，同时还需要对造成纸机的运行速度采取具体的限速装置或限负荷装置。方法有安装限电流、限速度、限压力的保护装置，使设备的运行速度和负荷处于合理范围。生产中可采用纸机限速或限负荷方法有很多种，采用以下几种结构可达到预期效果。
（1）限位法。焊接安装限位块限定加压调节螺杆机构的极限范围。
（2）限配重法。限制压辊加压配重块的重量。通过限制压榨部压力，控制脱水速度，达到限制运行速度的目的，这样就可以同时避免了导辊超载超速的目的。
2.2 辊筒零件结构的优化设计。
由于结构和尺寸缺陷造成辊筒零部件过早损坏的情况主要有辊筒体厚度不够而产生辊面断裂、由于应用集中而产生的辊面断裂和轴头断裂、过盈联接结构结合力不够而产生的移位结构、分离等。
针对以上情况，对设计、改进辊筒类零件的结构尺寸改进设计。
2.2.1 采用壁厚8MM的无缝钢管，保证辊面钢结构在加工后仍有大于5MM的壁厚，保证零件有足够的结构强度和刚性。
2.2.2 避免在受力大的部位出现焊接结构、退刀槽、粗糙表面等容易引起应力集中的结构，应通过圆角、均匀壁厚减小应力集中。
2.2.3 采用过盈配合的联接代替焊接。
（1）配合公差带设计：为避免焊接造成的裂纹、应力集中和局部脆化而造成零件的断裂陷患，轴头、过渡套筒、辊面圆筒之间均采用过盈配合。孔轴配合用基孔制配合，孔公差带H7，轴公差带为t6，配合过盈量可达0.05以上。
（2）装配方法：
压入法装配。100MM以上大直径的孔轴过盈配合，需要很大压力压入装配的，可采用200吨至500吨液压压力机压入完成装配。
加热法装配。直径在100MM左右以下的孔轴过盈配合，可对有孔配合件加热至合适温度，趁热完成装配。
冷冻法装配。与加热法装配相反，将轴放到冷柜中冷冻，达到一定温度和时间后，快速装配，大大减小装配难度。
打入法装配。直径80MM以下的孔轴过盈配合，装配所需压力不太大的，可用打入法装配。
实践证明，在导辊加工、修理过程采用焊接结构对轴头、过渡套筒、筒身进行联接，在焊接部位容易产生裂纹、开裂，其原因就是焊接导致应力集中、材料差异和局部脆化。
2.3 重新选择轴头零件材料，采用合理的热处理工艺，提高辊筒零部件的强度、硬度、韧性、耐磨等性能。
（1）选用45号或40Cr作为轴头材料。大型辊筒类零件的筒身一般采用灰铸铁材料，轴头采用中碳钢制造，在生产中辊筒筒身表面产生断裂的情况较少见，而产生轴头断裂则较多见。
在相同结构和尺寸的情况下，正确选择轴头的材料和料选择和热处理工艺，对于提高轴的刚度、强度，减少轴头的断裂显得特别重要，为保证轴头同时具有较高的强度和较好的韧性，一般可选45号钢、40Cr等中碳钢材料。 （2）对轴头进行调质处理。调质处理的目的提高材料的强度，同时保证材料的保持较好的韧性，可以延长辊筒的使用寿命。以下为45号钢正火、调质和40Cr 调质状态下的力学性能对比。
〖HTSS〗〖BG（〗〖BHDG3，FK4，K6*2。3，KF〗钢号〖〗抗拉强度（正火）〖〗抗拉强度（调质）〖〗冲击值（正火）〖〗冲击值（调质）
〖BHDG1*2〗45钢〖〗598MPa〖〗790MPa〖〗500KJ/m2
〖BH〗40Cr〖〗—〖〗981MPa〖〗—〖〗600KJ/m2〖BG）F〗
从数据对比和实践证明，45号钢和40Cr钢经调质处理后，可明显提高抗拉强度，材料韧性仍较好。导辊轴头采用40Cr材料，采用如下加工路线外圆粗车留直径余量1.5MM至2MM，进行调质处理，再进行精加工：
毛坏（棒料切割）——粗车——调质处理——半精车——外圆磨削或精车。
导辊轴头经质处理后，可大大提高导辊轴头抗弯能力，减少轴头的断裂。
2.4 在辊筒零件的安装更换、运输、修理过程中，改进定位、装夹、紧固装置和方法，避免零件的重要结构、重要表面的损伤、损坏。
表面电镀或包胶压光辊、施胶辊、压榨辊，要求辊面光洁完好，达到很高的质量要求才能使用，辊面的损伤会直接造成纸面斑点、印痕等质量缺陷，导致产品质量不合格，这类辊筒零件在运输、安装、更换、修理等过程中保护好辊筒表面，使其不因碰撞、挤压等原因而被损伤。在工作中需进行以下的改进设计。
2.4.1 吊装和运输环节的改进。
采用质地柔软件的吊装带或吊装绳。在吊装和运输环节，要采用质地柔软件的吊装带或吊装绳，不要用钢丝绳吊装，以免辊面损伤损坏。
2.4.2 辊筒的存放和固定装置的改进。
使用专用的支承架和防护包装层对辊筒表面进行保护。在辊筒的存放环节，以两端轴头为受力部位，中间的辊面不受压力，支承架要做好可靠的固定，不因运输过程中晃动或受外力作用导致辊筒滚落到地上而受损，还需要用较厚的防护层对辊面进行包裹保护，通常可采用厚度达3mm以上的干净毛布进行包裹，防止辊面产生损伤。
2.4.3 修理加工的定位夹具改进。
选用或配制合适的定位和装夹装置，保证加工过程中辊筒表面不受损。造成纸厂辊筒零件的修理加工大多需要运到外单位或本企业的维修车间进行，修理人员、加工人员由于对纸厂辊筒零件的修理要求认识不够全面，对加工过程中需要注意的问题认识不够，采用的装夹定位方法不正确，很容易使辊筒表面受损。如辊筒镗孔更换轴头时，加工人员会使辊筒表面直接承受压力，夹紧时也直接对辊筒表面进行夹紧，设有采取保护，这样的就可能使辊面产生变形、损伤导致无法使用。要解决好这个问题，纸厂的设备管理人员、业务人员要做好技术交底，要求加工人员使用合适的定位工具、夹具和夹紧装置，采用正确的方法进行定位和夹紧，保护好辊筒表面，如采用特制的V型垫块、组合夹具进行定位和夹紧，必要时专为辊筒的加工修理制作专门的夹具加以保证。
2.5 修理加工中采用合理的修理方法和切削参数，提高加工质量，避免滚筒零件因为过度的热充形、受力变形产生缺陷。
辊筒类零件的修理加工通常需要经过镗孔、配制轴头、轴头压装，轴头车削、辊面车削、辊面磨削、轴头铣槽等过程，其中镗内孔的定位难度大，加工难度也较大，加工时需要采用适当的切削速度、较小背吃刀量和进给量、较大的刀具前角，以减小切削力，提高镗孔精度，外圆加工则需要精车、精细车或精磨保证加工精度和表面质量。通过提高加工精度和表面质量，提高辊筒零件的运动精度，减小运转过程中的跳动和振动，改善设备的运行条件，还可以延长零件的使用周期。
总之，针对造纸机辊筒类零件使用及维修过程的典型问题，采取对应的技术手段和工作措施，减少辊筒类零件的损坏，延长辊筒类零件的使用寿命，不但节约设备维修费用，还能减少停机维修的时间，这对于提高企业经济效益具有重要的现实意义。