ОБОРУДОВАНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ПРЕССОВЫЕ И КАЛАНДРОВЫЕ ВАЛЫ ОБЫЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ

На большинстве бумаго - и картоноделательных машин пока еще эксплуатируются прессовые и каландровые валы обычной конструкции, для компенсации прогиба которых бомбируют один или несколько смежных валов.

Литой чугунный пустотелый прессовый вал (вал 3 на рис. 2.3) состоит из чугунной отливки, в которую по концам запрессованы стальные цапфы. Диаметр валов такого типа от 400 до 1000 мм, а толщина стенки 30—150 мм. Облицовываются эти валы слоем резины толщиной до 25 мм твердостью 20—40 ед. по ТШМ-2 (0,020—0,040 см). Твердость резинового слоя выбирают в зависимости от места установки вала и вида вырабатываемой продукции. Основные размеры валов в зависи­мости от обрезной ширины приведены в табл. 2.5, нормы точ­ности — в табл. 2.6. Отсасывающие прессовые валы современ­ных машин состоят из вращающейся перфорированной ру­башки, внутри которой находится неподвижная отсасывающая камера, поджимаемая к ее внутренней поверхности через уп­лотнения, выполненные из антифрикционного материала. По конструкции эти валы аналогичны отсасывающим гауч-ва - лам.

Рубашки отсасывающих валов изготовляются из бронзы или нержавеющей стали толщиной 40—75 мм и облицовываются слоем резины толщиной 25 мм твердостью 15—30 ед. по ТШМ-2.

Отсасывающий вал рассчитывают на прочность и жесткость. Методика расчета приведена - в подразделе 7.6.

Гранитный вал состоит из гранитной рубашки, закреплен­ной на стальном сердечнике с помощью торцевых шайб и гаек. Внутренняя полость вала между гранитной рубашкой и сталь­ным сердечником заливается раствором на основе портланд-

^ 2.4. Расчет гранитного вала (рис. 2.5)

Рис. 2.5. Гранитный вал (к табл. 2.4)

Исходные данные

Наружный диаметр шайбы Внутренний диаметр шайбы Наружный диаметр вала Внутренний диаметр гранитной рубашки Нагрузка на вал Диаметр сердечника Модуль упругости гранита

Длина линии контакта валов Расстояние между осями подшипника Коэффициент трения стали по граниту Модуль упругости цемента Модуль упругости стали

Наименование параметров

Расчет гранитной рубашки на прочность

Момент инерции вала, приведенный

К Е,

Максимальный изгибающий момент по - AfH3r max Н м средине вала

TOC o "1-3" h z Напряжение изгиба гранитной рубашки сизг

Напряжение сжатия гранитной рубашки осж

Осевое усилие прижатия шайб Т

Удельное давление торцевых шайб р на гранит

Сила треиия между шайбой и торцом FTP рубашки

Максимальное напряжение сжатия гра - осж, тах нита

Продолжение Табл 2 4

Расчетная формула

Т

Гр

Е

+

М__.......

_ Мизг тах Рв

Оизг - - —

' пр ^

Осж = (1,3 - 1 5) Оизг

-сжФ1-4) Ю2

»изг max

Т -

4

Г Ю-2

— (D2 - d2 ^ ш ш

Ftp = 2fT>qb

Осж max = Онзг + Осж < [а] сж [а]сж = ю — 1,3 МПа

Расчет сердечника

Напряжение изгиба сердечника аизГ с

Напряжение растяжения сердечника арас с

Напряжение сердечника суммарное асум

Допускаемое напряжение в сердечнике [а]серд из стали 5 при знакопеременном асим­метричном цикле, полученное расчетным путем

Коэффициент запаса, учитывающий не - п обходимость снижения допускаемого на­пряжения в связи с тем, что деформации сердечника и гранитной рубашки должны быть минимальными

Расчет прогиба вала

Прогиб вала

Относительный прогиб вала

Мизг шах £ст ^с Inp Егр 2

AT Ю-2!

МПа

МПа <jpac с

Ndi

МПа 0сум = аИзг с + арас с < [о[ сум [а]сум = 30 МГ1а

[A]cyM = Ifei -

МПа

Из практики изготовления и ра> боты гранитных валов п= 3

F ^1вЬ3(12Ь~7Ь) Ю-*

384£гр^пр

-Г-<1е,] 1е.]= 1 1

12 000 14 000

Цемента (см. вал. 2 на рис. 2.3). К гранитным заготовкам предъявляются следующие требования:

Мелко - и среднезернистость структуры; допускается скопле­ние крупных зерен в виде пятен диаметром до 1,5 см; среднее временное сопротивление сжатию в воздушносухом состоянии должно быть не менее 145 МПа; среднее временное сопротив­ление изгибу должно быть не менее 27,5 МПа. Размеры гра­нитных валов, изготовляемых заводами бумагоделательного машиностроения, приведены в табл. 2.5.

Методика расчета гранитного вала представлена в табл.2.4. При расчете следует учитывать, что давление сжатия гранит­ной рубашки шайбами от действия крутящего момента не должно превышать 13 МПа. Наличие растягивающих напря­жений в гранитной рубашке недопустимо. Поэтому в гранит­ной рубашке предварительно создаются сжимающие напряже­ния, в 1,3—1,5 раза превышающие растягивающие напряжения от изгиба гранитной рубашки. Давление шайб на гранит не должно превышать допустимое.

Для обеспечения равномерного прилегания валов по ширине полотна прессовые валы обычной конструкции, как правило, бомбируются. Размер бомбировки нижнего вала двухвального пресса с вертикальным расположением валов равен удвоен­ному прогибу нижнего и верхнего валов K=2(fH+fB).

Для уменьшения скорости скольжения между валами, выз­ванной разностью диаметров поперечных сечений по длине, и износа сукон рекомендуется [78] бомбировать нижний и верх­ний валы пресса. В этом случае размеры бомбировок нижнего kH и верхнего kB валов следует распределить пропорционально их диаметрам Da и DB:

К = KDJ(Da + £>,), К = kDJ(D„ + DB).

Каландровые валы при эксплуатации испытывают значи­тельные деформации и контактные напряжения, поэтому рабо­чая поверхность их должна быть твердой и износостойкой. Этим требованиям в значительной степени удовлетворяют валы, изготовленные из чугунных отливок с отбеленным поверхност­ным слоем.

Твердый и износостойкий отбеленный слой образуется бла­годаря быстрому охлаждению наружного слоя при отливке вала в металлическую форму (кокиль). Поверхностная твер­дость в этом случае в зависимости от химического состава чу­гуна достигает 65—80 ед. по Шору. Цапфы валов не отбели­вают. Чугунные каландровые валы для современных бумаго­делательных машин легируют хромом, никелем и молибденом. Глубина отбеленного слоя достигает 45 мм.

По своим механическим свойствам такой чугун близок к чу­гуну СЧ24-44.

Валы каландров обычной конструкции до недавнего времени отливали заодно с цапфами (рис. 2.6,а). Для машин с обрез­ной шириной свыше 4200 мм сейчас применяют чугунные валы •с запрессованными и приставными [А. с. 351956 (СССР)] стальными цапфами (рис. 2.6, б). При стальных цапфах у ниж­него каландрового вала посадочный диаметр цапфы под под­шипник для широкоформатных машин на 10—15 % уменьша­ется против посадочного диаметра у чугунных цапф. Диаметр [нижнего вала каландра определяют из условия жесткости: от-

Носительный прогиб рабочей части вала не должен превышать Убооо—Vsooo - Такие же требования жесткости предъявляются и к верхнему валу при наличии дополнительного прижима.

Минимальный диаметр средних валов каландра ограничи­вается размерами корпусов их подшипников. Минимальный диа­метр вала после износа должен быть больше высоты корпуса его подшипника. Длина рабочей части валов должна быть на 130—180 мм больше ширины бумаги на каландре. К точ­ности исполнения геометрической формы валов предъявляют весьма высокие требования.

Несмотря на то, что все поверхности каландровых валов об­рабатываются, каландровые валы скоростных бумагоделатель­ных машин с обрезной шириной более 4200 мм проходят ста­тическую и динамическую балансировку. Основные размеры валов каландров в зависимости от обрезной ширины машин представлены в табл. 2.5, а нормы точности — в табл. 2.6.

* Диаметры нижних валов каландра. Для машнн с обрезной шириной 4200 мм и более в качестве нижних валов устанавливают валы с регулируемым прогибом (см. табл. 2.8).

Некруглость, мм 0,005 0,2 0,02

Нецилиндричность, мм:

На 1 м длины 0,005 — . 0,01

На всю длину 0,02 0,2 0,05

Радиальное биение бочки отно - 0,005 0,01 ' 0,05 сительно опорных шеек, мм Остаточная неуравновешен­ность, кг-м:

3,6- IQPG

Для машин с обрезной ши - — /Ир =-------------------------

Риной до 4200 мм и скоростью л2 до 500 м/мин

2,7-10MG 9- 109G

Для машин с обрезной шири - тр ■=----------------------------- тр --------------

Ной свыше 4200 мм и скоро - л2 п2

Стью свыше 500 м/мин

Шероховатость поверхности 0,16 1,25 1,2е;

Бочки (Ra), мм