каландровый вал
Классы МПК: | D21G1/00 Каландры |
Автор(ы): | Клековкин В.С., Мирзоян Г.С., Дулотин В.А., Бармыков А.С., Гурков Д.М., Ощепков В.Ф., Абрамов И.В., Рослов М.А., Жебровский В.В. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество "Буммаш" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-07-01 публикация патента:
10.03.1998 |
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. Сущность изобретения: каландровый вал состоит из рубашки и сердечника с внутренней полостью. Рубашка ваполнена центробежно литой, двухслойной с наружным слоем из белого чугуна, модифицированного 0,1 - 0,3 % от его массы ферроцерием, и внутренним слоем из чугуна с шаровидным графитом при соотношении толщин этих слоев (1 : 1) - (1 : 10). Внутренняя полость сердечника имеет переменный по длине вала диаметр, определяемый по соотношению, привединенному в тексте описания. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Каландровый вал, состоящий из рубашки и сердечника с внутренней полостью, отличающийся тем, что рубашка вала выполнена центробежно литой двухслойной с наружным слоем из белого чугуна, модифицированного 0,1 - 0,3% от его массы ферроцерием, и внутренним слоем из чугуна с шаровидным графитом при соотношении толщин указанных слоев (1:1) - (1:10), а внутренняя полость сердечника имеет переменный по длине вала диаметр, определяемый из соотношения![каландровый вал, патент № 2106449](/images/patents/365/2106449/2106449-5t.gif)
где
![каландровый вал, патент № 2106449](/images/patents/365/2106449/2106449-6t.gif)
d - наружный диаметр рубашки;
A - коэффициент, зависящий от величины бамбировки;
Епр - приведенный модуль упругости деформируемых слоев;
Х - текущая координата длины вала, определяемая от края до середины;
P - внутреннее регулируемое в полости давление, обеспечивающее отличную от нуля деформацию на краю вала;
d1 - минимальный диаметр полости.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. Известны каландровые валы для бумагоделательных машин, изготавливаемые из цельнолитой заготовки в земляную стационарную форму. При этом наружный рабочий слой каландрового вала выполняется из отбеленного чугуна и обрабатывается по параболической кривой для обеспечения бомбировки рабочей поверхности [1]. Каландровые валы такой конструкции имеют следующие недостатки: рабочий слой из отбеленного чугуна имеет разную твердость по длине и нестабильное качество материала; высокую технологическую трудоемкость и сложность выполнения параболической поверхности при каждой перешлифовке вала во время его эксплуатации; наблюдаются поломки цапф при эксплуатации. За весь срок службы каландровый вал подвергается до 20-30 перешлифовкам из-за нарушения геометрии рабочей поверхности. Для устранения поломок цапф каландровых валов предложена конструкция и способы сборки составного каландрового вала, имеющего рубашку, отлитую из чугуна в виде трубы, и пустотелый стальной сердечник. Сборка рубашки с сердечником осуществляется упруго-пластическим деформированием (автофретированием) из внутренней полости сердечника каландрового вала [2] (прототип). Известное решение [2] устраняет только один из вышеперечисленных недостатков каландрового вала [1]. Изобретение направлено на повышение надежности, долговечности и регулировки бомбировки каландрового вала. Достигается это тем, что каландровый вал состоит из рубашки, сердечника с внутренней полостью, причем рубашка выполнена центробежнолитой двухслойной с наружным слоем из белого чугуна, модифицированного 0,1-0,3% феррроцерием от его массы, и внутренним слоем из чугуна с шаровидным графитом при соотношении толщин этих слоев (1:1)-(1:10), а внутренняя полость сердечника имеет переменный по длине диаметр d1x, определяемый из соотношения![каландровый вал, патент № 2106449](/images/patents/365/2106449/2106449-2t.gif)
где
![каландровый вал, патент № 2106449](/images/patents/365/2106449/2106449-3t.gif)
d - наружный диаметр рубашки;
A - коэффициент, зависящий от величины бомбировки;
Eпр - приведенный модуль упругости деформируемых слоев;
X - текущая координата длины вала, определяемая от края до середины;
P - внутреннее регулируемое в полости давление, обеспечивающее отличную от нуля деформацию на краю вала;
d1 - минимальный диаметр полости. Существенными отличиями конструкции каландрового вала являются двухслойная центробежнолитая рубашка, выполнение ее наружного слоя из белого чугуна, модифицированного ферроцерием в указанном количестве, выполнение внутреннего слоя из чугуна с шаровидным графитом при указанном соотношении толщин этих слоев, выполнение внутренней полости сердечника с переменным по длине диаметром, определяемым по заявленному соотношению. Анализ известных технических решений в области целлюлозно-бумажного машиностроения позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом вале. Использование центробежнолитой заготовки для рубашки позволяет повысить плотность металла, создать более однородную структуру в рабочем слое из белого чугуна на большую глубину и более стабильные механические характеристики металла по сравнению со стационарно литой заготовкой. Выполнение рубашки двухслойной обеспечивает регулирование толщины рабочего слоя из белого чугуна, равномерно твердость по сечению и длине и прочное сцепление двух слоев. Выполнение наружного слоя из белого чугуна, модифицированного ферроцерием в заявленных пределах, обеспечивает повышенную твердость и износостойкость металла. При модифицировании белого чугуна ферроцерием в меньших количествах в структуре чугуна появляются включения графита, твердость и износостойкость материала снижаются. При превышении количества ферроцерия 0,3% повышается хрупкость металла и снижается эксплуатационная стойкость вала. Выполнение внутреннего слоя из чугуна с шаровидным графитом обеспечивает более низкие остаточные литейные напряжения в рубашке. При соотношении толщин этих слоев ниже заявленных пределов возрастает хрупкость рубашки, а при соотношении выше заявленных пределов толщины наружного слоя недостаточно для обеспечения необходимого количества перешлифовок. Переменный диаметр внутренней полости сердечника подбирается таким образом, чтобы радиальная жесткость сечений в конечном счете обеспечила необходимую регулируемую величину бомбировки наружной (рабочей) поверхности вала. Зависимость получена на основе решения Ляме-Гадолина [3] для предлагаемой конструкции. В заявляемой зависимости для расчета переменного диаметра внутренней полости параметр А связан с величиной бомбировки следующим выражением:
![каландровый вал, патент № 2106449](/images/patents/365/2106449/2106449-4t.gif)
где
![каландровый вал, патент № 2106449](/images/patents/365/2106044/916.gif)
1. Лазаренко Т.П. и др. Технология бумагоделательного машиностроения.- М.: Машиностроение, 1963, с. 286. 2. Авторское свидетельство СССР N 1286660, кл. D 21 G 1/00. 3. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. - М.: Машиностроение, 1975, с. 398.