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摘 要：真空辊是造纸机械、涂布机械的关键零部件。根据参与设计、加工制造工作的实践经验、查阅了国内外有关技术资料，对真空辊的辊体材质分析、辊体加工及钻孔加工的措施，以及密封件的材质选择等问题，谈谈自己的浅显认识。
关键词：不锈钢；真空辊；制造工艺
真空辊是造纸机械、涂布机械设备中的关键零部件。当前纸品市场对高档、新闻纸的需求日益增大，国内现有进口、国产纸机、纸涂布机的生产量已远不能满足市场需要，形成大量进口。因此，国家采取政策倾斜，增大了造纸行业技改投入。各造纸生产厂家纷纷新上或技改纸机生产线，纸机设备市场潜力巨大。我厂应在纸机生产线或关键零、配套件生产上引起重视。
根据前几年，我厂生产1760无碳复写纸涂布机、1820/450铜版纸涂布纸生产线、感光涂布生产线的经验，加上对国内数条进口生产线的考查调研，通过查阅国内外有关技术资料，对真空辊这一造纸关键性零件的制造和发展有了一定的认识。
真空辊的辊体材质、辊体的加工及钻孔以及密封件是真空辊的关键。几十年来，10-2铸锡青铜是制造真空辊的主要材料，这种真空辊孔眼易堵塞，外表面变毛，内壁形成沟槽，包胶辊橡胶经常脱胶，有的高线压压榨时显得刚性不够。近几年来，才发展了镍铬不锈钢真空辊。如果国产镍铬不锈钢真空辊的工作车速提高到1500m/min，工作线压达100～120kN/m，这样的真空辊不仅有国内市场，也有着国际市场。
一、镍铬不锈钢真空辊辊体的材质。
经实践调查证明，镍铬不锈钢真空辊的自身寿命长，对网、密封体磨损小，对胶层粘接力强。目前国产真空辊辊体的材质有两种：一种是镍铬不锈钢板卷焊而成的；另一种是离心铸造的镍铬不锈钢。
国外真空辊辊壳材料除常规1Cr18Ni9Ti外，还研究了一系列新型材料，适用于高腐蚀的白水，即氯离子浓度超过0.018%（180ppm），温度超60℃，存在大量硫代硫酸盐的环境。
镍铬不锈钢真空辊辊壳无论钢板卷焊或离心铸造，其坯料均须进行固熔处理，消除应力，减少变形，这一道热处理一定要做，否则钻孔困难，圆度、圆柱度无法保证。圆度上长短直径之差大于0.1mm以上就会造成内腔真空度波动，密封条过早磨损。
真空辊辊壳的材质化学成分：镍（Ni）与铬（Cr）的比例，国内是1：2，而国外为1：（4～6）。含镍量高主要是耐酸碱腐蚀，但加工性能差。用锉刀锉镍铬不锈钢表面，一是韧，二是锉不光。一支真空辊辊壳上要钻孔几万甚至几十万个，如果材料含Ni高，加工难，孔壁粗糙，钻屑呈连续蜷曲状，拉毛孔壁，易造成孔眼堵塞。
国外厂商采用新代号镍铬不锈钢，最主要提高钻孔效率，钻孔壁的质量。根据国外资料介绍，真空辊的辊壳直径φ1000～φ2000mm，辊面宽度大于12000mm。同时每次可钻孔350～550个。解决钻孔质量，防止浆料堵塞辊体孔眼，这是真空辊制造的大问题。
二、辊壳的加工与钻孔。
（一）辊壳加工。辊体的加工保证圆度、圆柱度、内外面的同轴度、端面与闷头孔的垂直度等。目前国内辊壳加工先加工端面及内表面，调头接平，然后以内圆定位再加工外表面，内外表面存在二次误差，两个端面也不是同时垂直内外表面，造成动平衡误差。
实际上，真空辊辊壳要校动平衡，其自身来讲无法加平衡块，只能在传动侧轴头内侧。因此，机构加工时要尽最大可能减少质量不平衡的发生。当辊子设计车速大于150m/min，转速大于100r/min时，必须校动平衡，在两端校正平面，每端许用动不平衡量：
U动=1.5G级G重D/V（g.cm）
式中：G级——平衡品种数
G重——辊的自重，g
D——辊的直径，m
V——设计车速，m/min
由上式可知，设计车速越高，动不平衡量U动越小，即精度高。
（二）钻孔。钻孔，国内采用多头钻床，麻花钻，每次钻孔20～40个，过去钻一个孔要退几次钻头，以便排除钻屑。现在在切削刃采取措施，钻屑排出连续顺利，钻屑呈细螺旋状，对孔壁擦伤较小，不用退刀排屑。
国外资料报导，辊壳材质VK-A171的钻孔情况：
麻花钻：钻头直径1/8英寸，转速300～500r/min。为了排屑，每钻一孔多次提升钻头。钻屑会使孔壁起毛，留有刮痕。这种钻孔方式，既费工又难保证质量，钻孔发生偏差，造成应力集中。
枪钻：是一种特别设计的空心钻头，材料是烧结碳素合金钢。钻孔时，钻头中心送入9.3Mpa压力的冷却用润滑油从钻头顶端排出，钻屑即随压力油沿钻头四周的凹槽排出孔外，转速4200r/min，约为麻花钻的10倍。加工件直径500～2500mm，加工最大长度12m，每次可同志钻330～350孔，相邻两孔中心距为35.7mm，每4个钻头为一组，由一台齿轮变速电机传动，该设备为自制的。
枪钻与磨花钻孔质量进行测定比较：
枪钻孔测定1170个孔，辊壳壁厚68mm，孔直径4.3mm，平均最大偏差为0.5mm。麻花钻孔侧定1080个孔，辊壳壁厚50mm，孔直径4.3mm，平均最大偏差为1.55mm，是枪钻的3倍。枪钻孔内壁光滑，Ra为0.6μm；麻花钻孔内壁粗糙，Ra为4.75μm。
枪钻钻孔时，噪音很小，只有85～90dB。
国内麻花钻钻孔其钻头转速400～450r/min，一次进刀钻孔完毕，辊壳壁厚若25.4mm，需1.5～1min。孔壁粗糙度Ra为2.5～6.3μm.。
三、密封件
密封件应该具有下几方面的性能：（1）与辊壳内壁密合性要好，并具有自润滑性；（2）密封件须耐磨，又不能擦伤辊壳内壁以至于刻划出环形沟槽；（3）既要保证有良好的密封，又不能贴合得过紧从而造成真空辊传动功率的增加；（4）真空辊中的密封件与辊壳之间相对转动会产生静电。静电吸附作用使白水中的短纤维、杂质吸附在密封件侧面。故密封件的材质是导电的。
密封件的材质大致为：（1）布质酚醛层压板；（2）尼龙1010；（3）尼龙MC6；（4）聚四氟乙烯加填料；（5）超高分子聚乙烯；（6）电炉碳精棒。
从国外引进的真空辊所用的密封件材料亦是黑色的碳精棒制造，有金属光泽，比重大，致密，磨擦面光滑发亮。据纸厂反映，密封件耐磨，辊壳内壁用了几年还是光滑的。
我国有四大电碳基地：四川东新、哈尔滨、北京、上海。不同牌号的碳素材料具有不同的性能，适应不同的工况条件和使用范围。一般地说，浸渍金属的碳素石墨，机械强度和导热性能较高，它适用于高负荷的工况条件。
有资料记载，在密封件材质试验中，工作介质为水，车速为250～300m/min，压力0.2～0.3Mpa；密封件材质M158B，对磨副1Cr18Ni9Ti，进行时间2160h，工作温度常温，磨损量极微，约0.05～0.08mm。
从国外进口纸机上的真空辊受到长期实物运行考验，从材质、加工、密封件等方面适应1200～1400m/min的车速。尽管国内真空辊制造厂家有十几家，但高质量、高水平的不锈钢真空辊在国内尚未有报导，通过以上对比和分析，如果能加大投入，发挥我们技术素质高、设备先进、质量信誉高的优势，填补真空辊制造的空白并替代进口，定能争取到良好的经济和社会效益。
关键词：不锈钢；真空辊；制造工艺
真空辊是造纸机械、涂布机械设备中的关键零部件。当前纸品市场对高档、新闻纸的需求日益增大，国内现有进口、国产纸机、纸涂布机的生产量已远不能满足市场需要，形成大量进口。因此，国家采取政策倾斜，增大了造纸行业技改投入。各造纸生产厂家纷纷新上或技改纸机生产线，纸机设备市场潜力巨大。我厂应在纸机生产线或关键零、配套件生产上引起重视。
根据前几年，我厂生产1760无碳复写纸涂布机、1820/450铜版纸涂布纸生产线、感光涂布生产线的经验，加上对国内数条进口生产线的考查调研，通过查阅国内外有关技术资料，对真空辊这一造纸关键性零件的制造和发展有了一定的认识。
真空辊的辊体材质、辊体的加工及钻孔以及密封件是真空辊的关键。几十年来，10-2铸锡青铜是制造真空辊的主要材料，这种真空辊孔眼易堵塞，外表面变毛，内壁形成沟槽，包胶辊橡胶经常脱胶，有的高线压压榨时显得刚性不够。近几年来，才发展了镍铬不锈钢真空辊。如果国产镍铬不锈钢真空辊的工作车速提高到1500m/min，工作线压达100～120kN/m，这样的真空辊不仅有国内市场，也有着国际市场。
一、镍铬不锈钢真空辊辊体的材质。
经实践调查证明，镍铬不锈钢真空辊的自身寿命长，对网、密封体磨损小，对胶层粘接力强。目前国产真空辊辊体的材质有两种：一种是镍铬不锈钢板卷焊而成的；另一种是离心铸造的镍铬不锈钢。
国外真空辊辊壳材料除常规1Cr18Ni9Ti外，还研究了一系列新型材料，适用于高腐蚀的白水，即氯离子浓度超过0.018%（180ppm），温度超60℃，存在大量硫代硫酸盐的环境。
镍铬不锈钢真空辊辊壳无论钢板卷焊或离心铸造，其坯料均须进行固熔处理，消除应力，减少变形，这一道热处理一定要做，否则钻孔困难，圆度、圆柱度无法保证。圆度上长短直径之差大于0.1mm以上就会造成内腔真空度波动，密封条过早磨损。
真空辊辊壳的材质化学成分：镍（Ni）与铬（Cr）的比例，国内是1：2，而国外为1：（4～6）。含镍量高主要是耐酸碱腐蚀，但加工性能差。用锉刀锉镍铬不锈钢表面，一是韧，二是锉不光。一支真空辊辊壳上要钻孔几万甚至几十万个，如果材料含Ni高，加工难，孔壁粗糙，钻屑呈连续蜷曲状，拉毛孔壁，易造成孔眼堵塞。
国外厂商采用新代号镍铬不锈钢，最主要提高钻孔效率，钻孔壁的质量。根据国外资料介绍，真空辊的辊壳直径φ1000～φ2000mm，辊面宽度大于12000mm。同时每次可钻孔350～550个。解决钻孔质量，防止浆料堵塞辊体孔眼，这是真空辊制造的大问题。
二、辊壳的加工与钻孔。
（一）辊壳加工。辊体的加工保证圆度、圆柱度、内外面的同轴度、端面与闷头孔的垂直度等。目前国内辊壳加工先加工端面及内表面，调头接平，然后以内圆定位再加工外表面，内外表面存在二次误差，两个端面也不是同时垂直内外表面，造成动平衡误差。
实际上，真空辊辊壳要校动平衡，其自身来讲无法加平衡块，只能在传动侧轴头内侧。因此，机构加工时要尽最大可能减少质量不平衡的发生。当辊子设计车速大于150m/min，转速大于100r/min时，必须校动平衡，在两端校正平面，每端许用动不平衡量：
U动=1.5G级G重D/V（g.cm）
式中：G级——平衡品种数
G重——辊的自重，g
D——辊的直径，m
V——设计车速，m/min
由上式可知，设计车速越高，动不平衡量U动越小，即精度高。
（二）钻孔。钻孔，国内采用多头钻床，麻花钻，每次钻孔20～40个，过去钻一个孔要退几次钻头，以便排除钻屑。现在在切削刃采取措施，钻屑排出连续顺利，钻屑呈细螺旋状，对孔壁擦伤较小，不用退刀排屑。
国外资料报导，辊壳材质VK-A171的钻孔情况：
麻花钻：钻头直径1/8英寸，转速300～500r/min。为了排屑，每钻一孔多次提升钻头。钻屑会使孔壁起毛，留有刮痕。这种钻孔方式，既费工又难保证质量，钻孔发生偏差，造成应力集中。
枪钻：是一种特别设计的空心钻头，材料是烧结碳素合金钢。钻孔时，钻头中心送入9.3Mpa压力的冷却用润滑油从钻头顶端排出，钻屑即随压力油沿钻头四周的凹槽排出孔外，转速4200r/min，约为麻花钻的10倍。加工件直径500～2500mm，加工最大长度12m，每次可同志钻330～350孔，相邻两孔中心距为35.7mm，每4个钻头为一组，由一台齿轮变速电机传动，该设备为自制的。
枪钻与磨花钻孔质量进行测定比较：
枪钻孔测定1170个孔，辊壳壁厚68mm，孔直径4.3mm，平均最大偏差为0.5mm。麻花钻孔侧定1080个孔，辊壳壁厚50mm，孔直径4.3mm，平均最大偏差为1.55mm，是枪钻的3倍。枪钻孔内壁光滑，Ra为0.6μm；麻花钻孔内壁粗糙，Ra为4.75μm。
枪钻钻孔时，噪音很小，只有85～90dB。
国内麻花钻钻孔其钻头转速400～450r/min，一次进刀钻孔完毕，辊壳壁厚若25.4mm，需1.5～1min。孔壁粗糙度Ra为2.5～6.3μm.。
三、密封件
密封件应该具有下几方面的性能：（1）与辊壳内壁密合性要好，并具有自润滑性；（2）密封件须耐磨，又不能擦伤辊壳内壁以至于刻划出环形沟槽；（3）既要保证有良好的密封，又不能贴合得过紧从而造成真空辊传动功率的增加；（4）真空辊中的密封件与辊壳之间相对转动会产生静电。静电吸附作用使白水中的短纤维、杂质吸附在密封件侧面。故密封件的材质是导电的。
密封件的材质大致为：（1）布质酚醛层压板；（2）尼龙1010；（3）尼龙MC6；（4）聚四氟乙烯加填料；（5）超高分子聚乙烯；（6）电炉碳精棒。
从国外引进的真空辊所用的密封件材料亦是黑色的碳精棒制造，有金属光泽，比重大，致密，磨擦面光滑发亮。据纸厂反映，密封件耐磨，辊壳内壁用了几年还是光滑的。
我国有四大电碳基地：四川东新、哈尔滨、北京、上海。不同牌号的碳素材料具有不同的性能，适应不同的工况条件和使用范围。一般地说，浸渍金属的碳素石墨，机械强度和导热性能较高，它适用于高负荷的工况条件。
有资料记载，在密封件材质试验中，工作介质为水，车速为250～300m/min，压力0.2～0.3Mpa；密封件材质M158B，对磨副1Cr18Ni9Ti，进行时间2160h，工作温度常温，磨损量极微，约0.05～0.08mm。
从国外进口纸机上的真空辊受到长期实物运行考验，从材质、加工、密封件等方面适应1200～1400m/min的车速。尽管国内真空辊制造厂家有十几家，但高质量、高水平的不锈钢真空辊在国内尚未有报导，通过以上对比和分析，如果能加大投入，发挥我们技术素质高、设备先进、质量信誉高的优势，填补真空辊制造的空白并替代进口，定能争取到良好的经济和社会效益。