«Металл-Столица». Продажа, ремонт и модернизация металлообрабатывающих станков и оборудования. Обработка и изготовление изделий из металла.

Изготовление валков каландров и вальцов

Каландры представляют собой трех-, четырех- или пятивалковые машины, предназначенные для листования резиновых или пластмассовых смесей, выравнивания толщины бумаги или картона, промазки тканей, обкладки тканей слоем резиновой смеси. Вальцовые машины служат для разминания, перемешивания, перетирания каучука, красочных паст, эмалей, пигментов и других материалов. Оси валков в каландрах и вальцах расположены параллельно друг другу. Рабочие валки машин могут вращаться с различными скоростями, что обеспечивает выполнение разнообразных технологических операций. Валки каландров, вальцов, краскотерок и других машин составляют группу наиболее сложных и ответственных рабочих органов. По конструктивному исполнению их можно подразделить на монолитные и насадные.

Толщина стенок таких валков колеблется в пределах от 50 до 300 мм в зависимости от диаметра и технологического назначения, а диаметр — от 500 до 1000 мм при длине рабочей части 800...4500 мм. Для улучшения обогрева в непосредственной близости от поверхности валка по периферии цилиндра бочки выполняются каналы. В некоторых видах валков лабораторных каландров диаметром до 250 мм рабочая часть выполняется в виде надетой на сердечник и приваренной к нему гильзы. В краскотерочных машинах широко применяются валки, в которых диаметр бочки не превышает 100 мм, а длина рабочей части не превышает 1000 мм. В крупногабаритных вальцах, некоторых типах вулканизаторов и в вальцах для производства паронита применяются валки с запрессованными цапфами. Материалом для валков чаще всего служит чугун марки СЧ 15—32, отлитый в кокиль.

Валки каландров диаметром до 350 мм изготавливаются из стали 45 и подвергаются закалке токами высокой частоты, при этом достигается твердость HRC 45...50 на глубине 4...5 мм. Валки в некоторых машинах для производства художественных красок изготовляются из белого фарфора или мрамора. Наружные поверхности бочек валков выполняются гладкими или профилированными. В процессе работы каландровые валы, соединенные в батареи по несколько штук, передают нагрузку от собственного веса нижнему валу. Все валы имеют небольшой прогиб. При этом невозможно обеспечить безобрывность и точность операции каландрнрования бумаги, картона, пластмассовых пленок и других материалов. Наиболее распространенным способом компенсации прогиба валков при каландрировании является бомбировка.

При бомбировке диаметр средней части валка выполняется несколько большим, чем на краях, что дает возможность компенсировать величину упругого прогиба валка. Под действием распорных усилий бочкообразная поверхность валка становится цилиндрической, а материал, выходящий из-под валков, имеет равную толщину в середине и по краям. На рабочем чертеже валка обычно указывается величина бомбировки, которая должна быть получена после механической обработки. Поверхность бочки валков должна иметь твердость НВ 550...600. Бочки валков отливаются из чугуна в кокиле, установленные вертикально. Все остальные элементы валка отливаются в земляные формы. При отливке рабочей поверхности валка в кокиль наружные слои чугуна, соприкасаясь с холодными стенками кокиля, быстро застывают, образуя слой отбеленного чугуна толщиной 15-20 мм высокой твердости. Сердцевина валка вследствие медленного застывания имеет структуру серого чугуна.

Шейки валков, отлитые в земляные формы, имеют мягкие поверхности, хорошо поддающиеся механической обработке. Качество работы каландров и вальцов зависит в большой мере от точности обработки и шероховатости рабочих и посадочных поверхностей валков. Основными параметрами, определяющими точность валков каландровых машин, являются геометрические размеры посадочных шеек и бочки, а также степень концентричности этих элементов относительно друг друга. Овальность бочки валка не должна превышать 0,15 мм, а для краскотерочных и бумагоделательных машин — 0,015 мм; конусность бочки не должна превышать 0,15 мм. Допускается радиальное биение бочки валков каландров относительно опорных шеек не более 0,08 мм. Шероховатость поверхности для валков каландров при изготовлении бумаги и тонких пленок не должна превышать Ra = 0,5 мкм.

Для механической обработки валков, помимо универсального оборудования, применяют вальцетокарные, трефофрезерные, вальцешлифовальные, а также специальные сверлильные станки для обработки отверстий, расположенных в непосредственной близости от рабочей поверхности бочки. Процесс обработки бомбированного крупногабаритного валка сводится к выполнению ряда технологических операций. На первой операции при установке валка в четырехкулачковом патроне и люнете подрезается торец и растачивается выточка. В расточенную выточку вставляется заглушка, валок устанавливается в патроне и люнете и поджимается центром задней бабки. Обтачиваются две шейки под люнет, наружная ступенчатая поверхность валка, и подрезается торец бочки. Валок устанавливается в люнете с помощью проточенных с высокой точностью шеек и крепится в патроне.

Торцы валка протачиваются в размер с двух установок, растачиваются выточки и центральное отверстие для направления расточной головки. Вторая операция сводится к растачиванию центрального отверстия на половину длины валка в два прохола с двух сторон поочередно. Обработка производится черновой и чистовой расточными головками при закреплении валка на полставках и базировании на проточенных шейках. При выполнении третьей операции валок крепится к угольнику, расположенному в яме. По кондуктору или разметке сверлятся отверстия, зенкуются фаски и нарезается резьба с двух сторон валка при его переустановке. С двух сторон валка устанавливаются центровые заглушки. Производится обточка цапфы буртика и бочки с припуском под шлифование, а после переустановки — обточка цилиндрических поверхностей.

Обработка производится с помощью резцов, оснащенных пластинками из твердого сплава ВК2. Черновое шлифование цилиндрической поверхности бочки выполняется при установке валка в центрах. Обработка отверстий для теплоносителя осуществляется на агрегатном станке, оснащенном делительным механизмом. Сверление производится удлиненными сверлами с двух сторон с предварительной засверловкой коротким сверлом. Сверление наклонных отверстий, соединяющих периферийные сверления с центральным отверстием, выполняется с двух установок при повороте плиты станка соответственно под углом 35 и 25°. На следующей операции рассверливаются и развертываются длинные отверстия, а также нарезается коническая дюймовая резьба с двух торцов валка.

Центровые заглушки вынимаются, и валок устанавливается и закрепляется на угольнике в яме. Операция выполняется с двух установок. Наиболее ответственной операцией является шлифование опорных шеек и бомбированной поверхности бочки валка. Первоначально шлифуются с припуском две короткие шейки на концах бочки. Под шейки подводятся подушки люнетов и производится черновое шлифование бочки до диаметра шлифованных шеек. После чернового шлифования рабочей поверхности вновь шлифуются шейки под люнет до заданного диаметра, и затем шлифуется за несколько проходов бомбированная поверхность бочки. Опорные шейки при этом шлифуются начисто. Для получения криволинейной бомбированной поверхности бочки валка применяется специальный механизм, принцип действия которого состоит в следующем: в начальный период резания шлифовальный круг устанавливается посередине вала соответственно его наибольшему диаметру; затем, по мере перемещения шлифовальной бабки вдоль вала, круг постепенно приближается к оси вращения вала, описывая заданную кривую.

При перемещении бабки в обратном направлении круг постепенно отходит и, пройдя через середину вала, вновь приближается к оси вращения во второй половине вала. Передаточное отношение рычагов и кривизна линейки для определенного станка являются постоянными величинами, поэтому необходимая величина бомбировання вала устанавливается с помощью изменения угла наклона рабочей поверхности клина. Угол наклона клина изменяется при вращении маховичка, посредством которого упор 6 перемещается вверх или вниз. Величина угла для одной и той же величины бомбировання зависит от длины вала; величина опускания ползуна будет тем больше, чем длиннее вал. Кривизна копиркой линейки устанавливается в соответствии с уравнением упругой линии изгиба вала.

Окончательная обработка рабочей поверхности валка производится с помощью полирования или алмазного шлифования. Алмазное шлифование производится торцом чашечного алмазного круга посредством приспособления, обеспечивающего постоянное усилие прижима круга к обрабатываемой поверхности. Обработка производится в два прохода со скоростью шлифования 20...30 м/с, продольной подачей 0,3 мм/об и охлаждением 6%-ным водным раствором кальцинированной соды. Алмазное шлифование обеспечивает высокую степень чистоты поверхности, необходимую для выполнения технологических операций каландрирования- Технологический процесс обработки валков с рифлениями или профильным рисунком поверхности бочки принципиально не отличается от процесса обработки гладкого валка. Продольные рифления выполняются на строгальных станках фасонными резцами или на фрезерных станках профильными фрезами.

Прессовые валы, применяемые в машинах для производства бумаги или картона, различаются по габаритным размерам, конфигурации цапф и виду антикоррозионных покрытий. Заготовки прессовых валов выполняются пустотелыми из чугуна СЧ 18—36 литьем в земляные формы, вертикально в кессонах. Диаметр валов достигает 1000 мм при толщине стенки до 150 мм и длине до 7000 мм; припуски валов диаметром 600...1000 мм составляют 15...20 мм на каждую сторону. Механическая обработка прессовых валов начинается с чернового обтачивания наружной поверхности и подрезания торца при установке заготовки прибыльной частью в четырехкулачковый патрон токарного станка, а вторым концом — на задний грибковый Вращающийся центр. После переустановки прибыль отрезается и подрезается второй торец. На второй операции проводят статическую балансировку вала. Наружная поверхность вала обтачивается со смещением на некоторую величину в сторону, противоположную дисбалансу.

После этого заготовку вала подвергают повторной проверке на статическую уравновешенность; в случае выявления дисбаланса производится вторичное обтачивание со смещением первоначальной оси вращения. При установке вала в патроне и люнете растачиваются отверстия диаметром 150...200 мм под горячую посадку цапф. Сверление отверстий под резьбу производится на расточном станке. Эти отверстия служат для пропускания пара при обогреве полости в процессе обрезинивания прессового вала. В расточенные отверстия по горячей посадке устанавливаются стальные цапфы. По всей длине рабочей поверхности вала нарезается винтовая канавка под обрезинивание глубиной 1... 1,5 мм и шагом 2...2,5 мм. Цапфы вала перед обрезиниванием предварительно обрабатываются шлифованием с целью устранения повреждений, образовавшихся на их поверхности при транспортировке. На поверхность прессового вала наносится слой резины толщиной 25...30 мм.

Первый слой на резьбовую поверхность наносится из эбонита, который хорошо сцепляется с чугуном; по эбониту наносят несколько слоев резины требуемой твердости. После обрезинивання обтачиваются рабочие поверхности и цапфы вала. На последней операции шлифуется резиновый слой рабочей поверхности вала при установке его на люнетные стойки шлифовального станка. Рабочие поверхности прессовых валов для клеильных прессов покрывают нержавеющей сталью методом горячего напыления при помощи металл и затора. Перед напылением на рабочих частях вала нарезают винтовую поверхность с шагом 2...2,5 мм и глубиной 1...1.5 мм. На винтовую поверхность наносятся несколько слоев нержавеющей стали толщиной 2...2,5 мм а затем рабочая поверхность вала шлифуется с припуском 1,5...2 мм на каждую сторону.