РИФЛЕНЫЙ ВАЛ

Полезная модель относится к оборудованию линий для производства гофрированного картона, в частности к узлам гофрирования, основными деталями которых являются рифленые гофрообразующие валы.
Известен рифленый вал, содержащий стальной корпус с рифленой наружной поверхностью. Для увеличения срока службы эта поверхность предварительно обрабатывается, а затем хромируется (А.Баранкевич «Гофроагрегаты», журнал «Гофроиндустрия», №2, 2004 год).
Гофрированный слой бумаги получают, пропуская бумажное полотно между двумя рифлеными валами, установленными с определенным зазором в гофрирующем прессе. В процессе эксплуатации в условиях подачи во внутреннюю полость валов насыщенного пара при температурах порядка 200 град. и избыточном давлением до 1,5 мПа взаимная центровка валов нарушается, и величина зазора между ними изменяется (в некоторых местах зазор выбирается полностью). Стальная поверхность валов не является достаточно твердой, чтобы противостоять истиранию профиля зубьев валов, что приводит к нарушению стабильности гофры. Кроме того, поверхность валов подвержена коррозии. Такие валы обладают низкой межремонтной стойкостью и малым числом допустимых реставраций.
Хромовое покрытие рифленой поверхности корпуса увеличивает межремонтную стойкость валов, однако такое покрытие является дорогим, и ввиду наличия пористости, допускает коррозию базового материала.
Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является повышение долговечности рифленых валов, путем увеличения межремонтной стойкости и ремонтопригодности наружной рифленой поверхности их корпусов, за счет формирования на этой поверхности экономичного защитного слоя с требуемым уровнем прочностных и коррозионных свойств.
Задача решается тем, что у рифленого вала, содержащего стальной корпус с износостойким покрытием на его рифленой наружной поверхности, покрытие выполнено металлокерамическим в виде напыленного высокоскоростным газопламенным методом порошкового материала, выбранного из числа следующих материалов: карбид вольфрама на кобальтовой связке, карбид вольфрама на никелевой связке, карбид вольфрама на связке кобальт-хром, карбид хрома на связке никель-хром.
Использование в качестве материала покрытия порошка карбида вольфрама на кобальтовой или никелевой или кобальт-хромовой связке или карбида хрома связке никель-хром, позволяет сформировать на поверхности рифленого вала защитный слой из металлокерамического материала, обладающего высокой твердостью, который обеспечивает требуемый уровень прочности покрываемой поверхности. Кроме того, эти материалы обеспечивают коррозионную стойкость покрытия.
Нанесение покрытия высокоскоростным газопламенным методом позволяет существенно повысить адгезионные характеристики, а также произвести покрытие поверхности корпуса при низкой температуре, никак не влияющей на фазовый структурный состав основного материала валов. Кроме того, такое покрытие при его выработке подлежит восстановлению.
На фиг.1 представлен продольный разрез рифленого вала, на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.
Рифленый вал состоит из корпуса 1 и двух цапф 2 и 3. Корпус 1 выполнен из стали, например хромомолибденовой или поковок качественной высокоуглеродистой конструкционной стали. Рифленая поверхность корпуса выполнена с металлокерамическим покрытием 4 на основе порошка, каждая из частиц которого включает в себя частицы карбида вольфрама, диспергированные в материале связки, в качестве которого выбирается либо кобальт, либо никель, либо сплав кобальта с хромом, или частицы карбида хрома диспергированные в никель-хромовой связке. Покрытие нанесено на поверхность высокоскоростным газопламенным методом напыления, при
котором из-за относительно низкой температуры газовой струи и отсутствии свободного кислорода обеспечивается низкое содержание оксидов в покрытии, а также обеспечивается высокая адгезия покрытия к материалу корпуса вала и низкая пористость покрытия.
Гофрированный слой получают пропуская предварительно увлажненное бумажное полотно между двумя рифлеными валами, установленными с определенным зазором в гофрирующем прессе. Для этого в рифленые валы подается насыщенный пар температурой 200°С с избыточным давлением до 1,5 МПА. В процессе работы покрытие рифленого вала, обладающее высокой стойкостью к износу и коррозионной стойкостью, долговременно защищает рифленую поверхность корпуса вала от истирания, надолго обеспечивая стабильность гофры изготовляемого картона. Кроме того, возможность восстановления покрытия увеличивает ремонтопригодность валов.
В таблице приведены сведения о характеристиках покрытий, нанесенных поверхность рифленого гофрообразующего вала, изготовленного из поковок углеродистой конструкционной стали марки 50 по ГОСТ 1050-88.
Материал покрытия
Твердость HV0,3
Пористость покрытия
Увеличение ресурса (кол-во раз)
Ремонтопригодность
WC/CO
800-1400
<1%
4-6
Подлежит восстановлению до 7 раз
WC/COCr
800-1450
<1%
4-6
Подлежит восстановлению До 7 раз
WC/Ni
1000-1200
<1%
4-6
Подлежит восстановлению до 7 раз
Сr<sub>3</sub>С<sub>2</sub>/NiСr
800-1300
<1%
3-5
Подлежит восстановлению до 7 раз
Из таблицы видно, что любой из заявленных материалов покрытия увеличивает срок службы рифленых валов в равнении с валами без покрытия до первого ремонта как минимум в 3-4 раза и ремонтопригодность валов до 7 раз.
Таким образом, благодаря выбранному типу твердого материала в сочетании с методом его нанесения, на поверхности вала эффективным, недорогим и надежным способом обеспечивается защитный слой с требуемым уровнем прочностных и коррозионных свойств.