瓦楞辊相关零件设计.ppt

1、瓦楞辊相关零件设计,课程内容： 一、瓦楞辊相关零件介绍； 二、相关零件设计； 1.瓦楞辊的设计 1.1瓦楞辊材料的选用； 1.2瓦辊辊的齿形关系及设计； 1.3瓦楞辊制造工艺 2.压力辊、胶水辊、刮胶辊的设计 3.齿轮的设计,1.瓦辊辊 瓦楞辊是单面瓦楞机的核心部件，由一个筒体和两个轴头组成，筒体与轴头采用过盈配合，轴头组装在筒体的两端，结合处采用气密性焊缝连接。成对使用，辊面有磨有轴向的齿，用齿把瓦楞纸压制成形。 2.压力辊 压力辊的结构与瓦楞辊一样，但辊面无齿形，为光辊，与下辊配合使用， 用于把齿顶粘到胶水的瓦楞纸与面纸压贴合，使它们粘到一起。 3.胶水辊 胶水辊结构与瓦楞辊一样，辊面有网

2、纹，与下辊和刮胶辊配合使用，用于把瓦楞纸的齿顶粘上一层胶水。 4.刮胶辊 刮胶辊一般采用整体式结构，也可以采用与瓦楞辊一样的结构形式，为光辊，与胶水辊配合使用，用于把胶水辊带起的多余的胶水刮掉，使胶水辊上胶均匀。,一、公司目前设计相关产品有：,1.瓦楞辊 1.1 材料的选用 目前在国内大部分机械厂家瓦楞辊筒体所使用的材料是48CrMo或48CrMoA，也有个别厂家探讨一些新材料如50CrVA，但还未成熟。我公司采用的是48CrMoA。 原禄取用J 48CrMoA，属于48CrMoA的一个变种，增加了Cr、Mo、Mn等合金的含量，C的含量也有所增加，原热处理方式也有所不同，为正火+回火，主要目的

3、为增加了原材料的硬度及耐磨性，但同时脆性也相应增加，对瓦楞辊以后的翻新造成不利。 瓦楞辊采用的原材料均属于合金钢，瓦楞辊轴头要求较低，我公司采用45钢，关于钢的分类见下页：,二、相关零件的设计：,钢的分类,1.2 齿形设计 如下示意图：,1.2 齿形设计 各齿形关系如下： h1+h2=H h2=H/2=(H+0.2)/2 h1=H-h2=H-(H+0.2)/2=H/2-0.1 h1的作用：作为测量齿厚的依据参数； t1+t2=T c=t2-t1=T-t1-t1=T-2t1 c/2=T/2-t1 c/2的作用：齿形设计依据，需要在一定的合理范围内。 =360/z /2=/2+/2 所以有=+=3

4、60/z+ 设计中为变数，为得数， 需要在一定的合理范围内。,1.2 齿形设计 瓦楞纸齿形密度（）：齿形密度的定义为每300mm的齿数 z= D/300 此公式用于知道密度与外径D的情况下求齿数z。 同理：=300z/D 此公式用于知道齿数z与外径D的情况下求密度 。 T=（D-H）/z 此公式用于知道外径D、齿高H、齿数z的情况下求节距T。 同理：D=Tz/+H 此公式用于知道节距T、齿高H、齿数z的情况下求外径D 。,1.2 齿形设计 r=(T-c)/2/2/tg(/2）-(H/2-0.1)/1/sin(/2)-1 此公式用于计算r，r与T、c、H相关，c需在合理范围内， 可自由调整，但要

5、使在合理范围内， 与的关系见前页： =+=360/z+ 。 R=(T+c)/2/2)/tg(/2)-(H/2+0.1)/1/sin(/2)-1 此公式用于计算R，R与T、c、H相关，c 与需在合理范围内。 TUR= r/sin(/2)-r+D/2sin(/2)sin()-r/tg(/2)- R/tg(/2) 2 +（90-/2） /180 r 2+ （90-/2） /180 R 2 /(D/Z) 瓦楞率（TUR）是单个楞型的齿廓曲线长度与单个齿的弧长的比值。也就是成型后瓦楞的长度与瓦楞原纸长度的比值。由上述各参数可计算出某一齿形瓦楞辊的瓦楞率。它的合理性是直接衡量瓦楞辊质量的重要经济指标。,1

6、.3 瓦楞辊设计中的公差与配合 目前瓦楞辊各档外径公司采用的公差如下：,根据选用的轴承及瓦楞辊的使用经验，不同的公司对瓦楞各档采用的公差有一定的区别。 本公司瓦楞辊筒体与轴头的组合采用过盈配合H7/v6，公差与配合的相关知识按下页：,1.3 瓦楞辊设计中的公差与配合,1.3 瓦楞辊设计中的公差与配合 公差的选择应按照国家标准，根据国家标准公差和基本偏差的数值，可组成大量不同大小与位置的公差带。从经济性出发，为避免刀具、量具的品种、规格不必要的繁杂，国家标准对公差带的选择曾多次加以限制。标准如下表：,1.3 瓦楞辊设计中的公差与配合,1.3 瓦楞辊设计中的公差与配合,1.3 瓦楞辊设计中的公差与

7、配合,1.3 瓦楞辊设计中的公差与配合 配合的选择要考虑以下几点： 一、配合件的工作情况 1.相对运动情况：有相对动力的配合件，应选择间隙配合，速度大则间隙大，速 度小则间隙小，没有相对动力时，需综合其他因素选择，采用间隙、过盈或过渡 配合均可。 2.载荷情况：一般情况，如单位压力大则间隙小，在静连接中传力矩大以及有冲 击振动时，过盈要大。 3.定心精度要求：要求定心精度高时，选用过渡配合，定心精度不高时，可选用 基本偏差g或h所组成的公差等级高的小间隙配合代替过渡配合，间隙配合和过盈 配合不能保证定心精度。 4.装拆情况：有相对运动、经常装拆时，采用g或h组合的配合，无相对运动装拆 频繁时，

8、一般用g、h或j、js组成的配合，不经常装拆时，可用k组成的配合，基 本不拆的，用m或n组成的配合，另外，当机器内部空间较小时，为了装配零件方 便，虽然零件装上后不需再拆，只要工作情况允许，也要选过盈不大或有间隙的 配合。 5.工作温度：当配合件的工作温度和装配温度相差较大时，必须考虑间隙在工作 时发生的变化。,1.3 瓦楞辊设计中的公差与配合 二、在高温或低温条件下工作时（-60800），如果配合件材料的线胀系数不同，配合间隙（或过盈）需进行修正计算。 三、配合件的生产批量：单件小批量生产时，孔往往接近最小极限尺寸，轴往往接近最大极限尺寸，造成孔轴配合偏紧，因此间隙应适当放大些。 四、应尽量

9、优先采用优先配合，其次采用常用配合。 五、形状公差、位置公差和表面粗糙度对配合性质的影响。 六、选择过盈配合时，由于过盈量的大小对配合性质的影响比间隙更为敏感，因此，要综合考虑更多因素，如配合的直径、长度、工件材料力学特性、表面粗糙度、形位公差、配合后产生的应力和夹紧力，以及所需的装配力和装配方法等。,1.3 瓦楞辊设计中的公差与配合 形位公差：,1.3 瓦楞辊设计中的公差与配合 盘点瓦楞辊设计中的配合： 轴承档与轴承配合 油封档与油封配合 传动档与万向联轴器配合 传动档与齿轮的配合 传动档中的键槽与键的配合 下辊刀槽与铜刀的配合 轴头与筒体组合时的配合,1.4 瓦楞辊制造工艺安排 轴头锻件粗

10、车 筒体调质粗车,热配焊接高温去应力半精车,（下辊引槽）外圆磨开齿半精磨齿热处理,槽加工（下辊） 精磨齿低温去应力辊体表面处理,精车精磨轴头铣键槽钳作等-动平衡包装入库,工艺解释： 1. 高温去应力的作用：去除热配及焊接产生的内应力，以利于后工艺的加工及避免变形。 2. 瓦楞辊辊面的热处理方式一般有中频感应淬火热处理、激光淬火热处理、中频感应淬火+渗氮的复合热处理，公司目前新造瓦楞辊采用复合热处理方式，修复辊采用淬火热处理方式。 3. 精磨齿安排在热处理后的原因：热处理后瓦楞辊会产生一定的变形及氧化层，精磨齿修复，但精磨齿需控制好磨削量及散热，避免因磨削而使热处理好的辊面硬度降低。 4. 低温

11、去应力的作用：去除楞面在前面各道工序加工中产生的应力，减少瓦楞辊工作温度下的变形，减少跳动，增加瓦楞辊工作的平稳性。,工艺解释： 5. 瓦楞辊的表面处理方式有一般有渗氮、镀硬铬、喷涂碳化钨，渗氮的表面处理方式公司已不再采用，目前使用的热处理方式为镀硬铬（中低档）、喷涂碳化钨。 6. 槽加工的工艺安排，热处理前引槽，定好槽的位置，热处理后再加工槽，这样安排的好处为避免中频感应加热时槽边产生软带。但这样的安排因槽的位置热处理后硬度提高，使后面槽的加工较为困难。因此一些小的瓦楞辊加工企业并不采用这样的工艺。 7. 精车及精磨轴头的工艺安排到最后的原因：把前工序中对轴头的一些损伤去除，保证产品质量。,

12、工艺中较多用到了热处理，下面是几种常见金属热处理的概念：,1.正火：将钢材或钢件加热到临界点Ac3(对于亚共析钢)或Accm（过共析钢）以上3050,保温适当时间后，在自由流动的空气中均匀冷却的热处理工艺为正火. 正火后的组织:亚共析钢为F+S,共析钢为S，过共析钢为S+Fe3C正火与完全退火的主要差别在于冷却速度快些，目的是让钢组织正常化，亦称常化处理。 2.退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20-40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺 。,工艺中较多用到了热处理，下面是几种常见金属热处理的概念：,3.固溶热处理：将合金加热至高

13、温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。 4.时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。 5.固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型 。,工艺中较多用到了热处理，下面是几种常见金属热处理的概念：,6.时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。 7.淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺 。 8.回火：将经过淬火的工件加

14、热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺 。,工艺中较多用到了热处理，下面是几种常见金属热处理的概念：,9.钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。 10.调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200-350之间。,2.压力辊、胶水辊及刮胶辊的设计 2.1 材料的选用 压力辊采用45#钢，辊面中频淬火热处理，辊表面镀硬铬，壁厚