瓦楞輥

瓦楞輥是瓦楞紙板生產設備中最重要的組成部分，它一般都採用48CrMoA鋼，經表面熱處理和冷處理或表面冷處理後，其硬度一般都在HRC55以上。

基本介紹

• 中文名：瓦楞輥
• 用途：瓦楞紙板生產設備的組成部分
• 材料：48CrMoA鋼
• 硬度：HRC55以上

什麼是瓦楞輥

瓦楞輥是單面機的重要關鍵零件。瓦楞輥分為上瓦楞輥和下瓦楞輥，上下輥面均為雌形，兩輥配對嚙合裝配，其嚙合機理不同於通常的齒輪傳動。下瓦楞輥為主動輥，軸端裝有齒輪，電動機經減速裝置帶動下瓦楞輥轉動。上瓦楞輥為從動輥，依靠上輥的輥齒和下輥的輥齒相互嚙合傳動。為了使瓦楞原紙在上、下瓦楞輥之間壓楞成型，必須在上瓦楞輥上施加一定壓力。所以上瓦楞輥除了繞自身軸線轉動外，並能沿上下瓦楞輥軸線的連線方向移動。這種移動是通過氣缸向上瓦楞輥兩端施加徑向壓力，使相互嚙合的瓦楞輥產生咬入壓力。

瓦楞輥的工作原理

對於任何形式的瓦楞輥來說，它都具有同樣的基本使用功能和磨損機理。瓦楞原紙在高速、連續節進的熨燙彎曲成形過程中，線上壓力作用下不斷與瓦楞輥楞頂進行相對位移並產生磨擦擠軋，受原紙中含有的夾雜物和礦物硬粒的碾壓撞擊，使瓦楞輥的楞頂部發生劇烈磨損，並逐漸由圓弧磨成不規則形狀，連續不斷的高速運轉，楞齒高度慢慢變低，使生產的紙板逐漸趨向標準下限。一些楞面硬度低的瓦楞輥還會因此使楞頂楞面產生麻坑和凹陷，加劇了磨損進程

由於生產線往往不是經常滿幅走紙，致使瓦楞輥表面產生不均勻磨損而導致瓦楞輥中凹而造成紙板中間脫膠起泡。低硬度瓦楞輥在連續高速的單齒嚙合定向運轉狀況下還會因塑性變形發生倒楞、傾斜、扭曲、增加橢圓度和跳動誤差，加快影響瓦楞輥的使用壽命和經濟性能。

瓦楞輥的分類

1按齒型分類

常見齒型分為A ,AC .C .BC ,B ,BE ,E1 ,E2 ,F ,G型

2按齒型形狀分類

常見形狀為U形，V形

3按表面硬度處理分類

常見形式為表面氮化瓦楞輥，表面雷射瓦楞輥，電鍍瓦楞輥，碳化鎢瓦楞輥

瓦楞輥的選材

鋼材因其較高的性價比而成為製造瓦楞輥的首選材料。鋼材是在鐵中加入適量的碳元素並經過鍛造而成的合金，還可以加入錳、鉻、鉬、矽和鋰等其它元素，從而使合金鋼獲得某些特殊性能。製造瓦楞輥選用鋼材的最終規格又取決於各供應商的選材標準。供應商必須要考慮到這種壓力容器生產的相關法規和所用材料的成本、性能和市場供應情況。鋼材的生產工藝是先將鑄鐵熔化後加入合金元素，然後把鋼水倒進鋼模，使之凝固成一個重達50噸的鋼錠。這塊鋼錠經加熱和鍛壓變成圓柱體的鋼坯，這便是瓦楞輥的坯料。

優質瓦楞輥是由實心鍛件製造而成。這個鑄造工藝(包括熱軋鋼坯)可以改變和緻密化鋼的紋理結構，並由此增強鋼的密度和強度，提高穩定性。穩定性在隨後的加工(比如熱處理)中起著非常關鍵的作用．它能確保輥體不會扭曲變形。

把鋼錠加工成鋼塊、鋼坯和鋼板時，所有的鋼都經歷了不同程度的鍛造。接下來，鋼錠還要經過拉拔加工以最終成型。這樣，鋼裡面所有不能溶解的雜質(在最初的鍛造中雜質會集中到鋼錠的中央)會被保留下來並成為成品瓦楞輥的一部分。微觀上，這些雜質呈現出纖維紋理，與木材中的紋理結構很相似。但是，軟木和硬木的結構有所不同：硬木的紋理結構很光滑緊密，而軟木的紋理結構則很疏鬆。同樣地，千錘百鍊後形成的具有光滑緻密紋理結構的鋼材的硬度較高．是製作瓦楞輥的優質材料。

瓦楞輥的保養

眾所周知，瓦楞輥是瓦楞紙板生產線的核心部件，正確使用和保養瓦楞輥尤為重要。

1．儘可能選用質量優良的瓦楞原紙

實踐證明數碼印刷在中國，低價低質的瓦楞原紙會加劇對瓦楞輥的磨損，減短瓦楞輥的使用壽命。

2．安裝限位裝置，準確調節瓦楞輥與壓力輥之間的壓力和間隙

瓦楞紙板生產線上的單面機中，已塗黏合劑的瓦楞紙板的楞峰與面紙黏合時，需要瓦楞輥與壓力輥之間有一定的壓力以確保黏合效果。

CTP在中國，許多單面機上沒有限位裝置，有的限位裝置不可靠，有的操作人員沒有被告知禁止瓦楞輥與壓力輥直接接觸，因此壓力輥表面遭到破壞的現象屢有發生。通過安裝限位裝置，合理調節壓力輥與瓦楞輥間的間隙和壓力包裝容器，就能避免因間隙控制不當而引起的瓦楞輥和壓力輥的損傷。出版

3．對瓦楞輥的磨損進行內部監控

強化鋼質瓦楞輥的磨損是線性的，所以需要對楞高進行定期檢測，準確地推斷出瓦楞輥的預期壽命和更換日期，保證瓦楞紙板的生產質量。

4．打磨

瓦楞輥磨損後，輥面就會出現階梯狀明顯圖案。瓦楞輥的中間部分磨損最大。這會導致在壓力輥夾口上壓力不均勻裁員，並且很難均勻地塗上膠水。

為了克服這一點，可用金剛石研磨膏研磨或者從軸頸處的楞尖處磨掉少量（0.05mm）的材料。但是這一操作難度很大，需要很高的技巧，以免磨掉楞型上重要的塗層。

一些工廠生產的一種很小的夾具，可以安裝到單面機上包裝物流，使得研磨工作更加準確和輕鬆。通過對無塗層瓦楞輥的仔細打磨，瓦楞輥的使用壽命可以顯著延長。但對於磨損嚴重的瓦楞輥，要及時更換。

瓦楞輥製造廠家的企業標準

當前多數廠家採用複合處理，中頻淬火後進行氮化或鍍鉻，氮化層厚度為0.5～0.6㎜，鍍鉻層厚度為0.10～0.15㎜，主流工藝為中頻淬火後鍍鉻。為了達到這一要求，各廠家材質現多採用42CrMo、48CrMo鍛件，滿足其淬透性和淬硬性。複合處理輥的使用壽命為800～900萬跑米。廠家為了贏得市場的領先地位，紛紛在材質方面嘗試新鋼種，在工藝方面採用新技術，形成中頻淬火後鍍鉻、中頻淬火後噴塗碳化鎢和雷射淬火後鍍鉻三種主流工藝競爭、並進的局面，為紙箱廠家的選擇提供了多種方案。市場的需求最終成為哪種工藝占據主導地位的方向，市場將以質量和成本為標準作出選擇。

三種工藝的後流程

（1）→磨齒→中頻淬火→除應力→噴砂→鍍鉻（厚度0.10～0.15㎜）—壽命800～900萬跑米；

（2）→磨齒→（中頻淬火）→噴砂→預熱→打底→噴塗碳化鎢（厚度0.05～0.06㎜）→拋磨—壽命2000～5000萬跑米；

（3）→磨齒→雷射淬火→噴砂→鍍鉻（厚度0.05～0.10㎜）—壽命1300～1500萬跑米。

瓦楞輥的技術指標

瓦楞輥的主要技術指標，在國家標準GBl2070-89(中、低速瓦楞紙板生產線)上都已經有了明確規定。而對於運行速度在120m/min以上的中、高速瓦楞紙板生產線上用的瓦楞輥，其各項技術指標又必須進一步提高，尤其是中、高速瓦楞輥還必須具有選用材質的優秀性能、採用先進的熱處理工藝使機體獲得均勻的高硬度性能、經濟合理的楞型設計和可靠的製造精度及表面鍍覆層優異的耐磨性能等等，才能滿足瓦楞紙板生產線高速生產的需要。

以下是瓦楞輥的主要精度指標：

新制瓦楞輥楞型：楞高、300mm楞數、楞頂與楞底圓弧半徑，耗紙率和微型瓦楞的包角等參數經濟、合理。

淬火層：層深5～7mm，硬度≥HRC5，硬度均勻、有槽輥無軟帶。

表面鍍層：顯微硬度HV900～1050，微裂紋數每lcm高達400多條。

高速瓦楞輥：兩次精研磨：

楞厚極限偏差±0025楞頂圓跳動公差0.025楞高極限偏差+0．025楞側面對軸線極限偏差0.025

楞型角的極限偏差　±1度

中高輥的中高度極限偏差為中高值的4-10% 中低速瓦楞輥各項指標符合GB1207-89

延長瓦楞輥的使用壽命:雷射強化的技術原理

雷射表面強化技術基於雷射束的高能量密度加熱和工件自冷卻兩個過程。雷射表面淬火是一項金屬材料及零件表面快速強化的技術，可以提高表面硬度、強度、耐磨性，同時又使心部仍保持較好的綜合力學性能。瓦楞輥表面強化屬於雷射表面相變強化。

雷射強化的技術特點

·雷射表面強化對材料的淬透性依賴性小。雷射強化引發低等級材料代替搞等級材料的可能。

·彌散強化。在快速加熱和快速冷卻的工藝環境下形成的奧式體晶粒沒有孕育長大機會，彌散的奧氏體晶粒形成彌散的馬氏體相或貝式體相，使馬氏體或貝式體具有晶格強化的同時具有彌散強化效果。

·無氧化脫碳淬火，在傳統熱處理中，鋼在加熱過程如沒有保護措施，便會發生氧化、脫碳現象，使鋼的硬度，耐磨性、使用性能和使用壽命降低。雷射相變強化由於使用的吸光塗料可在光斑周圍形成氣體保護氣氛，使處理面免遭氧化，具有保護工件表面的性能。

·抗疲勞問題，經雷射處理的工件的表層呈壓應力狀態，這一性能使齒輪更加抗疲勞，使龜裂、犁溝、粘著等疲勞現象延遲出現，延長使用壽命。

·等強工作層，常規熱處理，包括中頻淬火，由表及里其硬度值有一個明顯的下降梯度，經雷射強化的工件，整個強化層的硬度幾乎一樣。雷射強化件等強工作層避免了常規熱處理件在一旦表面出現磨損，其磨損速度便加速的現象。

·無變形淬火，由於基體的牽制，雷射強化表面層的應力不足以使工件變形。

·無污染。

瓦楞輥壽命的提高保證了生產線的運行時間儘可能長，減少停機換輥時間，對於廠家的生產效率有了極大的提高；並使得停機換紙次數比以往減少，減少了芯紙的浪費；瓦楞輥耐磨性的提高使芯紙的選擇範圍更加廣泛，使瓦楞紙板生產廠家有效的降低成本。而雷射瓦楞輥的出現則為瓦楞紙生產廠家提供了一種性價比最優的瓦楞輥，為瓦楞輥廠商節省大量直接成本。

如今在瓦楞輥的套用上，由於中頻瓦楞輥以套用於中低速生產線為多；碳化鎢瓦楞輥的套用則集中在高速生產線，但由於成本較高很難進入中、低速瓦楞輥市場。雷射瓦楞輥套用領域相對較廣，在中、低速生產線方面，對比中頻瓦楞輥，具有更高更穩定的品質、更長的使用壽命；在高速生產線方面，雷射瓦楞輥只需將極小的變形量精磨掉後，即可滿足高速生產線的要求。綜合來看，雷射瓦楞輥和碳化鎢瓦楞輥都是高技術含量產品，在三種主流制輥工藝中，雷射瓦楞輥具有最佳的性能價格比。

瓦楞輥安裝前的檢查

安裝前的檢查項目：

（1）清洗檢查瓦楞輥的楞面外表（包括表面電鍍質量）。

（2）清洗檢查各連線緊固部位（包括內外螺紋）。

（3）檢查瓦楞輥的外徑和中高（整個輥面從兩端至中間均分成五個以上的測量點。中高的檢測點必須為奇數，中高數據應兩邊對稱）。用相應規格的外徑千分尺測量（外徑千分尺一般機電公司都能買到）。

（4）檢查瓦楞輥的楞高。用針型深度百分表測量（針型深度百分表國內暫時沒有買，須進口。或可用普通的深度百分表改制）。

（5）清洗檢查瓦楞輥各軸檔的外徑尺寸和外表，外徑尺寸用相應規格的外徑千分尺測量。

瓦楞輥表面裂紋產生的3大因素

一、由熱處理不當造成的裂紋問題最嚴重

它給翻修工作造成無法避免的損失。瓦楞材料通常為35CrM.42CrM。其熱處理方式為表面感應中頻淬火，最高硬度達HRC55-60，硬度越高使用壽命就越長，若熱處理工藝不當將會產生兩種淬火裂紋：

1，縱向裂紋：瓦楞輥相對完全淬透齒底心部轉變為馬氏體導致表面切向拉應力過大所致。產生相對完全淬透，主要是淬火溫度偏高感應圈的移動速度慢，或中頻電機功率不夠，馬氏體與索氏體的臨界太淺，即淬透層深度不足。

2，橫向裂紋：瓦楞輥未被淬透，淬硬區和未淬硬區的過度部分有一個大的拉應力峰，且軸向應力大於切向應力。未淬透主要原因是特處理工藝粗糙，淬火溫度選擇不當（電流強度），感應圈移動速度太快，沒有禁止措施，或中頻電機功率不夠，馬氏體與索氏體的臨界面太淺，即淬透層深度不足。

產生兩種裂紋還有一個影響因素--時效裂紋：即回火工藝不及時或未充分回火使其殘餘奧氏體較多的組織轉變增加應力。只要熱處理工藝正確，瓦楞輥齒面硬度在HRC55-60，完全可以避免裂紋。首都航天機械廠的神箭牌瓦楞輥齒面硬度均在HRC55-60左右，我公司在翻修過程中未發現一次裂紋現象。而很多其他廠家的瓦楞輥齒面要么坑坑窪窪硬度不足，要么就出現縱向、橫向裂紋，這是什麼原因呢？關鍵是熱處理工藝不正確所致。

二、安裝不正確出現的裂紋

單面機上瓦楞輥以及壓緊輥的安裝，操作正確與否，將直接導致瓦楞輥是否產生裂紋或掉齒、崩齒。因為壓緊輥兩端壓力不平衡或壓力過高，將會引起下瓦楞輥兩端局部掉、崩齒現象；

瓦楞輥不論新造還是翻修上瓦楞輥均存在中高參數。若上瓦楞輥軸線與下瓦楞輥軸線不平行必將產生局部冷作硬化（全齒幅面受力不均勻造成應力集中），在晶格畸變應力作用下與熱處理缺陷應力疊加產生裂紋，其裂紋在瓦楞輥上呈S狀，此時瓦楞輥紙板兩側呈相反方向不對稱倒楞。

這種由冷作硬化產生的裂紋普遍存在於蒸氣加熱方式中，電加熱方式中一般較少出現。因為蒸氣式瓦楞輥的溫度通常在170℃左右，它低於瓦楞輥材料的冷作硬化再結晶溫度，而電加熱式瓦楞輥的溫度一般在500℃左右。（瓦楞輥表面顏色呈黑褐色），該溫度已大於再結晶溫度，從而消除了冷作硬化應力。

三、瓦楞輥的磨削裂紋

磨削裂紋完全由燒傷引起的，即磨削燒傷形成的二次馬氏體所致。其特徵是垂直於磨削痕跡，表現在齒面的表皮層下呈不規則的細、密、淺以及疏或密的網路狀龜裂。

碳化鎢瓦楞輥工藝

碳化鎢瓦楞輥工藝與傳統瓦楞輥不同，首先前基體熱處理硬度不同，噴塗前齒型精度要求更高，必須在全自動數控磨上完成，其次噴塗技術是關鍵，以保證碳化鎢的硬度結合力及後道拋光處理的質量，最難加工的是噴塗後的拋光技術，因瓦楞輥不同於一般工件，其齒型的獨特性和表面硬度極高(如鑽石)的碳化鎢，傳統的普通砂輪磨削根本無法進行。

碳化鎢瓦楞輥比一般瓦楞輥壽命耐用3－6倍。

一般瓦楞輥齒高變化大，紙板質量不穩定，新輥時芯紙與塗膠輥間隙應是0.1mm-0.2mm，但是當瓦楞輥中間磨損0.1mm，間隙就會擴大，從而導致過多的膠量，過多的水份使紙板軟且易彎翹；碳化鎢瓦楞輥齒高變化小且長久，紙扳質量平直穩定。

一般瓦楞輥中間磨損過量，變成中凹，就無法再生產寬幅的紙板，產生廢紙，因為兩端會被壓破或中間不著糊(脫膠起泡)，這時候您不得不去研磨輥的兩端，以便走寬幅紙板，維持瓦楞輥的壽命；碳化鎢瓦楞輥因為耐磨，不存在走窄幅紙後再走寬幅紙而產生問題。