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輥軸廠家簡述碳纖維輥軸加工工藝

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輥軸廠家簡述碳纖維輥軸加工工藝

發布日期:2020-07-27 作者: 點擊:

輥軸,又稱輥筒,英文稱作roll或roller,是機器上能滾動的圓柱形機件的統稱,一般與軸、軸承、輥套、密封圈(蓋、環)組合使用,從功能上分為驅動輥和從動輥。輥軸廣泛應用於圓網印花機、數碼打印機、礦山輸送設備、造紙和包裝機械等各類傳動輸送係統中。下麵輥軸廠家簡述碳纖維輥軸加工工藝及優勢在那些方便。


輥軸通常采用諸如鋁合金、不鏽鋼、橡膠、聚膠脂等為原材料的。按尺寸來分,大型的如造紙機械用輥筒,其長度可以達到10米以上,直徑在1500mm以上,小型的如自動流水線上皮帶輸送上用的平托輥,一般在1米長度以內,直徑也在159mm以內。按作用來分,有要保證傳遞精度的如數碼激光打印機上的輥子,有起壓濾作用的如造紙機械上的壓光輥,有對尺寸精度要求不高的支撐用托輥,有熱交換要求的輥子,也有起重型壓濾作用的輥子等。


碳纖維輥軸的優勢


碳纖維輥軸是指以碳纖維複合材料為材質的輥軸,其優勢表現是利用材質的輕量化對產品性能進行有效提升。碳纖維的密度小、重量輕,其比重是鋁合金的60%,但是其抗拉強度可達到3000MPa以上,是鋼材的6倍以上。相比於鋁合金材料的輥軸,更輕的碳纖維輥軸能使機器啟動和停止的速度加快,減小慣性,提高輥軸的轉速,從而有效降低耗能和提升生產效率。以無錫威盛新材料科技有限公司為鋰電池卷繞機生產的一款碳纖維過輥為例,該過輥的輥身以碳纖維複合材料製成,外徑60mm,壁厚1.5mm,長度220mm,整體重量隻有220g,兩端為環形鋁嵌件,其重量主要分布在兩端的鋁件部分,整體重量比原來同規格的鋁合金輥減重40%以上。

碳纖維輥軸的加工


常規的輥軸生產多由輥體初車、初校靜平衡、軸頭裝配、精車和精校動平衡等工序組成。輥子成型後,出於防鏽防腐、耐磨和支撐的需要,還需要對其進行表麵處理或包覆,如噴漆、鍍鋅、TEFLON噴塗、包橡膠、鍍鉻、陶瓷噴塗和氧化等工序。碳纖維輥軸一般多用於高精密器械中,在平衡精度等方麵要求較高,在生產製造方麵大體包括以下幾個方麵:


1、毛坯的製備


碳纖維輥軸通常以纏繞成型工藝製成的碳纖維管材為毛坯。碳纖維纏繞成型工藝是將浸過樹脂膠液的連續纖維(或布帶、預浸紗)按照一定規律纏繞到芯模上,然後經固化、脫模,獲得製品。


根據纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學狀態不同,分為幹法纏繞、濕法纏繞和半幹法纏繞三種。幹法纏繞是采用經過預浸膠處理的預浸紗或帶,在纏繞機上經加熱軟化至粘流態後纏繞到芯模上;濕法纏繞是將纖維集束(紗式帶)浸膠後,在張力控製下直接纏繞到芯模上;半幹法纏繞是纖維浸膠後,在纏繞至芯模的途中,增加一套烘幹設備,將浸膠紗中的溶劑除去,與幹法相比,省卻了預浸膠工序和設備,與濕法相比,可使製品中的氣泡含量降低。三種纏繞方法中,以濕法纏繞應用最為普遍,幹法纏繞僅用於高性能、高精度的尖端技術領域。

使用纏繞成型工藝的碳纖維管能夠按產品的受力狀況設計纏繞規律,充分發揮出纖維的強度,在重量上與同體積、同壓力的金屬管材相比,重量可減輕40%-60%。目前,這種工藝已實現機械化和自動化生產,產品質量穩定,精確、勞動生產率高,可製作成不同長度、直徑和壁厚的碳纖維管材。


2、外圓和斷麵的處理


對碳纖維輥的外圓和斷麵的加工,在程序上的劃分極為細致,有粗車、半精車、精車、粗磨、精磨、研磨、超精加工、精細車等,各程序在經濟精度與表麵粗糙度上實現的指標各不相同。下麵將碳纖維輥軸外圓和斷麵的加工概括為三個階段:


粗加工階段:主要是高效率地去除各種加工表麵上的大部分餘量,並為半精加工提供基準。粗加工盡量在功率大、精度低、生產率高的機床上進行,以充分發揮設備潛力、提高生產效率。該階段需及時發現和處理毛坯缺陷,及時糾正上道工序的位置誤差,如彎曲、位移、偏心、偏斜、不平行、不垂直等。如誤差不能糾正則打標記作廢,以免繼續加工浪費工時。


半精加工階段:完成次要表麵的加工,並為主要表麵的精加工作準備。通過人工清洗、仔細檢查表麵發現問題,如氣孔、白點、凹坑等,對由生產過程中樹脂分布不均造成的瑕疵進行及時修補或處理。


精加工階段:使用精度較高的車床和磨床對輥體表麵進行光整加工,從工件上切除多餘的樹脂層,對輥軸兩端的鋁合金件進行打磨,提高工件表麵光潔度和整體均勻度,保證形位公差如圓度、圓柱度和直線度等要素都符合圖紙要求,並根據動平衡測試數據,調整精加工的方向和力度。


3、表麵處理


碳纖維輥軸最常見的表麵處理方式就是噴漆,而且噴漆的環節要不斷穿插在上述的粗、精加工程序之中,一般會按照噴漆(第一遍)、粗磨、噴漆(第二遍)、粗磨、精車、精磨這樣的順序進行。


在噴漆過程中,需要使用金屬螺絲扣將碳纖維輥軸兩端固定在金屬輥軸內芯上,通過自動化噴漆設備加上手動操作來完成。油漆噴塗後要經過15~20分鍾的流平後再進入烘幹房烘幹。初噴的油漆表層起伏不平,富含揮發份,流動性強,經過一定時間的靜置,油漆表層經過微流動而變得平滑,整層內的揮發成分得以大量、均勻地揮發,能防止油漆氣泡、流走變形。經過油漆流平後的碳纖維輥再根據產品的實際情況進行不同溫度、不同時間的烘烤。由於碳纖維輥軸在精度上要求非常高,任何細小的塵埃都有可能造成較為明顯的影響,因此整個噴漆和流平過程需要在無塵室中進行。


傳統材料製成的輥軸在實際的使用過程中,受金屬性能及軸承抗衝擊能力較差、運行時出現頸項尺寸大等因素的影響,經常造成軸磨損,從而出現輥軸震動加大,造成噪音變大、震動、不穩定等情況,更嚴重時會造成軸頭斷裂,損壞設備等其它部件,甚至會導致重大事故的發生,嚴重影響企業的正常生產。但是碳纖維輥軸憑借原材料的性能優勢以及較高的製造水平,能夠展現出強度高、重量輕、長壽命、低噪聲、耐腐蝕、無摩擦、免維修、低耗能、優化係統布置等優點

碳纖維輥軸廠家.jpg

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