ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ ПОКРЫТИЙ ВАЛОВ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИХ РЕСУРСА
Королев А.В. (УГЛТУ, г.Екатеринбург, РФ),
Воронцов С.В. (ООО НПП «Уником-Сервис», г.Первоуральск, РФ)
Korolev A.V. (The Ural state forest engineering university)
Vorontcov S.V. (The research-and-production enterprise «Unikom-Service»)
Рассмотрены вопросы использования полиуретановых покрытий на валах бумагоделательных машин и направления экспериментальных исследований покрытий с целью повышения их ресурса.
The problems of the polyurethane coating of the papermaking machine rolls and the lines of the experimental research of the coatings aimed at the increasing of service life are investigated.
Ключевые слова: покрытие, полиуретан, вал
Key words: coating, polyurethane, roll
В бумагоделательных машинах большая часть валов имеет покрытия из эластомерных материалов. Использование покрытий делает процесс производства бумаги более рентабельным – увеличивается срок службы валов, повышается качество готовой продукции.
Покрытия из эластомерных материалов сглаживают последствия неправильной бомбировки, обеспечивают более равномерное давление при местных изменениях толщины бумажного полотна по сравнению с металлическими валами, а также дают возможность работать с большим линейным давлением и увеличить время нахождения полотна в захвате. Всё это можно отнести к технологической функции покрытия. Наряду с технологической функцией, покрытия выполняют антикоррозионную функцию, предохраняя рубашку валов от коррозии, причиной которой является работа при высокой влажности и в агрессивной среде.
Для эффективного выполнения своих технологических функций, покрытия валов должны удовлетворять следующим требованиям: обладать высокой износостойкостью, стабильной твердостью во всем диапазоне рабочих температур, хорошей адгезией с рубашкой вала, сопротивлением воздействию минеральных масел и растворителей, обеспечивать легкое удаление бумаги с поверхности облицовки [1]. Для того чтобы одновременно учесть вышеперечисленные особенности и подобрать покрытия, которые обладают всеми требуемыми характеристиками с длительным сроком службы, необходимо исследовать процессы, протекающие в зоне контакта при работе валов, что является условием производства готовой продукции высокого качества.
При увеличении рабочих скоростей и давлений значительно возросли требования, предъявляемые к покрытиям. Современные режимы работы БМ приближаются к пределам стойкости резиновых облицовок [2].
Покрытия из полиуретана по своим физико – механическим свойствам и характеристикам наиболее полно отвечают требованиям по сравнению с другими эластичными материалами. Применение покрытий из полиуретана в машинах зачастую увеличивает их ресурс в несколько раз.
Обладая хорошими физико-механическими свойствами, большинство материалов покрытий не выдерживают тяжелых условий эксплуатации и выходят из строя. Причиной этому является несовершенство технологии нанесения покрытий, использование нерациональных геометрических размеров покрытий, недостаточная адгезия покрытия с рубашкой вала и ряд других факторов.
Предприятия всего мира ведут поиск по вопросам увеличения адгезии между эластомерным материалом и металлом, а также изучают процессы, происходящие в зоне контакта валов с покрытием. Так, например, научно-производственное предприятие «Уником-Сервис» совместно с кафедрой машин и оборудования ЦБП Уральского государственного лесотехнического университета разработали проект экспериментальной установки (рис.1) для изучения поведения покрытий из полиуретана при различных режимах работы.
Рисунок 1 - Экспериментальная установка для исследований полиуретановых покрытий валов
Также намечен ряд экспериментальных исследований полиуретановых покрытий на испытательной машине INSTRON 5582 на образцах, геометрия которых максимально приближена к геометрии зоны контакта валов бумагоделательных машин.
Адгезия покрытия к рубашке вала, однородность свойств покрытия по диаметру и по длине во многом зависит от технологии нанесения. Одним из ключевых вопросов является подготовка поверхности рубашки вала. Наряду со стандартными процедурами подготовки поверхности – обезжиривание, пескоструйная обработка и нанесение на рубашку специального состава (праймера) используется газотермическая обработка поверхности, которая существенно увеличивает адгезию полиуретана с рубашкой вала.
Для нанесения покрытия на предприятии используется метод ротационного литья. Многокомпонентные полиуретановые системы наносятся на вращающуюся рубашку вала, и после нанесения на основу материал мгновенно застывает (полимеризуется), исключая образование воздушных пузырей. При этом образуется слой высокопрочного эластомера, который демонстрирует прекрасные динамические характеристики, термостойкость, сопротивление истиранию и гидролизу [3] .
Преимущества ротационного метода литья полиуретана: не требуется изготовления литьевой оснастки, получение покрытия с минимальным припуском на механическую обработку, короткие сроки для изготовления покрытия, широкий диапазон получаемых твердостей, исключительная однородность покрытия, как по составу, так и по твердости, высокая адгезия с поверхностью, возможность нанесения многослойных покрытий с разной твердостью.
Научно-производственное предприятие «Уником-Сервис» располагает технологией и оборудованием позволяющим наносить слой эластомера на валы диаметром до 1500 мм и длиной до 8000 мм, а также жесткостью от 60-95 единиц по Шор А и до 75 единиц по Шор Д с заданными физико-механическими характеристиками.
Список использованных источников
1. Куров В.С. Теория и конструкция машин и оборудования отрасли. Бумаго- и картоноделательные машины: Учеб. пособие [Текст] / Под ред. В.С. Курова, Н.Н. Кокушина. -СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006. 5-88 с.
2. Новиков H.E. Прессование бумажного полотна [Текст] / H.E. Новиков. - М.: Лесная промышленность, 1972. - 240 с.
3. Пугачев Н.Ф. Опыт производства изделий из полиуретана в НПП «Уником-Сервис» / Вибродиагностика, триботехника, вибрация и шум: монографический сборник [Текст] / Под ред. А.А. Санникова, Н.В. Куцубиной. – Екатеринбург: Уральск. гос. лесотехн. ун-т, 2009. – 416 с.