CN103144359A - 一种抗冲击、抗撕裂胶辊及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种胶辊及其生产方法。为有效提高目前胶辊的抗冲击性、延长胶辊的使用寿命，本发明采用的技术方案为：抗冲击、抗撕裂胶辊，由辊芯及包覆在辊芯上的覆盖物组成，其特征在于：所述的覆盖物由内向外由胶粘剂层、高硬度橡胶粘合过渡层、至少一层织物压延层及橡胶层构成，所述的织物压延层由织物与橡胶经压延工艺制成，所述的织物，其织线沿辊芯轴向线密度为辊芯周向线密度的2-6倍。生产方法包括辊芯制备、包覆物包覆、硫化、磨削步骤。该抗撕裂、抗冲击胶辊结构合理、性能高、寿命长，其制作方法工艺合理、步骤紧凑，可满足各行业机械用胶辊的使用及制造。

Description

一种抗冲击、抗撕裂胶辊及其生产方法

  

技术领域

本发明涉及一种抗冲击、抗撕裂胶辊及其生产方法。 

背景技术

胶辊广泛用于粘胶纤维，造纸、钢铁、皮革、印染、塑料等行业生产线挤水和压榨工艺中。如附图1所示，传统的胶辊由钢制辊芯、胶粘剂层、橡胶层构成。在粘胶纤维、造纸、皮革等生产线挤水和压榨工艺过程中，橡胶辊正常承受的线压力一般在50-300㎏／㎝，一旦生产过程中出现纤维堆积不均匀、轴两端压力不均匀、厚度不均匀、异物进入等情况会导致局部瞬间压力暴增,应力过度集中，冲击力由橡胶层直接传递到胶粘剂层，致使胶粘剂层与辊芯分离，造成胶辊的局部或两端的橡胶层受到严重损伤，大大降低了胶辊的使用寿命。 

申请日为2009年10月26日的中国专利ZL2009201989449公开了一种大型造纸胶辊，该胶辊包括辊体及包覆设置在辊体上的橡胶层，其橡胶层从内到外依次包括底胶层一、底胶层二、中间胶层和面胶层，在底胶层一和底胶层二之间设置钢丝增强层。该胶辊通过在底胶层中设置钢丝增强层，将钢丝增强层作为底胶层的骨架材料来改变底胶层的脆性、蠕变性，增强底胶层与辊体的剥离强度，从而达到延长胶辊寿命的技术目的。上述专利申请公开的增强层采用钢丝制作对橡胶辊的整体抗挤压性、整体稳定性具有较大的提高，但是胶辊在使用过程中其损坏多是因为局部受到冲击而损坏。例如在挤压转动过程中挤压料中出现的硬质小块杂质，其与胶辊的接触面很小，在胶辊的强大挤压力作用下，杂质对胶辊表层的压强骤然升高，因胶辊直径较小，其表层所受的局部冲击沿辊体周向分解有限，因此导致胶辊表层常沿辊体周向裂开，导致胶辊损坏。因此延长胶辊的使用寿命的有效改善方法是如何将胶辊表层的局部受力进行有效分解，使胶辊表层受到的局部冲击力尽量沿轴向分解，以消减对胶辊的径向冲击。 

另外，上述专利技术中采用的钢丝增强层会导致胶辊的径向弹性变小，缓冲性能减弱。 

发明内容

为有效提高目前胶辊的抗冲击性、延长胶辊的使用寿命，本发明提供一种抗撕裂、抗冲击胶辊及其制作方法。 

本发明采用的技术方案为：抗冲击、抗撕裂胶辊，由辊芯及包覆在辊芯上的覆盖物组成，其特征在于：所述的覆盖物由内向外由胶粘剂层、高硬度橡胶粘合过渡层、至少一层织物压延层及橡胶层构成，所述的织物压延层由织物与橡胶经压延工艺制成，所述的织物，其织线沿辊芯轴向线密度为辊芯周向线密度的2-6倍。 

所述的织物压延层层数为1-6层。 

所述的织物其织线采用人造丝、聚酰胺、聚酯或芳香族聚酰胺线。 

所述的织物其沿辊芯轴向的织线采用单根钢丝，其沿辊芯周向的织线采用人造丝、聚酰胺、聚酯或芳香族聚酰胺线。 

上述的抗冲击、抗撕裂胶辊的生产方法包括下列步骤： 

（1）、将辊芯的辊面采用喷砂工艺或激光清洗系统进行清洗；

（2）通过橡胶压延机，将橡胶均匀挤压到织物间隙和织物表面形成织物与橡胶完好结合的织物压延层；

（3）、在清洗好的辊面涂刷胶粘剂层，其厚度在10-30μm；

（4）、待胶粘剂层干燥后，通过成型机将高硬度橡胶粘合过渡层均匀包覆到辊芯上；

（5）、将步骤（2）制备的织物压延层均匀贴合到经过上述步骤（4）后的辊体上，织物压延层的层数为2-6层，厚度为3mm-10mm；

（6）、将贴合好织物压延层的辊体，通过成型机包覆5-20mm的橡胶层；

（7）、将经过步骤（6）处理后的辊体缠上水布，然后再通过铁丝缠绕机将铁丝均匀缠绕到辊体上，辊体两端通过端盘封堵，使铁丝与辊体表面的橡胶层产生10-100kg的压力；

（8）、将经过步骤（7）处理后的辊体放进硫化罐中在3-4㎏的饱和蒸汽压力下进行硫化，时间3-10小时；

（9）、将硫化好的辊体进行磨削加工达到规定尺寸。

上述步骤（2）中的织物，其织线沿辊芯轴向线密度为辊芯周向线密度的2-6倍。 

上述织物，其织线采用人造丝、聚酰胺、聚酯或芳香族聚酰胺线。 

上述织物，其沿辊芯轴向的织线采用单根钢丝，其沿辊芯周向的织线采用人造丝、聚酰胺、聚酯或芳香族聚酰胺线。 

本发明提供的抗撕裂、抗冲击胶辊，由于其内部织物压延层的织物其织线在辊芯轴向及周向的比例作出合理调整，使胶辊表面的局部冲击力沿辊体轴向得到有效分解，径向冲击明显减弱，辊体橡胶表层得到有效保护，使胶辊的抗冲击性能得到有效提高，胶辊寿命得以延长。该胶辊内部的织物压延层采用人造丝、聚酰胺、聚酯或芳香族聚酰胺线织制，弹性好，胶辊的缓冲性能损失小。尤其采用单根钢丝与上述材料进行混合织制，胶辊的弹性、缓冲性基本不受影响，而胶辊表层的冲击力沿轴向分解性能得到大幅提高，有效延长了胶辊的使用寿命。该抗撕裂、抗冲击胶辊结构合理、性能高、寿命长，其制作方法工艺合理、步骤紧凑，可满足各行业机械用胶辊的使用及制造。 

附图说明

附图1为现有技术中胶辊的结构剖视图。 

附图2为本发明所提供胶辊的结构剖视图。 

附图3为本发明所提供胶辊中织物压延层中织物的结构示意图。 

图中，1、辊芯，2、胶粘剂层，3、高硬度橡胶粘合过渡层4，织物压延层5、橡胶层，6、轴向织线，7、周向织线。 

具体实施方式

 下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。 

 如附图2所示，抗冲击、抗撕裂胶辊，由辊芯1及包覆在辊芯上的覆盖物组成。 

如附图2所示，辊芯1上的覆盖物由内向外由胶粘剂层2、高硬度橡胶粘合过渡层3、至少一层织物压延层3及橡胶层5构成，通常在胶辊中设置1-6层织物压延层3，该层数由胶辊的直径、转速及所受的挤压力决定，一般层数随直径、转动方向及所受的挤压力的增加而增加。 

附图2中所示的织物压延层3由织物与橡胶经压延工艺制成。 

如附图3所示，上述的织物，由沿辊芯轴向的轴向织线6及沿轴芯周向的周向织线7织成。 

如附图3所示，轴向织线6的线密度明显高于周向织线7的线密度，一般来说，织造时，轴向织线6的线密度为周向织线7的线密度的2-6倍。 

附图3中的轴向织线6、周向织线7可采用人造丝、聚酰胺、聚酯或芳香族聚酰胺线。 

作为另一种织线的选择，附图3中所示的轴向织线6可采用单根钢丝，周向织线7仍采用人造丝、聚酰胺、聚酯或芳香族聚酰胺线中的一种。 

本发明所提供的上述胶辊的生产方法包括下列步骤： 

（1）、辊芯1采用无缝钢管，钢板，圆钢焊接而成，

经车床精加工，达到动平衡要求。

（2）、先将辊芯1的辊面采用喷砂工艺或激光清洗系统进行清洗。 

（3）、在清洗好的辊面涂刷胶粘剂层2，其厚度在10-30μm。 

（4）、待胶粘剂层2干燥后，通过成型机将高硬度橡胶粘合过渡层3均匀包覆到辊芯1上，胶粘剂层的涂刷及包胶需在恒温、恒湿度条件下进行。 

（5）、织物压延层是在制作胶辊之前准备好，主要是通过橡胶压延机，将橡胶均匀挤压到织物间隙和织物表面形成织物与橡胶完好结合的织物压延层。织物压延层的种类和规格应根据胶辊使用的压力、温度等条件以及橡胶的种类来确定。一般来说人造丝、聚酰胺、聚酯或芳香族聚酰胺织物基本能满足各行业的要求。 

（6）、将织物压延层均匀贴合到上述的辊体上，一般来说其层数由2层到6层，厚度由3mm-10mm，其厚度取向都应根据胶辊所受压力和转动方向而确定。 

（7）、将贴合好织物压延层的辊体，再通过成型机包覆5-20mm的橡胶层，整个胶辊的成型过程完毕。 

（8）、将成型好的辊筒缠上水布，然后再通过铁丝缠绕机将铁丝均匀缠绕到辊筒上，辊筒两端通过端盘封堵，使铁丝与橡胶间产生10-100kg的压力，以便于满足橡胶硫化所需压力，以提高整个胶辊的致密度。 

(9)、将辊筒放进硫化罐中在3-4㎏的饱和蒸汽压力下进行硫化，时间3-10小时。 

(10)、将硫化好的辊筒进行磨削加工达到用户要求的尺寸。 

在生产胶辊的过程中，申请人对采用几种不同织物压延层的胶辊的受力分析做出如下实验： 

胶辊直径15cm,胶辊长度0.5m,橡胶层15mm，织物压延层取3层，胶辊转速5/s,胶辊挤压力1600Kg，在另一挤压辊体上设置直径0.5cm的硬质颗粒体，通过该硬质颗粒体对被检测胶辊进行挤压，通过在被检测胶辊的高硬度橡胶粘合过渡层与织物压延层之间设置压力应变片来检测胶辊的径向受力。

织物压延层中的织物轴向织线及周向织线分别取聚酰胺织线，该胶辊为A辊。 

织物压延层中的织物轴向织线取单根钢丝，周向织线取聚酰胺织线，该胶辊为B辊。 

织物压延层中的织物轴向织线及周向织线分别取单根钢丝，该胶辊为C辊。 

上述A、B、C胶辊中织物压延层中的织物其轴向织线的线密度为周向织线线密度的4倍。 

织物压延层中的织物轴向织线及周向织线分别取聚酰胺织线，其轴向织线的线密度与周向织线线密度一致，该胶辊为D辊。 

织物压延层中的织物轴向织线取单根钢丝，周向织线取聚酰胺织线，其轴向织线的线密度与周向织线线密度一致，该胶辊为E辊。 

织物压延层中的织物轴向织线及周向织线分别取单根钢丝，其轴向织线的线密度与周向织线线密度一致，该胶辊为F辊。 

评价指标：被检测胶辊与硬质颗粒接触后其径向受力，运转24小时候胶辊表面特征变化，通过挤出物平整度评价胶辊橡胶层的缓冲性。 

  

抗疲劳试验，将上述A、B、C三辊连续运转120小时，A辊局部橡胶层出现松动，胶辊表层在挤压转动过程中出现扭曲，挤出物表面出现扭曲压痕；B辊橡胶层无变化，挤出物表面平整；C辊橡胶层无松动，橡胶层弹性变差，挤出物表面出现轴向挤出痕。

通过上述实验结果可看出，A、B、C辊通过合理分配织物轴向织线的线密度与周向织线线密度的比例在力的分解方面相对于轴向、周向线密度一致的D、E、F辊表现性更好，辊体局部受力能够在轴向得到分解，减小辊体的径向受力。 

通过A、B、C三辊的抗疲劳试验，结果表明A辊橡胶层缓冲性较好，胶辊受力在轴向分解方面相对较弱，织物压延层与轴芯整体稳定性一般；C辊缓冲性差，胶辊受力在轴向分解方面表现一般，织物压延层与轴芯整体稳定性较高；B辊在缓冲性、受力轴向分解方面及织物压延层与轴芯整体稳定性方面表现突出，性能指标相对于A、C两辊有较大提高。 

  

Claims (8)

1.抗冲击、抗撕裂胶辊，由辊芯及包覆在辊芯上的覆盖物组成，其特征在于：所述的覆盖物由内向外由胶粘剂层、高硬度橡胶粘合过渡层、至少一层织物压延层及橡胶层构成，所述的织物压延层由织物与橡胶经压延工艺制成，所述的织物，其织线沿辊芯轴向线密度为辊芯周向线密度的2-6倍。

2.根据权利要求1所述的抗冲击、抗撕裂胶辊，其特征在于：所述的织物压延层层数为1-6层。

3.根据权利要求1所述的抗冲击、抗撕裂胶辊，其特征在于：所述的织物其织线采用人造丝、聚酰胺、聚酯或芳香族聚酰胺线。

4.根据权利要求1所述的抗冲击、抗撕裂胶辊，其特征在于：所述的织物其沿辊芯轴向的织线采用单根钢丝，其沿辊芯周向的织线采用人造丝、聚酰胺、聚酯或芳香族聚酰胺线。

5.根据权利要求1所述的抗冲击、抗撕裂胶辊的生产方法包括下列步骤：

（1）、将辊芯的辊面采用喷砂工艺或激光清洗系统进行清洗；

（2）通过橡胶压延机，将橡胶均匀挤压到织物间隙和织物表面形成织物与橡胶完好结合的织物压延层；

（3）、在清洗好的辊面涂刷胶粘剂层，其厚度在10-30μm；

（4）、待胶粘剂层干燥后，通过成型机将高硬度橡胶粘合过渡层均匀包覆到辊芯上；

（5）、将步骤（2）制备的织物压延层均匀贴合到经过上述步骤（4）后的辊体上，织物压延层的层数为2-6层，厚度为3mm-10mm；

（6）、将贴合好织物压延层的辊体，通过成型机包覆5-20mm的橡胶层；

（7）、将经过步骤（6）处理后的辊体缠上水布，然后再通过铁丝缠绕机将铁丝均匀缠绕到辊体上，辊体两端通过端盘封堵，使铁丝与辊体表面的橡胶层产生10-100kg的压力；

（8）、将经过步骤（7）处理后的辊体放进硫化罐中在3-4㎏的饱和蒸汽压力下进行硫化，时间3-10小时；

（9）、将硫化好的辊体进行磨削加工达到规定尺寸。

6.根据权利要求5所述的抗冲击、抗撕裂胶辊的生产方法，其特征在于：所述步骤（2）中的织物，其织线沿辊芯轴向线密度为辊芯周向线密度的2-6倍。

7.根据权利要求5所述的抗冲击、抗撕裂胶辊的生产方法，其特征在于：所述织物，其织线采用人造丝、聚酰胺、聚酯或芳香族聚酰胺线。

8.根据权利要求5所述的抗冲击、抗撕裂胶辊的生产方法，其特征在于：所述织物，其沿辊芯轴向的织线采用单根钢丝，其沿辊芯周向的织线采用人造丝、聚酰胺、聚酯或芳香族聚酰胺线。

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