RU2057226C1

RU2057226C1 - Scraper for cleaning rotation body surfaces

Info

Publication number: RU2057226C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Полежаев; С.Ю. Фролов; А.С. Сунцов; В.М. Внутских; Г.Е. Шестакова; В.И. Присекин; Н.С. Орехов
Original assignee: Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов
Priority date: 1992-01-09
Filing date: 1992-01-09
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: wood-pulp and paper industry. SUBSTANCE: scraper has holder and edge made of a composite material. The edge consists of alternative layers of high-modulus carbon belt fiber strip cloth filler. The fibers are in equilibrium in the layer. The edge is additionally provided with one or several layers of a soft material. The hardness of the material is no higher than the hardness of the material of the working shaft surface. The layers are interposed between the layers of the cloth filler. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции шабера и может найти применение в целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности, где требуется очистка поверхностей катков, барабанов, валов и других тел вращения. The invention relates to the design of the scraper and can find application in pulp and paper and other industries where cleaning of the surfaces of rollers, drums, shafts and other bodies of revolution is required.

Известны шаберы для очистки валов бумагоделательных машин, выполненные из материала или их сплавов: медь, бронза, нержавеющие стали (проспект фирмы н/о Нордиска Ламорт-Лоддинг, Швеция). Эти шаберы обладают высокой жесткостью и хорошей износоустойчивостью. Недостаток металлических шаберов состоит в том, что они подвержены коррозии в условиях повышенной влажности. Кроме того, они вызывают преждевременный износ валов. Known scrapers for cleaning shafts of paper machines made of material or their alloys: copper, bronze, stainless steel (prospectus of the company n / a Nordiska Lamort-Lodding, Sweden). These scrapers have high rigidity and good wear resistance. The disadvantage of metal scrapers is that they are subject to corrosion in conditions of high humidity. In addition, they cause premature shaft wear.

Известен шабер для очистки валов бумагоделательных машин (см. патент ФРГ N 944413, МКИ D 21 F), содержащий держатель и лезвие шабера, состоящее из композиционного материала с чередующимися по толщине лезвия слоями стеклоткани или стекломата и грубой хлопчатобумажной ткани, пропитанными связующим. Такой шабер не изнашивает вал, контактирующий с ним, и не подвержен коррозии. Недостатками таких шаберов являются низкая жесткость лезвия, что ведет к некачественной очистке поверхности валов, и низкая износоустойчивость, т. к. прочные стеклянные и хлопчатобумажные волокна при контакте с вращающимся валом разлохмачиваются, а соединяющее их связующее выщелачивается. В результате этого лезвие шабера изнашивается очень быстро и возникает необходимость его замены с частыми остановами бумагоделательной машины. Known scraper for cleaning the shafts of paper machines (see German patent N 944413, MKI D 21 F), containing the holder and the blade of the scraper, consisting of a composite material with alternating layers of fiberglass or glass mat and coarse cotton fabric impregnated with a binder. Such a scraper does not wear out the shaft in contact with it and is not susceptible to corrosion. The disadvantages of such scraper are the low stiffness of the blade, which leads to poor-quality cleaning of the surface of the shafts, and low wear resistance, because durable glass and cotton fibers are exposed to contact with a rotating shaft and leached out of the binder connecting them. As a result of this, the scraper blade wears out very quickly and it becomes necessary to replace it with frequent shutdowns of the paper machine.

Известен также скребок с неодинаковой жесткостью [1] принятый за прототип, для бумагоделательных машин, содержащий держатель и закрепленное в нем лезвие. Лезвие, имеющее боковую кромку, контактирующую с поверхностью вала бумагоделательной машины, выполнено из чередующихся слоев волокнистого материала (стекловолокно, бумага и т.д.) и однонаправленных высокомодельных углеродных волокон (ленты), ориентированных так, что жесткость лезвия в направлении, перпендикулярном боковой кромке, больше, чем в направлении параллельном боковой кромке. Такая конструкция повышает прирабатываемость боковой кромки лезвия и контактирующей поверхности вала, улучшает качество очистки поверхности вала и несколько повышает устойчивость лезвия к истиранию по сравнению с аналогом (патент ФРГ N 944413 МКИ D 21 F) из-за наличия графитовых волокон, снижающих коэффициент трения кромки лезвия о поверхность вращающегося вала вследствие смазывающего воздействия графита на контактирующие поверхности лезвия и вала. Also known is a scraper with unequal stiffness [1] adopted as a prototype for paper machines, containing a holder and a blade fixed therein. A blade having a side edge in contact with the shaft surface of the paper machine is made of alternating layers of fibrous material (fiberglass, paper, etc.) and unidirectional high-quality carbon fibers (ribbons), oriented so that the stiffness of the blade in a direction perpendicular to the side edge more than in the direction parallel to the lateral edge. This design increases the running-in time of the side edge of the blade and the contacting surface of the shaft, improves the quality of cleaning the surface of the shaft and slightly increases the abrasion resistance of the blade compared to the analogue (German patent N 944413 MKI D 21 F) due to the presence of graphite fibers that reduce the coefficient of friction of the edge of the blade o the surface of the rotating shaft due to the lubricating effect of graphite on the contacting surfaces of the blade and shaft.

Расположение углеродных волокон в слое может быть выполнено по различным схемам армирования, в том числе предлагается вариант с взаимно перпендикулярным направлением волокон в слое, т.е. расположенных равновесно. Однако при очистке поверхности гранатных и металлических валов износоустойчивость таких лезвий недостаточно высока. The arrangement of carbon fibers in the layer can be performed according to various reinforcement schemes, including the option of mutually perpendicular direction of the fibers in the layer, i.e. located equilibrium. However, when cleaning the surface of garnet and metal shafts, the wear resistance of such blades is not high enough.

Изобретение позволяет повысить износоустойчивость лезвия шибера особенно при работе в контакте с металлическими или гранитными валами. Это достигается тем, что в известном шабере для очистки поверхностей тел вращения, преимущественно для валов бумагоделательных машин, содержащем держатель и выполненное из композиционных материалов лезвие, состоящее из чередующихся по толщине лезвия слоев волокон высокомодульной углеродной ленты, расположенных равновесно в слое, и тканого наполнителя, дополнительно введены один или несколько слоев металла с твердостью (НВ150) не выше, чем твердость материала рабочей поверхности вала, расположенные между слоями тканого наполнителя. EFFECT: invention makes it possible to increase wear resistance of a gate blade especially when working in contact with metal or granite shafts. This is achieved by the fact that in the known scraper for cleaning the surfaces of bodies of revolution, mainly for shafts of paper machines, containing a holder and a blade made of composite materials, consisting of layers of fibers of a high-modulus carbon tape alternating in thickness of the blade located equilibrium in the layer, and a woven filler, additionally introduced one or more layers of metal with a hardness (HB150) not higher than the hardness of the material of the working surface of the shaft, located between the layers of the woven filler.

Введение слоев металла (сплава) с твердостью ниже твердости рабочей поверхности вала повышает износоустойчивость лезвия шабера за счет большей прочности и твердости металлических слоев по сравнению с другими наполнителями композиционного материала лезвия. В то же время износ самих валов значительно меньше, чем при использовании чисто металлических лезвий из-за смазывающего воздействия графитовых частиц, входящих в состав комбинированного лезвия. The introduction of metal (alloy) layers with hardness lower than the hardness of the working surface of the shaft increases the wear resistance of the scraper blade due to the greater strength and hardness of the metal layers compared to other fillers of the composite blade material. At the same time, the wear of the shafts themselves is much less than when using purely metal blades due to the lubricating effect of the graphite particles that make up the combined blade.

Совокупность указанных признаков позволяет обеспечить повышенную износоустойчивость лезвия шабера по сравнению с лезвием шабера, выполненного из композиционных материалов без слоев металла при прежней стойкости валов. The combination of these features allows to provide increased wear resistance of the blade of the scraper in comparison with the blade of the scraper made of composite materials without metal layers at the same shaft resistance.

На фиг. 1 изображен шабер для очистки поверхностей тел вращения, общий вид; на фиг. 2 поперечное сечение лезвия шабера. In FIG. 1 shows a scraper for cleaning the surfaces of bodies of revolution, general view; in FIG. 2 cross section of a scraper blade.

Шабер для очистки поверхности тел вращения 1 содержит держатель 2 и лезвие 3, выполненное из композиционного материала с чередующимися по толщине слоями (см. фиг. 2). Лезвие шабера состоит из слоев тканого наполнителя 4, двойных слоев высокомодульной углеродной ленты с направлением волокна поперек 5 и вдоль 6 боковой кромки лезвия и слоев металла 7, расположенных между слоями тканого наполнителя 4. Наполнители пропитаны и скреплены между собой связующим на основе эпоксифенольной смолы. Облицовочные слои лезвия выполнены из тканого наполнителя 4. The scraper for cleaning the surface of bodies of revolution 1 contains a holder 2 and a blade 3 made of composite material with alternating layers of thickness (see Fig. 2). The scraper blade consists of layers of a woven filler 4, double layers of a high modulus carbon tape with a fiber direction across 5 and along the 6 lateral edge of the blade and layers of metal 7 located between the layers of woven filler 4. The fillers are impregnated and bonded to each other with a binder based on epoxyphenol resin. The facing layers of the blade are made of woven filler 4.

Слои высокомодульной углеродной ленты уложены попарно с продольно-поперечным направлением волокна и расположены симметрично относительно центральной плоскости лезвия, что делает конструкцию более равножесткой по толщине и предотвращает материал лезвия от коробления при отверждении и мехобработке. The layers of the high-modulus carbon tape are laid in pairs with the longitudinal-transverse direction of the fiber and are located symmetrically with respect to the central plane of the blade, which makes the structure more evenly rigid in thickness and prevents the blade material from warping during curing and machining.

Варьирование толщины лезвия достигается путем изменения количества слоев наполнителей и толщины слоев каждого из наполнителей, материала лезвия. Variation of the thickness of the blade is achieved by changing the number of layers of fillers and the thickness of the layers of each of the fillers, the material of the blade.

Лезвие шабера может состоять из 6-ти слоев стеклоткани Э-З-100 ГОСТ 19907-84 4, слоев высокомодульной углеродной ленты ЛУ-П-0,2 ТУ 6-06-И81-85 с направлением волокон поперек 5 и вдоль 6 боковой кромки лезвия и двух слоев из бронзовой ленты БРБ2 0,1 ГОСТ 1789-70 7. Наполнители пропитаны и соединены между собой и со слоями металла связующим ЭТФМ ТУ 92-932-2-211-88. Толщина металлических слоев составляет в разных вариантах не более 0,3 мм. The scraper blade can consist of 6 layers of fiberglass EZ-100 GOST 19907-84 4, layers of high-modulus carbon tape LU-P-0.2 TU 6-06-I81-85 with the direction of the fibers across 5 and along the 6 lateral edge blades and two layers of BRB2 bronze ribbon 0.1 GOST 1789-70 7. Fillers are impregnated and connected to each other and to metal layers by a binding ETFM TU 92-932-2-211-88. The thickness of the metal layers in different versions is not more than 0.3 mm.

Твердость бронзы НВ-127-147; твердость чугуна ЧХ28Д2, из которого выполнен вращающийся вал НВ-390-635. Слои тканого наполнителя из стеклоткани ЭЗ-100 4 выполняют роль изолятора металлических слоев и роль облицовки всей конструкции лезвия. The hardness of the bronze HB-127-147; hardness of cast iron CHH28D2, from which the rotating shaft HB-390-635 is made. The layers of woven filler made of fiberglass EZ-100 4 act as an insulator of metal layers and as a lining of the entire blade structure.

При работе шабера слои бронзовой ленты 7 образуют у поверхности контакта с вращающимся валом стойкие к истиранию кромки, в то время как слои из углеродной ленты 5 и 6 образуют кромки, из которых легко вырываются элементы углеродных (графитовых) волокон. Эти частицы углеродных волокон, попадая в зону контакта металлических слоев с очищаемой поверхностью вала, оказывают смазывающее воздействие на контактируемые материалы, чем уменьшают износ кромки лезвия к поверхности вала. When the scraper is working, the layers of the bronze tape 7 form abrasion-resistant edges at the contact surface with the rotating shaft, while the layers of carbon tape 5 and 6 form the edges from which the elements of carbon (graphite) fibers are easily pulled out. These carbon fiber particles, falling into the contact zone of metal layers with the shaft surface being cleaned, have a lubricating effect on the contacted materials, thereby reducing the wear of the edge of the blade to the shaft surface.

Слои стеклоткани Э-З-100 4, пропитанные смолой, выполняют роль изолятора металлического слоя от углеродных волокон и среды во избежание коррозии. Кроме того, стекловолокна оказывают легкое трение на поверхность вала, полируя ее, и тем самым улучшают условия очистки поверхности и снижают коэффициент трения. The layers of fiberglass EZ-100 4 impregnated with resin act as an insulator of the metal layer from carbon fibers and the environment in order to avoid corrosion. In addition, fiberglass exert slight friction on the shaft surface, polishing it, and thereby improve the cleaning conditions of the surface and reduce the coefficient of friction.

Claims

TAPER FOR CLEANING SURFACES OF ROTATION BODIES, mainly shafts of paper machines, containing a holder and a blade made of composite materials, consisting of layers of woven filler alternating in thickness of the blade and fibers of a high modulus carbon tape arranged equilibrium in the layer, characterized in that the blade contains one or more metal layers with a hardness not higher than HB150, and the blade layers alternate so that the metal layer is located between the layers of the woven filler.