高分子复合托辊研制报告

托辊

关于高分子托辊的研究报告

    最近一直在进行高分子托辊的研究、试制工作，通过研究与比较，我惊异地发现高分子材料是那么的神奇，它具有其他材料无法比拟的优异特性。这种材料在制造托辊和修复托辊领域，具有非常诱人的前景，现在将我的研究结果发到网上，希望与有兴趣的厂家共同开发高分子材料与钢的复合材料托辊。
    目前市场上经常用到的托辊有钢托辊、陶瓷托辊、橡胶托辊、尼龙托辊、改性MC尼龙托辊、超高分子量聚乙烯托辊、酚醛托辊、脲醛树脂托辊、聚胺脂托辊、CTN高分子托辊。这里所有的名称说的都是托辊辊身的材质。
    1、钢托辊的辊身直接使用焊接钢管，加工制造容易，制造成本低，尺寸精度高、动平衡、静平衡性好，但不耐磨损、不耐腐蚀，一但辊身磨通，容易划伤皮带；2、陶瓷托辊的辊身采用全陶瓷管，非常耐磨损，但尺寸精度低、动平衡、静平衡性不好。3、超高分子量聚乙烯托辊、尼龙托辊的辊身是采用注塑成型；MC尼龙托辊的辊身，是采用碱催化聚合法，经过浇注工艺使己内酰胺单体及改性助剂在模具内聚合成型，脲醛托辊采用压制成型方法制造辊身。这类托辊耐磨性好、耐腐蚀、不粘接物料、不损伤皮带、抗静电性能好，但抗弯强度低，制造成本高。4、橡胶托辊分两种，包胶托辊是将炼制过的橡胶在模具内直接硫化在钢管上面，缓冲托辊是先将炼制过的橡胶压制成弹性圈，再将弹性圈套在钢管外面，橡胶托辊具有优良的缓冲性、对皮带的磨损小，但是这种托辊不耐磨损，尺寸精度低，采用原包料橡胶制造成本高，大多采用再生胶与原包料橡胶掺合后生产托辊。
    通过长时间的比较研究，我把自己的研究重点放在了高分子复合材料托辊的研究上，这有点杂交优势的味道，无论是尼龙、改性MC尼龙、超高分子量聚乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂、聚胺脂、橡胶、CTN高分子其实都是塑料，塑料虽然具有金属材料无法比拟的特性，但也有不如钢铁的地方，我们形容一个男人时会说：“钢筋铁骨”，而不会说：“粉身塑骨”。在抗弯强度、抗压强度上，钢的性能要远远优于塑料，但在耐磨损、耐腐蚀、抗静电等方面，有些塑料却远远优于钢。为此塑料与钢复合而成的托辊，就集合了钢、塑料的优势。我把这种托辊的特性做了一些总结。
    高分子材料与钢复合托辊（简称：高分子复合托辊），是在钢管的外面包裹了一层复合高分子耐磨材料，从形式上看，这跟复合聚氨酯托辊一样，但这种耐磨材料的耐磨性及自润滑性要高于聚氨酯。
    高分子复合托辊拥有陶瓷托辊的耐磨性、钢制托辊的机械强度和制造精度、塑料托辊的耐腐蚀性。与普通托辊相比，这种托辊具有以下特点：1、耐磨损，使用寿命长。高分子材料耐磨性高（是钢的7倍）；托辊的使用寿命是钢托辊的3～5倍。2、不损伤皮带。高分子材料具有良好的自润滑性能，吸水率小、光滑、不粘结不起皮，不损伤皮带。3、托辊与皮带之间的摩擦小，可以提高皮带的使用寿命，节约电力。4、托辊质量轻，旋转阻力小，可以有效提高皮带机滚筒及各传动部件的使用寿命。5、化学稳定性高，耐酸、碱、盐腐蚀，不老化，在腐蚀性场合使用，使用寿命可达到普通托辊的5倍以上。
          高分子复合托辊的破坏性实验情况：
    一、车削实验：高分子复合托辊上高分子耐磨材料的厚度为10mm，托辊辊身生产以后，普通合金车刀根本车不动，我们找来轧钢厂用来车削淬硬轧辊的硬质合金车刀，在车床上，车削Φ108×375mm的辊身，车削采用乳化液冷却，开始辊身外圆直径为Φ108mm，车到头外径成为Φ109.5mm，车刀大约前进100mm，车刀的刀尖就被磨成了圆头。最后只好使用金刚石笔进行车削加工。
    二、锤击实验：辊身加工好以后，我们用5磅钳工锤锤打辊身，没有损坏没有印痕，锤打边缘三下后，边缘出现小块脱落块，而陶瓷托辊一锤就碎了。
通过破坏性实验，证明这种高分子复合托辊的耐磨性远远高于钢，耐冲击性远远高于陶瓷托辊。
             高分子复合托辊耐磨机理浅析：
    现在网上每个人都会说自己的产品多么好，自己的设计、自己的专利多么好，自己的孩子自己疼，每一个技术员都会把自己的设计、自己的产品当做自己的孩子。有人也会说，你老讲你研究的托辊好，你在钢管外面不过包了一层塑料，就大吹特吹你的托辊多么耐磨，为此我特意做了破坏性实验，现在从微观物理组织上给与解释。
大家都知道，铸铁比钢耐磨，在铁碳平衡图上，我们称含C量超过2.1%的到4%的材质为铸铁。铸铁的组织为基体、渗碳体、石墨及杂质组成，铸铁的基体组织为珠光体、铁素体以及珠光体加铁素体，这种组织与钢相近，我们可以理解为在钢的基体上，大量分布着石墨、渗碳体，由于石墨具有良好的自润滑性，渗碳体具有很高的硬度与耐磨性，这种不均匀的复合组织，造就了铸铁具有优良耐磨性和自润滑性，
    在高分子材料中，随着分子量的增加，由于长链分子的无序缠绕，材料的耐磨性和自润滑性逐步增加。为了进一步提高高分子材料的耐磨性和自润滑性，在高分子的助剂中加入一定量的耐磨剂、润滑剂，利用高分子的长链将这些耐磨剂、润滑剂固定高分子基体中，形成具有自润滑性的超耐磨复合材料。


     一点拙见，与蓝友交流。


                                                        2009年8月5日

[ 本帖最后由 托辊 于 2009-8-5 17:04 编辑 ]

老打工仔

老托辊：很长时间没有你的消息了！原来你潜心钻研去了，呵呵！谢谢你的分享！

wdmzzhy

楼主你的高分子复合托辊研制报告写的不错。那么制造的成本要比钢托辊高多少啊？

yrwzfl

来张图纸看看

chinaxiexie

高分子学科是个很厉害的学科！

gk310

又长见识了，以前只听说过陶瓷托辊

托辊

制造高分子复合材料托辊的材料成本，并不比钢托辊贵多少，现在主要的困难是：制造效率低，人工成本高。正在想办法解决。我相信，这种制造方法，可能创造一种全新的以较低的成本，制造长寿托辊的新工艺。

[ 本帖最后由 托辊 于 2009-8-12 09:30 编辑 ]

mayanfen

热压复合托辊的材料SZ指的是什么？