一种中高曲线优化或端部防损瓦楞辊的制作方法

本发明涉及瓦楞纸板加工用瓦楞辊。

背景技术：

瓦楞纸箱是一种应用最广泛的绿色、环保包装制品。瓦楞纸箱由瓦楞纸板制成，瓦楞纸板由瓦楞纸板生产线制造，瓦楞纸板生产线的核心是瓦楞机（单面机），瓦楞机的核心部件是瓦楞辊，瓦楞辊的功用是通过其表面波纹状的楞形结构将瓦楞芯纸熨烫啮合成型为波纹状的瓦楞纸，波纹状的瓦楞纸是瓦楞纸板最显著的特征。

瓦楞芯纸在进入瓦楞辊啮合区之前具有一定的张力，瓦楞芯纸在进入瓦楞辊的啮合区到达啮合点之前，所受到的张力是成倍快速增加的，确保瓦楞芯纸在啮合成型时不能产生滑动至关重要，从而瓦楞芯纸的啮合成型需要在一定的瓦楞辊压力作用下才能完成，从而需要对瓦楞辊进行加压，根据材料力学的知识，瓦楞辊由于自身重力和加载压力的作用，必然会产生挠度，为了弥补这个挠度，使瓦楞辊在工作时处于平直状态，我们需要在瓦楞辊辊体预留出相当于这个挠度的“凸出部分”，这个凸出的部分便是中高，辊体中间最大直径和端部直径差值的一半，也就是两者半径的差值，即半径中高量，就是我们通常所说的中高量。

涂胶辊工作时不需要压力或者说最多只需要一点点儿的压力，所以没有中高。通常具有真空吸附的那根瓦楞辊由于同时具有涂胶的需要，所以也没有中高。相对于另外一根瓦楞辊、压力辊和涂胶辊，没有中高的这根瓦楞辊永远处于三者的中间，并且是驱动辊、主动辊和基准辊、本发明中将之称为中瓦楞辊，简称中辊。相对于中辊，另外一根瓦楞辊的位置依据瓦楞机设计或机型的不同，可能位于中辊的上部，也可能位于中辊的下部，本发明中将之统称为外瓦楞辊，简称外辊。外辊不具有真空吸附，不具有涂胶的需要，加工有中高。

中高过高，会导致纸的中间被压破，而两端松懈不成型、涂胶不良；中高过低，会导致纸的两端被压破，而中间松懈不成型、涂胶不良；中高过高和过低都会增加瓦楞机的噪音和振动，不利于低克重瓦楞芯纸的生产，不利于高速生产。

瓦楞辊的最大挠度可根据材料力学，两端简支梁均布载荷的力学模型进行积分后获得，依据gb12070-1989中低速瓦楞纸板生产线，中高数值约等于瓦楞辊最大挠度的4倍（直径中高量），此中高数值并没有完全考虑众多的中高影响因素，与现实的出入较大。瓦楞辊精确中高曲线的计算还应该考虑压力辊的影响、辊子设计的影响、瓦楞机设计的影响、瓦楞辊楞型参数的影响、辊体内部轴头的影响、运行瓦楞芯纸克重的影响、运行瓦楞芯纸幅宽的影响、瓦楞机生产速度和瓦楞辊动力学的影响、理想化最低中高量的计算还可能涉及瓦楞辊表面摩擦系数、瓦楞芯纸的入纸张力、瓦楞辊的张力因子等因素的影响。例如：高速生产和高克重材质需要更大的中高，因为需要更大的压力来保证瓦楞芯纸的啮合成型，也就是说，不同的机速和不同的材质需要不同的中高，所以选择中高是一件困难的事情，如何选择适宜的中高来配合所有不同的运作条件也是中高曲线设计的要点。

瓦楞辊精确中高曲线的计算应该需要一套较挠度计算复杂得多的计算和修正程式，在现实中，由于缺乏这样的瓦楞辊中高精确计算和修正的程式，所以通过经验值的方式来确定中高量被广大瓦楞辊制造商普遍采用，就是通过辊子规格和中高值对应表来确定辊子的中高量，对于新机型则通过参照机台上运行辊子的中高量的办法，虽然可能会偶尔出现一些较大的偏差，但试过几次之后，确保瓦楞辊的正常使用是没有问题的，该种普遍做法被长时间证明还是可行的。固定中高量虽然只能在一个适当的加载压力值才能使作用在瓦楞芯纸上的载荷密度均布，但是，较大的保守中高量却可以在一个较宽的加载压力范围内满足瓦楞芯纸啮合成型的需要。

选择大的中高量是一种普遍的、保守的和安全的做法，中高做大了，只要不是过高，可以通过加大加载压力来进行弥补，还可以通过压力辊的中高来进行弥补，只是影响瓦楞辊的使用寿命，不影响瓦楞辊的正常使用，但是，中高一旦做小了，则会造成瓦楞辊无法使用，且基本无法进行有效的弥补。

瓦楞辊的精度不佳，同样需要大的中高量，需要大的加载压力来弥补瓦楞辊的精度不佳。

镀铬瓦楞辊较大的初始中高量确实可以增加瓦楞辊的使用寿命，因为镀铬瓦楞辊的磨损量大，磨损快，可以以较大的初始加载压力为代价，通过较大的初始中高量来获得额外的使用寿命，但是对于刚刚全面取代镀铬瓦楞辊不久的碳化钨瓦楞辊来说，由于碳化钨涂层很薄，非常耐磨或者说基本不磨损，较大的初始中高量的后果是瓦楞辊一直在较大的加载压力下运行。一项技术和理念的革新，带来的是一系列技术和理念的革新，碳化钨瓦楞辊取代镀铬瓦楞辊，绝不仅仅是碳化钨涂层取代镀铬涂层这么简单，中高技术和理念便是其中之一，镀铬瓦楞辊初始中高量的普遍延续，是造成瓦楞辊的中高量普遍偏高的主要原因，是造成瓦楞辊基本都是在远超实际需要的加载压力下运行的主要原因。

在现实操作中，操作人员一碰到生产问题，往往会首先通过增加各种辊之间的压力来尝试解决所碰到的问题；走纸门幅减半，所加载的压力同样需要减半，但这通常很少能够被做到，通常压力保持不变或稍微减小了一点儿，这都是导致瓦楞辊基本都是在较高加载压力下运行的主要原因，也是造成瓦楞辊的中高量不得不普遍偏高的主要原因。

适宜的中高量可极大的增加瓦楞辊的使用寿命，并有利于提高瓦楞纸板的质量，但是，在普遍偏高的保守中高量为主流的大环境下，在不了解或无法改变客户多年累积的加载压力经验值和操作习惯的情况下，采用低于目前普遍偏高的保守中高量时，便可能会出现始于瓦楞辊端部的涂层损伤或落而引起的客户投诉，便可能会出现由于涂层损伤或脱落延伸至工作幅宽内而导致的不得不提前进行返厂修复的情况发生，便可能会造成一定的经济损失和不好的市场影响，最重要的是：事情一旦发生，不管如何处理和处理如何，其实都是一种双输的结果。

瓦楞辊标准的理想化中高曲线为一段圆弧，有的瓦楞辊制造商将之优化为抛物线曲线（挠度曲线的简化程式），有的瓦楞辊制造商将之中部500mm左右的区域完全磨平，有的瓦楞辊制造商对辊体内装配有轴头部分的中高曲线进行微量的调整，上述中高曲线瓦楞辊的大量应用实例证明，它们都可以正常使用，具体孰优孰劣，不在本发明的讨论范围内。

不管瓦楞辊的中高曲线为一段圆弧还是一段“抛物线”，都可以在加载压力不超出设计加载压力很多的情况下有效保护瓦楞辊的端部损伤，但一旦加载压力超过设计加载压力太多，就会造成瓦楞辊的端部严重受力，并且受力会点式集中，从而造成端部的涂层损伤乃至脱落，中高量越大，瓦楞辊抵抗过高加载压力的能力越强，而造成瓦楞辊加载压力过高的可能性越小，而对于考虑辊体内轴头对挠度影响的中高曲线来说，其中高曲线无疑是最优化的，但也同时造成其端部对于加载压力的更敏感，换一种方式来说，更容易造成瓦楞辊端部涂层的损伤乃至脱落。

本发明的目的在于提供一种中高曲线优化或端部防损瓦楞辊，如果再确切一点儿的说，是一种端部防损瓦楞辊，并以对瓦楞辊端部非走纸区域内的中高曲线优化为最佳解决方案，以对瓦楞辊的端部非走纸区域内的楞型顶部通过加工进行适量的去除为第二或可选解决方案，以避免现实中看起来无规律、不定期、不定时发生的始于瓦楞辊端部涂层损伤或脱落而引起的客户投诉，以避免端部的涂层损伤或脱落逐渐延伸至工作区域内返工所造成的经济损失和处理过程中可能会发生的不愉快，以预防在目前普遍偏高的保守中高量为主流的大环境下、在无法全面改变客户多年累积的加载压力经验值和操作习惯的情况下，可能会逐渐增加的类似案件，为瓦楞辊适宜中高量（低于目前普遍偏高的保守中高量）的顺利和安全实施保驾护航，从而可极大的提高瓦楞辊的使用寿命，并有利于瓦楞纸板质量的提高。

一种中高曲线优化或端部防损瓦楞辊，其特征在于：所述瓦楞辊是将瓦楞辊辊体长度l内的正常中高曲线x=0处的中高数值y=0优化为y=适宜的非零负值，从而使端部非走纸区域a内存在明显不同于走纸区域w内的中高曲线，但走纸区域w内的中高曲线保持正常不变，所述瓦楞辊相对于正常中高曲线瓦楞辊，在端部一定区域内存在额外去除区域1。为了便于理解，现以瓦楞辊的辊体长度l为1850，走纸区域w为1800，非走纸区域a为25，辊体长度l的中高量为0.110，走纸宽度w的中高量0.104为例加以说明：

注：本发明不受上表所列举实例数值的限制，例如，x轴分段取点的第一个点可以是25，也可以是20或其它数值；x=0处对应的中高曲线优化的y值可以是-0.2、也可以是-0.1或其它数值，以此类推。

一种中高曲线优化或端部防损瓦楞辊，其特征在于：所述瓦楞辊在端部一定区域内（通常为在非走纸区域a内）存在明显的曲率突变，辊体长度l的中高曲线的曲率半径明显不同于走纸宽度w的中高曲线正常延伸至辊体长度l时的曲率半径，所述中高曲线优化瓦楞辊相对于正常中高曲线瓦楞辊，在端部一定区域内存在额外去除区域1。

一种中高曲线优化或端部防损瓦楞辊，其特征在于：所述瓦楞辊辊体长度l的中高量明显大于正常中高曲线瓦楞辊辊体长度l的中高量，或者说，所述瓦楞辊辊体长度l的中高量明显大于走纸宽度w的中高曲线正常延伸至辊体长度l时的中高量。

一种中高曲线优化或端部防损瓦楞辊，其特征在于：所述瓦楞辊的走纸区域w和非走纸区域a没有明确界线划分限制，所述瓦楞辊以轮廓仪的检测结果和（或）三点成圆的方法为主要界定标准。

一种中高曲线优化或端部防损瓦楞辊，其特征在于：所述瓦楞辊的端部非走纸区域a内的楞型顶部通过加工进行适量的去除，所述瓦楞辊同正常瓦楞辊相比存在端部去除区域2。

一种中高曲线优化和端部防损瓦楞辊，其有益效果在于：所述瓦楞辊可以有效防止由于过高的加载压力下长时间运行可能会引起的始于瓦楞辊端部的损伤乃至涂层脱落而引起的客户投诉，可以有效防止由于过高的加载压力下长时间运行可能会引起的始于瓦楞辊端部的损伤乃至涂层脱落延伸工作幅宽内而导致的瓦楞辊在远远没有达到正常的使用寿命的情况下，不得不提前进行修复而造成的经济损失和不好的市场的影响，可有效防止在处理过程中，由于涉及的因素非常复杂，双方各执一词而可能会引起的不愉快。

一种中高曲线优化和端部防损瓦楞辊，其有益效果在于：所述瓦楞辊即使在瓦楞机最大的加载压力也可以有效保护瓦楞辊端部免受伤害，因为只要加载的压力无法集中在端部一点（无破坏性的最大值），而是分布在一个区域，均匀的分布在一个大的区域，只会影响瓦楞辊的正常使用寿命，而很难造成瓦楞辊的涂层损伤或脱落，也就是说，所述瓦楞辊即使在最大的加载压力下运行一段时间，也很难有端部损伤状况出现，而最大的加载压力只是一种极端的假想状况，因为在远未达到最大的加载压力前，瓦楞芯纸便明显开始出现了中部无法成型或端部被切断的状况。

附图说明

图1正常中高曲线瓦楞辊示意图。

图2本发明一种中高曲线优化或端部防损瓦楞辊示意图。

图3本发明瓦楞辊和正常瓦楞辊（中高曲线）相比较示意图（存在额外去除区域1）。

图4中高不足或加载压力过大时瓦楞辊接触状况示意图。

图5正确中高在设计加载压力时瓦楞辊接触状况示意图。

图6过大中高或加载压力不足时瓦楞辊接触状况示意图。

图7传统瓦楞辊（端部）。

图8本发明一种中高曲线优化或端部防损瓦楞辊（端部）。

其中：1为通过中高曲线优化去除区域、2为通过加工适量去除区域、q为均布载荷密度、f为加载压力、l为辊体长度、w为走纸区域、a为非走纸区域。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、技术特征、达成目的和功效易于明白理解，下面结合具体优选实施工艺步骤做进一步阐述。

优选实施工艺步骤1：

第一步：确定瓦楞辊正常中高量和中高曲线；

第二步：对瓦楞辊辊体长度l的中高曲线x=0处的中高数值y=0优化为y=适宜的非零负值，但走纸区域w内的中高量或中高曲线保持不变，适宜的非零负值可依据瓦楞辊正常中高量所需要的加载压力和瓦楞机通常加载的最大压力通过计算和修正后获得；

第三步：将修正后的中高曲线数值输入楞型磨床，进行瓦楞辊的楞型精磨。

优选实施工艺步骤2：

第一步：瓦楞辊楞型精磨；

第二步：对楞型精磨后的瓦楞辊端部非走纸区域内楞型的顶部通过外圆磨床进行适量的去除；

第三步：进行瓦楞辊楞型精磨后的加工工艺。

以上描述说明了本发明的技术领域、基本原理、主要技术特征、解决的技术问题、有益效果和具体实施方式。本发明不受具体附图的限制，本发明不受所述优选实施工艺步骤的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化、改进和延展，这些变化、改进和延展都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。