辊子的安装使用及对辊道窑制品质量的影响

辊子是组成辊道窑的基本部分。辊子在辊道窑内不断转动，承受制品的重量，同时经受高温作用，其质量好坏直接影响到辊道窑的正常运行，从而影响到制品质量。

1.对辊子性能的基本要求

辊子由于某种原因不能正常工作时称为失效。辊子失效的主要表现是：断裂，塑性变形，过大的弹性变形，工作表面的过度磨损或损伤，窑内高温环境下产生的蠕变及腐蚀气氛的影响等。为了使辊子在预定的使用期限内可靠地工作，辊子应满足下列基本要求：

（1）辊子应具有足够的强度和刚度。

（2）辊子应具有良好的耐磨性和耐热性。

（3）辊子应具有较高的尺寸和形位精度。

（4）非金属辊子应具有一定的吸水率，以利上浆。

2.辊子常用材质及规格参数

辊道窑从预热带到冷却带不同部位的温度与气氛不同，对辊子的技术要求也不同。一条辊道窑有数百根甚至数千根辊子，可选择同一类材质，也可在不同部位选用不同材质，使各部分要求分别得到满足。

辊子的材质主要有两类，一类是金属材料，另一类是非金属材料。

（1）金属辊子金属质辊子抗热震性能强、去污性能好，但它的高温抗氧化性能差，高温蠕变大，工作温度一般不超过1140℃。因此，金属质辊子一般是用在温度较低的地方，如预热带、冷却带。

（2）非金属辊子常用的非金属辊子多采用瓷质空心棒，即陶瓷辊。陶瓷辊耐热温度高、高温抗氧化性能好、高温蠕变小，但比较脆，去污性能不及金属辊。陶瓷辊又分低温型和高温型两种。低温型陶瓷辊主要是莫来石质，其工作温度一般在1200℃以下；高温型陶瓷辊主要是莫来石-刚玉质，其工作温度为1300℃左右，另外，使用温度在1300℃以上，且产品重量较大时，可采用重结晶碳化硅材质制作辊子。陶瓷辊的直径一般为25mm～50mm，壁厚为3mm～5mm，长度为1200mm～3500mm。选用时，在满足使用要求的前提下，应充分考虑辊子制造工艺和经济性要求。表5.1列出了常用陶瓷辊的主要规格。

表5.1　常用陶瓷辊的主要规格

3.辊子的联接形式

辊子是易损件，为了不影响辊道窑的正常工作，辊子必须联接牢固、可靠，同时更换要方便、快捷。常用的联接形式主要有以下五种：

（1）螺母式联接

螺母式联接如图5.26所示。辊子1插入接头3的内孔，接头3外表面加工成圆锥管螺纹，沿圆周均匀分布3至4条纵向槽，通过弹性销4与轴9联接，拧紧螺母2时，接头3的内径变小，从而将辊子夹紧。为使夹紧灵敏可靠，接头纵向槽部分截面应尽量薄，使之具有弹性。这种联接形式结构简单，对中性好，但接头3内径调节范围小，对辊子外径尺寸要求较严格。

图5.26　螺母式联接

1-辊子　2-管螺母　3-圆锥管螺纹接头　4-弹性　销　5-轴承座　6-紧固螺钉7-链轮　8-紧固螺钉　9-轴

图5.27　螺母楔块式联接

1-辊子　2-螺母　3-锥套　4-接头　5-链轮

如图5.27所示为加楔块的螺母式联接。联接螺母为普通细牙螺纹，辊子1插入锥套3的内孔中，锥套3为外锥式轴套，沿纵向加工一条通槽，因此锥套具有弹性，接头4内表面锥度与锥套3相配合，拧紧螺母2时使锥套轴向移动，利用锥面半径变化作用使锥套弹性变形，从而将辊子夹紧。这种联接形式对辊子直径变化适应性较强，夹紧力大。

螺母式联接虽具有联接牢固的优点，但更换辊子时须使辊子与接头分离，比较麻烦。因而目前大型建陶工业辊道窑中很少应用，一般只用于日用瓷烤花辊道窑、小型建陶工业辊道窑或实验室用辊道窑。

（2）夹环式联接

夹环式联接如图5.28所示。辊子1套入接头5内孔，接头与辊子联接的一端加工成一条纵向槽，拧紧螺钉3，通过U形夹环2使接头纵向槽产生弹性变形而将辊子夹紧。这种联接形式结构简单，但对中性不如螺母式联接。

图5.28　夹环式联接

1-辊子　2-夹环　3-螺钉　4-螺母　5-接头

图5.29　套筒夹环式联接

1-辊子　2-套筒式接头　3-螺钉

图5.29为套筒夹环式联接。套筒式接头2与辊子联接端管壁较薄，并相距180°开有两条通槽从而使之形成夹环，拧紧螺钉3使接头产生弹性变形而将辊子夹紧，接头与传动轴采用螺钉联接。

（3）弹簧夹紧式联接

弹簧夹紧式联接如图5.30所示。套环接头与辊子的联接类同于图5.29，套环接头2与辊子联接的一端相距180°分布两条纵向通槽，辊子插入后拧紧螺钉3即可夹紧辊子；弹簧片4一端固定在轴6上，另一端夹入套环接头中部的凹槽中。因此，通过套环接头2、螺钉3及弹簧片4就将辊子1与轴6联接起来了。这种联接方式更换辊子时只需将弹簧片拧起脱离凹槽便使辊子连同套环接头与轴分离，并从窑的另一侧抽走，非常方便。它是目前辊道窑中使用广泛的一种联接形式，其缺点是当辊子与套环接头内径尺寸相差较大时，对中性较差。

图5.30　弹簧夹紧式联接

1-辊子　2-套环式接头　3-螺钉　4-弹簧片　5-螺钉　6-轴

图5.31　弹簧卡片夹紧式联接

1-弹簧卡片　2-接头

图5.31为弹簧卡片夹紧式接头。接头2内装有弹簧卡片1，安装时只需将辊子插入弹簧卡片即可，因而对更换辊子甚是方便。而且由于辊子通过弹簧卡片与接头联接，故辊子中心位置可在一定范围内靠重力作用自行调整。

（4）开口销孔联接

开口销孔联接如图5.32所示。这种联接方式结构简单，只须将开口销穿过辊子与接头的销孔即可。但要在辊子联接部位加工销孔，为使其安装对中，辊子联接处必须满足与接头配合尺寸要求，必要时还需进行磨削加工。因而此联接一般用于金属辊棒的联接。

（5）托轮摩擦联接(www.xing528.com)

托轮摩擦联接是依靠辊子与制品的自重将辊子自由地放置在间距相等的托轮上，利用辊子与托轮之间的摩擦力带动辊子转动，如图5.33所示。由于摩擦传动过程中会产生“打滑”，因此辊子与托轮转动的同步性较差，通常用于辊子的被动端。

图5.32　开口销孔联接

1-辊子　2-开口销　3-接头

图5.33　托轮摩擦联接

1-托轮　2-辊子

4.辊子的支承

辊子横穿窑墙并支承在窑墙两侧的支承上，其中一端为传动端，另一端为被动端。为了保证辊道的正常工作，对辊子的支承有以下基本要求：

（1）辊道安装的水平高度可在一定范围内调节，以保证制品在辊道上平稳传送。

（2）保证辊子转动灵活，同时辊子与孔砖之间应密封良好。

（3）考虑到窑体钢架安装的积累误差，辊子的支承及与支承联接的传动系统的安装位置应在一定范围内可以调节。

（4）防止高温时辊子因尺寸变化而卡住，辊子的支承应具备自适应功能。

常用辊子支承的形式有以下三种：

①双支点固定支承

双支点固定支承如图5.34所示，辊子4的传动端通过接头组件3固定安装在轴承座支承2上，通过链轮（或齿轮）1带动辊子运转。考虑到窑体和辊子受热膨胀，被动端支承6多采用滑动轴承，不限制辊子轴向移动。联接时常将接头（或辊子）直接套入支承。这种支承方式简便易行，但辊子两端同心度难以调整，而且支承内孔易磨损而影响运行糟度，更换辊子不方便。

图5.34　双支点固定支承

1-链轮　2-轴承座　3-传动端固定接头组件　4-辊子5-被动端固定接头组件　6-被动端支承

②双支点托轮支承

双支点托轮支承如图5.35所示，辊子2两端自由地放在一系列平行排列的主动托轮与被动托轮上，辊子每端下面由两件托轮支承（参见图5.33）。图5.36为主动托轮及传动部分组件结构，主动托轮3通过轴2与传动部分固定联接，经轴承座6、支架18、支承座19固定在窑体钢架上，支架18与支承座19联接孔均加工成腰形孔，以便可调节上下、左右的安装位置。从动托轮支承组件结构通常直接选用两面带密封的滚动轴承1通过螺栓3固定在支座9上，如图5.37所示。这种联接的特点是当传动系统带动托轮运转时，依靠托轮与辊子之间的摩擦力带动辊子转动，因此可避免辊子可能出现的任何热膨胀而带来的故障，更换辊子方便，但传动的可靠性较差。当辊道上制品数量发生变化或辊子转动阻力加大（如辊孔密封纤维过多过紧等）时，托轮与辊子之间的摩擦力发生变化会影响辊子转速，出现打滑（或辊子运行不稳定）现象，从而影响制品平稳运送，这种现象应当尽量避免。为使摩擦传动可靠，常采用的方法是在辊子两端外表面缠绕若干圈钢丝或安装摩擦系数较大的套环，以增加接触面的摩擦系数，并保护辊子的两端面。

图5.35　双支点托轮支承

1-被动端托轮及支承组件　2-辊子　3-主动端及摩擦传动部分

图5.36　主动托轮及传动部分组件结构

1-螺母　2-轴　3-主动托轮　4-挡圈　5-锁紧螺母　6-轴承座　7-轴承　8-隔圈　9-油杯　10-孔用挡圈　11-轴用挡圈　12-链轮　13-螺母　14-底架　15-支承座　16-螺栓　17-角钢　18-支架　19-支承座　20-螺栓

图5.37　从动托轮支承组件结构

1-轴承　2-螺母　3-螺栓　4-垫圈　5-支架　6-螺栓　7-垫圈　8-螺母　9-支架

③双支点混合支承

双支点混合支承如图5.38所示，传动端通过接头固定联接在支承上，而被动端则由托轮支承。因此，这种支承形式既具有双支点固定支承的优点，又具有双支点托轮支承的优点，是一种比较理想的联接形式。

辊子是保证辊道窑正常运转生产的基本部件，而且数量多、价格也较贵，因此它的正确使用与维护非常重要。下面重点介绍陶瓷辊棒的使用与维护问题。

第一，对新购进的陶瓷辊棒，在使用前应进行质量检测。检测主要有外形质量检测与内在性能质量检测两个方面：①外形质量检测内容主要是辊子的尺寸误差和形位误差，一般直径尺寸误差不超过±0.5mm；长度尺寸误差不超过4mm～5mm；直线度误差应在辊子长度的0.1%以内；圆度误差不大于0.3mm；辊子两端同轴度误差不超过0.5mm/m。②内在性能质量检测主要内容是抗高温蠕变性能和抗热震性能，其具体测定方法可查阅有关资料。对检测不合格的辊棒不能投入使用。

图5.38　双支点混合支承

1-传动端固定接头组件　2-辊子　3-被动端托轮支承组件

第二，新辊棒在使用前尚须做好以下准备工作：

①在辊棒工作台表面涂上铝浆保护层。具体有扫浆、淋浆、浸浆3种方法，其中以淋浆法较易操作，效果较好。上浆长度一般以比窑内有效长度长10cm为限；上浆厚度一般为0.8mm～1.5mm，最好是1mm左右。

②在辊棒两头内孔中塞上约3cm长的陶瓷棉或石棉，以防止窑内热量向外扩散，浪费热能并影响传动轴承正常运转。

③上好传动端钢顶和被动端钢圈，上钢圈的作用是保护辊头不受磨损和增加摩擦力。

④进行预热以防止急热破损。一般可将辊棒放在窑顶上预热，若准备放入高温段使用，则可先放到中、低温段使用一段时间后再调到高温段使用。

第三，安装好辊棒后，要检查辊棒与孔砖是否接触，若有接触则必须进行调整，否则运行中易造成断辊。

第四，正常生产中，操作工要经常进行检查，发现断辊应及时更换，以免造成更大事故。另外辊道窑长期运转后，釉料及烟气中杂质会沉积粘结在辊棒表面，造成辊棒表面不平整，从而影响制品在辊道上的正常运行。因此，即使不发生断辊，辊子也要定期进行更换维修。

第五，辊棒更换时，要特别注意防止急冷急热。抽出的辊棒要采用正确的冷却方法，切忌直接放在地面上，而应将其放到旋转支架上，使其在转动中均匀冷却。若辊子有变形，则应在辊子冷却到外温700℃～600℃、内温900℃～800℃时，把变形下弯的辊棒全部向上扭转，使其弯曲下弯部分向相反方向收缩下弯复原，如此来回操作翻动，直到辊棒温度降到外温400℃～300℃左右。

第六，更换下来的旧辊棒冷却后要进行维修。维修主要包括削、磨、擦、扫、抹、浆、干、检8道工作程序。削是指要用刀、锉刀削掉辊棒表面上凸粗粒或套环杂质；磨是指用砂轮机或人手抓砂轮磨掉辊棒表面的杂质颗粒；擦是用砂纸将辊棒擦光滑；扫是指用刷子扫除辊棒表面的灰尘；抹是指用干净的湿抹布抹去辊棒表面的尘埃和湿润辊棒表面，使上浆时浆料和辊棒表面容易相互粘住；浆是指在辊棒表面要上一层铝浆，其方法和要求如前述；干是指上浆后要进行人工晾干，以自然晾干为宜；检是指经过上述各道维修工序后，在使用前还必须按第一条要求认真检查外观质量等。只要经过认真严格的维修，旧辊棒仍然可以使用，以发挥其应有的效益。