Полиуретановые валы для каландров бумагоделательных машин

Когда говорят про полиуретановые валы для каландров, многие сразу думают о твердости и износостойкости — и это правильно, но только отчасти. На деле, если ты работал с бумагоделательными машинами, особенно со скоростными секциями, понимаешь, что тут целый клубок нюансов: от совместимости с разными типами сукна и сеток до поведения вала при перепадах температуры в цеху. Частая ошибка — считать, что чем тверже вал, тем лучше для каландра. Я сам через это прошел, пока не столкнулся с ситуацией, когда полиуретановые валы с показателем под 90 ед. Шора начинали ?зажевывать? тонкие сорта бумаги при каландрировании, хотя для картона они бы подошли идеально. Вот об этих подводных камнях и хочется порассуждать, опираясь на то, что видел и трогал руками.

Твердость — не панацея: как выбрать вал под конкретную задачу

Итак, начнем с основ. В каландрах бумагоделательных машин валы работают в паре, создавая давление для уплотнения полотна и придания гладкости. Если взять слишком твердый полиуретан (скажем, от 85 ед.), он может не обеспечить необходимого микропрогиба для равномерного контакта, особенно если геометрия сопряженного металлического вала неидеальна. У нас был случай на фабрике под Пермью: поставили валы высокой твердости от одного поставщика, а через месяц начались жалобы на полосы на бумаге. Разобрались — вал не ?подстраивался? под мелкие неровности, давление распределялось пятнами.

С другой стороны, слишком мягкий вал (ниже 70 ед.) быстро теряет форму, особенно в зонах повышенного нагрева от трения. Здесь важно смотреть на серию продукции. Например, у ООО Шанхай Диби по производству резиновых и пластиковых изделий в ассортименте есть четкое деление: полиуретановые жесткие валики (твердость ≥70 ед.) — это как раз для каландров, где нужна стабильность геометрии, но без излишней ?дубоватости?. Их вторая серия — валики для нанесения покрытий (40–70 ед.) — уже для других операций, но я иногда рассматривал их для экспериментальных задач на каландрировании специальных бумаг с покрытием. Не всегда удачно, но об этом позже.

Что еще часто упускают? Температурный режим. Полиуретан, особенно не самого высокого качества, может ?поплыть? при длительном контакте с разогретым полотном бумаги. Я помню, как на одном из старых каландров вал начал менять диаметр в средней части всего на 0,3 мм — и этого хватило, чтобы брак пошел по всей ширине. Пришлось срочно искать замену, и тогда мы обратили внимание на спецификации, где был указан рабочий диапазон. Сейчас, просматривая сайт sh-dibi.ru, вижу, что компания заявляет исследования и производство полной серии изделий разной твердости — это хорошо, но в практике мне всегда хочется увидеть не просто цифры, а реальные тестовые отчеты по поведению материала при +80°C и выше в условиях непрерывной работы.

Монтаж и приработка: где кроются неочевидные проблемы

Допустим, вал выбран правильно. Дальше — установка. Казалось бы, дело техники: посадил на ось, затянул, запустил. Но с полиуретаном есть тонкость: материал хоть и прочный, но чувствительный к концентраторам напряжения. Если на посадочной поверхности вала есть забоины или царапины (а они могут появиться даже при транспортировке), под нагрузкой в каландре может пойти трещина. У себя в практике я всегда настаиваю на проверке поверхности вала до монтажа, даже если он новый и в упаковке. Один раз недоглядели — треснул через две недели.

Еще момент — приработка. Новый полиуретановый вал не стоит сразу нагружать на полную производительность. Желательно дать ему поработать на пониженных скоростях и давлении первые сутки, чтобы материал ?уселся? и адаптировался к контакту с парным валом. Это не всегда прописано в инструкциях, но опытные механики так делают. Кстати, о парном вале: его материал и состояние критичны. Работа полиуретана против стального чугунного вала — один сценарий, против другого полиуретанового или с покрытием — совсем другой. Бывает, что несовместимость материалов дает повышенный износ или прилипание волокон.

Здесь можно вспомнить про третью серию продукции ООО Шанхай Диби — различные резиновые валики для травления и отжима. Они для других секций машины, но принцип внимания к паре материалов универсален. В каландрах иногда используют комбинации, и знание того, как поведет себя полиуретан в конкретной паре, приходит только с опытом или тестами. Мы как-то пробовали поставить вал от одного производителя в пару к старому восстановленному валу — началась вибрация. Пришлось менять оба.

Истории из практики: когда теория расходится с цехом

Расскажу про один конкретный случай, который хорошо запомнился. На бумажной фабрике, где я консультировал, стоял каландр для производства мелованной бумаги. Заказчику нужно было получить суперглянцевую поверхность. По спецификациям, выбрали полиуретановые валы высокой твердости (около 80 ед.) от проверенного бренда. Но после запуска на готовой бумаге проявились микронеровности, похожие на апельсиновую корку. Долго искали причину: и давление регулировали, и температуру меняли.

Оказалось, что проблема была в том, что полиуретан конкретной рецептуры не успевал ?восстанавливаться? после контакта с микронеровностями металлического вала в паре на высокой скорости. Материал был слишком упругим для таких условий. Пришлось искать компромисс — нашли вал с немного меньшей твердостью (в зоне 75 ед.), но с другим составом полиуретана, более вязкоупругим. Это как раз тот случай, когда общие цифры твердости не дают полной картины. Нужно глубоко знать рецептуру материала. На сайте sh-dibi.ru в описании компании указано, что они специализируются на исследованиях и производстве — это как раз намекает на возможность подбора или разработки состава под задачу, что для каландров бывает критически важно.

Еще один урок — внимание к торцевым частям вала. В зоне краев бумажного полотна нагрузка и тепловой режим могут отличаться. Бывало, что вал изнашивался быстрее по краям, образуя бочкообразность. Приходится либо закладывать особый профиль при изготовлении, либо чаще проводить переточку. Некоторые производители, включая, судя по ассортименту, ООО Шанхай Диби по производству резиновых и пластиковых изделий, предлагают изготовление по чертежам заказчика — это правильный путь, потому что типовые решения не всегда срабатывают.

Что в перспективе? Наблюдения за развитием материалов

Смотрю на рынок и вижу, что просто сделать твердый полиуретановый вал — уже не конкурентное преимущество. Сейчас все больше запросов на специализированные решения: например, валы с добавками, снижающими адгезию к клеям или смолам (актуально для бумаги с покрытием), или материалы с улучшенной теплопроводностью, чтобы отводить тепло от зоны контакта. Интересно, что в ассортименте компании, о которой мы упоминали, есть полиуретановые детали (изготовление по чертежам заказчика), валики для покрытия стекла, валики для намотки пластиковой пленки. Это говорит о широкой компетенции в области полиуретанов, и логично предположить, что эти наработки можно адаптировать и для бумажных каландров, где требования тоже становятся все более специфичными.

Еще один тренд — диагностика. Раньше вал работал до явного износа или поломки. Сейчас все чаще думают о встроенных датчиках температуры или даже вибрации в опорах, чтобы предсказывать состояние. Как это соотносится с полиуретаном? Материал должен быть предсказуемым в своем старении, чтобы алгоритмы работали. Это уже следующий уровень, и производителям валов стоит об этом задумываться.

В конце концов, выбор полиуретановых валов для каландров бумагоделательных машин — это всегда баланс. Баланс между твердостью и эластичностью, между стойкостью к истиранию и способностью к микродеформации, между ценой и ресурсом. Готовых рецептов нет, есть только понимание процесса, внимательность к деталям и, желательно, надежный поставщик, который не просто продает продукт, а способен вникнуть в проблему. Как та компания, что упоминалась — ООО Шанхай Диби, которая заявляет о специализации на исследованиях. В нашей работе такие партнеры на вес золота, потому что бумага — материал капризный, и каландр — это ее последний штрих, где любая ошибка вала видна как на ладони.