摘 要： 新型復合材料具有強度大、剛度好、重量輕等特點，可以制造出具有較好性價比的特殊結構的產品。在造紙工業，已成功地應用于各種導輥、支承梁、流漿箱飄片等，使用效果已得到生產證實。

　　關鍵詞：復合材料；特點；優點；應用；導輥；BowMaster舒展輥；FlyMaster輥

    今天，最為常用的復合材料是那些強化塑料。在這些塑料中加入玻璃纖維或碳纖維，會比單純的塑料更加牢固、強度更大、剛度更好。加有碳纖維和高溫聚合樹脂的強化塑料通常被稱為高級復合材料。強化纖維的原理是纖維狀材料的強度要比松散狀態高數百倍。當這些高強度的纖維與塑料“粘合”在一起時，就可以得到一種新的定制材料，這種材料具有其它材料所沒有的綜合特性。復合材料可以使我們制造出具有最佳性價比的特殊結構的產品。

    復合結構的制造通常是幾層復合材料按一定的次序疊合形成一定的結構(層壓)。在具體應用上是成功地選擇復合材料特定方向上的出色強度和其它特性的結果。在沒有負載的方向上也可以減少材料，例如，可以通過對復合結構的優化，使其特定方向上的熱膨脹接近于零。

    由于制漿造紙是一個非常復雜的過程，各設備的要求和設計標準存在著很大的不同。這些設備的功能可以通過優化來使復合材料的長處得到最大的發揮。表1匯總了紙機上采用的新型復合材料部件以及它們與傳統設計相比較的主要優點。

    聚合物復合材料具有許多優點。其中主要的優點有：重量輕，并且在補強方向上強度很高。正是這些優點，使之被廣泛用于造紙工業，如制造輥子和支承梁結構，可以提高輥子運行速度，降低支承梁振動的可能性。

    復合材料還有其它理想的物理和機械特性。這些特性有：出色的耐腐蝕性和耐疲勞性，例如被用于流漿箱的加強碳纖維飄片。

    聚合物復合材料還具有許多能被用于設計和制造上的優點。可以將幾個部件結合成一體，這樣就可以減少裝配和維護的費用。例如，美卓開發出來的刮刀片固定夾就是利用了復合材料的這一優點。

    美卓造紙機械公司致力于將自己廣泛的造紙生產工藝和設備制造專門技術與高級復合材料技術所帶來的機會結合在一起。最近幾年，開發了幾種創新產品。下面就是這方面的一些例子。

    B o w M a s t e r 舒展輥提高了舒展效果BowMaster舒展輥就是對今天要提高舒展輥的可靠性以及舒展效率要求的響應。這種舒展輥采用了柔性的復合材料輥殼，可以彎曲成精確的、連續的弧形。這種結構可以根據目前主要的工藝需要任意調節輥子的彎度和彎曲方向，由此獲得最佳的彎度，使舒展效率最大，確保無皺褶的舒展效果。BowMaster舒展輥不僅用于紙機和紙板機進行紙幅的舒展，而且能在施膠機和涂布機這些要求苛刻的地方應用。

    BowMaster舒展輥易于維護，因為它的輥殼中沒有軸承。為了使輥子轉動并調節輥殼的彎度，采用的雙排軸承位于輥子兩端的軸承座中。軸承通常與循環油潤滑連接，以便有效地保證各種運行情況下的軸承冷卻和潤滑，提高軸承的壽命。

    復合材料壓紙輥改善了多壓區壓光機的運行

    有效的紙幅張力分布控制、消除皺褶、良好的運行性能、可靠以及無故障地運行，這些是對任何多壓區壓光機飛輥的要求。為了滿足這些要求，美卓開發出了新一代的FlyMaster輥。

    在FlyMaster輥創造性的設計上，復合材料輥殼支承在中部的內管以及兩端特殊的減振部件上。這些部件可以調節使輥殼達到需要的彎曲度，并且還可使輥殼適應紙幅張力分布的變化。這樣，工人就可以在變化的運行條件下維持均勻的紙幅張力。由于它減少了人工輥子調節需要的時間，操作人員可以有更多的時間用于壓光操作本身。特別強調的是，有效的紙幅張力控制是很重要的，尤其是在第一個壓光機壓區之后，在這里紙幅的伸長會造成皺褶，導致紙張的裂口。

    這種新型的FlyMaster輥的另一個優點是它的結構。對于超級壓光機上使用的常規的3段壓紙輥，軸承發熱造成的不均勻的輥面溫度，會導致紙張光澤度和厚度的變化。由于輥節之間連接器損壞，泄漏到紙幅上的油脂還可能會危及這些輥子。采用新型的FlyMaster輥，可以消除上述那些危及紙張質量的因素，因為這種輥子采用的是一根連續的輥殼并且它的軸承不在紙幅內的位置。

    因為內部沒有需要維護的部件，故FlyMaster輥容易維護。所有的軸承都在輥子外面便于維護的軸承座中。第一根FlyMaster輥現在已經效果很好地運行了一年以上。

    復合材料輥提高了運行的平穩性

    由于復合材料輥重量輕、轉動慣量小、直徑小、無振動以及出色的尺寸穩定性，作為紙張和網毯的導輥具有明顯的優勢。

    復合材料輥典型的應用是用作紙張張力的測量，因為它的重量輕且運行平穩，可以提高測量精度。今天在高速紙機和涂布機上，越來越多的復合材料輥被作為一般的導紙輥使用。另外，復合材料輥還可以用作關鍵的網毯導輥來改善運行性能，例如在成形部、壓榨部和干燥部，被用在毛布張緊器和自動校正器上。

    在紙機的提速改造項目上，復合材料輥可以最大限度地減少對增加輥子尺寸和機架改造的需要，因為這些輥子可以采用與原來鋼輥一樣的尺寸。

    復合材料管輥的一個特殊應用是用作某些長網成形器和疊網成形器的搖網輥。在這里使用重量輕的復合材料管輥可以加大網的擺動行程，從而改善網搖動的效果。復合材料改善了刮刀作用的效果

    高級復合材料應用的另一個重要領域就是刮刀。刮刀片與輥子或輥面保持接觸的時候，作用效果最好。但是，輥子的表面在橫向上很少是真正平的，尤其是在運行條件下。因此，刮刀的工作效果很大程度上取決于刮刀對輥面這些大大小小的變化的適應能力。對于小的輥面變化，刮刀片必須能保持與輥面的接觸，以避免纖維和小的雜物通過刮刀片并聚集在輥子上。大的輥面變化如導致紙張通過，應該通過刮刀片/ 刀片夾來綜合解決。

    美卓公司通過研究發現，保持刮刀與輥子或輥面密切接觸的持久性，主要取決于刮刀片的磨損特性以及刮刀片在高車速下的散熱能力。并且還發現在壓榨中心輥上，刮刀片必須在長度方向上要有足夠的柔軟度來適應輥面，同時在刮刀的寬度方向上要有足夠的剛度以降低振動的可能性。基于這些發現，開發出了采用高級復合材料制造的新型刮刀片，這種刮刀片的結構(層壓板)可以通過合理采用不同的補強劑(樹脂和填料)，使之適用于高速紙機的各個位置。

    美卓公司開發的LiteFit和LiteAdapt復合材料刮刀片固定夾，解決了傳統固定夾在壓力分布、平直度、清潔度、振動以及維護方面存在的不足。

    剛性的LiteFit固定夾，由于其頂部蓋板的結構以及材料的設計，使之用于清潔部位具有出色的形狀分布。由于重量輕，因而容易搬動和安裝。由于精密的材料設計，這種固定夾與傳統的鋼制固定夾相比具有更好的抗震特性，因此在受到突然的沖擊之后可以迅速地自動恢復。它可拆卸的頂部蓋板方便了清洗工作。

    可調節且緊湊的LiteAdapt固定夾，由于剛硬而又柔軟的結構，使之具有出色的自調節功能。這種獲得專利的固定夾能夠很好地保持它的形狀，適用于各種刮刀位置，尤其適用于要求苛刻的清除場合。由于重量輕且實用的結構，可以便捷地進行搬運和安裝。

    為了完善刮刀技術，美卓公司還推出了一種全復合材料制造的刮刀LiteDoc。這種刮刀將合成刀片、刮刀片固定夾以及碳纖維強化刮刀梁的優點結合在了一起。這種全復合材料的設計使其重量輕、剛度高、強度好、熱膨脹小，即使在象壓光機這樣要求苛刻的環境，也能保證出色的刮刀效能。采用全復合材料的結構還意味著刮刀上沒有鋼構件，因而不會有由于鋼材和復合材料熱膨脹不相配所造成的刮刀梁扭曲問題。LiteDoc尤其適用于需要刮刀尺寸小的位置或由于熱載荷會造成傳統鋼梁扭曲的位置。今天，在美卓的現代化多壓區壓光機上，為了便于輥子的更換，LiteDoc復合材料刮刀片安裝在壓紙輥和壓輥之間的口袋位置。另外，在超級壓光機上，刮刀重量輕有利于減少紙張邊緣區域的過壓，并且可以不需要對于超級壓光機的加壓程序進行修改。（peter）