專(zhuān)利名稱(chēng)：造紙機(jī)/紙板機(jī)或整飾機(jī)的輥的內(nèi)部伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種造紙機(jī)/紙板機(jī)或整飾機(jī)的輥的內(nèi)部伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu),如撓度補(bǔ) 償輥的軸或吸水輥的吸水箱。
背景技術(shù)：
流水作業(yè)的造紙機(jī)以接近2000m/min的速度運(yùn)行，并且機(jī)寬接近1 lm。 未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是要使這些數(shù)值持續(xù)增加。
上述兩個(gè)數(shù)值的增加將改變當(dāng)前的撓度補(bǔ)償輥的動(dòng)態(tài)尺寸測(cè)量，除非發(fā) 明新的方法來(lái)操控輥的特定頻率以避免臨界的特定頻率落入到運(yùn)行區(qū)域中。 撓度補(bǔ)償輥包括固定軸和設(shè)置成圍繞該固定軸旋轉(zhuǎn)的套。所述套通過(guò)承載件 支撐在所述軸上，所述承載件對(duì)套的內(nèi)表面施加承載力，以將朝向與所述撓 度補(bǔ)償輥一起形成壓區(qū)的背輥承載。在現(xiàn)代，壓光機(jī)的撓度補(bǔ)償輥較寬，因 此需要將測(cè)定增加到四種之多來(lái)作為動(dòng)態(tài)尺寸測(cè)定的結(jié)果，這將產(chǎn)生相當(dāng)多 的額外花費(fèi)。并且輥質(zhì)量的增加在涉及到起重機(jī)提升能力時(shí)也會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題， 尤其是在舊工廠中。
在吸水輥中，多孔的套與推力軸上的軸承相配合地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在該套的 內(nèi)部可以是單腔室的吸水箱或多腔室的吸水箱，該吸水箱的孔通向(受到密 封條的限制)套的內(nèi)表面以在吸水輥的特定部分引導(dǎo)抽吸。在輥的端部是一 些聚合體，通過(guò)這些聚合體，外部的負(fù)壓可以被接入至吸水箱。當(dāng)該負(fù)壓被 接入至吸水箱時(shí)，在通過(guò)網(wǎng)或毛毯的紙幅下方形成真空。在傳遞的過(guò)程中， 所形成的壓差將水從所述紙幅移除到套中的孔處，或者在保持紙幅。腔室中 的負(fù)壓力根據(jù)吸水輥的預(yù)定用途而確定。在負(fù)壓被接入至吸水箱時(shí)，吸水輥的一個(gè)問(wèn)題在于吸水箱會(huì)朝向吸水輥套的內(nèi)表面偏斜。這種情況下，外部壓 力將使得吸水箱沿著其吸入口的方向偏斜，由此吸水箱的封口對(duì)吸水輥套的 中央?yún)^(qū)域的內(nèi)表面的抵壓更緊，從而封口的磨損在中央處比在邊緣區(qū)域更嚴(yán)
在簡(jiǎn)化的形式中，輥的特定頻率根據(jù)以下的公式確定: <formula>formula see original document page 4</formula>其中，X為支承常數(shù)(support constant) L為輥寬 EI為硬度，以及 m為質(zhì)量。
從特定頻率的該等式中可以看出，在質(zhì)量保持近似恒定時(shí)，除通過(guò)操控 硬度之外，通過(guò)其他方法都不能有效地對(duì)其特性進(jìn)行操控。其他消除由其自 身振動(dòng)而產(chǎn)生的有害作用的方法是提供使特定頻率不會(huì)成為危害的非常高 的輥內(nèi)阻尼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以基本消除上述問(wèn)題的技術(shù)方案。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案用于揭示一種造紙機(jī)/紙板機(jī)或整 飾機(jī)的輥的內(nèi)部伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)至少部分地由在基體材料中 包含增強(qiáng)纖維的復(fù)合材料構(gòu)成，且該結(jié)構(gòu)是位于吸水輥內(nèi)部的吸水箱。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，輥的內(nèi)部伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)是撓度補(bǔ)償輥的固定軸， 該固定軸具有基本上由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的框架部，在該框架部上形成 有沿軸的縱向延伸的鋼制的支撐部，用于將支撐套的承載件支撐在軸上。根 據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，輥的內(nèi)部伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)是撓度補(bǔ)償輥的固定軸，其 具有基本上由金屬制成的框架部，所述金屬由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料覆蓋著。根 據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例，所述結(jié)構(gòu)優(yōu)選完全由復(fù)合材料構(gòu)成。
復(fù)合材料指的是含有增強(qiáng)纖維和基體材料的結(jié)構(gòu)，所述增強(qiáng)纖維為例如 碳纖維、硼纖維或玻璃纖維或它們的混合物，所述基體材料可以是聚合的、 陶瓷的或金屬的。陶瓷材料包括各種氧化物和碳化物，如AL-、 B-、 Cr-、 Ti-、Si-、 Sn-、 W-、 Zn-、 Zr-的氧化物和碳化物或它們的混合物；以及各種氮化 物，如Bn禾B Si3N4。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的撓度補(bǔ)償輥的概略的縱剖面；
圖2示出了根據(jù)圖1的輥的沿線(xiàn)II-II的橫截面；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的撓度補(bǔ)償輥的概略的縱剖面；
圖4示出了圖3的輥的沿線(xiàn)IV-IV的橫截面；
圖5示出了圖3的輥的端部；
圖6示出了從箭頭VI的方向觀察時(shí)的圖5的端部；
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明而揭示的另一撓度補(bǔ)償輥的端部的概略的縱剖
面；
圖8示出了圖7的實(shí)施例的一個(gè)改型；
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的撓度補(bǔ)償輥的又一端部的縱剖面； 圖10示出了拆下輥的端部后從端部觀察的圖9的輥的視圖； 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的又一撓度補(bǔ)償輥的概略的橫截面； 圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的又一撓度補(bǔ)償輥的概略的橫截面； 圖13示出了現(xiàn)有技術(shù)的吸水輥的概略的縱剖面； 圖14示出了圖13的吸水輥的概略的橫截面。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2概略地示出了現(xiàn)有技術(shù)的包含有固定輥軸的撓度補(bǔ)償輥10， 圍繞所述固定輥軸11設(shè)置有用于旋轉(zhuǎn)的輥套12。輥套12通過(guò)液壓承載件 17支撐在輥軸11上。液壓承載件沿壓區(qū)平面的方向作用，并且通過(guò)這些液 壓承載件，可以沿輥的縱向上控制輥的壓區(qū)輪廓。輥軸11通過(guò)軸頸18連接 到輥的支撐結(jié)構(gòu)。在公開(kāi)的實(shí)例中，輥10設(shè)有對(duì)輥的主承載平面施加作用 的滑動(dòng)軸承14、 14a，由此軸承14沿壓區(qū)的方向(即沿與承載方向相對(duì)的方 向)起作用，并且軸承14a沿與這些軸承14相對(duì)的方向上起作用。該輥還 包括沿相對(duì)于主承載方向的橫向起作用的橫向滑動(dòng)軸承15、 15a，和通過(guò)潤(rùn)滑油膜分別設(shè)置在輥的端部13、 13a上的、在軸向上起作用的軸向滑動(dòng)軸 承16、 16a。在徑向上起作用的滑動(dòng)軸承14、 15、 14a、 15a，在其各自的部 分通過(guò)潤(rùn)滑油膜抵靠在輥套12的內(nèi)表面上。這種類(lèi)型的輥例如從第5， 509， 883號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中已公知，因此不再對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
圖3至圖6示出了根據(jù)本發(fā)明所揭示的撓度補(bǔ)償輥，其中相同或相似的 部件以與圖1和圖2中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示。在該實(shí)施例中，輥軸11包括 梁，其橫截面基本呈I字形，并且由復(fù)合材料制成，該復(fù)合材料優(yōu)選通過(guò)層 疊而成的碳纖維增強(qiáng)材料。在梁24的上部設(shè)有縱向凹槽，在該縱向凹槽中 通過(guò)中間層定位有鋼制或鑄鐵制的支撐部26。中間層25校平熱膨脹中的差 異，并且將支撐部固定到纖維增強(qiáng)框架ll上。在支撐部26上形成有用于液 壓承載件17的孔。附圖標(biāo)記27表示用于向位于承載件17下方的腔室供給 液壓介質(zhì)的供給管路。在I型梁的底部已經(jīng)將纖維增強(qiáng)板21-23附加到根據(jù) 彎矩而確定的需要增加硬度的區(qū)域。增強(qiáng)板21-23可以連接在一起，并且可 以例如通過(guò)與基體材料的粘結(jié)或通過(guò)螺栓接合，連接到所述的I型梁。將I型 梁連接到推力軸40，例如通過(guò)如圖5和圖6所示的方式。推力軸40包括 向內(nèi)取向的輥固定部41，所述I型梁的突出端lla、 llb形成至上述輥固定 部41處；以及容置在上述突出端lla和llb之間的紙幅部分的凹槽。I型梁 和推力軸的互鎖通過(guò)螺栓連接件42來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述螺栓從形成于輥固定部41 的上表面上的水平面43延伸到凹槽45和46，所述凹槽45和46的設(shè)置減輕 了推力軸的重量。除了螺栓連接，也可以通過(guò)例如粘結(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖定。由于與 梁的中心部分相比連接處的彎矩較小，因此施加到連接處的應(yīng)力不是很大。 該技術(shù)方案可以相對(duì)簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)輥的組裝。根據(jù)承載力的情況，I型梁的上 部24也可以完全由鋼或鑄鐵構(gòu)成，在這種情況下，不需要單獨(dú)的中間層25 或支撐部26。鋼制或鑄鐵制的上部也可以例如通過(guò)與基體材料粘結(jié)而被固定 到纖維增強(qiáng)框架ll上。還可以想到的是，使軸完全由復(fù)合材料構(gòu)成。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明所揭示的另一撓度補(bǔ)償輥，其中輥軸11的框架 是鋼制的，并且與軸頸18形成一體的結(jié)構(gòu)。這減輕了框架部分在多個(gè)包括 相對(duì)較薄的支撐部lla的端部之間的區(qū)域的重量，其中該支撐部lla承受壓 應(yīng)力。壓區(qū)載荷在承載件17—側(cè)產(chǎn)生對(duì)軸的壓應(yīng)力，而在下部引起拉應(yīng)力。 為了承受拉應(yīng)力，在軸的端部之間設(shè)有纖維增強(qiáng)桿或板30，所述桿或板30穿過(guò)端部并通過(guò)鎖定裝置31鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢?，所述鎖定裝置31在圖7中
為鎖緊螺母。桿或板30優(yōu)選為碳纖維增強(qiáng)復(fù)合物制成。
圖8所示的實(shí)施例與圖7所示的實(shí)施例的不同之處僅僅在于鎖定裝置 32，該鎖定裝置32是通過(guò)增強(qiáng)纖維的巻繞并通過(guò)與基體材料一起固定到桿 或板30上而構(gòu)成。
在根據(jù)圖9和圖IO的實(shí)施例中，在輥軸的端部形成有安裝突起36、 38， 并且相對(duì)端部通過(guò)增強(qiáng)纖維彼此連接，所述增強(qiáng)纖維浸入到基體材料中并沿 軸的縱向巻繞，并且其形成了承受拉應(yīng)力的復(fù)合材料的捆束35、 37。使用安 裝突起可以將增強(qiáng)纖維巻繞一圈，由此在使用時(shí)該結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度比如圖7和圖 8所示的單獨(dú)的鎖定裝置更好；而在圖7和圖8中其連接比基材弱，由此其 結(jié)構(gòu)必須要根據(jù)連接強(qiáng)度來(lái)計(jì)算尺寸。在根據(jù)圖9和圖10的技術(shù)方案中， 根據(jù)復(fù)合材料和例如鋼或鑄鐵的軸材料計(jì)算尺寸。
在圖7至圖10的實(shí)施例中的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于在中性軸上保持自由的空 間，所述中性軸可以用于定位承載件的液壓管。
以消除振動(dòng)的危害為出發(fā)點(diǎn)，圖11和圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的撓度補(bǔ) 償輥的其他實(shí)施例。這個(gè)已經(jīng)通過(guò)在現(xiàn)有的輥軸11上增加復(fù)合材料制成的 被覆層50來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖11示出了設(shè)有大致為圓形輪廓的軸11的撓度補(bǔ)償輥 的概略的橫截面圖，以及圖12示出了設(shè)有被稱(chēng)作可移動(dòng)的套的撓度補(bǔ)償輥， 其中軸的橫截面基本呈矩形。附圖標(biāo)記14b表示輥的軸承裝置。
被覆層50可以通過(guò)以下方式形成，例如首先對(duì)軸進(jìn)行基底處理，如 利用膠水，然后圍繞軸巻繞如玻璃纖維或碳纖維的增強(qiáng)纖維層，以及將基體 材料附加到增強(qiáng)纖維層上。附加基體材料可以例如通過(guò)在巻繞之前將待纏繞 的纖維浸入基體材料中；或在巻繞纖維的同時(shí)在軸的表面上濺射基體材料來(lái) 進(jìn)行。在進(jìn)行覆蓋后，可以穿過(guò)被覆層在軸上精加工用于承載件17和軸承 件14b的孔，并且添加諸如油收集裝置等待固定于軸上的裝置。通過(guò)巻繞而 形成的被覆層也可以使設(shè)有平直表面的軸覆蓋相對(duì)容易(圖12)。
圖13示出了現(xiàn)有技術(shù)的不具有內(nèi)部吸水箱的吸水輥的原理圖。該吸水 輥包括輥套111，其與軸承配合以便在軸頸113A和113B上旋轉(zhuǎn)，所述軸頸 1BA和113B通過(guò)端部凸緣112A和112B連接到輥套111 。輥套111具有延 伸穿過(guò)輥套111的多個(gè)套孔115。該圖僅示出了套111的孔115的一部分。軸頸中的至少一個(gè)軸頸113B包括引導(dǎo)至輥內(nèi)部的聚合體，外部的負(fù)壓源(未 圖示)可以被接入至該聚合體。通過(guò)負(fù)壓源，空氣通過(guò)由吸水箱形成的部分 抽出(箭頭P2)，由此相應(yīng)數(shù)量的空氣(箭頭P,)將通過(guò)輥套的孔115流入 輥中。
圖14示出了圖13的吸水輥的截面圖，并且在吸水輥內(nèi)安裝有吸水箱。 吸水箱104和密封固定部105彼此之間剛性地固定。密封件101利用承載管 103而承載到套111上，由此即使在吸水箱偏斜的情況下，密封件也能夠以 近似恒定的壓力壓向套。由于該密封壓力，需要采用水潤(rùn)滑V來(lái)減少輥套的 內(nèi)表面上的磨損。當(dāng)負(fù)壓被接入至吸水箱104中時(shí)，吸水箱朝向套的內(nèi)表面 偏斜。在輥的縱向中央?yún)^(qū)域的偏斜最大，而吸水箱的端部則保持在適當(dāng)?shù)奈?置。目前，吸水箱通常由相對(duì)較薄的金屬板制成，由此通過(guò)增加厚度來(lái)增加 剛性時(shí)會(huì)增加重量，這是所不希望的。根據(jù)本發(fā)明，例如通過(guò)由可以增加剛 性且減輕重量的復(fù)合材料所制成的密封固定部105或整個(gè)吸水箱104，可以 減小吸水箱的偏斜。
權(quán)利要求
1. 一種造紙機(jī)/紙板機(jī)或整飾機(jī)的輥的內(nèi)部伸長(zhǎng)的非旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(104)，該輥包括圍繞所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的輥套，其特征在于，該結(jié)構(gòu)至少部分地由在基體材料中包含有增強(qiáng)纖維的復(fù)合材料構(gòu)成，且該結(jié)構(gòu)是位于吸水輥內(nèi)部的吸水箱(104)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少該吸水箱的密封件 (104)的固定結(jié)構(gòu)(105)由復(fù)合物構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該吸水箱(104)基本上 全部由復(fù)合材料構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該復(fù)合材料 中的纖維基本上沿該結(jié)構(gòu)的縱向設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種造紙機(jī)/紙板機(jī)或整飾機(jī)的輥的內(nèi)部伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)(104)。該輥包括圍繞所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的輥套，該結(jié)構(gòu)至少部分地由在基體材料中包含有增強(qiáng)纖維的復(fù)合材料構(gòu)成，且該結(jié)構(gòu)是位于吸水輥內(nèi)部的吸水箱(104)。
文檔編號(hào)D21G1/02GK101429737SQ200810185579
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者卡里·霍洛派寧, 托米·科羅萊寧, 阿里·萊赫托 申請(qǐng)人:美卓造紙機(jī)械公司