CN100434199C - 舒展辊 - Google Patents

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Abstract

一种舒展辊，其包括设有复合壳体(11、21、31)的至少两个分辊(10、20、30)。该舒展辊包括两个端部分辊(10、30)，两个端部分辊直接连接在一起或通过中间分辊(20)连接在一起，以使至少两个分辊(10、20、30)的壳体(11、21、31)的端表面之间保留有间隙(D)。端部轴颈(12、32)连接至各端部分辊(10、30)的辊壳体(11、31)的外端部，该端部轴颈通过端部轴承(40、50)支撑于框架结构(R)上。分辊(10、20、30)通过与所述分辊(10、20、30)的辊壳体(11、21、31)一起转动的中间轴颈(13、33)连接在一起。中间轴颈(13、33)通过中间轴承(60、70)而支撑于舒展辊外部的固定支撑梁(P)上。

Description

舒展辊
技术领域
本发明涉及一种舒展辊，其包括设有复合壳体的至少两个分辊，分辊包括两个端部分辊，两个端部分辊直接连接在一起或通过中间分辊连接在一起，至少两个分辊的辊壳体的端表面之间保留有间隙，其中各端部分辊包括端部轴颈，端部轴颈连接至辊壳体的外端部并且与辊壳体一起转动，端部轴颈通过端部轴承支撑于固定框架结构上。
在根据本发明的舒展辊中，使用由复合材料制成的壳体。由于复合辊的有利的材料特性，如弹性模量与密度，复合辊的尺寸可以确定为：使舒展辊可以使用适度的转矩而弯曲至需要的曲率，并且使舒展辊在亚临界速度下(即最低共振频率以下)或者在多个共振频率之间操作。如果需要将钢辊弯曲至所需的曲率而不会使应力过度增长，辊的直径就必须非常小。在这种情况下，就不可避免地会超过一个或多个辊的临界速度。
此外，对于钢辊，弯曲所需的弯矩显著高于复合辊，在这种情况下，钢辊的轴承力也显著高于复合辊的轴承力。
背景技术
芬兰专利106741提出了一种用于纸幅类材料的可弯曲的复合材料辊。该辊包括由复合材料制成的连续管状辊壳体和轴颈，所述轴颈连接于辊壳体的两端并且与辊壳体一起转动。轴颈由至少两个轴承元件支撑于围绕着轴颈的支撑元件上，该支撑元件又支撑于机器框架上，所述两个轴承元件沿辊的轴向互相隔开一定距离。第一轴承元件通过弯曲机构支撑于支撑元件上，该弯曲机构将沿径向起作用的力导向第一轴承元件，从而使第一轴承元件相对于非弯曲辊的中心轴线偏移，于是轴颈相对于形成于第二轴承元件处的支点弯曲，并且弯矩被导向至辊壳体。使用这种解决方案，可以将辊壳体弯曲至具有均匀的曲率。然而，这种解决方案并不很适用于压榨部，其中被导向舒展辊的力太高。
芬兰专利106277提出了一种分段式辊，其包括多个连续设置的辊部件，其中各辊部件安装有轴承以便由其自身的支撑轴旋转支撑。在所述辊部件的支撑轴的两个轴线端表面上，设置有连接元件，例如突起与相应的凹槽，两个连续的辊部件通过所述连接元件以可拆卸的方式互相连接。支撑轴包括至少两个部分，所述两个部分的相互位置可以变化以改变支撑轴的轴向长度，从而使两个连续的分段式辊的两端表面上的连接元件互相接触或脱离连接。这样就使得能够在分段式辊的中间更换单个辊部件，而无须拆卸整个辊组件。各辊部件由两个嵌套式筒形套管制成，所述两个嵌套式筒形套管通过对称设置于各套管中点处的颈部而连接在一起。外筒形成辊部件的壳体，并且内筒短于外筒。内筒在其外表面安装有两个轴承，以便支撑辊部件的不可转动的支撑轴。支撑轴包括两个凸缘状部分，所述两个凸缘状部分通过延伸穿过内筒的销而连接在一起。所述筒转动而所述支撑轴固定。支撑轴的另一个部分在其端部支撑于辊部件外部的支撑梁上。这种支撑可以调节，在这种情况下，可以调节单个辊部件相对于相邻辊部件的位置。这种设置提供了对分段式辊的曲率的调节。分段式辊的曲率是通过单个中间辊部件的中心轴线不对齐而形成。然而，单个辊部件的壳体平行，于是分段式辊的弯曲由分段的线形成。分段式辊需要大量的用油脂润滑的轴承。支撑轴与壳体之间的密封也存在一定程度的问题。
发明内容
根据本发明的辊的主要特征在于，至少两个分辊通过与分辊的辊壳体一起转动的中间轴颈连接在一起，中间轴颈通过中间轴承支撑于该舒展辊外部的固定支撑梁上。
根据本发明的舒展辊包括装备有复合壳体的至少两个分辊。该舒展辊包括两个端部分辊，所述两个端部分辊直接连接在一起或通过中间分辊连接在一起，以使所述分辊的辊壳体的端表面之间保留有间隙。各端部分辊包括端部轴颈，所述端部轴颈连接至壳体的外端部并且与该壳体一起转动，该端部轴颈通过至少一个端部轴承而支撑于固定框架结构上。所述至少两个分辊通过与所述分辊壳体一起转动的中间轴颈而连接在一起。各中间轴颈通过中间轴承而支撑于舒展辊外部的固定支撑梁上。
这样，该辊就通过其端部轴颈和中间轴颈而支撑于该辊外部的固定的结构上。
通过多个中间支撑点，根据本发明的舒展辊可以承载高负载，这使该舒展辊还能够用于压榨部中以便舒展在压榨毛毡(press felt)上行进的纸幅。负载的一部分由多个中间支撑点承受，于是与仅将辊的一端紧固相比，所述多个端部支撑点和各壳体部所承受的负载显著降低。
在根据本发明的舒展辊中，在中间轴承中还可以使循环油进行润滑。油可以通过设置于中间轴承套中的通道而被引导至中间轴承。
因为中间轴承在其中间轴承套内受到保护，所以无需将分辊壳体的相对端表面密封。从中间轴承套与所述分辊壳体端面之间进入辊内的任何杂质都不能进入位于中间轴承套内的中间轴承中。
附图说明
以下通过参考附图和本发明的并非用于排他性限制的详细情况对本发明进行描述。
图1为根据本发明的辊的纵向竖直剖面的示意图。
图2示出了中间轴承套的轴测图。
图3为一个手动可调的支撑元件的示意图。
图4为一个自动可调的支撑元件的示意图。
具体实施方式
图1为根据本发明的辊的纵向竖直剖面的示意图。该辊包括两个端部分辊10、30和位于这两个端部分辊之间的中间分辊20。各分辊10、20、30具有复合壳体11、21、31。中间分辊20的壳体21的各外端表面位于距端部分辊10、30的壳体11、31的内端表面一定间隙(距离)D的位置处。外端紧固部件14、34紧固于各端部分辊10、30的壳体11、31的外端的内表面上，而内端紧固部件15、35紧固于的壳体11、31的内端的内表面上。中间分辊20的外端紧固部件22、23紧固于壳体21的外端的内表面上。
与壳体11、31一起转动的端轴颈12、32紧固于设置在各端部分辊10、30的外端的外端紧固部件14、34上。各端轴颈12、32的外表面支撑于端轴承40、50的转动的内圈上，而端轴承40、50的非转动式外圈支撑于端轴承套41、51上。各端轴承套41、51又通过端支撑元件42、52支撑于固定的框架结构R上。
第一端部分辊10和中间分辊20通过第一中间轴颈13连接在一起。第二端部分辊30和中间分辊20又通过第二中间轴颈33连接在一起。第一中间轴颈13的一端紧固于设置在第一端部分辊10的壳体11的内端的内端紧固部件15上，其另一端紧固于设置在中间分辊20的壳体21的外端的外端紧固部件22上。第二中间轴颈33的一端紧固于设置在第二端部分辊30的壳体11的内端的内端紧固部件35上，其另一端紧固于设置在中间分辊20的壳体21的外端的外端紧固部件23上。
第一中间轴颈13的中部支撑于第一中间轴承60的转动的内圈上。第一中间轴承60的外圈不可转动地支撑于第一中间轴承套80上。第一中间轴承套80包括第一环形凸缘部82，其从位于第一端部分辊10的辊壳体11的内端表面与中间分辊20的辊壳体21的外端表面之间的间隙D延伸至与辊壳体11、21的外表面齐平。第一轴承套80的环形凸缘部82包括第一中间支撑元件83，第一轴承套80通过该第一中间支撑元件83紧固于舒展辊外部的支撑梁P上。
第二中间轴颈33的中部支撑于第二中间轴承70的转动的内圈上。第二中间轴承70的外圈不可转动地支撑于第二中间轴承套90上。第二中间轴承套90包括第二环形凸缘部92，其从位于第二端部分辊30的辊壳体3 1的内端表面与中间分辊20的辊壳体21的外端表面之间的间隙D延伸至与辊壳体31、21的外表面的齐平。第二轴承套90的环形凸缘部92包括第二中间支撑元件93，第二轴承套90通过该第二中间支撑元件93紧固于舒展辊外部的固定的支撑梁P上。
刚性支撑梁P的端部支撑于固定的框架R上。
轴颈12、13、33、32和辊壳体11、21、31组成单独地转动单元。因此，舒展辊通过四个支撑点A1、A2、B1、B2支撑于固定的框架R上。两个最外部的支撑点A1、A2位于辊端部的端部轴承40、50处，两个中间支撑点B1、B2位于中间轴承60、70处。中间支撑元件83、93可以为固定的或可调的。在中间支撑元件83、93可调的情况下，各中间轴承60、70可以相对于支撑梁P沿径向S移动。相应地，端部支撑元件42、52可以为固定的或可调的。在端部支撑元件42、52可调的情况下，各端部轴承40、50可以相对于框架R沿径向S移动。
图2示出了第一中间轴承套80的轴测图。中间轴承套80包括筒形部81和位于该筒形部81的中央的凸缘部82。凸缘部82从筒形部81的外表面凸出，从而在底部膨胀成中间支撑元件83，中间轴承套80通过该中间支撑元件83固定于支撑梁P上。中间轴承60位于中间轴承套80的筒形部81内，于是中间轴颈13的外表面支撑中间轴承60的转动的内圈。中间轴承60的外圈又不可转动地支撑于中间轴承套80上。中间轴承套80可以装备有润滑用的供应通道84，沿着该供应通道84可以向中间轴承60连续地供应润滑剂。第一中间轴承套80和第二中间轴承套90相同。中间轴承套80的筒形部81的外端具有可打开的中间轴承套80的盖，以便能够接近中间轴承60。
图3示出了手动可调的支撑元件100的一个实例，该支撑元件100可以与中间支撑元件83、93和端部支撑元件42、52结合使用。支撑元件100包括设有外螺纹的第一销101、设有外螺纹的第二销102、以及具有与所述销连接的内螺纹的轴套103。轴套103具有附加的手柄104、105，利用所述手柄可以转动轴套103。销101、102的螺纹和轴套103的螺纹设置成：当轴套103向一个方向转动时，销101、102向轴套103的内部旋入，并且当轴套向相反方向转动时，所述销旋出轴套103。
图4示出了自动可调的支撑元件200的一个实例，该支撑元件200可以与中间支撑元件83、93和端部支撑元件42、52结合使用。支撑元件200包括气缸201、适于该气缸的活塞202以及紧固于该活塞202上的活塞销203。通过将压力介质引导至活塞202的任意一侧，可以使活塞202移动，进而使活塞销203移动。
可以通过三种方式将辊以一定的曲率弯曲。在第一种可选方案中，中间轴承60、70通过中间支撑元件83、93而保持于固定位置，而端部轴承40、50通过端部支撑元件83、93而偏移。通过将中间轴承60、70保持于固定位置并且通过使端部轴承40、50向下偏移，例如，在图1中，以辊的中间向上而端部向下的方式使辊以一定的曲率弯曲。弯矩从端部轴颈12、32经由端部分辊10、30的壳体11、31至中间轴颈13、33变化，该弯矩从中间轴颈13、33至中间分辊20的壳体21进一步变化。在第二种可选方案中，端部轴承40、50通过端部支撑元件42、52而保持于固定位置，而中间轴承60、70通过中间支撑元件83、93而偏移。通过将端部轴承40、50保持于固定位置并且通过使中间轴承60、70向上偏移，例如，在图1中，以辊的中间向上而端部向下的方式使辊以一定的曲率弯曲。弯矩从中间轴颈13、33至中间分辊20的壳体21并且进一步至端部分辊10、30的壳体11、31变化。在第三种可选方案中，端部轴承40、50和中间轴承60、70均偏移。通过使端部轴承40、50如图中所示向下偏移并且使中间轴承60、70如图中所示向上偏移，以辊的中间向上而端部向下的方式使辊以一定的曲率弯曲。弯矩从端部轴颈12、32至端部分辊10、30的壳体11、31变化，并且从中间轴颈13、33至中间分辊20的壳体21并且进一步至端部分辊10、30的壳体11、31变化。
在图1所示的实施例中，当端部分辊10、30的壳体11、31的曲率朝向端部分辊10、30的壳体11、31的各外端部线性增加时，中间分辊20的壳体21以稳定的(smooth)曲率弯曲。
图1中所示的辊包括三个分辊。该辊具有两个端部分辊10、30和一个位于两个端部分辊之间的中间分辊20。如果辊较短，则可以仅采用两个分辊来实现辊。在这种情况下，省去中间分辊20。随后，通过中间轴颈13将各端部分辊10、30直接紧固在一起，其中紧固方式类似于图1中将第一端部分辊10紧固于中间分辊20的方式。在包括两个分辊10、30的辊中，只有三个支撑点，在这种情况下，各支撑点所承受的负载大于包括三个分辊的辊。
原则上，图1所示的辊还可包括一个以上的中间分辊20。这样，各分辊将会较短，在这种情况下，将它们弯曲至一定的曲率变得困难。
在图1所示的情况下，辊在竖直平面中形成弯曲。显然，辊还可以被紧固成使辊在水平平面中形成弯曲，或者以在竖直平面与水平平面之间的任意角度形成弯曲。将支撑梁P和端部支撑套41、51紧固于框架R上可以设置成使辊弯曲的角位置可以调整。
有利地，辊壳体的外径介于150-600mm的范围内；有利地，带有盖的壳体的厚度介于8-25mm的范围内；有利地，轴颈的直径介于70-150mm的范围内；以及有利地，辊的长度介于5-12m的范围内。
下述内容为限定本发明理念的权利要求，其中本发明的详细情况可以根据仅作为实例给出的以上描述而改变。

Claims (8)

1.一种舒展辊，其包括设有复合壳体(11、21、31)的至少两个分辊(10、20、30)，所述分辊(10、20、30)包括两个端部分辊(10、30)，所述两个端部分辊直接连接在一起或通过中间分辊(20)连接在一起，所述至少两个分辊(10、20、30)的辊壳体(11、21、31)的端表面之间保留有间隙(D)，其中各所述端部分辊(10、30)包括端部轴颈(12、32)，所述端部轴颈连接至所述辊壳体(11、31)的外端部并且与所述辊壳体(11、31)一起转动，所述端部轴颈通过端部轴承(40、50)支撑于固定框架结构(R)上，其特征在于，所述至少两个分辊(10、20、30)通过与所述分辊(10、20、30)的所述辊壳体(11、21、31)一起转动的中间轴颈(13、33)连接在一起，所述中间轴颈(13、33)通过中间轴承(60、70)支撑于该舒展辊外部的固定支撑梁(P)上。
2.根据权利要求1所述的舒展辊，其特征在于，各中间轴承(60、70)安装于中间轴承套(80、90)中，所述中间轴承套(80、90)具有：环形凸缘部(82、92)，所述环形凸缘部延伸至各所述辊壳体(11、21、31)的端表面之间的间隙(D)；以及中间支撑元件(83、93)，所述中间支撑元件从所述环形凸缘部(82、92)凸出，并支撑于该舒展辊外部的所述固定支撑梁(P)上。
3.根据权利要求1或2所述的舒展辊，其特征在于，各端部轴承(40、50)安装于端部轴承套(41、51)中，所述端部轴承套(41、51)通过端部支撑元件(42、52)支撑于所述固定框架结构(R)上。
4.根据权利要求3所述的舒展辊，其特征在于，各端部支撑元件(42、52)包括手动可调的支撑元件(100)，所述手动可调的支撑元件(100)包括设有外螺纹的第一销(101)、设有外螺纹的第二销(102)以及具有与所述销连接的内螺纹的轴套(103)，该轴套具有转动手柄(104、105)，其中，通过所述转动手柄(104、105)转动该轴套(103)使所述端部轴承(40、50)沿径向(S)偏移。
5.根据权利要求2所述的舒展辊，其特征在于，各中间支撑元件(83、93)包括手动可调的支撑元件(100)，所述手动可调的支撑元件(100)包括设有外螺纹的第一销(101)、设有外螺纹的第二销(102)以及具有与所述销连接的内螺纹的轴套(103)，该轴套具有转动手柄(104、105)，其中，通过所述转动手柄(104、105)转动该轴套(103)使所述中间部轴承(60、70)沿径向(S)偏移。
6.根据权利要求3所述的舒展辊，其特征在于，各端部支撑元件(42、52)包括自动可调的支撑元件(200)，所述自动可调的支撑元件(200)包括气缸(201)、适于该气缸的活塞(202)以及紧固于该活塞(202)上的活塞销(203)，其中，通过压力介质使该活塞(202)移动，进而使该活塞销(203)移动，以便使所述端部轴承(40、50)沿径向(S)偏移。
7.根据权利要求2所述的舒展辊，其特征在于，各中间支撑元件(83、93)包括自动可调的支撑元件(200)，所述自动可调的支撑元件(200)包括气缸(201)、适于该气缸的活塞(202)以及紧固于该活塞(202)上的活塞销(203)，其中压力介质使该活塞(202)移动，进而使该活塞销(203)移动，以便使所述中间轴承(60、70)沿径向(S)偏移。
8.根据权利要求1所述的舒展辊，其特征在于，该支撑梁(P)的端部紧固于所述固定框架结构(R)上。
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