CN101260628A - 一种水纹辊及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产水纹纸的水纹辊及其制造方法，由若干圆环状骨架片、将圆环状骨架片联结成一空心辊筒的固定拉丝及辊端盘和辊轴组成，特点是在骨架片周边内侧的径向面上均匀开有若干通孔，圆周面上分别径向开有连通通孔的纹槽，若干金属丝贯穿各骨架片相应的通孔，拉紧后两端固定在辊端盘的固定槽内，固定拉丝的两端与辊端盘固定连接。本发明骨架片与金属丝不用焊接，骨架片不变形，金属丝统一张紧度，从而在湿纸页上形成的纵横纹路平直；金属丝外表圆滑及骨架片上径向沟槽的设置，形成的纹路自然圆润，立体感强；使用中不会刮带纸纤维和造成纸浆堆积，其制造方法简便，工艺合理，制造周期短，并免去后续车、磨工序，降低了制造成本。

Description

一种水纹辊及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种制纸设备，具体地说是一种用于生产水纹纸的水纹辊及其制造方法。

背景技术

我们知道，水纹纸是利用水纹辊在纸机网部使湿纸页纤维位移，将水纹辊周边上的纵横纹路压印在湿纸页上，形成一种纵横交叉、透明度不同、立体感观、平看可见、排列整齐、纹路均匀的特种纸。目前市场上水纹纸主要从国外进口，其根本原因是国内还没有生产水纹纸专用的水纹辊。本申请人依据当前造纸行业所使用的水印辊的构造，制造出国内首个水纹辊。当前造纸行业所公开使用的水印辊的具体构造在1999年8月11日公告的CN2332750Y中国实用新型专利说明书及2002年8月14日公告的CN1089130C中国发明专利说明书中均有公开。制造出的水纹辊部分采用了水印辊的构造部件，主要包括若干圆环状骨架片、将圆环状骨架片联结固定成一筒状空心辊的若干固定拉丝、加装在辊筒两端圆环状骨架片上的辊端盘和与辊端盘联接的辊轴，另外，在圆环状骨架片的圆周面上均匀轴向固定金属条而制成水纹辊。其制造工艺是：先在圆环状骨架片的径向面上预设位置开有拉丝孔；再在圆环状骨架片的圆周面上径向均匀用铣床开槽；然后固定拉丝穿过拉丝孔并分别在拉丝孔处与圆环状骨架片焊接，将若干圆环状骨架片联结固定成一筒状空心辊；再在辊筒两端骨架片上加装上辊端盘；将辊端盘联接上辊轴；金属条轴向对应安装在圆环状骨架片圆周面上的径向槽内，并保持金属条外缘与圆环状骨架片的圆周面平齐，然后在圆环状骨架片的径向面上将金属条与圆环状骨架片的每个交接点焊接固定；最后将金属条外缘和圆环状骨架片的圆周面经过车床车削加工和磨床精磨即可完成。水纹纸的纵纹是由该种结构的水纹辊圆环状骨架片的圆周面产生，横纹由轴向金属条产生。这种结构的水纹辊仍存在一些不足：一是因金属条与圆环状骨架片之间实现的是点与点的焊接固定，受圆环状骨架片及金属条的厚度和焊接工艺的影响，圆环状骨架片、金属条焊接时产生应力变形，造成圆环状骨架片、轴向金属条平直度无法保证，从而影响了水纹辊的各辊纹之间及水纹纸成型纹路的平直性；二是水纹辊成型时是经车床车加工和磨床打磨完成的，圆环状骨架片、轴向金属条经车削、精磨后处于同一圆周面上，在纸页上印压的纵横纹路凹凸面相同，使水纹纸的纸纹缺乏立体感；三是金属条所生产的纹路不圆滑，有类似沟的感觉，纸张厚时易在水纹处折断，影响水纹纸的物理性与外观；四是该结构的水纹辊，其轴向金属条在使用中易刮起纸浆中的纸纤维，造成纸张的平整度差，并且纸浆容易堆积在金属条与圆环状骨架片的交接点处，造成纸浆浪费且不易清理。另外，金属条与圆环状骨架片之间实行点与点的焊接固定，焊接点多，费时又费力，工艺复杂，制造周期长，增加了制造成本。

发明内容

为克服现有技术中圆环状骨架片、轴向金属条之间因需焊接而产生应力变形，造成水纹纸成型纹路的平直性差、纸纹缺乏立体感、纹路不圆滑、纸张厚时易在水纹处折断，轴向金属条使用时易刮带纸浆中的纸纤维，使纸张的平整度差、造成纸浆浪费且不易清理及存在制造工艺复杂、周期长、成本高的不足，本发明提供一种水纹辊及其制造方法。该水纹辊不仅辊纹平直，使用中不会刮带纸纤维及堆积纸浆，生产的纸纹有立体感，纹路圆滑，纸张不会在纹路处折断，而且加工工艺简单，制作简便，不需多点焊接，制造周期短，生产成本低。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种水纹辊，由若干圆环状骨架片、将所述的圆环状骨架片联结固定成一筒状空心辊的若干固定拉丝、加装在辊筒两端圆环状骨架片上的辊端盘和与辊端盘联接的辊轴组成，其特征在于：在所述的圆环状骨架片周边内侧同一半径的径向面上分别均匀开设有若干通孔，在所述的圆环状骨架片的圆周面上分别对应通孔径向开有连通通孔的纹槽，在所述的辊端盘圆周面上对应圆环状骨架片上的径向纹槽开设有固定槽，在该辊端盘径向面上对应联结圆环状骨架片的固定拉丝开设有拉丝固定孔，若干轴向金属丝依次贯穿各圆环状骨架片相应的通孔，拉紧后两端固定在辊端盘的固定槽内，所述的联结固定圆环状骨架片的固定拉丝，其两端经辊端盘的拉丝固定孔与辊端盘固定联接。

所述的将圆环状骨架片联结固定成一筒状空心辊的若干固定拉丝包括轴向固定拉丝和斜向固定拉丝，轴向固定拉丝和斜向固定拉丝分别分布在各圆环状骨架片不同半径的圆截面上，并分别与各圆环状骨架片固定联接。

所述的斜向固定拉丝为两层，分别固定在各圆环状骨架片的两个不同半径的圆截面上，并呈螺旋状、相互交叉设置。

一种上述水纹辊的制造方法，其特征在于：选取耐锈蚀的金属薄片并加工成圆环状，形成圆环状骨架片；将圆环状骨架片周边内侧同一半径的径向面上分别均匀开设有若干通孔，在圆环状骨架片通孔内侧的径向面上预设位置分别开设拉丝固定孔；在圆环状骨架片的圆周面上分别对应通孔径向开有连通通孔的纹槽；加工与圆环状骨架片同一外圆直径的辊端盘，并分别在辊端盘圆周面上对应圆环状骨架片上的径向纹槽开设有固定槽，在辊端盘径向面上对应联结圆环状骨架片的固定拉丝开设有拉丝固定孔；依照水纹辊的设计长度，将若干圆环状骨架片和位于圆环状骨架片两端的辊端盘用模具同轴固定；将固定拉丝依照设计穿过圆环状骨架片上的拉丝固定孔，并在固定孔处分别与圆环状骨架片焊接，固定拉丝的两端分别经辊端盘上的拉丝固定孔与辊端盘焊接固定，使若干的圆环状骨架片和辊端盘联结固定成一筒状空心辊；去除固定模具，并在辊端盘分别联接上辊轴；将轴向金属丝分别从各圆环状骨架片相应的通孔中逐一贯穿而过，其两预留端分别置入辊端盘的固定槽内，并将其中一端焊接固定在辊端盘的固定槽内；套装在辊轴上的拉紧器将轴向金属丝的另一端锁定后逐根拉紧，达到统一张紧度后，将轴向金属丝的另一端焊接固定在辊端盘的固定槽内；卸下套装在辊轴上的拉紧器，去除辊端盘两端上的轴向金属丝端头，并将其端部打磨平滑即成。

所述的套装在辊轴上的拉紧器，包括与辊轴配合的套筒，该套筒经辐板连接一拉紧筒，在拉紧筒的外筒体上固定有若干可拉紧轴向金属丝的拉紧件。

所述的固定在拉紧筒外筒体上的拉紧件是在拉紧筒外筒体上对应轴向金属丝分列成若干排，并呈斜向直线状排列，每排拉紧件与相领排拉紧件之间首尾相应。

所述的拉紧件是由螺母和与螺母配合的拉紧螺栓组成，所述的螺母与拉紧筒的外筒体固定连接，所述的拉紧螺栓上开有轴向金属丝固定孔，轴向金属丝固定在该轴向金属丝固定孔内，拉紧螺栓与螺母配合旋转，从而拉紧轴向金属丝。

所述的选取耐锈蚀的金属薄片为铜片或不锈钢薄片。

本发明在圆环状骨架片上统一设计钻孔并对应开径向槽，轴向金属丝直接穿孔，拉紧后两端固定在辊端盘的固定槽内，轴向金属丝与圆环状骨架片不采用多点焊接。对照现有技术，由过去圆环状骨架片上铣槽焊接安装金属片改为圆环状骨架片上钻孔并直接穿金属丝，中间各骨架片与轴向金属丝不用焊接，使骨架片不会产生应力变形，保证骨架片之间有较好的平直度，轴向金属丝拉紧达到同一张紧度再焊接固定，保证轴向金属丝平直度，因此这种结构的水纹辊在湿纸页上形成的纵横纹路平直。另外，圆环状骨架片圆周面上开有的连通通孔的纹槽，保证水纹纵横交叉明显，透明度不同，立体感强；轴向金属丝外表圆润光滑，使纸张在水纹处不会产生折断，使用中不会刮带纸纤维，并且形成的水纹圆滑自然，无焊接痕和沟痕。同时，纸浆也不会堆积在轴向金属丝与圆环状骨架片的交接点处，本发明还免去后续车、磨工序，省时省成本。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图2中的I处局部放大图。

图4是本发明圆环状骨架片的结构示意图。

图5是图4中II处局部放大图。

图6是本发明辊端盘的结构示意图。

图7是图6的全剖左视图。

图8是本发明圆环状骨架片联结成空心辊筒的结构示意图。

图9是本发明部件装配后工装轴向金属丝的结构示意图。

图10是图9中C向放大图。

图中1.圆环状骨架片，2.固定拉丝，201.轴向固定拉丝，202.斜向固定拉丝，203.斜向固定拉丝，3.辊端盘，4.辊轴，5.通孔，6.纹槽，7.拉丝固定孔，701.轴向拉丝固定孔，702.斜向拉丝固定孔，703.斜向拉丝固定孔，8.固定槽，9.端盘拉丝固定孔，901.端盘轴向拉丝固定孔，902.端盘斜向拉丝固定孔，903.端盘斜向拉丝固定孔，10.轴向金属丝，11.拉紧器，12.套筒，13.辐板，14.拉紧筒，15.拉紧件，16.螺母，17.拉紧螺栓，18.轴向金属丝固定孔。

具体实施方式

在图1中，一种水纹辊，由若干圆环状骨架片1、将圆环状骨架片1联结固定成一筒状空心辊的若干固定拉丝2、加装在辊筒两端圆环状骨架片上的辊端盘3和与辊端盘3联接的辊轴4组成。

水纹辊4一端的辊轴是起到支撑、传动作用的辊轴，故该端辊轴上铣有传动键槽；另一端是起连接支撑作用的辊轴，故该端辊轴为光轴。

在图4、图5中，在圆环状骨架片1周边内侧同一半径的径向面上分别均匀开设有若干通孔5，在圆环状骨架片1的圆周面上分别对应通孔5径向开有连通通孔的纹槽6。在圆环状骨架片1的通孔内侧径向面上预设位置分别开设拉丝固定孔7。

如图2、图3所示，辊端盘3圆周面上对应圆环状骨架片上的径向纹槽开设有固定槽8，在辊端盘3径向面上对应联结圆环状骨架片的固定拉丝开设有拉丝固定孔9。

在图1、图2、图3中，若干轴向金属丝10贯穿各圆环状骨架片1相应的通孔，拉紧后两端固定在辊端盘3的固定槽8内，固定拉丝2穿过拉丝孔并在小孔处与圆环状骨架片1焊接，固定拉丝2的两端经辊端盘3的拉丝固定孔9与辊端盘3焊接固定。

本发明水纹辊在圆环状骨架片1的径向面上均匀开有通孔5，并对应通孔5开有连通通孔5的径向槽6，轴向金属丝10贯穿各圆环状骨架片上的对应通孔，拉紧后两端固定在辊端盘3的固定槽8内，轴向金属丝10与圆环状骨架片1不用进行多点焊接，使骨架片1不会产生应力变形，保证骨架片1之间有较好的平直度，轴向金属丝10拉紧达到同一张紧度再焊接固定，保证轴向金属丝10平直度，从而保证了水纹纸形成的纹路平直；圆环状骨架片1圆周面上开有的连通通孔的纹槽6，使水纹纸形成的纹路纵横交叉明显，立体感强；轴向金属丝10外表圆润光滑，形成的纹路圆滑自然，并且使用中不会刮带纸纤维，纸浆也不会堆积在轴向金属丝10与圆环状骨架片1的交接点处，减少了纸浆浪费和清理工序。

水纹辊的制造方法：

按照水纹纸纹路设计要求，制造水纹辊的纹路骨架片。选取耐锈蚀的金属薄片，用切割机切割成中空的圆环状骨架片1，该骨架片构造如图4所示。该耐锈蚀的金属薄片可以是铜片，也可以是不锈钢薄片，本实施例优先选用厚3mm不锈钢薄片。

在图4、图5中，在圆环状骨架片1周边内侧同一半径的径向面上分别均匀开设有φ3mm通孔5。通孔5的多少取决于水纹纸横向纹路的间距，本实施例因水纹纸横向纹路的间距设计的较宽，故将圆环状骨架片1周边内侧同一半径的径向面上均匀开有的通孔5设计成90个。

圆环状骨架片1的圆周面上分别对应通孔5径向开有连通通孔的纹槽6。该纹槽6可保证水纹纸形成的纹路纵横交叉明显，透明度不同，立体感强，也可在后续的穿轴向金属丝时略微扩张，保证顺利贯穿轴向金属丝。在圆环状骨架片1的通孔内侧径向面上预设位置分别开设拉丝固定孔7。为了保证圆环状骨架片1相互间联结可靠，受力均匀，该拉丝固定孔7设计成三层，分别处在三个不同半径的圆截面上，如图4、图5中所示，包括处于通孔内侧轴向拉丝固定孔701以及斜向拉丝固定孔702、斜向拉丝固定孔703。

如图6、图7所示，按设计规格加工与圆环状骨架片同一外圆直径的辊端盘3，该辊端盘3是圆环状骨架片1的固定部件，端盘的端面为加强型。在图6、图7中，辊端盘3圆周面上对应圆环状骨架片上的径向纹槽开设有固定槽8，在辊端盘3径向面上对应联结圆环状骨架片的固定拉丝开设有端盘拉丝固定孔9。同样，拉丝固定孔9也是三层设计，包括端盘轴向拉丝固定孔901以及端盘斜向拉丝固定孔902、端盘斜向拉丝固定孔903。

按照水纹纸纵向纹路间距要求和水纹辊的预设长度，设计距离均等的纵向纹路骨架。将30片圆环状骨架片1和位于圆环状骨架片两端的辊端盘3用模具同轴固定。将固定拉丝2穿过圆环状骨架片1的拉丝孔7，并在小孔处与圆环状骨架片1焊接，固定拉丝2的两端经辊端盘3上的拉丝固定孔9与辊端盘3焊接固定，从而将圆环状骨架片1和辊端盘3联结固定成一筒状空心辊，如图8所示。

由于在圆环状骨架片的三个不同半径的圆截面分别开设轴向拉丝固定孔701以及斜向拉丝固定孔702、斜向拉丝固定孔703，在辊端盘径向面上也对应开设了端盘轴向拉丝固定孔901以及端盘斜向拉丝固定孔902、端盘斜向拉丝固定孔903。因此，如图8所示，将圆环状骨架片1联结固定成一筒状空心辊的若干固定拉丝2包括轴向固定拉丝201和两层斜向固定拉丝202、203。

轴向固定拉丝201和两层斜向固定拉丝202、203分别穿过各圆环状骨架片1上对应的拉丝固定孔701、702、703，并在小孔处与圆环状骨架片1焊接，固定拉丝的两端分别经辊端盘3上的拉丝固定孔901、902、903与辊端盘3焊接固定。

如图8所示，两层斜向固定拉丝202、203呈螺旋状、相互交叉设置。

如图9所示，卸除固定模具后，在辊端盘3分别经法兰联接上辊轴4。

如图9所示，采用φ3mm不锈钢丝作为轴向金属丝10，该轴向金属丝10从如图4、5中的各圆环状骨架片1相应的通孔5中逐一贯穿而过后，其两预留端分别置入辊端盘3的固定槽8内，并将其中一端焊接固定在辊端盘的固定槽8内；轴向金属丝的另一端用套装在辊轴上的拉紧器11锁定后逐根拉紧，达到统一张紧度后，将轴向金属丝10的另一端焊接固定在另一侧辊端盘的固定槽8内。

拉紧器11的结构如图10所示，包括与辊轴配合的套筒12，该套筒12经辐板13连接一拉紧筒14，在拉紧筒14的外筒体上固定有若干可拉紧轴向金属丝10的拉紧件15。

如图10所示，该拉紧件15由螺母16和与螺母16配合的拉紧螺栓17组成，螺母16与拉紧筒14的外筒体焊接固定，拉紧螺栓17上开有轴向金属丝固定孔18。轴向金属丝10是固定在该轴向金属丝固定孔18内，再将拉紧螺栓17在螺母16内旋转，拉紧轴向金属丝10达到统一张紧度。

在图9、图10中，由螺母16和拉紧螺栓17组成的拉紧件15是在拉紧器11的外体上对应轴向金属丝列排分布，并呈斜向直线状排列，每排拉紧件与相领排拉紧件之间首尾相应。

最后，卸下套装在辊轴4上的拉紧器11，去除辊端盘3两端上的轴向金属丝10的多余端头，并将其端部及端部焊点用打磨机进行处理打磨，达到平滑即成如图1所示的水纹辊。

本发明采用圆环状骨架片上统一钻孔并对应开径向槽，轴向金属丝直接穿孔拉紧后两端固定在辊端盘的固定槽内，从而制造出水纹辊，其方法简便，操作可行，工艺合理，轴向金属丝与圆环状骨架片不用多点焊接，省工省时，制造周期短，并免去后续对各骨架片车、磨工序，降低了制造成本。

Claims (8)

1、一种水纹辊，由若干圆环状骨架片、将所述的圆环状骨架片联结固定成一筒状空心辊的若干固定拉丝、加装在辊筒两端圆环状骨架片上的辊端盘和与辊端盘联接的辊轴组成，其特征在于：在所述的圆环状骨架片周边内侧同一半径的径向面上分别均匀开设有若干通孔，在所述的圆环状骨架片的圆周面上分别对应通孔径向开有连通通孔的纹槽，在所述的辊端盘圆周面上对应圆环状骨架片上的径向纹槽开设有固定槽，在该辊端盘径向面上对应联结圆环状骨架片的固定拉丝开设有拉丝固定孔，若干轴向金属丝依次贯穿各圆环状骨架片相应的通孔，拉紧后两端固定在辊端盘的固定槽内，所述的联结固定圆环状骨架片的固定拉丝，其两端经辊端盘的拉丝固定孔与辊端盘固定联接。

2、根据权利要求1所述的一种水纹辊，其特征在于：所述的将圆环状骨架片联结固定成一筒状空心辊的若干固定拉丝包括轴向固定拉丝和斜向固定拉丝，轴向固定拉丝和斜向固定拉丝分别分布在各圆环状骨架片不同半径的圆截面上，并分别与各圆环状骨架片固定联接。

3、根据权利要求2所述的一种水纹辊，其特征在于：所述的斜向固定拉丝为两层，分别固定在各圆环状骨架片的两个不同半径的圆截面上，并呈螺旋状、相互交叉设置。

4、根据权利要求1所述的一种水纹辊的制造方法，其特征在于：选取耐锈蚀的金属薄片并加工成圆环状，形成圆环状骨架片；将圆环状骨架片周边内侧同一半径的径向面上分别均匀开设有若干通孔，在圆环状骨架片通孔内侧的径向面上预设位置分别开设拉丝固定孔；在圆环状骨架片的圆周面上分别对应通孔径向开有连通通孔的纹槽；加工与圆环状骨架片同一外圆直径的辊端盘，并分别在辊端盘圆周面上对应圆环状骨架片上的径向纹槽开设有固定槽，在辊端盘径向面上对应联结圆环状骨架片的固定拉丝开设有拉丝固定孔；依照水纹辊的设计长度，将若干圆环状骨架片和位于圆环状骨架片两端的辊端盘用模具同轴固定；将固定拉丝依照设计穿过圆环状骨架片上的拉丝固定孔，并在固定孔处分别与圆环状骨架片焊接，固定拉丝的两端分别经辊端盘上的拉丝固定孔与辊端盘焊接固定，使若干的圆环状骨架片和辊端盘联结固定成一筒状空心辊；去除固定模具，并在辊端盘分别联接上辊轴；将轴向金属丝分别从各圆环状骨架片相应的通孔中逐一贯穿而过，其两预留端分别置入辊端盘的固定槽内，并将其中一端焊接固定在辊端盘的固定槽内；套装在辊轴上的拉紧器将轴向金属丝的另一端锁定后逐根拉紧，达到统一张紧度后，将轴向金属丝的另一端焊接固定在辊端盘的固定槽内；卸下套装在辊轴上的拉紧器，去除辊端盘两端上的轴向金属丝端头，并将其端部打磨平滑即成。

5、根据权利要求4所述的一种水纹辊的制造方法，其特征在于：所述的套装在辊轴上的拉紧器，包括与辊轴配合的套筒，该套筒经辐板连接一拉紧筒，在拉紧筒的外筒体上固定有若干可拉紧轴向金属丝的拉紧件。

6、根据权利要求5所述的一种水纹辊的制造方法，其特征在于：所述的固定在拉紧筒外筒体上的拉紧件是在拉紧筒外筒体上对应轴向金属丝分列成若干排，并呈斜向直线状排列，每排拉紧件与相领排拉紧件之间首尾相应。

7、根据权利要求5或6所述的一种水纹辊的制造方法，其特征在于：所述的拉紧件是由螺母和与螺母配合的拉紧螺栓组成，所述的螺母与拉紧筒的外筒体固定连接，所述的拉紧螺栓上开有轴向金属丝固定孔，轴向金属丝固定在该轴向金属丝固定孔内，拉紧螺栓与螺母配合旋转，从而拉紧轴向金属丝。

8、根据权利要求4所述的一种水纹辊的制造方法，其特征在于：所述的选取耐锈蚀的金属薄片为铜片或不锈钢薄片。

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