CN1019277B - 自加载可控弯直辊 - Google Patents

Abstract

一种和相对元件共同作用形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，有一个旋转辊壳和在其中穿过的静止轴，有若干第一液压支持靴沿轴支持的壳轴向伸展，第二靴块与压区相对，使压区卸压力，第三靴块在压区边侧上，位于压区端部，将辊壳稳定，在轴向的端部靴块，将靴块17在轴上支撑。

Description

本发明与诸如用于造纸工业的可控弯直辊的改进有关，具体有关的改进措施，在于将辊壳向压区加载，使之被稳定在支承通轴上。

与本发明尤其有关的是可控弯直压榨辊，一般称为自加载辊。在这类可控弯直辊中，有一个可旋转的辊壳用静止通轴支承，有施力装置将辊壳向压区加载，并将该辊壳支承在通轴上。这施力装置不仅控制压区压力，并通过控制施加在沿辊壳长度上的不同轴向位置上的力，控制沿压区的长度方向上所要求的均匀度或不均匀度。

这种自加载可控弯直辊具有一贯使用的支持在通轴上的滑动液压支承靴，向辊壳施加内压力，或通过有密封的压油腔，使力从通轴向辊壳传递。

辊子的一个可控运转功能包括必须对压区加载或卸载以满足起动和止动的要求。为达此目的，已设想过各种方法，一个传统方法为只将辊壳迫向压区和使用的其他装置的加载装置卸载，采用通过靴块或活塞在与压区相反的方向上向辊壳内侧施加力的正加载和卸载装置。至于自加载辊的一个要求，是在目前的造纸机中遇到的高速工作状态下，能够进行均匀稳定的运转。因涉及的力和重量都很大，如不采取措施避免便会有很大的振动，会在纸幅上造成颤抖和起楞，于是制造的纸张产生斑疵。假如允许辊作轴向摆动，可能产生的另一问题是使压榨的纸损坏和不均匀，也将损坏毛毯，因此如能控制这个因素，毛毯的寿命便可提高。运转中的缺点诸如振动和摆动，促使辊壳外表面的损坏，便要化更多人力加以研磨来修复表面。

美国专利4，328，744公开一种可控的弯直压榨辊结构，该可控制的弯直压榨辊结构已结合到本发明的权利要求1的前序部分。具体地，该美国专利4，328，744中所公开的可控的弯直压榨辊包括一可转动的辊壳，该辊壳具有一圆柱形内表面和用以形成压榨压区的外表面，并包含轴向延伸通过该辊壳的静止支承轴。在该轴和辊壳之间提供以施力装置，该施力装置对该辊壳的内表面施加一可控的支承力，以便在该压区上获得预定压力。该施力装置包括在该辊壳和轴之间的压力靴块装置，在该轴和辊壳之间液压装置。该液压装置向该辊壳的内表面施加一径向力，以便支承和稳定该辊壳抵制相对于该轴的径向运动，该液压装置包括在该辊壳和该轴之间的液压驱动的侧向靴块。尽管该液压装置的径向延伸侧向靴块给该辊壳提供抵制径向运动的支承，但相对于该支承轴而言，该液压装置并没有对该辊壳提供轴向支承。

本发明的一个目的，是提出一种改进的自加载辊结构，避免本领域中过去所存在的缺点，而为辊提供改进的加载卸载功能。本发明另一目的，是提出一种改进的自加载辊结构，通过减振避免或消灭振动，并可省去滚珠轴承，辊壳仅在一层油膜上旋转。

为实现此功能，本发明的可控弯直辊的特殊解决方案叙述在权利要求1的特征部分中。具体地说，本发明提供一种结构，其中该液压装置具有轴向装置，该轴向装置包括在每个侧部靴块和对侧部靴块上施加轴向的该轴的表面之间的一个轴向垫，每个侧部靴块则由在该辊壳上径向延伸的表面轴向地支承。

本发明的有利的实施例在从属权利要求中提出专利保护。

具体地说本发明是提出一种改进的自加载辊结构，该自加载辊结构可消灭辊的轴向摆动，从而增长毛毯寿命，用于造纸机压光辊时，可增长磨辊子返修的时间间隔。

本发明还有一个特征，是提出一种改进的自加载辊结构，其制造精 度可提高，因为用于加载的支承轴承垫和主活塞在同一壳腔工作。本发明的另一目的，是提出一种改进的加载辊结构，可省却昂贵的轴承和其他部件，并不用外臂杆和活塞，主活塞的轴承不用润滑油，并可降低结构和组合件的总成本。

根据本发明的原理，可旋转的辊壳用在辊壳和轴间多个沿轴向延伸的靴块支撑在支承通轴上，该靴块用活塞支持，活塞安排成可控地加压，从而可在沿压区方向上取得可控的压力。靴块的一种形式为具有加压油穴，利用在活塞中向上延伸通过的泄油孔进行润滑，使用将靴块向辊壳内侧加载的相同压力油作润滑。一种形式是一个反向靴块向下延伸，可在与支承靴块相反的方向上作用，使压区迅速卸压。此外，将辊壳在轴上定中的平衡靴块和主施压靴块的相对位置成90°或120°的角。操纵各靴块和活塞的压力油和润滑油取自同一供油源，由共用的加压泵，通过压力控制装置，供给各位置上需要加压和润滑的靴块和活塞。靴块放在辊支承靴一侧，与之相对，位于辊壳的端部，使辊壳稳定并定中，不需要昂贵的轴承。

参照说明书，权利要求书和附图中公开的理想实施方案等对本发明原理所作解释，便可了解其他的优点，目的和特点，附图如下：

图1为按本发明原理构造并运转的自加载可控导向辊的垂直剖视图;

图2为基本沿图1线Ⅱ-Ⅱ的垂直剖视图;

图3为基本沿图2线Ⅲ-Ⅲ的垂直剖视图;

图4为基本沿图3线Ⅳ-Ⅳ的垂直剖视图，示出辊壳端部的稳定靴的构造;

图5为辊壳端一种安排形式的基本上沿图4线Ⅴ-Ⅴ的分解放大剖视图;

图6为一较简略的端视图，示出一种构造形式的各靴块位置，有基 本沿图3线Ⅳ-Ⅳ线的较简略剖视图;

图7及8为与图6相似的视图，但所示靴块位置的另两种安排。

如图1所示，一个旋转辊壳10用静止通轴11支持。辊壳和未示的相对的元件相互作用，形成基本在13处的压力压区，该压区用在其内朝向辊壳的内光表面含有润滑油压油穴15的单一或多个轴向伸展的靴块14加载。该靴块14支承在相应的活塞14a上。辊壳外表面可抛光，或用橡胶或其他化合物覆盖。

在一个较低的位置上，即在与加载靴块14成180°相对的位置上，有设置在辊壳端部上的卸载靴块16。这些靴块通过活塞16a支持在该静止通轴上，通常用小的接触压力压在辊壳的内表面上，直至需将压区卸载，将靴块16向下压，以将辊壳推向下，使压区卸载并开放。靴块16位于辊壳端部，和加载靴14及辊壳相互补偿，进一步稳定运转速度下的辊壳，防止颤抖和振动。如图1、2、4及5所示，侧部靴块17也帮助防止颤抖和振动。

图2也示出有油穴22的卸载靴块16。润滑油通过在支承活塞16a中心向上连通的节流孔23，向该油穴供油，活塞16a在油缸25中滑动。对活塞16a下表面加压的油是通过从轴端穿过的轴向孔26来供给。

与之相似，通过该轴伸展的油压供给孔41向支持该靴块14的活塞14a下面的腔6供油。靴块14有油穴，由向上连通活塞14a的节流孔18a供油并提供以来自活塞下面的腔室6的油。显然，通过孔41供给加载活塞14a下面的油压，比通过孔26供给的油压大很多，下面将参照本发明的一个特点来叙述，这些孔41和26以及靴块中的油穴的润滑油，由示于图1中的共用的泵18供给，这共用泵还向侧部靴块17供给油压和润滑油。

侧部靴块17和加压靴块14相距约90°，位于辊壳的两端。侧部靴块把辊壳相对于轴11进行稳定并定中，省却了过去必不可少的昂贵轴承。

轴11用适当架体12将端部稳定。

至于图4及5，通过轴向侧部靴块17供给孔49中的油，轴通过侧部通道45向各侧部靴块供油。侧部靴块的外表面有油穴24，对与辊壳10光滑内表面相对的靴块润滑。由在靴块底部的一个腔17a引出的节流孔34向油穴供油，腔室17a则由侧部通道45供油。

由于该靴块在轴的光滑表面48上滑动则该靴块只能作垂直运动。随着靴块上下滑动而辊壳相对于轴11移动，靴块底上的一个长形凹部48a可保证与侧部通道45的持续连通。于是，每轴端上的相对的侧部靴块17，将辊壳在横向上定中并稳定，并且在辊壳上下移动时，该靴块17可上下滑动以便自动保持和辊壳的轴向中心对准。辊壳的垂直位置也当然受到加压靴块14和压区卸压靴块16的控制。

侧部靴块特殊地保持定位，侧部靴块本身又在轴向上和轴相对的垫以稳定辊壳的轴向位置。如图5所示，辊壳上固定一个环形圈28。这圈的轴向外表面有一个唇形密封圈30放置在轴上的一个环29中，这唇形密封圈30防止其内侧空间中发生的少量油的泄出。

圈28的内表面42朝向一个圆形油穴43，从而使辊壳可以旋转，并且由从侧部通道45引导出的通道44向油穴43供给加压油。侧部靴块17迎着一个来自静止固定在轴上的轴向垫8而方向相反的轴向力。垫8是圆形，放在侧部靴块上的一个圆凹穴46中。圆凹穴46通过油道47加压，油道47与由通道45供油的腔17a相通。

因此，该垫8将来自轴的平衡轴向力向辊壳传递。该垫由油穴46和靴块17中的油支持在图5的轴向上向左的方向上，该靴块17将这支持力通过油穴43向辊壳10上的环28传递。于是侧部靴块17不仅如图4所示，在交叉轴方向上提供水平平衡力，还如图5所示，在轴向上也提供水平平衡力。每一侧部靴块构造相同，运转相同，因此仅对图5中的侧部靴块的细节作了叙述，但应理解其他的侧部靴块也有相同的构造，运转也 相同，通过轴向通道49供油。

因此，该结构所用的全部加压油都由一个共用的泵18供给，该泵18通过图1中的压力控制减压器19、20及21控制供给到各孔腔中的压力，包括供给到向加压靴块供压的孔41、向侧垫供压的孔49和向卸压靴块供压的孔26的压力。

图6至图8表示对辊壳作稳定和支承的其他形式。在每一图中，辊壳标志为10，各图分别示出通轴50、51及52，各通轴有自加载靴块14。

在图6的安排中，设一卸载靴块53，在辊壳10内表面的相当大的弧上伸展、从而对辊壳的端部提供横向的稳定力和卸压力。该靴块53设置在辊壳的每端，并设置支撑臂54及55，该支撑臂和静止轴50的外表面56及57滑动接触。这样使该靴块53可上下活动，而保持靴块53在图6所示的交叉轴方向上的侧向或水平位置上。

该靴块53的径向向外的力是用对活塞58底部施加压力的腔59中的油压取得的。节流孔61从腔59引出通至靴块53外周表面上的润滑油穴60中。

在图7的安排中，靴块62及63分别设置在距自加载靴14约120°的位置处设置。靴块62及63的位置使之可施加分力，该分力的作用为可将辊壳端在侧向上稳定并在加压时可向压区施加辊载力。

靴块62及63表面上有油穴64及65，可用图中未示的独立油源供油或用活塞66及67的图中未示的通道供油。靴块62及63支承在活塞66及67上的轴向伸展的辊销66a及67a上，将靴块加载时，将腔放在用中心油压通道活塞66及67下方，这压力约可下降为零，压缩圈簧69及70放在每一活塞66及67的下面，以便在正常运转中提供稳定力将辊壳定中。

在图8的安排中，第一靴块63的位置离加压靴块14约120°，这靴块可用于将压区卸载。该靴块有与图7中的靴块的油穴相似的油穴65，也有一个在其下方带有平衡弹簧70的支承活塞67。活塞下有一个腔由供 给管路68供油，用以向活塞加载以使压区卸载。

一个侧部平衡靴块71与靴块63间隔150°而与加压靴块14间隔90°。这侧部靴块71有油穴，该油穴提供以润滑油，并由辊销73直接支持在静止轴52上。

因此，在图1至5所示的辊壳的运转中，通过活塞14a下面的腔6中加压，使靴块14向辊壳10的内表面加一个向上的压力而使压区在13处加载。

辊隙的卸载是通过对卸载靴块16的活塞24下面的腔25加压而完成的。

在全部运转过程中，使辊壳的端部平衡并定中。执行这功能的设备还可起到衰减辊子的振动，并防止辊壳的径向和轴向的颤抖。这是由于该侧部靴块17有润滑油穴24并且其尺寸加工成可填满中心静止轴11的边侧空间来完成。侧部靴块17可滑动地安装在该轴上的垂直表面48上。通过在侧部靴块17轴向内侧上的油穴46的压力在辊壳端上施加轴向力。该轴向力通过用油加压的、朝向环形圈28的光滑环形表面42的油穴43在轴向方向上传递到该辊壳。

于是可见本发明人提出了一种符合上面阐述的优点和目的的结构，并提出了一种造纸工业等中供压榨和压光辊使用的改进的可控弯直辊。这种辊可免却昂贵的轴承，并且部件由液压腔或油垫进行润滑，支撑并减振。

Claims (23)

1、一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其中有下列各项的组合：

一个可旋转的辊壳有圆柱内表面和形成压榨压区的外表面；

一个静止支承轴沿轴向伸展通过该辊壳；

一个在支承轴和辊壳间的施力装置，向辊壳的内表面施加可控的支承力，以便在压区中取得预定的压力，该施力装置包括在辊壳和支承轴间的压力靴块装置；

一个在支承轴和辊壳间的液压装置，该液压装置对辊壳的内表面施加轴向力，用以支持并稳定该辊壳，以便抵制相对于该支承轴的径向运动，该液压装置包括在辊壳和支承轴间的液压驱动的侧部靴块；

其特征为该液压装置有一轴向装置，该轴向装置包括位于每个侧部靴块和支承轴上的一表面间的轴向垫，该轴向垫在该侧部靴块上施加轴向力，每个侧部靴块轴向地支承在辊壳的径向延伸表面上。

2、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该轴向的液压装置位于辊壳的每一端上。

3、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该轴向垫与该侧部靴块装置滑动接触，该垫为受液压加载。

4、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该轴向液压装置包括在侧部靴块装置的轴向相对的侧面上的油穴装置。

5、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该施力装置在与压区有间距的一个位置上另有一个靴块，该施力装置在轴向上作用于该靴块上。

6、根据权利要求5中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该靴块与压区约180°间隔相对。

7、根据权利要求5中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该靴块与压区间隔约90°。

8、根据权利要求5中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该靴块装置和压区间隔约120°。

9、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为所述施力装置包括一个在该支承轴和该辊壳间的第一靴块装置，该第一靴块装置向该辊壳的内表面施加一个可控的支承内表面施加一个可控的支承力，以便在该压区取得一预定的压力;

一个位于与该第一靴块装置圆周上相对位置的第二靴块装置，该第二靴块装置与该辊壳的内表面支承接触;

用于向该第一靴块装置和第二靴装置施加可控的不同压力的装置，该第二靴块装置设置在该辊壳的端部上;

该第一靴块装置基本上沿该辊壳的整个长度上延伸。

10、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该施力装置包括一个在该支承轴和该辊壳间的第一靴块装置，该第一靴块装置向该辊壳的内表面施加一个可控的支承力，以便在该压区取得一预定的压力，

一个在该辊壳和该支承轴间的第二靴块装置，该第二靴块装置与该第一靴块装置相间隔120°，一个在支承轴与辊壳间的第三靴块装置，该第三靴块装置与第一靴块装置和第二靴块装置分别相间隔120°。

11、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该施加装置包括一个该支承轴和该辊壳间的第一靴块装置，该第一靴块装置向该辊壳的内表面施加一个可控的支承力，以便在该压区取得一预定的压力，

一个在该辊壳和该支承轴间的第二靴块装置，该第二靴块装置与该第一靴块装置相间隔120°，一个在该支承轴和该辊壳间的第三靴块装置，该第三靴块装置与该第一靴块装置相间隔90°而与第二靴块装置相间隔150°。

12、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该液压装置由侧向液压装置组成，该装置在垂直于该压区位置的方向上，以与其相反的方向施加一径向力以便相对于该支承轴平衡该辊壳的端部。

13、根据权利要求12中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该侧向施力装置取支承在该支承轴上的滑动靴块的形式。

14、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该施力装置包括一个在该辊壳和该支承轴间的辅助靴块装置，该辅助靴块装置通过一弹簧偏置力径向推动该辅助靴块装置而与该压力靴块装相间隔。

15、根据权利要求14中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为所述辅助靴块装置包括与该压力靴块装置相间隔120°的两个靴块。

16、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为在该辊壳的每一个端部有支承在该支承轴并相对于该辊壳压区可径向运动的浮式侧部靴块。

17、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为有一对大致上径向相对的侧部靴块，各侧部靴块具有径向表面用以与该辊壳的内表面接触，还具有一轴向表面用以对接受该辊壳的轴向力的该径向表面施加压力，该轴向垫插入在每个侧部靴块和该支承轴之间，该侧部靴块和轴向垫由液压驱动以支承和平衡该辊壳以便抵制相对于该支承轴的径向和轴向运动。

18、根据权利要求12中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为在该支承轴的每个边上有导向表面装置，用以对准该侧向压力装置，以便该侧向压力装置以基本上平行于该压力靴块的径向运动沿该支承轴横向运动。

19、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该辊壳包含固定于其上的一个环状圈用以接受一轴向力。

20、根据权利要求1中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该压力靴块和该侧部靴块有效地连接到独立的液压装置，从而可独立地控制该压区力和辊的侧向平衡力。

21、根据权利要求20中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该侧部靴块成双成对地设置在邻近该辊壳的端部，还在该支承轴的两边包括对应于各对侧部靴块的导向表面装置，每个导向表面装置对准其对应的侧部靴块，以便以基本上平行于该压力靴块的径向运动沿该支承轴横向运动。

22、根据权利要求21中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为在每个侧部靴块中的连通装置用以当该侧部靴块沿该支承轴横向运动时，保持在液压装置和该侧部靴块间液体的连通。

23、根据权利要求22中所述的构成的一种用于与相对的元件共同作用以形成压榨压区的可控弯直压榨辊结构，其特征为该连通装置包括在每个侧部靴块中的一个凹部。

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