CN111851112B

CN111851112B - 靴式辊端部模块以及靴式辊端部模块的组装方法

Info

Publication number: CN111851112B
Application number: CN202010337677.XA
Authority: CN
Inventors: 塞波·库皮艾宁; S·拉明帕拉斯; 塔内尔·于勒宁; 维莱·埃罗宁
Original assignee: Valmet Technologies Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2020-04-26
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2040-04-26
Also published as: CN111851112A; EP3733961A1

Abstract

一种靴式辊端部模块，包括：底座(1)；辊头(3)，其被构造成支撑围绕靴式辊张紧的带(31)；以及轴向伸长的环形结构(5)，其与底座(1)相连接。轴向伸长的环形结构被构造为支撑辊头(3)。

Description

靴式辊端部模块以及靴式辊端部模块的组装方法

技术领域

本发明涉及一种靴式辊(shoe roll，靴辊)端部模块以及这种靴式辊端部模块的组装方法。这种靴式辊例如用于造纸机或纸板机。

背景技术

专利文件EP1619299B1公开了一种扩展压区(extended-nip)压榨。扩展压区压榨设置在靴式压榨辊与反向辊(counter roll，对置辊、对辊)之间，用于在造纸机处压榨移动的幅材。靴式压榨辊具有固定的支架(carrier)和旋转的柔性辊带(roll belt)。带的端部通过端部盘支撑在支架上，辊子轴承(roll bearing)在辊子颈部(roll journal)处的轴承环上运行。在靴式压榨与带之间存在液体。

为了使带保持为圆柱形套(jacket)的形状，辊头(roll head)元件通过轴承被装配到轴上。众所周知，使用带的偏心(eccentricity，偏心率)以获得带与靴之间更好的入口角度和出口角度。因此，可以在较小直径的靴式压榨带辊内使用较长的靴。

在现有技术解决方案中，偏心是通过从铸坯车削得到并直接装配到轴颈(axlestub，轴柱)上的偏心套圈(ferrule，套管)来实现的。制造这样的偏心套圈是一项具有挑战性的工作。此外，在制造中的车削加工过程中，由于那些大的旋转偏心块可能会从附着物上松开，所以会给安全生产带来风险。

此外，在使用中很难影响单个项目的偏心量或偏心方向。另一个问题是，偏心套圈的质量分布有助于制造中的旋转。

因此，需要提供一种便于设置偏心量或偏心方向的靴式辊头。

发明内容

令人惊讶的是，本发明通过将底座(pedestal，基座)、套圈和辊头组合到靴式辊端部模块，解决了偏心套圈引起的问题。通过布置这样的端部模块支撑件，中心套圈可以从一个位置被支撑到底座或辊头。

根据本发明，一种靴式辊端部模块包括：底座；辊头，其被构造成支撑围绕靴式辊头张紧的带；以及与底座连接的轴向伸长的环形结构(axially elongated annularstructure)。轴向伸长的环形结构被构造为支撑辊头。

因此，与现有技术的结构相比，靴式辊端部模块可以以快速且清晰的方式进行组装或拆卸。由于各个部分被组合成只有一个组装到轴上的一个端部模块，所以可以在组装到轴之前以简单的方式制造端部模块，并且可以更容易地处理端部模块。

此外，具有来自底座的支撑的靴式辊端部模块使辊头的支撑进一步远离轴的受力部分(stressed part)，在该受力部分处，轴的轮廓从轴颈变为压榨靴的支撑梁。

有利地，轴向伸长的环形结构的外表面的生成直线(generating straightlines，母线)可以平行于底座中的轴孔的中心轴线布置，并且轴向伸长的环形结构的外表面相对于轴孔的中心轴线是偏心的。

由于这种特征组合，可以设置简单地由环形结构组成的偏心构件。这样的环形结构相对容易制造，例如通过车削。此外，通过相对于底座移位环形结构，可以容易地将环形结构的中心轴线位置与底座的轴孔的中心轴线位置布置为所需的关系。因此，完全相同的部分可以引起任意数量的偏心。

有利地，轴向伸长的环形结构可以是套圈(ferrule，套环)，该套圈被构造为，其近端附接到底座或辊头并从底座或辊头卸下(dismount，拆下)。

此外，有利地，轴向伸长的环形结构的中心轴线可以平行于底座中的轴孔的中心轴线布置，并且与底座的中心轴线隔开。

此外，有利地，轴向伸长的环形结构可以在其远端具有凸缘部分，该凸缘部分径向向外突出。

这样的凸缘部分有利于安装辊头，通过在凸缘部分与辊头邻接(abutment)的同时将环形结构插入到辊头中来确定辊头的位置。因此，凸缘部分起到防止辊头从套圈上掉下来的止动件的作用。

以有利的方式，辊头可以具有基座部分，该基座部分被构造为在轴向伸长的环形结构上滑动。此外，辊头可以具有旋转部分和轴承，该旋转部分被构造成保持带并连同该带一起围绕靴式压榨辊的旋转轴线旋转，该轴承布置在基座部分和旋转部分之间。

此外，有利地，辊头可以具有径向向内突出的凸缘部分，使得当辊头在轴向伸长的环形结构上滑动时，辊头的凸缘部分与轴向伸长的环形结构的凸缘部分之间形成环形间隙。

在形成这种环形间隙的情况下，通过相应地密封各个凸缘部分的圆周表面，该间隙可以用作用于调整辊头相对于环形结构和底座的位置的气动室(chamber，腔)或液动室。

因此，以有利的方式，环形间隙可以具有用于引入流体的端口，以便通过朝向底座移动辊头来增加环形间隙的体积，以便确定辊头相对于底座的位置。

此外，有利地，轴向伸长的环形结构可以以其中心轴线改变其与底座中轴孔的中心轴线的距离的方式附接。

从而，可以根据实际需要调整偏心量。

此外，有利地，轴向伸长的环形结构可以通过用作旋转轴线的固定装置仅在一个位置处附接到底座上，使得轴向伸长的环形结构可以围绕固定装置摆动，用以调整轴向伸长的环形结构的中心轴线的位置。

此外，根据本发明，一种组装靴式辊端部模块的方法，包括：使辊头在轴向伸长的环形结构上滑动的步骤；以及，将支撑辊头的轴向伸长的环形结构附接到底座的步骤。

因此，可以在设置靴式辊和/或进行维护的过程中组装或拆卸靴式辊端部模块。

有利地，可以以轴向伸长的环形结构的中心轴线平行于底座的轴孔的中心轴线的方式执行附接步骤。

此外，有利地，可以执行通过移位轴向伸长的环形结构来调整辊头相对于底座的水平和/或竖直位置的步骤。

此外，有利地，可以在靴式辊端部模块中执行通过使辊头在轴向伸长的环形结构上滑动来调整辊头到底座的距离的步骤。

此外，有利地，可以执行距离调整步骤，其中通过将流体引入到环形间隙来调整辊头到底座的距离。环形间隙建立在辊头的径向向内突出的凸缘与径向向外突出的凸缘之间，当从底座观察时，该径向向外突出的凸缘布置在轴向伸长的环形结构的远端。此外或可选地，距离调整步骤可以通过工作缸(working cylinder，工作气缸)来执行，该工作缸的一端与辊头附接，另一端附接在底座处。

附图说明

本发明的其他优点和效果将从结合附图对当前优选实施例的详细描述中变得清晰。在图中：

图1是根据本实施例的底座的立体图，轴向伸长的环形结构附接到该底座上；

图2是图1的底座的俯视图；

图3是根据本实施例的靴式辊端部模块结构的剖视图。

附图标记

1 底座

11 轴孔(用于容纳压力梁柱(stub)的孔(hole))

11b 扭矩表面

3 辊头

31 带

32 螺纹孔(bore)

33 凸缘

34 波纹管

35 静态部分

37 旋转(动态)部分

39 轴承

4 分度杆

41 螺杆头

43 弹簧

5 套圈(轴向伸长的环形结构)

51 凸缘

53 环形间隙

55 螺栓

具体实施方式

本发明的优选实施例将参照图1至图3来描述，图1是根据该实施例的底座的立体图，图2是该底座的俯视图，图3是根据该实施例的靴式辊端部模块2结构的剖视图。

底座1具有轴孔11，该轴孔11用于容纳靴式辊的轴颈。在这方面，应当注意，在整个申请中，为了简明起见，使用了术语“轴”和诸如“轴孔”和“轴颈”的相关术语。实际上，分别代替地指“压力梁”和诸如“(这样的)压力梁的容纳孔”、“(这样的)压力梁的柱”。

轴孔11的截面为八边形。因此，形成轴孔11的表面有八个。在这八个表面中，最高表面11b的精加工精度超过其余七个表面的精加工精度。该最高表面11b用作扭矩表面，并且被制造为具有

-与参考表面相比，增加的粗糙度(Ra)水平；

-与参考表面相比，增加的表面的平面平坦度(evenness，平整度)；

-与参考表面相比，增加的表面的平行度。

以相同的精度制造轴颈7的相应表面。因此，当使轴孔11的扭矩表面11b和轴颈的相应表面邻接时，由于这些表面的高制造精度，因此可以以在底座中具有摇臂轴承的现有技术方案所不可能的精度来定位靴式辊。

在底座1的内侧处，即朝向造纸机或纸板机中心的一侧，作为轴向伸长的环形结构的套圈5与底座连接。根据本实施例，套圈5通过螺栓55与底座连接。

套圈5是环形构件。该套圈以其中心轴线OF偏离底座的中心轴线OP的方式与底座1连接。因此，由于套圈5的移位，可以实现所需的偏心度。

至于与轴(压力梁)的中心轴线相对应的轴孔11的中心轴线OP，需要一定的偏心，以满足存在于靴式辊上的载荷。也就是说，由于靴式辊的带31的截面为心形，因此带的旋转轴线位置与轴的中心轴线不对应。因此，需要一定的偏心，以使辊头3保持带31。

根据靴式辊端部模块的实施例，可以如图2中的箭头所示以任意方式将套圈5与底座连接。因此，当组装靴式辊头结构时，可以获得任何所需的偏心度。

此外，套圈5在其远端处具有凸缘51，即该凸缘51设置在与底座1距离较远的一侧处。凸缘51向外径向延伸并具有两种功能，这将在后文描述。

在与底座1连接之前，当组装靴式辊端部模块2时，将套圈5插入到辊头3的内孔。辊头3具有内静态结构35和外动态(旋转)结构37。轴承39和迷宫式密封件连接辊头3的这两个结构35和37，并防止流体(例如润滑液)的泄露。辊头3支撑带31。波纹管34将辊头与底座连接，并防止辊头3的内部部分受到污染。

此外，在靴式辊端部模块中，辊头3通过分度杆(indexing rod)4与底座1连接。这些分度杆4包括延伸通过设置在底座1中的孔并与辊头3中的螺纹孔32螺纹接合的螺杆。在底座1的外侧布置有分度头41。

环形间隙53的加压表明，由于分度头41的远端固定在杆4上，因此分度头41只以纵向方式移动。当分度螺母被拧回抵靠底座1时，具有刻度的分度螺母45示出移动。这允许在不移动(分度)头时无需压力即可保持间隙53。弹簧43和分度螺母45将(分度)头保持在分度位置。因此，实现了辊头3朝向底座1的移动，即在图中朝向如图3中的双箭头所示的左方向移动。

松开分度螺母45实现了使辊头3从底座1向机器中心移动，即在图中按由图3中的双箭头所示的右方向移动。这种向右移动主要通过压缩弹簧43来实现。压缩弹簧围绕辊头3与底座1之间的螺杆的一部分设置。因此，辊头3朝向底座1的移动实现了弹簧43的压缩。然后，在松开分度螺母45时解除压缩，这随后实现辊头3朝向机器中心的移动。

在辊头3的孔中，辊头3具有径向向内延伸的凸缘33，其以如上所述的两种方式与套圈5的凸缘51配合。

首先，凸缘51用于通过与辊头的凸缘33邻接来固定辊头3。也就是说，凸缘33径向向内设置，并且被布置在底座1与套圈5的凸缘51之间的轴向位置。

其次，由于凸缘51与设置在辊头3处的凸缘33形成环形间隙53，因此如图3所示，通过例如借助O型环来密封凸缘51和凸缘33的各自的圆周表面，该间隙可用作液动室或气动室。然后，通过将流体引入环形间隙中，可以执行辊头朝向底座的移动。这样做是为了例如调整带31的张力，并将带分度到不同的轴向位置，以便减少边缘区域的带磨损。

通过优选实施例描述的靴式辊端部模块发明的主要优点是：

-调整单个组件的可能性增加。也就是说，通过在任意(arbitrary)位置处将套圈与底座连接，可以根据项目调整偏心。不需要对铸造模型进行修改；

-通过将辊头滑过套圈，可以将辊头布置在相对于轴和靴的任意所需位置；

-中心套圈的车削加工是众所周知的，而且很容易实现；

-具有来自底座的支撑的靴式辊端部模块使辊头的支撑进一步远离轴的受力部分，在该受力部分处，轴的轮廓从轴颈变为压榨靴的支撑梁；

-制造套圈所需材料较少，即可节省坯料材料；

-由于靴式压榨和模块的预组装，最终组装速度显著加快；

-使用所述新式靴式辊端部模块进行预组装；

-要加工的配合表面和密封表面较少，与先前在不同的位置有自己的配合表面的两个单独的部分相比，只有一个配合形状锁定位置；

-需要的小部件(如用于密封的保护盖等)的数量减少；

-可以在没有额外部件的情况下特别地调整偏心，从而优化靴入口(shoe inlet)的几何形状。

虽然已经通过当前优选实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明的范围仅由所附权利要求限定。

Claims

1.一种靴式辊端部模块，包括：

底座(1)；

辊头(3)，其被构造成支撑围绕靴式辊张紧的带(31)；

其特征在于，

轴向伸长的环形结构(5)，与所述底座(1)相连接，所述轴向伸长的环形结构被构造为支撑所述辊头(3)。

2.根据权利要求1所述的靴式辊端部模块，其中，

所述轴向伸长的环形结构(5)的外表面的生成直线被布置成平行于所述底座(1)中的轴孔(11)的中心轴线(OP)，并且所述轴向伸长的环形结构(5)的外表面相对于所述轴孔(11)的中心轴线(OP)是偏心的。

3.根据权利要求1所述的靴式辊端部模块，其中，

所述轴向伸长的环形结构(5)是套圈，所述套圈被构造为，其近端附接到所述底座(1)并能从所述底座(1)卸下。

4.根据权利要求2所述的靴式辊端部模块，其中，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的靴式辊端部模块，其中，

所述轴向伸长的环形结构(5)的中心轴线(OF)被布置成平行于所述底座(1)中的轴孔(11)的中心轴线(OP)，并且与所述底座(1)的所述中心轴线(OP)隔开。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的靴式辊端部模块，其中，

所述轴向伸长的环形结构(5)在其远端具有凸缘部分(51)，所述凸缘部分(51)径向向外突出。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的靴式辊端部模块，其中，所述辊头(3)具有：

基座部分(35)，其被构造为在所述轴向伸长的环形结构(5)上滑动；

旋转部分(37)，其被构造成保持所述带(31)并连同所述带(31)一起围绕所述靴式压榨辊的旋转轴线旋转；以及

轴承(39)，其被布置在所述基座部分和所述旋转部分之间。

8.根据权利要求6所述的靴式辊端部模块，其中，

所述辊头(3)具有径向向内突出的凸缘部分(33)，使得当所述辊头(3)在所述轴向伸长的环形结构(5)上滑动时，所述辊头(3)的凸缘部分(33)与所述轴向伸长的环形结构(5)的凸缘部分(51)之间形成环形间隙(53)。

9.根据权利要求8所述的靴式辊端部模块，其中，

所述环形间隙(53)具有用于引入流体的端口，以便通过朝向所述底座(1)移动所述辊头(3)来增加所述环形间隙(53)的体积，以便确定所述辊头(3)相对于所述底座(1)的位置。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的靴式辊端部模块，其中，

所述轴向伸长的环形结构(5)能以改变其中心轴线(OF)与所述底座(1)中的轴孔(11)的中心轴线(OP)的距离的方式附接。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的靴式辊端部模块，其中，

所述轴向伸长的环形结构(5)通过用作旋转轴线的固定装置(55)仅在一个位置处附接到所述底座(1)上，使得所述轴向伸长的环形结构(5)能够围绕所述固定装置(55)摆动，用以调整所述轴向伸长的环形结构的中心轴线(OF)的位置。

12.一种组装靴式辊端部模块的方法，包括：

使辊头(3)在轴向伸长的环形结构(5)上滑动的步骤；

将支撑所述辊头(3)的所述轴向伸长的环形结构(5)附接到底座(1)的步骤。

13.根据权利要求12所述的组装靴式辊端部模块的方法，其中，以所述轴向伸长的环形结构(5)的中心轴线(OF)平行于所述底座(1)的轴孔(11)的中心轴线的方式执行附接的步骤。

14.根据权利要求12所述的组装靴式辊端部模块的方法，还包括：通过移位所述轴向伸长的环形结构(5)来调整所述辊头(3)相对于所述底座的水平和/或竖直位置的步骤。

15.根据权利要求13所述的组装靴式辊端部模块的方法，还包括：通过移位所述轴向伸长的环形结构(5)来调整所述辊头(3)相对于所述底座的水平和/或竖直位置的步骤。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的组装靴式辊端部模块的方法，还包括：

通过使所述辊头(3)在所述轴向伸长的环形结构(5)上滑动来调整所述辊头(3)到所述底座(1)的距离的步骤。

17.根据权利要求12至15中任一项所述的组装靴式辊端部模块的方法，其中，

执行距离调整步骤，其中通过将流体引入到环形间隙(53)来调整所述辊头(3)到所述底座(1)的距离，所述环形间隙(53)建立在所述辊头(3)的径向向内突出的凸缘(33)与当从所述底座(1)观察时布置在所述轴向伸长的环形结构(5)的远端的径向向外突出的凸缘(51)之间，和/或

所述距离调整步骤通过工作缸来执行，所述工作缸的一端与所述辊头(3)附接，所述工作缸的另一端附接在所述底座(1)处。