FI104848B - Hydrostaattinen kuormituskenkä - Google Patents

Description

104848

Hydrostaattinen kuormituskenkä Hydrostatisk belastningssko 5

Keksinnön kohteena on hydrostaattinen kuormituskenkä paperikoneen telaa varten, joka hydrostaattinen kuormituskenkä käsittää sylinteriporaukseen sovitetun mäntäosan sekä mäntäosan ulkopäähän kiinnitetyn tai siinä kiinteästi kiinni olevan, laakeritaskuin varustetun kaarevan liukukengän, jolloin paineväliainetta sylinteriporaukseen mäntäosan 10 alle johtamalla liukukenkä on paineväliaineen paineen vaikutuksesta sovitettu tukeutumaan laakeritaskuihin johdetun voiteluöljyn muodostaman öljykalvon välityksellä vasten laakeroitavaa, pyörivää lieriöpintaa.

Paperikoneen taipumakompensoiduissa teloissa telavaippa on normaalisti tuettu stationää-15 riselle telan akselille pyörivästi siten, että telan akseliin on muodostettu sylinteriporauk-set tai vastaavat, joihin on sovitettu paineväliaineella kuormitettavat hydrauliset kuormi-tuselementit, joilla telavaippaa kuormitetaan yleensä nippitason suunnassa. Nämä hydrauliset kuormituselementit tai kuormituskengät käsittävät normaaliin tapaan telan akselissa olevaan sylinteriporaukseen sovitetut mäntäosan sekä mäntäosan yläpäässä 20 olevan liukukengän, joka tukeutuu vasten telavaipan sisäpintaa. Kuormituskenkä ja etenkin sen mäntäosa on usein muodostettu siten, että mäntäosa itsessään on kuppimainen sisältäen ontelothan, johon paineväliaineen paine pääsee vaikuttamaan liukukengän kuormittamiseksi vasten telavaipan sisäpintaa. Etenkin tämäntyyppisissä kuormitusken-gissä on ongelmana ollut se, että kengän alla vaikuttava kuormituspaine pyrkii nosta-25 maan liukukengän keskiosaa ylös suhteessa liukukengän reuna-alueisiin. Liukukenkä näin ollen taipuu, jolloin sen ulkopinnan muoto voi muuttua epäedulliseksi telavaipan sisäpinnan kaarevuuteen nähden aiheuttaen häiriöitä liukukengän toimintaan ja etenkin :1 ylenmääräistä öljy vuotoa liukukengän ja telavaipan välistä. Tätä taipumisongelmaa on nykyisin pyritty välttämään siten, että liukukengän paksuutta on kasvatettu, jolloin 30 paksuuden myötä on myös sen jäykkyys lisääntynyt. Tämä on luonnollisesti kasvattanut myös kengän massaa.

• · 2 104848

Nykyisin on myös yhä enenevässä määrin paperikoneissa alettu telojen laakeroinnissa käyttää tavanomaisten vierintälaakereiden sijasta liukulaakereita. Näin on tehty sen vuoksi, että liukulaakereilla vältetään hyvin pitkälti niitä ongelmia ja rajoituksia, jotka vierintälaakereihin liittyvät. Tällaiset hydrostaattiset liukulaakerit on varustettu kaarevin 5 liukukengin, jotka asemoituvat telan akselin kaulan ympärille akselin tukemiseksi pyörivästi laakeripukin suhteen. Liukukenkä on kiinnitetty mäntäosaan, joka on sovitettu laakeripukissa olevan sylinteriin, johon mäntäosan alle paineväliainetta johtamalla liukukenkää kuormitetaan vasten laakerikaulaa. Näihin liukulaakereihin liittyy vastaava ongelma kuin taipumakompensoitujen telojen kuormituskenkiin, eli liukulaakerin 10 liukuelementin tai liukupinnan taipuminen. Tämä taipuminen eli kengän kaarevuuden muutos painekuorman alaisena voi olla erittäin haitallista laakerin toiminnan kannalta. Pahimmillaan kengän taipuminen on niin suurta, että tästä taipumisesta johtuen ei saada aikaan riittävää öljykalvoa liukukengän ja laakerikaulan välille, josta on luonnollisesti seurauksena laakerin vaurioituminen. Tätä ongelmaa on aikaisemmin yritetty poistaa 15 siten, että liukukengän jäykkyyttä on kasvatettu vastaavalla tavalla kuin taipumakompensoitujen telojen kuormituskenkien yhteydessä.

Nyt esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan sellainen kuormituskenkä, etenkin taipumakompensoidun telan telavaipan tuentaan tai telan liukulaakerointiin 20 soveltuva kuormituskenkä, jossa kengän kaarevuuden muutokset painekuorman alaisena on minimoitu. Tähän päämäärään pääsemiseksi on keksinnölle pääasiassa tunnusomaista, että kuormituskenkään on liukukengän alle muodostettu ainakin yksi ontto tila, johon paineväliaineen paineen aiheuttama kuormitus ei pääse vaikuttamaan siten, että liukukenkää kuormitetaan vasten laakeroitavaa, pyörivää lieriöpintaa pelkästään kyseisen onton 25 tilan ulkopuolisilta alueilta liukukengän kaarevuuden muutosten eliminoimiseksi.

: Nykyisiin ratkaisuihin nähden keksinnöllä saavutetaan tiettyjä etuja, joista voidaan tuoda esiin seuraavia. Keksintöä hyödyntämällä voidaan ainepaksuuksia kengässä pienentää ja vastaavasti voidaan kengän painetasoa nostaa. Etenkin taipumakompensoiduissa teloissa 30 tästä saadaan merkittävää etua siinä, että painetason nostomahdollisuuden myötä kengillä aikaansaatavan viivakuorman säätövara kasvaa. Vastaavasti liukulaakeroinnin yhteydessä > · · 3 104848 kuormituskenkiä voidaan madaltaa, mistä yhtenä seurauksena on mm. se, että laakerira-kenteiden koko saadaan pienemmäksi. Keksinnön muut edut ja ominaispiirteet käyvät ilmi jäljempänä seuraavasta keksinnön yksityiskohtaisesta selostuksesta.

5 Seuraavaksi keksintöä selitetään esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin viittaamalla.

Kuvio 1 esittää täysin kaavamaisena pitkittäispoikkileikkauksena osaa taipumakompen-soidusta telasta.

10

Kuvio 2 on suurennettu leikkauskuva otettuna pitkin linjaa A - A kuviosta 1 esittäen leikkauskuvana yhtä telan kuormituskenkää.

Kuvio 3 esittää kaaviomaisesti kuviota 2 vastaavaa kuormituskenkää liukupinnan 15 suunnasta eli tela vaipan suunnasta katsottuna.

Kuvio 4 esittää täysin kaavamaisena ja osittain leikattuna sivukuvana liukulaakeroidun telan toisen puolen liukulaakeria.

20 Kuvio 5 esittää kaaviomaisesti leikkauskuvana suuremmassa mittakaavassa kuvion 4 mukaisen liukulaakerin yhtä kuormituskenkää.

Kuvio 6 esittää kuvion 5 mukaista kuormituskenkää liukupinnan suunnasta eli laakeri-kaulan suunnasta katsottuna.

25

Kuvio 6A esittää kuvion 5 kuormituskengän mäntäosaa liukukengän suunnasta katsottu-: : na.

Kuvio 1 esittää siis kaavamaisena ja osittaisena leikkauskuvana taipumakompensoitua 30 telaa, jota on yleisesti merkitty viitenumerolla 1. Tela 1 käsittää pyörimättömän telan akselin 2, jonka päälle on pyörivästi sovitettu telavaippa 3. Telavaipan 3 ja telan akselin • · 4 104848 2 väliseen tilaan on sovitettu kuormitussuunnassa, etenkin nippitason suunnassa vaikuttavat hydrauliset kuormituselementit eli hydrostaattiset kuormituskengät 10, joilla aikaansaadaan haluttu kuormitus telavaipan sisäpintaan 3’. Kuormituskenkien mäntäosat on normaaliin tapaan sovitettu telan akselissa 2 oleviin sylinteriporauksiin.

5

Kuvio 2 esittää yksityiskohtaisemmin kuvion 1 mukaisessa telassa käytettävää kuormitus-kenkää 10. Kuormituskenkä 10 käsittää liukukengän 12 sekä mäntäosan 11, jotka kuvion esityksessä on esitetty olevan yhtä kappaletta, mutta jotka yleisimmin ovat eri kappaletta ja toisiinsa esimerkiksi ruuvielimin liitettyjä. Mäntäosa 11 on kuppimainen käsittäen 10 ontelotilan 14, johon hydraulinen kuormituspaine vaikuttaa kuormituskenkää 10 telavaipan sisäpintaa 3’ vasten kuormitettaessa. Liukukenkä 12 on normaaliin tapaan varustettu laakeritaskuin 13, joihin johdetaan voiteluöljyä ontelotilasta 14 kapillaariporausten (ei esitetty) kautta tarvittavan öljykalvon muodostamiseksi liukukenkien 12 ja telavaipan sisäpinnan 3’ välille. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa on ontelotilan pohjaan 15 15 kiinnitetty kuppimainen muotokappale 16 siten, että muotokappaleen 16 "kupin" reunat ovat vasten ontelotilan pohjaa 15. Muotokappale 16 on kiinnitetty ontelotilan pohjaan 15 tarkoitukseen sopivin kiinnityselimin, esimerkiksi ruuvein 18 ja edelleen on muotokappaleen 16 ja ontelotilan pohjan 15 väliin sovitettu tiiviste 19, jonka avulla estetään ontelotilassa 14 vallitsevan paineen pääsy vaikuttamaan muotokappaleen 16 ja ontelotilan 20 pohjan 15 väliseen tyhjään, onttoon tilaan 17. Kyseisessä tilassa 17 vallitsee näin ollen normaali ilmanpaine.

t

Keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan näin ollen aikaan se, että ontelotilassa 14 vallitseva paine ei pääse vaikuttamaan ontelotilan pohjan 15 koko pinta-alaan. Paine 25 vaikuttaa ontelotilan pohjaan 15 pelkästään muotokappaleen 16 ulkopuoliselta alueelta ja edelleen muotokappaleen 16 reunuksen alueelta, joka on vasten ontelotilan pohjaa 15. Tällä järjestelyllä vältetään tekniikan tason ratkaisuihin liittyvä liukukengän 12 taipuminen ja liukukengän keskiosan nouseminen. Koska liukukengän 12 keskiosan alueelta paine ei siihen vaikuta, keskiosa tällöin itseasiassa painuukin alaspäin. Liukukengän 12 30 reunat eivät tällöin liiallisesti irtoa telavaipan sisäpinnasta 3’. Kuviossa 3 on tätä edelleen pyritty havainnollistamaan siten, että siinä on katkoviivoin näytetty mäntäosa 11 • · 5 104848 ja muotokappaleen 16 reuna. Tämän reunan sisäpuoliseen alueeseen, eli onttoon tilaan 17 paine ei pääse vaikuttamaan.

Kuvioissa 4 - 6A on esitetty keksinnön mukaisen ratkaisun soveltaminen telan liukulaa-5 keroinnissa käytettyyn kuormituskenkään. Kuviossa 4 on kaaviomaisesti esitetty liukulaakeroidun telan toisen pään liukulaakeria, jota on merkitty yleisesti viitenumerolla 4. Liukulaakeri 4 käsittää laakeripukin 5, johon on kuormituskenkien 20 avulla tela 7 tuettu akselistaan 6. Kuormituskengät 20 tukeutuvat näin ollen akseliin 6 muodostetun laakerikaulan ympärille kuormituskenkien 20 alle johdetun paineväliaineen välityksellä. 10 Keksinnön mukaisen kuormituskengän rakennetta on lähemmin tarkasteltu kuvioissa 5 ja 6.

Kuormituskenkä 20 käsittää mäntäosan 21, jonka päähän on liitetty esimerkiksi ruuviliitoksella tai vastaavalla tavalla liukukenkä tai vastaava liukuelementti 22. Liukukenkä 22 15 toimii näin ollen laakerielementtinä ja se on materiaaliltaan esimerkiksi pronssia. Mäntäosa 21 voi olla terästä, valurautaa tai vastaavaa materiaalia. Mäntäosa 21 on sovitettu laakeripukkiin 5 asennettuun sylinteriin 25, johon mäntäosan 21 alla olevaan painetilaan 24 paineväliainetta johtamalla liukukenkä 22 saadaan tukeutumaan vasten akseliin 6 muodostettua laakerikaulaa. Liukukenkään 22 on muodostettu akseliin 6 päin 20 avautuvat laakeritaskut 23, johon johdetaan painetilasta 24 tarvittava voiteluöljy mäntä-, osan 21 ja liukukengän 22 läpi menevien kapillaariporausten (ei esitetty) kautta.

Laakeritaskuissa 23 oleva voiteluöljy muodostaa tarvittavan öljykalvon liukukengän 22 ja akselin 6 välille. Koska liukukengän 22 jäykkyys on käytetystä materiaalista johtuen olennaisesti pienempi kuin mäntäosan 21 jäykkyys, on kuvion 5 esityksessä liukukengän 25 22 ja mäntäosan 21 väliin asennettu tukikappale 29 jäykistämään liukukenkää 22.

Ratkaisun toiminnan kannalta ei tukikappaleen 29 käyttö ole aivan välttämätöntä, vaan · • liukukenkä 22 voidaan kiinnittää myös suoraan mäntäosan 21 päähän.

Keksinnön mukaisessa järjestelyssä liukukengän 22 haitalliset muodonmuutokset on 30 eliminoitu siten, että liukukengän 22 ja mäntäosan 21 väliseen liitokseen, tai kuvion 5 suoritusmuodossa itseasiassa tukikappaleen 29 ja mäntäosan 21 väliseen liitokseen on • · 6 104848 edullisesti mäntäosaan 21 muodostettu sopivasti muotoillut tukipinnat 26, joiden tukipintojen 26 väliset ja ulkopuoliset alueet 27, 28 eivät ole kosketuksessa liukukenkään 22 tai kuvion 5 suoritusmuodossa tukikappaleeseen 29. Nämä tukipintojen 26 väliset ja ulkopuoliset alueet 27, 28 on saatu aikaan koneistamalla mäntäosan 21 päähän sopivat 5 syvennykset. Tätä on edelleen pyritty havainnollistamaan kuviossa 6A, joka esittää mäntäosaa 21 liukukengän 22 ja akselin 6 suunnasta katsottuna. Kuviossa 6A on tukipintoja 26 merkitty varjostetuin aluein, kun taas tukipintojen välisiä ja ulkopuolisia syvennyksiä 27, 28 on merkitty varjostamattomin aluein. Keksinnön mukaisella järjestelyllä saadaan täten aikaan se, että liukukenkä 22 ei pääse taipumaan tukipintoja 26 10 vastaavilta alueilta, kun taas syvennysten 27, 28 kohdalta taipuminen on mahdollista. Tukipintojen 26 sopivalla muotoilulla ja valinnalla saadaan näin ollen liukukengän 22 taipumat minimoitua ja ennenkaikkea liukukenkä 22 saadaan taipumaan halutulla tavalla. Laakerielementin toiminta saadaan näin ollen varmaksi ja luotettavaksi.

15 Edellä on keksintöä selitetty esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin esimerkkeihin viittaamalla. Keksintöä ei kuitenkaan ole rajoitettu koskemaan yksinomaan kuvioissa esitettyjä esimerkkejä, vaan keksinnön eri toteuttamisvaihtoehdot voivat vaihdella oheisissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

20 » • ·

Claims (9)

1. Hydrostaattinen kuonnituskenkä paperikoneen telaa varten, joka hydrostaattinen kuormituskenkä (10; 20) käsittää sylinteriporaukseen sovitetun mäntäosan (11; 21) sekä 5 mäntäosan ulkopäähän kiinnitetyn tai siinä kiinteästi kiinni olevan, laakeritaskuin (13; 23. varustetun kaarevan liukukengän (12; 22), jolloin paineväliainetta sylinteriporaukseen mäntäosan (11; 21) alle johtamalla liukukenkä (12; 22) on paineväliaineen paineen vaikutuksesta sovitettu tukeutumaan laakeritaskuihin (13; 23) johdetun voiteluöljyn muodostaman öljykalvon välityksellä vasten laakeroitavaa, pyörivää lieriöpintaa (3’, 6’), 10 tunnettu siitä, että kuormituskenkään (10; 20) on liukukengän (12; 22) alle muodostettu ainakin yksi ontto tila (17; 27, 28), johon paineväliaineen paineen aiheuttama kuormitus ei pääse vaikuttamaan siten, että liukukenkää (12; 22) kuormitetaan vasten laakeroitavaa, pyörivää lieriöpintaa pelkästään kyseisen onton tilan (17; 27, 28) ulkopuolisilta alueilta liukukengän (12; 22) kaarevuuden muutosten eliminoimiseksi. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuormituskenkä, tunnettu siitä, että ainakin yksi ontto tila on muodostettu kuormituskenkään (10; 20) keskeisesti liukukengän (12; 22) alle.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kuormituskenkä, jonka liukukenkä (12) on järjestetty tukeutumaan vasten taipumakompensoidun telan telavaipan sisäpintaa (3’) ja - · jonka kuormituskengän mäntäosa (11) kuppimainen käsittäen sylinteriporausten kohti avautuvan ontelotilan (14), tunnettu siitä, että liukukengän (12) alla oleva ontto tila on muodostettu mäntäosan ontelotilan pohjaan (15) kiinnitetyn muotokappaleen (16) avulla. 25

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kuormituskenkä, tunnettu siitä, että muotokappale (16) on kuppimainen kappale, joka on reunoistaan kiinnitetty tiivistetysti ontelotilan pohjaan (15).

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kuormituskenkä, jonka liukukenkä (22) on sovitettu tukeutumaan vasten telan akseliin (6) muodostettua laakerikaulaa (6’) kyseisen • ♦ · 104848 δ akselin (6) liukulaakeroimiseksi, tunnettu siitä, että liukukengän (22) alle muodostettu ontto tila on muodostettu liukukengän (22) ja mäntäosan (21) väliseen liitokseen siten, että kyseisessä liitoksessa on kuormaa kantavat tukipinnat (26) sekä kyseisten tukipinto-jen (26) väliset syvennykset (27, 28) tai vastaavat. 5

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kuormituskenkä, tunnettu siitä, että tukipinnat (26) ja vastaavasti syvennys tai syvennykset (27, 28) on muodostettu mäntäosan (21) liukukenkään (22) päin olevaan päähän.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen kuormituskenkä, tunnettu siitä, että mäntäosan (21) ja liukukengän (22) väliin on sovitettu olennaisesti liukukengän kokoinen tukikappa-le (29) liukukengän (22) jäykistämiseksi.

7 104848

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5 - 7 mukainen kuormituskenkä, tunnettu siitä, että 15 kuormituskenkään on muodostettu useita syvennyksiä (27, 28) tai vastaavia onttoja tiloja, joiden väliset kannakset käsittävät tukipinnat (26) on muotoiltu halutun taivutusvaikutuk-sen aikaansaamiseksi liukukenkään (22).

*« * » · « 9 104848