FI127174B

FI127174B - Molded shaft for fiber web machine roll and molded fiber machine roll

Info

Publication number: FI127174B
Application number: FI20155720A
Authority: FI
Inventors: Sami Lamminparras; Sampo Vauhkonen
Original assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2017-12-29
Also published as: CN107059459A; AT517790B1; AT517790A2; DE102016118745A1; AT517790A3; FI20155720A; CN107059459B

Description

VALETTU AKSELI KUITURAINAKONEEN TELAA VARTEN JA VALETULLA AKSELILLA VARUSTETTU KUITURAINAKONEEN TELAMOLDED SHAFT FOR FIBER MACHINE ROLLERS AND MOLDED SHAFT FIBER MACHINE ROLLER

Keksinnön kohteena on valettu akseli kuiturainakoneen telaa varten, johon akseliin kuuluu kaksi päätyosaa, päätyosien välinen profiiliosa, jonka poikkileikkaus- profiili on perusmuodoltaan I, ja akselin pituussuuntainen kuormitusalue nipin alueelle sovitettavia kuormituselimiä varten, ja kuhunkin päätyosaan kuuluu muutosalue, jossa akseliin kuuluva akselitappi muuttuu profiiliosaksi. Keksinnön kohteena on myös valetulla akselilla varustettu kuiturainakoneen tela.The present invention relates to a cast shaft for a fiber web machine roll having two end portions, a profile portion between end portions having a basic cross-sectional profile I, and an axial longitudinal loading area for loading members adapted to the nip area; The invention also relates to a roll of a fiber web machine with a cast axis.

Profiiliosan sisältävää valettua akselia käytetään lähinnä kuiturainakoneen teloissa, joissa akseli on pyörimätön. Tällöin akseli pysyy paikoillaan akselin ympärille laakeroidun telavai-pan pyöriessä. Profiiliosan poikkileikkausprofiili on tavallisesti perusmuodoltaan I ja käytännössä I-profiilin pääakseli on telan kuormitussuunnassa. Siten solakkakin I-profiili kantaa suuria kuormia akselin kokonaismassan jäädessä alhaiseksi. Niin sanotuissa taipumakompensoiduissa teloissa, kuten kenkätelassa ja sen vastatelassa telavaippaa tuetaan ja kuormitetaan tela-vaipan ja akselin väliin järjestettyjen kuormituselimien paineita säätämällä siten, että telavaipan kosketusviiva vastate-lan kanssa on mahdollisimman suora.The cast shaft with the profile portion is mainly used in rolls of a fiber web machine where the shaft is non-rotatable. In this case, the shaft remains stationary as the roller bearing mounted around the shaft rotates. The profile section has a generally cross-sectional profile I and in practice the main axis of the I profile is in the loading direction of the roll. Thus, the slender I-profile carries heavy loads with a low total axle mass. In so-called deflection compensated rolls, such as a shoe roll and its counter roll, the roll mantle is supported and loaded by adjusting the pressures of the loading members arranged between the roll mantle and the shaft so that the roll shell contact line with the counter roll is as straight as possible.

Tunnetussa taipumakompensoidussa telassa on akselin poikkileik-kausprofiili lähes vakio koko nippileveyden matkalta. Edellä mainitut kuormituselimet sijaitsevat nipin leveydellä. Akselin tuentaväli pyritään pitämään kapeana, jotta telarakenteesta tulisi siten mahdollisimman kevyt ja kustannuksiltaan edullinen. Tunnetussa akselissa on lyhyt muutosalue, jossa akseliin kuuluva akselitappi muuttuu profiiliosaksi. Käytännössä akselin poikkileikkaus muuttuu nopeasti, kun poikkileikkaukseltaan suuri I-profiili muuttuu pyörähdyssymmetriseksi ja halkaisijal taan profiiliosaan verrattuna pieneksi akselitapiksi. Tällöin nippiä kuormituselimillä kuormitettaessa akselin muodonmuutokset tapahtuvat lyhyellä alueella, jolla poikkileikkaus muuttuu. Siten muutosalueella jännitykset kohoavat korkeiksi, mikä johtaa paksuseinämäisiin ja siten painaviin rakenteisiin. Lisäksi lyhyelle matkalle sijoittuva muutosalue on valuteknisesti vaikea valmistettava. Akselitappi ja muutosalue on myös sorvattava, mikä lisää valmistuskustannuksia. Suuren akselin sorvaaminen vaatii suuren sorvin. FI113394B esittää telavaipan tukemiseen tarkoitetun stationäärisen akselin, jossa on kuormitusele-menttej ä.The known deflection compensated roll has an axial cross-sectional profile almost constant over the entire nip width. The aforementioned load members are located within the width of the nip. In order to make the roll structure as light as possible and inexpensive, the shaft spacing is kept narrow. The known shaft has a short range of change, in which the shaft pin belonging to the shaft becomes a profile part. In practice, the cross-section of the shaft changes rapidly when the large I-section becomes a rotationally symmetrical and small shaft shaft relative to the section portion of the profile. Thus, when the nip is loaded by the loading members, the deformation of the shaft occurs within a short area where the cross-section changes. Thus, the stresses in the transition zone are high, resulting in thick-walled and thus heavy structures. In addition, a short-range conversion site is difficult to produce from a casting point of view. The pivot pin and the modification area are also lathe-like, which increases the manufacturing cost. Large lathe turning requires a large lathe. FI113394B discloses a stationary shaft for supporting a roll mantle with load bearing elements.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kuiturainakoneen telaa varten uudenlainen valettu akseli, joka on entistä kevyempi, mutta jossa muodonmuutoksesta aiheutuvat jännitykset ovat aikaisempaa pienemmät. Tämän keksinnön mukaisen akselin tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uudenlainen valetulla akselilla varustettu kuiturainakoneen tela, jonka tuentaväli on nähden entistä pienempi. Tämän keksinnön mukaisen akselin tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 10. Keksinnössä akselin muutosalue järjestetään uudella ja yllättävällä tavalla, jolloin vältetään paikalliset jännityshuiput. Samalla akselin valaminen yksinkertaistuu ja koneistustarve vähenee. Siten tela on hyvin kuormitettavissa jännitysten jakautuessa entistä tasaisemmin akselille.It is an object of the invention to provide a novel cast shaft for a roll of a fiber web machine, which is lighter in weight but has less deformation stress than before. Characteristic features of the shaft of the present invention are set forth in the appended claim 1. It is a further object of the invention to provide a novel roller for a fiber web machine with a cast shaft with a smaller spacing. Characteristic features of the shaft of the present invention are disclosed in the appended claim 10. In the invention, the shaft change region is arranged in a novel and surprising manner, thus avoiding local stress peaks. At the same time, shaft casting is simplified and machining requirements are reduced. This allows the roller to be well-loaded as the stresses are distributed more evenly over the shaft.

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirroksiin, joissaThe invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuva 1 esittää kenkätelan ja taipumakompensoidun vastatelan muodostaman pitkänippisovitelman konesuunnasta katsottuna,Figure 1 is a plan view of a long nip assembly of a shoe roll and a deflection compensated roll;

Kuva 2a esittää periaatepiirroksena kuvan 1 mukaisen pitkänippisovitelman poikkileikattuna,Fig. 2a is a plan view of the long nip assembly of Fig. 1 in cross section,

Kuva 2b esittää keksinnön mukaisen taipumakompensoidun vasta-telan valetun akselin poikkileikattuna ja aksonometri-sesti kuvattuna,Fig. 2b is a cross-sectional and axonometric view of a molded shaft of a deflection compensated counter roll according to the invention,

Kuva 3 esittää keksinnön mukaisen kenkätelan akselin sivulta katsottuna,Figure 3 is a side view of the shoe roll of the invention,

Kuva 4 esittää keksinnön toisen mukaisen kenkätelan akselin sivulta katsottuna.Figure 4 is a side view of a shoe roll of the second shoe roll according to the invention.

Kuvassa 1 esitetään periaatteellisesti kuiturainakoneen pit-känippisovitelma, joka muodostuu kenkätelasta 10 ja sen vasta-telasta 14. Kenkätelaan 10 kuuluu pyörimätön paineakseli 11 ja paineakseliin 11 tuettu kuormitettava painekenkä 12. Kenkätelaan kuuluu joustava hihnavaippa 13, joka on sovitettu paineak-selin 11 ympärille. Kenkätela 10 yhdessä vastatelan 14 kanssa muodostavat väliinsä pitkänipin, jonka läpi kuituraina johdetaan kuiturainan puristamiseksi. Painekenkä 12 ulottuu oleellisesti koko pitkänipin leveydelle. Tavallisesti käytetään taipu-makompensoitua vastatelaa, joka painetaan kenkätelaa vasten sen hihnavaipan piirin sisään. Edellä mainittu painekenkä 12 on muotoiltu seuraamaan taipumakompensoidun vastatelan 14 telavai-pan 15 muotoa. Kuvassa 1 kenkätela 10 on alapositiossa, joskin kenkätela on yleensä yläpositiossa. Kuvassa 1 jätetään esittämättä taipumakompensoidun vastatelan 14 kuormituselimet. Kenkä-telan lisäksi taipumakompensoitu tela voi olla vastatelana esimerkiksi kovavaippaiselle puristintelalle tai kalanterin termotelalle. Lisäksi kenkätela itsekin on taipumakompensoitu tela.Figure 1 shows in principle a long nip arrangement of a fiber web machine comprising a shoe roll 10 and a counter roll 14 thereof. The shoe roll 10 includes a non-rotating thrust shaft 11 and a loadable thrust shoe 12 supported on the thrust shaft 11. The shoe roll 10 together with the counter roll 14 form an elongated nip between which the fibrous web is guided to compress the fibrous web. The pressure shoe 12 extends substantially over the entire length of the long nip. Usually, a flex-compensated counter roll is used which is pressed against the shoe roll inside its belt sheath circuit. The aforesaid pressure shoe 12 is shaped to follow the shape of the roll 15 of the deflection compensated roll 14. In Figure 1, the shoe roll 10 is in the lower position, although the shoe roll is generally in the upper position. 1 does not show the load members of the deflection compensated roll 14. In addition to the shoe roll, the deflection compensated roll may be a counter roll for, for example, a hard shell press roll or a calender thermal roll. In addition, the shoe roll itself is a deflection compensated roll.

Kuvassa 2a esitetään pitkänippisovitelman teloja 10 ja 14 päistä katsottuna. Hihnavaipan 13 pyörimissuuntaa kuvataan nuolella. Kuvassa 2a esitetään yksi kenkätelan 10 kuormituselin 16, joita on vierivieressä painekengän 12 matkalla (kuva 1). Myös konesuunnassa voi olla kaksi kuormituselintä peräkkäin. Kuormi-tuselimillä 16 pakotetaan painekenkää 12 vastatelaa 14 kohti. Telojen vaippojen väliin jää puristettava kuiturainan tavallisesti kahden puristinhuovan tai puristinhuovan ja vastatelan välissä (ei esitetty). Myös vastatelassa 14 on kuormituselimet 17, joilla telavaipan 15 muoto saadaan pakotettua hihnavaipan 10 painekengän 12 muotoiseksi. Tällöin vastatelan ja kenkätelan yhteistoiminnalla saadaan pitkänippi suoraksi ja siten pit-känipin läpi johdattava kuituraina puristuu mahdollisimman tasaisesti koko leveydeltään.Figure 2a shows the rolls 10 and 14 of the long nip assembly. The direction of rotation of the belt diaper 13 is illustrated by an arrow. Figure 2a shows one loading member 16 of the shoe roll 10, which is in a rolling roll along the pressure shoe 12 (Figure 1). Also in the machine direction there may be two loading members in a row. Load loading members 16 force the pressure shoe 12 towards the return roll 14. Between the roll diapers there is a crimped fibrous web usually between two press felts or press felts and a counter roll (not shown). Also, the counter roll 14 has loading members 17 to force the shape of the roll shell 15 into the shape of a pressure shoe 12 of the belt shell 10. In this case, the co-operation of the counter roll and the shoe roll makes the long nip straight and thus the fibrous web which passes through the long nip is compressed as evenly as possible over its entire width.

Kuvassa 2b esitetään tunnettu valettu akseli 18 kuiturainako-neen telaa varten. Esitetty akseli 18 voi olla myös kenkätelan 10 paineakseli 11. Kuvissa 3 ja 4 akseliin 11 kuuluu kaksi päätyosaa 19 ja 20. Päätyosien 19 ja 20 välissä on profiiliosa 21, jonka poikkileikkausprofiili on tässä perusmuodoltaan I. Akselin poikkileikkausprofiilin pääakselin suunnassa akseli kantaa hyvin kuormaa, vaikka I-profiilin uuma on hoikka. Pääak-selia esitetään pistekatkoviivalla kuvassa 2b. I-profiilin paarteet ovat uloimmilta osiltaan vaippaa vastaavia eli päädyistään kuperia, jolloin akselin muoto vastaa ympyrämäisen telavaipan sisäpinnan muotoa. Toisessa paarteessa on lisäksi koneistettu syvennys 22, johon kuormituselimet sijoitetaan. Telavaipan laakerointi tukeutuu kummastakin päästä akselille kuormituselinten sijoittuessa oleellisesti koko profiloidun akselin pituudelle. Siten kuormituselimillä saadaan akselin ja telavaipan välinen etäisyys pidettyä haluttuna ja siten säädettyä haluttu profiili. Akselin taipuman merkitys korostuu telan ollessa alapositiossa, jolloin akseli taipuu niin kuormituksesta kuin omasta massastaan.Figure 2b shows a known cast shaft 18 for a roll of a fiber web machine. The shaft 18 shown may also be the thrust axis 11 of the shoe roll 10. In Figures 3 and 4, the shaft 11 includes two end portions 19 and 20. Between the end portions 19 and 20 there is a profile portion 21 having a basic cross-sectional profile here. The I profile has a slim web. The main axis is shown by the dotted line in Figure 2b. The chamferes of the I-profile are at their outermost portions, i.e. convex at their ends, so that the shape of the shaft corresponds to the shape of the inner surface of a circular roll shell. The second chord further has a machined recess 22 in which the loading members are placed. The bearing of the roll shell is supported at each end of the shaft with the loading members extending substantially along the entire length of the profiled shaft. Thus, with the load members, the distance between the shaft and the roll shell is kept as desired and thus the desired profile is adjusted. The importance of shaft deflection is emphasized when the roll is in the lower position, whereby the shaft deflects both under load and its own mass.

Kuvissa 3 ja 4 esitetään keksinnön mukainen akseli 11 sivulta katsottuna. Kuhunkin päätyosaan 19 ja 20 kuuluu muutosalue 31, jossa akseliin 11 kuuluva akselitappi 24 muuttuu profiiliosaksi 21. Keksinnön mukaan muutosalue 31 ulottuu akselin 11 kuormi-tusalueelle 32. Tarkemmin sanottuna muutosalue 31 ulottuu aksi-aalisuunnassa ainakin akselille 11 sovitetun reunimmaisen kuor-mituselimen 16 alueelle. Yleisesti sanottuna kuormitusalue on reunimmaisten kuormituselinten, tässä reunimmaisten sylinterien ulommaisten osien välinen alue. Käytännössä akselin poikkileik- kausprofiili yllättävällä tavalla on muutettu telan päätyosis-sa, joissa yksi tai useampi kuormituselin sijaitsee akselin vakiopoikkileikkausprofUlin ulkopuolisella juohevasti muotoaan muuttavalla muutosalueella. Kuvissa 3 ja 4 muutosalue 31 ulottuu aksiaalisuunnassa kahdesta kolmeen akselille 11 sovitetun reunimmaisen kuormituselimen 16 alueelle. Muutosaluetta on siten pidennetty tunnettuun ratkaisuun verrattuna huomattavasti. Yleisesti sanottuna muutosalueen 31 aksiaalisuuntainen pituus s on 0,4 - 1,6, edullisemmin 0,6 - 1,2 kertaa akselin 11 halkaisija R. Tällöin akselin kuormankantokyky suhteessa massaan paranee entisestä. Käytännössä jännityshuippuja saadaan alemmiksi ja tasattua jännityshuiput suuremmille alueille akselin massan samalla laskiessa. Lisäksi juohevat ja virtaviivaisemmat muodot ovat valuteknisesti edullisia. Tarkemmin sanottuna muutosalue 31 on juohevasti kupera.Figures 3 and 4 show a side view of the shaft 11 according to the invention. Each end portion 19 and 20 includes a change region 31, in which the shaft pin 24 of the shaft 11 becomes a profile part 21. According to the invention, the change region 31 extends into the loading area 32 of the shaft 11. Generally, the loading area is the area between the outermost load members, here the outermost portions of the outermost cylinders. In practice, the cross-sectional profile of the shaft has surprisingly been altered in the end portion of the roll, in which one or more loading members are located in a fluidly deforming region outside the standard cross-sectional profile of the shaft. In Figures 3 and 4, the change region 31 extends axially from two to three in the region of the outermost loading member 16 disposed on the shafts 11. The range of change has thus been considerably extended compared to the known solution. Generally speaking, the axial length s of the change region 31 is 0.4-1.6, more preferably 0.6-1.2 times the diameter R of the shaft 11, thereby improving the load-bearing capacity of the shaft relative to the mass. In practice, the stress peaks can be lowered and the stress peaks aligned to larger areas as the axle mass decreases. In addition, smooth and streamlined shapes are inexpensive casting. Specifically, the change region 31 is smoothly convex.

Kuvien 3 ja 4 vasemmassa päässä esitetään päätyosaan 19 kuuluva valettu aukko 33, joka ulottuu akselitapin 24 päästä muutosalueelle 31. Vastaava aukko on myös vastakkaisessa päätyosassa 20. Aukko keventää akselia ja lisäksi aukon kautta saadaan helposti läpivienti telan sisään. Edullisesti muutosalueella 31 aukko 33 avautuu profiiliosan 21 kahdelle vastakkaiselle puolelle. Tämä helpottaa esimerkiksi läpivientejä kuten kuormituselinten hyd-rauliletkujen viemisen. Lisäksi akselitapin 24 poikkileikkaus voi olla perinteisesti pyörähdyssymmetrinen (kuva 3) tai monikulmio (kuva 4). Tällöin voidaan optimoida akselitapin muoto ja tuennan vaatimat koneistukset voidaan tehdä jyrsimällä. Juohevan ja pitkän muutosalueen ansiosta muutosalueella 31 kupera päätyosa on koneistamaton. Siten akselin koneistamistarve vähenee .The left end of Figures 3 and 4 shows a molded aperture 33 at the end portion 19 which extends from the shaft pin 24 to the change region 31. A corresponding aperture is also provided at the opposite end portion 20. The aperture lightens the shaft and is also easily accessible through the aperture. Preferably, in the change region 31, the opening 33 opens on two opposite sides of the profile portion 21. This facilitates, for example, penetrations such as the hydraulic hoses of the loading members. Furthermore, the cross-section of the shaft pin 24 may be conventionally rotationally symmetrical (Fig. 3) or polygonal (Fig. 4). In this case the shape of the spindle can be optimized and the machining required for the support can be done by milling. Due to the smooth and long transition zone, the convex end portion 31 in the transition zone is unmachined. This reduces the need for machining the shaft.

Yllättäen siis akselin päätyosaa voidaan käyttää profiiliosan osuuden lyhentämiseen ulottamalla päätyosan 19 ja 20 muutosalue 31 telan 11 ja 18 kuormitusalueelle 32. Toisin sanoen muutosalue 31 ulottuu ainakin reunimmaisen kuormituselimen 16, tässä reunimmaisen kuormitussylinterin alueelle. Tällöin akselin paarteet ovat tällä kohtaa normaalia pienemmät, sillä tunnetussa akselissa profiiliosuus ulottuu keskeltä katsottuna kuormi-tussylintereitä ulommaksi aksiaalisuunnassa (kuva 1). Keksinnön mukaisessa ratkaisussa voi reunimmaista kuormitussylinteriä tukeva akselin osa jäädä saman kohdan paarteita ulommaksi säteen suunnassa. Päätyosan muutosalueen jatkaminen telan kuormi-tusalueelle mahdollistaa entistä pienemmät, mutta aikaisempaa laajemmalle jakautuneet jännitykset akselitapin ja päätyosan alueella. Tällöin säästetään jyrkästi muuttuvaan päätyosaan verrattuna myös mainittujen rakenteiden painossa.Surprisingly, therefore, the shaft end portion can be used to shorten the portion of the profile portion by extending the change region 31 of the end portion 19 and 20 to the loading area 32 of the rolls 11 and 18. In other words, the change region 31 extends at least to the region of the outermost loading member. In this case, the axial chamferes at this point are smaller than normal, since in the known axis the profile portion extends axially outward from the loading cylinders (Fig. 1). In the solution according to the invention, the part of the shaft supporting the outermost loading cylinder may remain radially out of the chord of the same point. The extension of the end section change region to the roll loading area allows for smaller but more widely distributed stresses in the axle pin and end section. This also saves the weight of said structures compared to a radically variable end member.

Kuvassa 4 esitetyssä akselissa 11 on profiiliosan 21 poikki-leikkausprofiilissa on lisävahvuus 23 siten, että akselin 18 taivutusjäykkyys on suurempi kuin ilman lisävahvuutta 23. Toisin sanoen poikkileikkausprofiili on erilainen akselin profii-liosalla verrattaessa poikkileikkausprofiiliin akselin pääty-osissa. Päätyosissa on akselitappi 24, jossa on sovitepinta 25 laakerointia varten. Sovitepinta 25 muuttuu I-profiilin omaavaksi profiiliosaksi 21, jossa on lisävahvuus 23. Lisävahvuuden ansiosta akselin taivutusjäykkyys kasvaa. Toisin sanoen akseli taipuu entistä vähemmän, jolloin lisävahvuutta käyttämällä voidaan muu telaparin mitoitus pitää ennallaan, vaikka telojen pituutta lisätään. Tällöin vältetään ylimääräiset mitoitukset ja koneistukset.The shaft 11 shown in Fig. 4 has a cross-sectional profile of the profile portion 21 having an additional strength 23 such that the bending stiffness of the shaft 18 is greater than without the additional strength 23. That is, the cross-sectional profile differs from the cross sectional profile The end portions have a shaft pin 24 having a fitting surface 25 for bearing. The fitting surface 25 becomes a profile section 21 having an I-profile with an additional strength 23. The additional strength increases the bending stiffness of the shaft. In other words, the shaft bends less, so that by using the additional strength, the other dimension of the roll pair can be maintained even though the length of the rolls is increased. This avoids extra dimensioning and machining.

Edullisesti lisävahvuuden 23 suuruus on valittu siten, että akselin 18 taivutusjäykkyys on 25 - 75%, edullisesti 35 - 55% suurempi kuin ilman lisävahvuutta 23. Jo kohtuullisen pienellä taivutusjäykkyyden lisäyksellä saavutetaan vaadittu turvamar-ginaali.Preferably, the magnitude of the additional strength 23 is selected such that the bending stiffness of the shaft 18 is 25-75%, preferably 35-55% greater than without the additional strength 23. Even with a relatively small increase in bending stiffness, the required safety margin is achieved.

Kuvassa 4 esitetään toista keksinnön mukaista akselia. Tässä profiiliosaan 21 kuuluu lisävahvuudella 23 varustettu kes-kiosuus 26 ja sen sivuilla muutosalueisiin 31 rajoittuvat sää-töosuudet 28. Tällöin akselissa on maksimivahvistukset. Pääty-osuus on tavallaan vakio kyseiselle kokoluokalle ja profii- liosuuden vahvuus sitten vaihtelee valitun lisävahvuuden ja sen pituuden mukaan. Kuvassa 3 profiiliosa on niin sanotusti normaali ilman kuvassa 4 esitettävää 1isävahvuutta. Kuvassa 4 säätöosuudella 28 akselin 18 poikkileikkausprofiilin muutos profiiliosuudesta 26 päätyosuuteen 27 on lineaarinen. Tällöin akselin poikkileikkausprofiili muuttuu vähitellen asteittain, jolloin vältetään paikalliset jännityshuiput. Edullisesti säätöosuudella 28 akselin 18 poikkileikkausprofiilin muutos pro-fiiliosuudesta 26 päätyosuuteen 27 on lähes tangentiaalinen. Tällöin taivutetun akselin jännitysjakaumasta tulee ihanteellinen ilman suuria jännityskeskittymiä. Lisäksi valettaessa sula metalli pääsee virtaamaan esteettä.Figure 4 shows another shaft according to the invention. This profile section 21 includes a central section 26 with additional strength 23 and adjustment portions 28 adjacent to the change regions 31 at its sides. The end portion is, in a sense, constant for that size range, and the strength of the profile portion then varies with the additional strength selected and its length. In Figure 3, the profile part is so-called normal without the additional strength shown in Figure 4. In Figure 4, with the adjusting portion 28, the change in the cross-sectional profile of the shaft 18 from the profile portion 26 to the end portion 27 is linear. In this case, the cross-sectional profile of the shaft gradually changes, thus avoiding local stress peaks. Preferably, with the adjusting portion 28, the change in the cross-sectional profile of the shaft 18 from the profile portion 26 to the end portion 27 is almost tangential. In this case, the stress distribution of the bent shaft becomes ideal without large stress concentrations. In addition, the molten metal can flow freely when casting.

Lisävahvuus sijaitsee akselin profiiliosan keskiosuudella. Tarkemmin sanottuna lisävahvuus 23 on sijoitettu suunnitellun nipin 29 alueelle. Esimerkiksi kuusi metriä pitkässä akselissa voi lisävahvuus sijaita esimerkiksi metrin keskeltä molempiin reunoihin päin tai esimerkiksi pidemmässä ja suuremman kuorman telassa kaksi metriä keskeltä molempiin reunoihin päin. Yleisesti sanottuna mitä pitemmän matkan lisävahvuus käsittää akselista, sitä jäykempi akseli on. Pituuden lisäksi lisävahvuuden suuruutta voidaan muuttaa. Tosin pituutta säätämällä voidaan käyttää lisävahvuuden kohdalla yhdenlaista valumailla ja vastaavasti yhdenlaista valumailla säätöosuuden muodostamiseksi. Siten kahdella erilaisella lisävalumallilla tavanomaisten valu-mallien lisäksi saadaan valettua erijäykkiä ja eripituisia akseleita ilman valumallien muokkauksia käsityönä tai uudel-leenmitoituksia. Samalla akselin päätyosat 19 ja 20 voivat olla vakioita saman halkaisijaluokan teloihin tarkoitetuissa akseleissa.The additional strength is located in the middle of the profile section of the shaft. More specifically, the additional strength 23 is disposed within the area of the designed nip 29. For example, in a six-meter long shaft, the additional strength can be located, for example, from the center of the meter to both edges, or, for example, in a longer and larger load roller, two meters from the center to both edges. Generally speaking, the longer the distance between the axis and the additional strength, the stiffer the axis. In addition to the length, the amount of additional strength can be changed. Admittedly, by adjusting the length, one type may be used for the additional strength to form the adjusting portion. Thus, with two different additional casting designs, in addition to conventional casting designs, various stiffnesses and axes of different lengths can be cast without the need for manual or re-dimensioning of the casting patterns. At the same time, the shaft end portions 19 and 20 may be constant in shafts for rollers of the same diameter class.

Uudet ja yllättävät lisävalumallit muodostuvat valumallivarus-teista, jotka kattavat osan matkaa perinteistä valumailla. Toisin sanoen päätyosien ja perusmuodon omaavan profiiliosan lisäksi on nyt käytössä omat valumallivarusteet. Valumalliva-rusteilla akseliin muodostetaan säätö- ja lisävahvuusprofiilit.The new and surprising additional casting models consist of casting model supplies that cover part of the journey in traditional runoff. In other words, in addition to the end sections and the profile section having the basic shape, there are now custom casting accessories. With the casting model, adjusting and additional strength profiles are formed on the shaft.

Siten vähintään kolmenlaisista valumallivarusteista voidaan valmistaa keksinnön mukainen koko telan valumain yhdistämällä ainakin pääty-, säätö- ja lisävahvuusvalumallivarusteet. Säätö-valumallivarusteella akselin poikkileikkausprofiilia muutetaan selvästi, mikä poikkeaa tavanomaisesta valun päästöistä johtuvista pienistä millimetrien vaihteluista poikkileikkausprofii-lissa. Käytännössä muutos on useita kymmeniä millimetrejä.Thus, at least three types of casting fittings can be made into a complete roll casting according to the invention by combining at least end, adjusting and auxiliary casting fittings. The adjustment casting equipment significantly changes the cross-sectional profile of the shaft, which differs from the small variations in the cross-sectional profile due to conventional casting emissions. In practice, the change is several tens of millimeters.

Kuvassa 2b esitetään keksinnön mukaisen akseli poikkileikattu-na. Akselin 18 pääakselin vasemmalla puolella on kuvattu ohuella muotoviivalla keksinnön mukainen lisävahvuus 23 oikean puolen paarteiden 30 ollessa ilman lisävahvuutta. Tässä lisävahvuus 23 on järjestetty I-profiiliin kuuluvien paarteiden 30 sisäpinnoille. Siten paarteiden yläosat voivat olla kaikissa akseleissa samanlaiset lisämassan ollessa sisäänpäin. Edullisesti lisävahvuus järjestetään yhtä suurina kumpaankin paartee-seen. Akselin ominaisuuksia voidaan säätää käyttämällä paar-teissa eri suuria lisävahvuuksia. Yleisesti sanottuna akselilla on I-profiili, jossa on ylä- ja alapaarre. Paarteiden välissä on uuma. Lisävahvuus on laajennuksen muodostama vahvike, joka on I-profiilin paarteiden paksunnos edullisesti säteen suunnassa sisäänpäin. Kuvan 2b leikkausviivoitusten eroavaisuudesta huolimatta lisävahvuus on irrottamaton osa akselia ja se muodostuu akselia valettaessa.Figure 2b is a cross-sectional view of an axis of the invention. on the left side of the axis of the main shaft 18 is illustrated with a thin line form of the invention additional strength 23 from the right side of the chords 30 being no additional strength. Here, an additional strength 23 is provided on the inner surfaces of the chords 30 of the I profile. Thus, the tops of the chords can be the same in all axes with the additional mass inwards. Preferably, the additional strength is provided equal to each chord. The shaft properties can be adjusted by using different high strengths in the bars. Generally speaking, the shaft has an I-profile having upper and lower arms. There is a web between the chords. The additional strength is the reinforcement formed by the extension, which is the thickening of the I-profile chords, preferably radially inward. Despite the difference in shear lines in Figure 2b, the additional strength is an integral part of the shaft and is formed as the shaft is cast.

Keksintö koskee siis myös valetulla akselilla varustettua kui-turainakoneen telaa. Telaan 10 tai 14 kuuluu pyörimätön akseli 11 tai 18, johon kuuluu kaksi päätyosaa 19 ja 20 ja päätyosien 19 ja 20 välinen profiiliosa 21. Yleensä profiiliosan poikkileikkausprof iili on perusmuodoltaan I. Tässä profiiliosan 21 poikkileikkausprofiilissa on lisävahvuus 23 siten, että akselin 11 tai 18 taivutusjäykkyys on suurempi kuin ilman lisävahvuutta 23. Muuten akseli vastaa edellä kuvattua.The invention thus also relates to a roller mill with a cast shaft. The roll 10 or 14 includes a non-rotatable shaft 11 or 18 having two end portions 19 and 20 and a profile portion 21 between the end portions 19 and 20. Generally, the profile portion has a cross-sectional profile with additional strength 23 such that the shaft 11 or 18 has is greater than without additional strength 23. Otherwise, the shaft is as described above.

Akselin muutosalueen, akselin lisävahvuuden tai näiden molempien yllättävien ominaisuuksien avulla telan sovellusaluetta voidaan laajentaa ilman tarvetta mennä suurempaan telakokoon ja siten suurempaan vastatelaan. Myös mitoitustarve poistuu tai ainakin vähenee huomattavasti, mikä vähentää kustannuksia. Lisäksi lisävahvuudella saadaan akseliin lisää taivutusjäykkyyttä vähillä muutoksilla. Käytännössä akselin koneistukset vähenevät entisestä ja akselitappikin voidaan koneistaa jyrsimällä. Ainoastaan vain valamalla muodostettava aihio muuttuu. Myös akselin massanlisäys on maltillinen, kun akselin profiili muuttuu vain osamatkaltaan. Lisävahvuuden muodostaminen vaatii vähäisiä lisäresursseja, kun olemassa oleviin akseliaihion valumallivarusteisiin tarvitsee hankkia vain yksi valumain säätöosuutta varten ja toinen valumalli keskiosuutta varten. Vastaavasti päätyosan juoheva muutosalue on valuteknisesti edullinen ja senkin koneistustarve on vähäinen. Käytännössä edellä mainituilla valumalleilla voidaan muodostaa valukehiin muotti, johon akseli kerralla valetaan. Valukehien poistamisen jälkeen tehdään tarvittavat pintakoneistukset, joiden jälkeen akseli on valmis varustettavaksi ja yhdistettäväksi telavaipan kanssa taipumakompensoiduksi telaksi.By means of a shaft change range, additional shaft strength, or both of these surprising features, the application area of the roll can be expanded without the need for a larger roll size and thus a larger back roll. Also the need for sizing is eliminated or at least significantly reduced, which reduces costs. In addition, the extra strength provides additional bending stiffness to the shaft with small changes. In practice, shaft machining is reduced and milling can also be done. Only the blank to be formed by casting changes. Also, the mass increase of the shaft is moderate, when the profile of the shaft changes only in the distance. Creating additional strength requires little additional resources, when existing shaft shaft casting equipment only needs to obtain one casting for the adjusting portion and another casting for the central portion. Correspondingly, the fluid end of the end portion is inexpensive in terms of casting and the machining need is minimal. In practice, the above-mentioned casting patterns can be used to form a mold into the casting frames, in which the shaft is cast at once. After removal of the casting rings, the necessary surface machining is performed, after which the shaft is ready to be fitted and connected to the roll shell as a deflection compensated roll.

Claims

A cast shaft for a roll of a fiber web machine, the shaft (11, 18) having two end portions (19, 20), a profile portion (21) between the end portions (19, 20) having a basic cross-sectional profile I and a longitudinal axis (11, 18). a loading area (32) for loading members (16) to be fitted in the area of the nip (29), and each end portion (19, 20) includes a change region (31) where the shaft pin (24) of the shaft (11, 18) becomes a profile portion (21); characterized in that the change region (31) is shoulder-free and extends to the load area (32) of the shaft (11, 18).

Shaft according to Claim 1, characterized in that the change region (31) extends axially at least in the region of the outermost loading member (16) arranged on the shaft (11, 18).

Shaft according to Claim 1 or 2, characterized in that the change region (31) extends axially from the region of the outermost loading member (16) arranged on the two shafts (11, 18).

Shaft according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the change region (31) is fluid.

Shaft according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the end part (19, 20) has a molded opening (33) which extends from the end of the shaft pin (24) to the change region (31).

Shaft according to Claim 5, characterized in that in the change region (31) the opening (33) opens on two opposite sides of the profile part (21).

Shaft according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the axial length s of the change region (31) is 0.4 to 1.6, more preferably 0.6 to 1.2 times the diameter R of the shaft (11, 18).

Axle according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the shaft pin (24) has a polygonal cross-section.

Axle according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the convex end portion in the change region (31) is non-machined.

A roll of a fiber web machine with a cast shaft, the roll (10, 14) having a non-rotatable shaft (11, 18) having two end portions (19, 20), a profile portion (21) between the end portions (19, 20) having a basic cross-sectional profile. I, and a longitudinal loading area (32) of the shaft (11, 18) disposed on the loading members (16) arranged in the region of the nip (29), and each end portion (19, 20) including a changing area (31) with the shaft (11, 18) the associated shaft pin (24) becomes a profile part (21), characterized in that the change region (31) is shoulder-free and extends into the load region (32) of the shaft (11, 18).

Roll according to Claim 10, characterized in that the shaft (11, 18) is an axle (11, 18) according to one of Claims 2 to 9.

Roll according to Claim 10 or 11, characterized in that the roll is a shoe roll (10). claim