JP2000509133A - ロールまたはその等価物用静圧滑り軸受 - Google Patents

ロールまたはその等価物用静圧滑り軸受

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JP2000509133A JP10535387A JP53538798A JP2000509133A JP 2000509133 A JP2000509133 A JP 2000509133A JP 10535387 A JP10535387 A JP 10535387A JP 53538798 A JP53538798 A JP 53538798A JP 2000509133 A JP2000509133 A JP 2000509133A
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キビオヤ、ペッカ
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Abstract

(57)【要約】 本発明はロール用滑り軸受に関するものである。滑り軸受は数個の静圧式軸受要素(10、20、30、40)を含み、それらにはロール(1)軸(3)の首部の周囲に配置され取り付けられた軸受シュー(16、26、36、41)が設けられ、前記軸(3)を、したがってロール(1)を、軸受ブロック(4)などのフレーム部材に対して回転可能に支持している。軸受要素(10、20、30、40)は液圧作動式ピストンシリンダ装置であり、圧力媒体によって負荷をかけることができるため、軸受要素の軸受シュー(16、26、36、41)を軸(3)の首部の周囲に自由に配置することができる。本発明による滑り軸受の1つの望ましい応用は、少なくともロールの主負荷方向に、特にニップロールの場合にはニップ平面(A−A)の方向に、ロール(1)を軸受要素(10、20、30)によって、特にニップ(N)を開閉する目的で移動させることができるロールである。

Description

【発明の詳細な説明】 ロールまたはその等価物用静圧滑り軸受 本発明は、数個の静圧式軸受要素を含み、それらにはロール軸の首部の周囲に 配置されるように取り付けられた軸受シューが設けられ、前記軸を、したがって ロールを、軸受ブロックなどのフレーム部材に対して回転可能に支持するロール 用滑り軸受に関するものである。 今日まで、抄紙機および紙仕上げ装置におけるロールは、ロールのマントルが ロール軸に対して運動できるロールを除き、通常は機械のフレーム構造上にころ 軸受によって軸着されている。特に、カレンダロールおよびソフトカレンダロー ルなどのニップを形成するロールに関して、そのようなころ軸受は一定の問題を 生じており、その解決策には特殊な方式が必要となっている。ソフトカレンダを 、ころ軸受に対して、特に、いわゆるゼロ負荷といった非常に小さい負荷を与え る線形負荷で作動させることが望ましい場合もある。これは、ころ軸受の場合に は非常に問題である。なぜなら、ゼロ負荷状態において、ころ軸受の転動部材は 転動しないで軸受軌道輪に対して相当に摺動可能であり、その結果、軸受は比較 的早期に破損するからである。加熱可能ロール、特にカレンダロールもまた、潤 滑し続けることが相当に重大な要因であるという問題を抱えている。ころ軸受に 関してもまた、この理由のため、特殊な方式を採用することが必要である。ころ 軸受はさらに、振動の問題を抱えている。ころ軸受はそれ自体には、そのような 振動をそれ自体で減衰させられる特性を有していない。軸受の構造だけでは回転 速度に一定制限を設定するのみであり、その制限を超えることは、軸受製造元に より許されていない。すでに前述したように、軸受の転動精度は制限されている 。全部品は従来のロールでは可能な限り精密に製造されているが、不精密による 欠陥は組み上がったロールに集約される。 プレスもロールの軸着を特に必要としている。軸着の観点からは、特にエクス テンデッドニッププレスに問題がある。なぜなら、この種の構造においては軸受 に対して作用する半径方向力が非常に大きいからである。それら自身の有する特 種な問題もまた、プレス部のセンタロールによって生じており、センタロールが 一般的にバックアップロールと共に2つのニップを形成し、それらニップ平面の 方向が実質的に互いに異なるという理由による。その場合、いずれかの実際の主 負荷方向を決めることは困難である。 滑り軸受による軸着に関連する従来技術に関して、たとえば欧州特許第158051 号を参照すると、それは洗浄用ドラムの軸着に関するものである。この方式にお ける軸着には静圧軸受部分によって滑り軸受が設けられている。この公報による 軸着方法は、しかし、たとえばニップ接触するカレンダロールにおいては用いる ことができない。なぜなら、この欧州公報に記載された軸着方式は、軸受自体に 半径方向の運動の可能性を何ら含んでいないからである。また、軸受の負荷をど のようにしても変えることが不可能であり、振動を減衰させるために別個のばね 部品を必要とする。従来技術に関して、さらにフィンランド特許出願第942756号 を参照すると、それは加熱ロール用の軸受を開示している。この軸着方法も、半 径方向の移動の可能性がないという欠点を抱えている。なぜなら、滑り軸受方式 の少なくとも1つの静圧軸受部分は、半径方向にフレーム構造に対して完全に固 定され、静止しており、したがって、そのロールを前記軸受によってたとえばニ ップの平面方向に運んで移動させることができないからである。 本発明は、ロールまたはその等価物を滑り軸受に軸着するための新規の方式を 提供し、それによってころ軸受による軸着の抱える欠点を回避し、さらに滑り軸 受による軸着のための既存の方式に重要な改善を提供することを目的とする。本 発明の目的を達成する観点より、本発明は軸受要素を、圧力媒体によって負荷す ることができる静圧作動式のピストンシリンダ装置として、軸受要素の軸受シュ ーを軸の首部の周囲に自由に配置することができるようにしていることを主たる 特徴とする。 本発明は従来技術の方式よりも大きな利点を提供し、それらの利点のうち、な かでも次のことが言える。本軸着システムは、フレームに対しては主負荷方向、 特にニップ平面の方向には直接接触しないが、ピストンシリンダ式の装置によっ て油圧式に軸方向へ負荷をかけることができる。これによってロールを前記主負 荷方向に動かし、移動させることができる。さらに、ニップロールの場合、ニッ プ負荷を正確に調節し、ニップ負荷を特殊な設備なしに計測することができる。 軸着方式に含まれる静圧式軸受シューはロール軸の首部の周囲に完全に自由に配 置されて、たとえばその軸の加熱によって生じる軸の直径の増加は何ら問題を起 こさず、また軸の曲がりによって生じる傾斜も、あるいは位置についての他の誤 りも生じないようにしている。軸着システムを意図的に、たとえばロールニップ の開閉に使用することができる。なぜなら、すべての静圧式軸受シューが可動式 になっているからである。ニップの負荷を直接軸受シューの油圧から算出するこ とができる。なぜなら、前記シューがロールニップの負荷を提供するからである 。軸着方式はそれ自体で振動を受け、減衰させる。本発明のさらなる利点および 特徴は次の発明の詳細な説明により明らかになる。 次に、添付図面を参照して例を挙げて本発明を説明する。 第1図はロールの片側の滑り軸受の概略部分断面図である。 第2図は第1図に示す滑り軸受をプレスのセンタロールの軸着に適用する方法 を概略的に示す。 第3図は第2図と同様な方法で、第1図の例からプレスのセンタロールの軸受 として改変した滑り軸受を示す。 第4図はセンタロールの一方のバックアップロールがエクステンデッドニップ ロールであるプレスのセンタロールの軸着に対して滑り軸受を適用する方法を示 す。 図面のうちの第1図は、したがって、ロールの支持に適用されている本発明に よる滑り軸受の一実施例を全体的、概略的に示し、ロールはバックアップロール と共にニップを形成している。ロール自体は一点鎖線で図示し、参照番号1で示 しており、ロール軸は参照番号3で示す。参照番号2はバックアップロールを示 し、それはロール1と共にニップNを形成しており、そのニップはたとえばカレ ンダ掛けニップである。ニップ平面は参照符号A−Aで示す。それは第1図には 別個には図示しないが、ロール1の軸着において、ロールの少なくとも一方の端 部の軸着には軸方向の負荷を受ける軸方向の軸受を含んでいなければならないと いうことが理解できる。なぜなら、本発明による滑り軸受方式は主として単にロ ールのラジアル軸受として役立つよう意図されているからである。 第1図に示す本発明による滑り軸受方式は軸受要素10、20、30、40を有してお り、それらは軸受ブロック4内に取り付けられており、ロールの軸3に支持され ている。本軸着方式は主軸受10、30を有しており、それは主負荷方向、すなわち ニップ平面A−Aの方向に作用し、ニップNと、逆方向に作用するカウンタ軸受 20と、ニップ平面A−Aに対して横方向に各反対方向へ作用する側受40との方向 へ負荷をかけられる。第1図に示す実施例において、主軸受は3つの部分に分割 されて、ニップ平面内で作用する第1の軸受要素10と、これに加えて、ある角度 で配され、ニップ平面に関して対称に配置される第2の各軸受要素30とを含む。 ロール軸上のこれらの軸受要素の配列および、たとえばそれらの要素の「対称性 」はしかし、たとえば第2図ないし第4図に関して以下に示すようなそれぞれ特 定の応用例によれば、第1図の例とは実質的に異なるようにしてもよい。第1図 に示す軸受要素の方式は、前記軸受を設けたロール1がいつもバックアップロー ルと共にニップを1つだけしか作らない構造を、主として意図している一実施例 にすぎない。これは、たとえば2つのロールを含むソフトカレンダにおける場合 である。しかし、この種の軸着がたとえば第2図により説明が試みられているご とく他の関連においても採用される、という可能性を除外しようとするものでは ない。 第1図の例において、第1の軸受要素10および第2の各軸受要素30を互いに同 じ構造にしてよく、それらは軸受ブロック4内に取り付けられたシリンダ11、31 と、前記シリンダ内に可動状態に配置された負荷ピストン13、33とを含む。加圧 空間12、32はシリンダ11、31内の負荷ピストン13、33の下に形成されており、圧 力媒体を前記加圧空間へ送り込むことによって負荷ピストン13、33は軸3の方向 へ負荷をかけられる。軸受シュー16、36は負荷ピストンの、軸3の側にある端部 へ取り付けられており、軸3の方向へ開口している潤滑油ポケット15、35は前記 軸受シュー内に作られている。負荷ピストン13、33には毛細貫通穴14、34が設け られており、したがってそれらはシリンダの加圧空間12、32を軸受シューの潤滑 油ポケット15、35に連結している。圧力媒体は、したがって、その潤滑油ポケッ ト15、35へ毛細穴14、34を介して進入でき、油膜が軸受シュー16、36と軸3との 間に作られ、軸受シュー16、36が軸3に前記油膜を通じて支持される。 カウンタ軸受20を主軸受の軸受要素10、30と同様な構造とし、カウンタ軸受要 素20は軸受ブロック内に取り付けられたシリンダ21と、そのシリンダ内に可動状 態に配置された負荷ピストン23とを含むようにしている。負荷ピストン23はさら に軸受シュー26を含み、それには潤滑油ポケット25が設けられている。軸受シュ ー26には毛細穴24が設けられており、それに沿って油は負荷ピストン23の下に配 されている圧力空間22から潤滑油ポケット25へ進入でき、軸受シュー26と軸3の 首部との間に油膜を作る。第1図に示すように、カウンタ軸受要素20はニップ平 面A−A内に取り付けられて、その作用方向がニップ平面に対して平行であるが 、主軸受の作用方向に対しては逆である。 第1図はさらに、軸3は、ニップ平面A−Aに対して横の方向に作用する軸受 によって、すなわち側受40によって支持されていることを示す。同図の例におい て、この側受40は軸受ブロック4内に取り付けられたフレーム部42と、そのフレ ーム部に支持されて配された軸受シュー41とを含む。これら軸受シュー41は作動 液によってロールの軸3に対して負荷をかけられる。側受40の実際上の目的は軸 3をその適切な位置に保つこと、および横方向の振動を減衰することのみである 。 第1図に示す本発明による方式において、ロールニップNの負荷は主軸受の軸 受要素10、30によって生成される。このため、ニップの負荷を直接、軸受要素10 、30の油圧から計算することができる。したがって、ニップ負荷の精密な調節を 本発明によるこの方式においては相当に簡易な手順で行なうことができる。第1 図に示す方式において、主軸受は3つの別個の軸受要素10、30に分割されており 、そのため、それら軸受は、必要に応じて、相当に大きな負荷力を供給できる。 今日のソフトカレンダにおいて、多くの場合に、線形負荷として、軸受のゼロ負 荷に相当する範囲を適用できるはずである。これを従来の軸着方式によって成し 遂げ、その軸受が破損しないようにすることはかなり困難である。本発明による 、第1図に示す方式において、負荷のゼロ負荷状態への調節を、主軸受10、30と 、カウンタ軸受要素20とによって成し遂げ、提供することは容易であるため、ゼ ロ負荷状態はいかなる問題も引き起こさない。既に前述したように、主負荷方向 、すなわちニップ平面A−Aの方向に軸受要素10、20、30が軸受ブロック 4に対して固定的に取り付けられてはおらず、それぞれの軸受要素は可動状態に なっている。このため、振動を効果的に減衰することができる。さらに、この特 徴と、特に軸受要素の遊びが充分に大きくとられていることにより、ニップNの 開閉は軸受要素によって行なうことができる。たとえば、ソフトカレンダに関し て、軸受要素をロール群の迅速開口のために用いることもできる。 第1図に示す滑り軸受方式はさらに、共通のニップ平面を有する、すなわち同 平面にある2つのニップによって外側から負荷をかけられるロールへの使用にも 適している。このような応用はある種のカレンダおよびプレスに見られる。その 場合、共通のニップ平面にいくつかのロールを置くことができる(たとえば、ス ーパーカレンダおよび多くのニップを含む機械ならびにソフトカレンダ)。この ような構造を第1図によって説明しようすれば、それは最も簡易には、第2のニ ップロールをロール1の下に追加することによって行なうことができ、前記ニッ プロールがロール1とともに形成するニップは、バックアップロール2とロール 1との間のニップNと同じニップ平面にある。 第2図は滑り軸受方式のプレスのセンタロールへの応用を概略的に示し、その ロールは第2図においては参照番号1で示す。センタロール1はバックアップロ ール2および5によってプレスニップN1、N2(2つのニップ)を形成して、前 記ニップN1、N2は共通のニップ平面に配置されず、ニップ平面B−BおよびC −Cは互いにある角度を形成するようにしている。したがって、センタロール1 と、したがってその軸受とは実質的な負荷を2つの異なる方向に受け、その結果 そのロールには実際の主負荷方向はなくなる。センタロール1と、特にその軸受 との主負荷方向を決めることが望ましいとすれば、ニップ平面B−BおよびC− Cの方向に作用する力とセンタロール1それ自体の重量により生じる負荷との合 力の方向から成る方向をその主負荷方向と見なすことができる。その場合、かけ られる負荷を、最善の可能な方法で受けるために、軸受要素10、20、30、40を一 群とする必要がある。第2図の方式において、軸受要素の群形成は第1図におい てより詳細に説明したものと同様であるが、主軸受要素10、30およびカウンタ軸 受要素20はニップ平面B−B、C−Cのいずれの方向にも、また縦の平面の方向 にも作用せず、その代わりそれら軸受要素10、20、30、40群 は軸3の首部の周囲の「仮想の主負荷方向」に必要とされる位置に配される点で 、異なっている。 第3図に示す方式は、第2図に示す滑り軸受方式をプレスのセンタロールへ応 用したものに相当するが、そのロールは第3図においても参照番号1で示す。こ のセンタロール1はバックアップロール2および5と共にプレスニップN1、N2 (2つのニップ)を形成するため、前記ニップN1、N2は共通のニップ平面内に は配置されず、ニップ平面B−BおよびC−Cが互いにある角度を形成するよう にしている。したがって、センタロール1と、それゆえその軸受とは、2つの異 なる方向に実質的な負荷を受け、その結果、第3図の方式においてもそのロール に関する実際の主負荷方向は存在しなくなる。しかし、滑り軸受要素10、20、30 、40の群作りは第2図のものとは異なり、第1に、いわゆるカウンタ軸受要素20 は「主軸受要素」10、30の仮想の合力と反対の方向に作用しないようにし、第2 に、軸受要素の群は軸3の首部の周囲に、第2図とは異なる位置に配置されてい る。第3図において、「カウンタ軸受要素」20はほとんど第1のニップN1のニ ップ平面B−B内に配されており、したがって前記カウンタ軸受要素20は、セン タロール1に対し、第1ニップ平面B−Bの方向に向けられた力を実質的に受け る。「主軸受要素」10、30は、センタロール1自体の重量により生じる負荷と、 第2のニップN2を通じて軸受に対して第2のニップ平面C−Cの方向に向けら れた負荷とを受けるよう、順次配設されている。軸受要素10、20、30、40の最適 な群作りは、既に前述したように、ニップ平面B−B、C−Cの方向にセンタロ ール1の軸受に作用する力と、そのセンタロール自体の重量の効果に対して作用 する力とによって左右される。 最後に、第4図は第2図および第3図と同様な方法で滑り軸受方式をプレスの センタロール1の軸着に応用したものを示す。しかし第4図において、第1のニ ップN1はセンタロール1と第1のバックアップロール2との間に第2図および 第3図と同様の方法で作られているが、プレスの第2のニップN2はエクステン デッドニップであり、センタロール1と第2のバックアップロールとして設けら れているベルトマントロール5との間に作られている点で、前記図とは異なって いる。ニップ平面B−B、C−Cの方向は第4図の実施例においても互いに実 質的に異なっている。従来技術に関して既に前述したように、エクステンデッド ニップはロールの軸着の際には、特にそのようなエクステンデッドニップを形成 するロールの双方がニップからの非常に大きい力を受けるという理由により、そ れ自体の問題を生じている。第4図の方式においてはこのことが考慮され、セン タロール1の軸着において、主軸受要素10、30は、センタロール1とベルトマン トロール5との間のエクステンデッドニップN2のニップ平面C−C内で作用す るように配設されている。同様に、カウンタ軸受要素20もその主軸受要素10、30 に対して前記第2のニップ平面C−Cと反対の方向に作用するように取り付けら れている。主軸受要素10、30およびカウンタ軸受要素20に加えて、第4図の実施 例における軸着方式にはさらに追加の部品50が設けられ、それはほとんど第1の ニップ平面B−Bの方向に作用するように配設され、前記追加の軸受要素50は、 実質的にカウンタ軸受要素20と共に、第1のニップN1からそれら軸受に対して 向けられた負荷を受ける。 第2図ないし4図に示すプレスのセンタロール1の軸着方式には共通するが、 第1図に示す構造とは異なっている、特にカレンダロールの軸着を意図している 特徴とは、センタロールへの応用において、軸着方式はロールの軸着のみを意図 しており、ニップは軸受要素によって開閉されるようには意図されておらず、そ の開閉は他のより従来的な手段によって行なわれるように意図されていることで ある。第2図ないし第4図に示す構造においてニップの開閉を成し遂げるのは実 際には困難である。なぜなら、センタロールは2つのニップを形成しているが、 それらのニップ平面は実質的に互いに交差しているからである。 以上、本発明を例を挙げて添付図面の各図を参照して説明した。しかし、本発 明は図面に示す実施例の関連のみに限定されるものではなく、本発明の様々な実 施例を添付の請求の範囲に定義する本発明の発明思想の範囲内で変化させてよい 。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,LS,M W,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY ,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM ,AT,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,CZ,DE,D E,DK,DK,EE,EE,ES,FI,FI,GB ,GE,GH,GM,GW,HU,ID,IL,IS, JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,L R,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN ,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU, SD,SE,SG,SI,SK,SK,SL,TJ,T M,TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU ,ZW (72)発明者 ノケライネン、ベサ フィンランド共和国 エフアイエヌ― 40700 イバスキラ、シルヤランカトゥ 6 エー 57

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.数個の静圧式軸受要素(10、20、30、40)を含み、該要素は、ロール(1) 軸(3)の首部の周囲に配置されるように取り付けられた軸受シュー(16、26、 36、41)を備えて、前記軸(3)を、したがってロール(1)を、軸受ブロック (4)などのフレーム部材に対して回転可能に支持するロール用滑り軸受におい て、前記軸受要素(10、20、30、40)は液圧作動式ピストンシリンダ装置であり 、前記軸受要素の軸受シュー(16、26、36、41)を前記軸(3)の首部の周囲に 自由に配置できるように、前記装置に圧力媒体によって負荷をかけることができ ることを特徴とするロール用滑り軸受。 2.請求の範囲第1項記載の滑り軸受において、少なくともロールの主負荷方向 、特にニップロールの場合にはニップ平面(A−A)の方向に、前記ロール(1 )を軸受要素(10、20、30)によって、特にニップ(N)を開閉する目的で移動 させることができることを特徴とする滑り軸受。 3.請求の範囲第1項または2項記載の滑り軸受において、前記ロールニップ( N)の負荷圧は、前記ニップ平面(A−A)の方向に作用する軸受要素(10)30 )によって生成されるように配備されていることを特徴とする滑り軸受。 4.請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の滑り軸受において、前記 ロールニップ(N)の負荷は、前記ニップ平面(A−A)の方向に作用する前記 軸受要素(10、20、30)の液圧媒体の圧力から直接決定することができ、所望の 水準に従って調整することができることを特徴とする滑り軸受。 5.請求の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載の滑り軸受において、前記 ロールの主軸受を構成している前記軸受要素(10、30)は、前記軸(3)の外縁 の周囲に配されている数個の軸受要素(10、30)を含み、該軸受要素により生じ る力の合力は、前記ロールニップ(N)から前記軸受に対し前記ニップ平面(A −A)の方向に向けられる力と前記ロール(1)の重量から該軸受に対して向け られる力との合力とは、反対の方向となることを特徴とする滑り軸受。 6.請求の範囲第5項記載の滑り軸受において、前記主軸受は3つの軸受要素( 10、30)を含み、そのうちの1つの軸受要素(10)は、前記合力の方向に直接 作用し、他の2つの軸受要素(30)は前記軸受要素(10)に対して対称となるよ うに配設されていることを特徴とする滑り軸受。 7.請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記載の滑り軸受において、該滑 り軸受はカレンダまたはプレスロールの軸着のために配備され、該ロール(1) は外側から放射状に2方向から各ロールニップを通じて負荷をかけられ、該各ロ ールニップのニップ平面は実質的に一致していることを特徴とする滑り軸受。 8.請求の範囲第1項記載の滑り軸受において、該滑り軸受はプレスのセンタロ ールまたは等価なロール(1)の軸着のために配備され、該ロール(1)は外側 から放射状に少なくとも2つの異なる方向から各ロールニップ(N1、N2)を通 じて負荷をかけられ、それらの各ニップ平面(B−B、C−C)の方向は互いに 横切って交差し、前記軸受要素(10、20、30、40、50)は該軸(3)の首部に配 されて群とされ、それらは前記各ニップ平面(B−B、C−C)の方向から到来 する負荷を受けて前記ロール(1)の重量から前記軸受に対して向けられる負荷 を補正することを特徴とする滑り軸受。 9.請求の範囲第7項または第8項記載の滑り軸受において、前記ロール(1) に外部からの負荷を与えるニップのうちの1つは、たとえばベルトマントルロー ル(5)により設けられるエクステンデッドニップ(N2)であり、前記滑り軸 受の軸受要素(10、20、30)の大部分は前記エクステンデッドニップ(N2)の ニップ平面(C−C)の方向に作用するように配備されていることを特徴とする 滑り軸受。
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