專利名稱:輥筒的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種用于處理移動的帶狀材料的輥筒,如處理造紙機生產的紙張的輥筒。尤其是,本發明涉及一種所謂的自加載偏轉受控輥筒,它的加壓裝置位于輥筒內,以根據需要對輥筒緣的內緣表面在一個或多個部位上施加壓力來控制輥筒緣的沿其表面縱向延伸線的偏轉,使得直線的、向上或向下彎曲的移動量外在一個受控范圍內。更進一步說,本發明涉及一種自加載偏轉受控輥筒,其輥筒緣在受驅動的同時可相對于其縱向軸線橫向移動。
自加載偏轉受控輥筒已為公眾所知,例如美國專利第3,885,283、4,048,701和4,520,723號中所描述的。用于驅動偏轉受控輥筒的裝置有很多種。但是這些設計通常都是很復雜的,這是由于輥筒緣必須相對于其固定支承梁被驅動的原因。而且,由于輥筒緣必須適應在它的受控偏轉結構的操作中產生的某種撓曲,并且由于輥筒表面必須能夠與一個配對輥筒進入和脫離壓區接觸,就使其變得更加復雜。
現有技術中的自加載偏轉受控輥筒在其中一端采用自位軸承以便與輥筒緣相對于一個同其旋轉軸線橫向的軸線的少量但很關鍵的撓曲運動相協調。現有的自加載偏轉受控輥筒還采用一個傳動齒輪箱,該齒輪箱需要自己的軸承來支承而不依靠輥筒緣。
有些現有技術中的自加載偏轉受控輥筒采用滑動套環或箍圈,軸承的內圈安裝在該套環上,而輥筒緣則可轉動地安裝在軸承上,這樣就使輥筒緣可相對于固定輥筒軸或支承軸橫向運動。這種裝置可見于美國專利第3,885,283號。為了能夠精確地運轉,這種裝置需要精密的容差,但是這種精密的容差使得滑動配合的表面需要昂貴的準確精加工。否則,較大的偏差會引起不希望出現的振動。
現有技術中用于驅動偏轉受控輥筒的裝置非常復雜,這是由于需要支承固定輥筒支承軸,同時還要給輥筒緣提供動力。這些裝置通常必須采用三座圈軸承,這種軸承非常之昂貴。還有一點,采用現有技術中的與支承軸的縱向軸線同軸的驅動機構來驅動偏轉受控輥筒時,它不能夠適應輥筒緣相對于支承軸的橫向運動。
本發明提出一種裝置,它可使自加載輥筒緣同一個配對輥筒實現壓區接觸而無需移動任何一個輥筒的支承軸。本發明還提出一種裝置,其輥筒的偏轉可控,使得整個輥筒緣可相對于它的縱向旋轉軸線橫向移動。最后,本發明提出一種裝置,其輥筒可以自加載和偏轉受控,同時相對于固定支承軸對輥筒緣提供直接驅動。
在本發明中,輥筒緣安裝在一個端部組件上,端部組件則支承在一個非自位軸承(如滾錐軸承)的軸承箱上。這樣,在輥筒緣和軸承箱之間建立并維持了固定對中。
在輥筒的一端,一個內嚙合齒輪構成端部組件的一部分并由此在該端與軸承箱嚴格對中。一個帶有一傳動齒輪的驅動軸可旋轉地安裝在該軸承箱中,而使得傳動齒輪同內嚙合齒輪相嚙合以給輥筒緣提供轉動動力。由于驅動軸同帶動輥筒緣的內嚙合齒輪安裝在同一個軸承箱內,在各種運行情況下傳動齒輪和內嚙合齒輪都能建立和維持正確的對中。
在輥筒兩端的軸承箱都可轉動地安裝在支承座上,其位置偏離輥筒的縱向軸線。輥筒的中央支承軸也可轉動地支承在這同一些支承座上。這樣的設置使得軸承箱和輥筒緣表面能相對于中央軸運動。
偏轉受控輥筒內有一個或多個加壓元件,例如支撐塊,它們由一個或多個活塞帶動以根據需要給輥筒緣提供橫向運動和(或)偏轉控制,并且與輥筒支承軸的任何運動無關。這就使得在輥筒兩端的支承座能夠直接安裝在與自加載偏轉受控輥筒處于壓區接觸的一個輥筒的支承座或軸承箱上。
因此,當需要使配對輥筒脫開或閉合壓區接觸,或者當需要控制偏轉受控輥筒的偏轉時,在支承軸和輥筒緣之間施加的力完全由兩個輥筒的支承座間的聯接承受了,而壓區加載力不會傳到支承任一輥筒的機架上。
由于采用了非自位軸承來支撐輥筒緣,輥筒緣相對于軸承箱維持了固定對中,因此軸承箱就可用作齒輪箱。這就允許驅動軸和傳動齒輪同帶動輥筒緣的內嚙合齒輪安裝在同一個軸承箱內。
因此,本發明的目的是提供一種自加載偏轉受控輥筒,其中輥筒的驅動是同其軸承套的安裝和箱罩相結合的。
本發明的另一個目的是提供一種自加載偏轉受控輥筒,其中輥筒緣不是由自位軸承來支承的。
本發明的又一個目的是提供一種自加載偏轉受控輥筒,其中齒輪箱軸承和可旋轉的套支承軸承的功能是相結合的。
本發明的一個特征和目的是提供一種偏轉受控輥筒,其軸承在輥筒緣和軸承箱之間維持固定對中。
本發明的另一個特征是提供一種自加載偏轉受控輥筒,它具有一個外鉸接的軸承箱。
本發明的又一特征和優越性是提供一種自加載偏轉受控輥筒,它結構簡單,并可采用外部壓力缸來抬起輥筒使其進入或脫離壓區配合,或者在配對輥筒的邊緣施加邊緣壓力。
本發明的這些和其它的目的、特征和優越性對于本領域的技術人員來說在閱讀了以下結合附圖對優選實施例所作的說明之后將變得更加清楚。
附圖的簡要說明如下
圖1是自加載偏轉受控輥筒的端視圖,該輥筒安裝在一個配對輥筒之下,并且在每個軸承箱上都附有壓力缸。
圖2是圖1所示的輥筒對的一端的側視圖。
圖3是和圖1所示裝置相類似的自加載偏轉受控輥筒及其配對輥筒的端視圖,但是在軸承箱和支承座之間沒有壓力缸。
圖4是自加載偏轉受控輥筒的俯視剖視圖。
圖5是圖2所示裝置的部分剖開的側視圖。
下面結合附圖對實施例進行詳述,參見圖4和5,所示為一個自加載偏轉受控輥筒4,它有一個固定的支承軸10,其兩端的軸頸11可轉動地安裝在支承座13上。一個中空、筒狀的輥筒緣12圍繞支承軸裝置。一個或多個軸承支承塊42采用公知的流體靜力學或流體動力學原理來操縱,支承塊由一個或多個安裝在支承軸10內的槽腔中的活塞40支撐。支承塊42設置在支承軸和輥筒緣的內表面之間的空間內以在支承軸上給輥筒緣提供支承元件。在輥筒緣的各端都有一輥筒端部組件14,它包括一個環形法蘭17,法蘭由六角螺栓8固定以與輥筒緣關于縱向軸線6同軸。一個軸承環18牢靠地安裝在輥筒前端的輥筒端部組件上。同樣,一個內嚙合齒輪20安裝在輥筒后端的輥筒端部組件上。這樣,輥筒端部組件包括法蘭17和軸承環18或內嚙合齒輪20。
在輥筒的前端有前軸承箱22,在輥筒的后端有后軸承箱23。端部組件的軸承環18和內嚙合齒輪20由滾錐軸承16可旋轉地安裝在軸承箱上。這些滾錐軸承是非自位軸承。這樣做的重要性在于滾錐軸承不允許其內圈和外圈之間相對于一與其旋轉軸線橫向的軸線有任何擺動。所以,軸承環18和內嚙合齒輪20也不能相對于一與輥筒緣旋轉軸線橫向的軸線運動。
參見圖1-3,軸承箱22,23依次可轉動地安裝在帶有擺動臂24的支承座13上,在擺動臂上裝有球形襯套26以繞軸或銷27轉動。這些軸承箱樞軸都位于平面34內(見圖1和圖3),平面34基本水平并與平面36垂直。平面36延伸分別穿過自加載偏轉受控輥筒4及其配對輥筒2的旋轉軸線6、3,以及支承塊42和接觸的壓區線N。
參見圖5,一個驅動軸28安裝在后軸承箱23中,在靠近它的兩端處有驅動軸的軸承30以使其能繞縱向軸線5旋轉。軸線5與輥筒緣12繞其旋轉的軸線6平行。一個傳動齒輪32固裝在驅動軸上并與內嚙合齒輪20相嚙合。由于驅動軸28和內嚙合齒輪20都固裝在同一個軸承箱23中,并且由于內嚙合齒輪軸承16不是自位軸承,傳動齒輪32和內嚙合齒輪20之間就維持了可靠的對中。換句話說,滾錐軸承維持了其內圈和外圈之間的固定對中,以及在軸承箱內的內嚙合齒輪的相應的對中。
在圖1所示的另一實施例中,壓力缸38裝在支承座13和前、后軸承箱22、23之間以使自加載偏轉受控輥筒4繞其鉸接軸27產生擺動運動。當偏轉受控輥筒相對于一配對輥筒2處于低位時(如圖1所示),這些典型的由加壓液體操縱的液壓缸形式的壓力缸38因為通過其擺動臂24連接在軸承箱上,所以能夠操縱以增加或減小施加在輥筒邊緣的載荷。在造紙時,無論偏轉受控輥筒是用在一臺造紙機的壓榨部或是壓光部,對通過機器移動的卷筒紙的邊緣的這種控制對于保證紙厚的均勻性和橫穿過機器方向的精整都是至關重要的。
當偏轉受控輥筒相對于其配對輥筒2處于上位時,例如將圖1所示實施例倒轉180°,可以操縱壓力缸38以向上抬起輥筒4并使其脫離與配對輥筒2的壓區接觸。這樣就可省去裝備一些內部裝置,如安裝在與活塞40和支承塊42相反處的加壓活塞和支承塊裝置,否則這些裝置都是必須的。在這個上位,壓力缸38也可用來改變施加在配對輥筒之間接觸的壓區線N處的邊緣的壓力,這樣,就可控制紙厚并在這些位置進行精整。
參見圖4和圖5,操作時,偏轉受控輥筒4用軸頸11可轉動地安裝在支承座13上。它的輥筒緣12可旋轉地安裝在前、后軸承箱22、23內的非自位軸承如滾錐軸承上,軸承箱22、23則通過樞軸27可轉動地安裝在支承座13上。驅動軸28通過一個柔性傳動裝置(圖中未示)聯接到動力源如一個馬達(未示)上,驅動軸帶動傳動齒輪32,傳動齒輪與內嚙合齒輪20相嚙合以轉動輥筒緣。
在偏轉受控輥筒內供入的加壓液體,例如液壓油,壓緊在一個或多個活塞40的底部以使得一個或多個支承塊42對壓區線N下面的輥筒緣內表面施加力,并控制它的偏轉或者在輥筒緣沿與配對輥筒2接觸的壓區線N的表面產生一個隆起。偏轉受控輥筒對輥筒緣內側施力的方式是現有技術中公知的內容,因此在這里就不進行更詳細的討論了。在這方面,可參見美國專利3276102,其內容可以作為參考被結合起來。一個或多個活塞,以及一個或多個支承塊可以用作支承元件以相對于輥筒軸10支撐輥筒緣12。同樣,支承塊的操縱可以根據公知的液體靜力學或液體動力學原理來進行。
啟動支承塊和活塞支承元件即可使得輥筒緣12相對于縱向軸線6橫向運動,如雙向箭頭9所指。由于支承軸10是靠其軸頸支撐在支承座13上,活塞的啟動和隨之產生的輥筒緣的橫向運動使得前、后軸承箱22、23繞樞軸27向上轉動。在這個上升的,或者稱作加載的位置,輥筒旋轉軸線6不再與穿過輥筒軸頸的縱向軸線相重合。在驅動軸28、齒輪32、20和輥筒緣12之間不會產生歪斜或相對運動,因為它們都隨著后軸承箱23一起運動。通過啟動輥筒自身的內支承元件,輥筒緣12就橫向運動同一配對輥筒2進入壓區接觸,輥筒就由此實現了自加載。作用在支承軸10上的反作用力可能會引起該軸向下撓曲。這一撓曲由支承在輥筒兩端支承座13上的軸頸11上的球形襯套15所吸收。配對輥筒2通過其軸承箱7和支承座46而與偏轉受控輥筒4進入嚙合。軸承箱7和支承座46(它們可以是一體的)由螺栓48固定在支承座13上。所有的壓區載荷和反作用力都由支承座和將它們固定在一起的螺栓所吸收。因為沒有任何負載傳遞到造紙機的機架上,所以也就不會有任何負載會傳遞到任何擺動臂上。
在兩輥筒加載進入壓區接觸后,再驅動活塞就可用現有技術中公知的方式控制輥筒緣沿接觸壓區線的偏轉。
當輥筒以壓區接觸狀態下需要卸載時,反向啟動活塞,輥筒緣繞樞軸27向下擺動就在輥筒2和4之間產生了一條縫隙。
在圖1所示實施例中,其操作基本上同以上所描述的一樣,但是,壓力缸38可擺動地將軸承箱22、23同支承座13相連。如果需要的話,壓力缸可以用來實現(或增大)偏轉受控輥筒的加載和卸載。
這樣,一種完成所提出的發明目的并包括所規定的特征和優點的自加載偏轉受控輥筒就得以公開。在不違背發明精神和所要求的保護范圍前提下,可以對前述優選實施例中的特定結構作出各種改變。例如,雖然在優選實施例中所采用的是滾錐軸承,但這僅僅是用作舉例,任何其它能在內嚙合齒輪和輥筒緣之間維持固定對中的軸承都可采用。
另外,在優選實施例中所示和所描述的軸承箱是鉸接支撐并聯接到支承座上的,但是其它用于將軸承箱支撐并聯接到支承座上的裝置,例如滑動銷和擋塊結構,也應在本發明考慮的范圍之內。
權利要求
1.一種自加載偏轉受控輥筒,該輥筒是用于與一個配對輥筒沿它們的接觸壓區線嚙合,該輥筒的特征包括一個固定的支承軸,一個圍繞支承軸設置的可旋轉的輥筒緣,其間限定一空間,支撐所述支承軸兩端的端部支承裝置,固定在輥筒緣各端的輥筒端部組件,包括在輥筒緣一端的一個內嚙合嚙輪,設置在輥筒緣兩端的軸承箱,安裝在軸承箱內輥筒端部組件間的軸承,它可旋轉地支承輥筒緣并維持輥筒緣和軸承箱之間的固定對中,安裝在支承軸上的輥筒緣支承元件裝置,用以橫向可動且可旋轉地相對于支承軸支承輥筒緣,和可動地將軸承箱連接到端部支撐裝置上的裝置,并使得軸承箱可相對于端部支承裝置運動。
2.根據權利要求1所述的自加載偏轉受控輥筒,其特征還包括與內嚙合齒輪嚙合的驅動裝置,用以可旋轉地驅動輥筒緣。
3.根據權利要求2所述的自加載偏轉受控輥筒,其特征是驅動裝置安裝在軸承箱中,以在驅動裝置和內嚙合齒輪間建立和維持固定對中而與輥筒緣相對于支承軸的橫向運動無關。
4.根據權利要求3所述的自加載偏轉受控輥筒,其特征是驅動裝置包括安裝在一驅動軸上的一個齒輪,該驅動軸則是可旋轉地安裝在軸承箱上。
5.根據權利要求1所述的自加載偏轉受控輥筒,其特征是支承軸的端部可轉動地支撐在端部支承裝置上。
6.根據權利要求1所述的自加載偏轉受控輥筒,其特征是軸承箱是可擺動地安裝在端部支承裝置上。
7.根據權利要求6所述的自加載偏轉受控輥筒,其特征是,軸承箱是可擺動地安裝在端部支承裝置上,且安裝在一個平面內,該平面與另一沿輥筒緣的旋轉軸線和輥筒緣與配對輥筒接觸的壓區線之間延伸的平面基本成90°。
8.根據權利要求1所述的自加載偏轉受控輥筒,其特征是所述的軸承為滾錐軸承。
9.根據權利要求1所述的自加載偏轉受控輥筒,其特征還包括可操縱地與軸承箱相連的壓力缸,用以相對于軸承軸橫向推動輥筒緣的端部。
10.根據權利要求1所述的自加載偏轉受控輥筒,其特征是輥筒緣支承元件裝置包括支承塊裝置,支承塊裝置沿輥筒緣與另一輥筒的接觸壓區線設置在輥筒緣的內表面下面的空間內,還包括加壓地支撐支承塊的活塞裝置,用以推動支承塊裝置使其壓緊在輥筒緣上以相對于支承軸向上橫向移動輥筒緣。
11.根據權利要求1所述的自加載偏轉受控輥筒,其特征是端部支承裝置包括支承座,它適合于安裝一配對輥筒。
12.一種自加載偏轉受控輥筒,該輥筒是用于與一個配對輥筒沿它們的接觸壓區線嚙合,該輥筒的特征包括一個固定的支承軸,一個圍繞支承軸設置的可旋轉的輥筒緣,其間限定一空間,可轉動地支撐所述的支承軸兩端的端部支承裝置,固定在輥筒緣各端的輥筒緣端部組件,包括在輥筒緣一端的一個內嚙合齒輪,設置在輥筒緣兩端的軸承箱,它可動地連接并支撐在端部支承裝置上,安裝在軸承箱內輥筒端部組件間的軸承,它可旋轉地支承輥筒緣并維持輥筒緣和承箱的固定對中。安裝在支承軸上所述的空間內的輥筒緣支承元件裝置,用以橫向可動且可旋轉地相對于支承軸支承輥筒緣,可旋轉地安裝在軸承箱內的驅動裝置,驅動裝置包括一個齒輪,它與所述內嚙合齒輪相嚙合以使輥筒緣相對于支承軸產生旋轉運動。
13.根據權利要求12所述的自加載偏轉受控輥筒,其特征是軸承箱是可擺動地支承在端部支承裝置上,其支承位置在一個延伸穿過擺動樞軸和輥筒的平面內,該平面與另一個穿過輥筒旋轉軸線和輥筒緣與配對輥筒接觸的壓區線的平面基本上成90°。
14.一種自加載偏轉受控輥筒,該輥筒是用于與一個配對輥筒沿它們的接觸壓區線嚙合,該輥筒的特征包括一個固定的支承軸,一個圍繞支承軸設置的可旋轉的輥筒緣,其間限定一空間,支撐所述支承軸兩端的端部支承裝置,固定在輥筒緣各端的輥筒端部組件,包括在輥筒緣一端的一個內嚙合齒輪,設置在輥筒緣兩端的軸承箱,它可轉動地連接并支撐在端部支承裝置上,安裝在軸承箱內輥筒端部組件間的軸承,它可旋轉地支承輥筒緣并維持輥筒緣和軸承箱的固定對中,可操縱地與軸承箱相連的壓力缸,用以相對于軸承箱橫向推動輥筒緣的端部,安裝在支承軸上所述的空間內的輥筒支承元件裝置,用以橫向可動旋轉地相對于支承軸支承輥筒緣,可旋轉地安裝在軸承箱內的驅動裝置,包括一個齒輪,它與所述內嚙合齒輪相嚙合以使輥筒緣相對于支承軸產生旋轉運動。
15.根據權利要求14所述的自加載偏轉受控輥筒,其特征是壓力缸可操縱地連接軸承箱和端部支承裝置。
全文摘要
一種自加載偏轉受控輥筒,它的兩端用非自位軸承可旋轉地安裝在軸承箱上,軸承箱又可轉動地安裝在支承座上。沿輥筒延伸的固定支承軸可轉動地安裝在同一支承座上。在輥筒的一端有一驅動軸,其上的傳動齒輪與一安裝在和輥筒緣表面同軸的端部的內嚙合齒輪相嚙合,以驅動輥筒緣,而同時又能在該輥筒工作的自加載狀態下使輥筒緣相對于支承軸橫向運動。
文檔編號F16C13/00GK1040556SQ8810614
公開日1990年3月21日 申請日期1988年8月20日 優先權日1987年8月20日
發明者理查德·拉塞爾·赫格特, 阿諾德·詹姆斯·羅爾力格 申請人:美商貝洛特公司