輥及輥軸的制造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在用于制造和/或整理纖維幅的機(jī)器中的用于處理紙張幅、紙板幅、棉紙幅或其它的纖維幅的輥，輥具有能夠繞固定不動(dòng)的以栓柱支撐在支承部中的軸旋轉(zhuǎn)的輥套，輥套在與配對(duì)壓擠元件形成擠壓縫隙的情況下被軸上的支撐裝置朝著配對(duì)壓擠元件的方向壓擠。
[0002]此外，本發(fā)明還涉及輥軸的制造。
【背景技術(shù)】
[0003]這樣的輥通常由靜止的、軸向的承載結(jié)構(gòu)(在該申請(qǐng)中被簡(jiǎn)化地稱為輥軸或更簡(jiǎn)化地稱為軸)構(gòu)成，在靜止的軸向的承載結(jié)構(gòu)上通常定位有液壓支撐元件作為支撐裝置，即使在擠壓縫隙中有擠壓載荷時(shí)，液壓支撐元件仍然再次使旋轉(zhuǎn)的輥套保持在水平的位置中。有時(shí)也使用壓力腔作為支撐裝置，壓力腔作用到輥套的部分周面上。這樣的輥被稱為“S 輥”。
[0004]通過這種類型的支撐裝置可以將在纖維幅寬度上均勻的載荷施加到纖維幅上。對(duì)于這種輥，申請(qǐng)人使用了由不同的材料制成的輥套。包括所謂的例如由鋼或鑄件制成的硬輥套。為了對(duì)纖維幅進(jìn)行均勻密封，這些硬輥套也可以承載彈性的表面覆層。關(guān)于輥套還已公知的是，輥套由彈性的塑料制成，例如由纖維加強(qiáng)的樹脂制成。這種套體是如下這樣地柔韌的，即，在使用另外的輥?zhàn)鳛獒槍?duì)支撐裝置的配對(duì)壓擠元件時(shí)可以設(shè)置與配對(duì)元件相匹配的內(nèi)凹的靴形件，從而使得對(duì)于幅面來說在這種輥之間的處理區(qū)明顯比例如在兩個(gè)硬輥之間的要長(zhǎng)。這種類型的輥結(jié)構(gòu)在對(duì)纖維幅進(jìn)行脫水的情況下或當(dāng)僅想實(shí)現(xiàn)較小的密封時(shí)具有優(yōu)點(diǎn)。軸借助其端部固定、定位和支撐在支座內(nèi)、軸承殼體內(nèi)或支架內(nèi)。這些端部在下面通常被稱為栓柱。旋轉(zhuǎn)的輥與靜止的輥軸之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)同樣在栓柱的區(qū)域內(nèi)經(jīng)由支承部實(shí)現(xiàn)。
[0005]作為現(xiàn)有技術(shù)，圖3示出了兩個(gè)相對(duì)彼此作用的不同的輥，但是，這兩個(gè)輥可以相應(yīng)于本發(fā)明的主題。兩個(gè)輥以它們的栓柱12、22支撐在機(jī)器座內(nèi)的支承部18中。根據(jù)是否是上輥或下輥10、20地考慮，相應(yīng)的另外的輥是在權(quán)利要求書中被稱為配對(duì)壓擠元件19的構(gòu)件。因此，該相應(yīng)的另外的輥概括地被稱為配對(duì)壓擠元件，這是因?yàn)樵谔囟ǖ那闆r下，也使用另外的元件來替代輥，例如轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼帶或刷子。
[0006]在圖3中示出的該現(xiàn)有技術(shù)把被申請(qǐng)人稱為“NipcoFlex輥”作為下輥10來示出。其具有由鋼或鑄件制成的固定不動(dòng)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的軸11，軸具有一體式的栓柱12。在軸承13中并且經(jīng)由旋轉(zhuǎn)的支撐盤14保持地，柔韌的人工合成材料套15進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。液壓操作的內(nèi)凹地成形的、與配對(duì)壓擠元件19相匹配的靴形件16作為支撐裝置17朝著上輥20的方向起作用。下輥20是被申請(qǐng)人稱為“NipcoP輥”的輥。其也具有軸21，在它的端部上焊接有栓柱22。在這里是單獨(dú)的液壓支撐元件26作為支撐裝置17使用，這些支撐元件液力地和/或靜液壓地向著輥套25作用。套體25再次經(jīng)由延長(zhǎng)部24和軸承23支承在栓柱22上。
[0007]至今為止，申請(qǐng)人使用的輥是指，軸是重的，通常非常困難的是，針對(duì)通常超過1m的長(zhǎng)度而足夠地快速地提供材料，并且針對(duì)焊接連接的情況，對(duì)用于負(fù)荷的軸的設(shè)計(jì)要通過擠壓載荷來進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)。大多數(shù)的軸的首要目的是，將朝向擠壓載荷方向的阻力矩最大化。因此，在現(xiàn)今的軸中，也使用了如I型廓、T型廓、箱形型廓、管型廓或U型廓那樣的傳統(tǒng)的阻力優(yōu)化的橫截面形狀(在NicpoFlex和NipcoP的情況下也如此)。對(duì)合適的橫截面幾何結(jié)構(gòu)的選擇往往是傳統(tǒng)的。更復(fù)雜的是對(duì)從中間部分至焊接的栓柱的過渡部進(jìn)行設(shè)
i+o
[0008]為了進(jìn)行更準(zhǔn)確的尺寸設(shè)計(jì)并且還要考慮運(yùn)行中的固有頻率，嘗試了不同的途徑。這種類型的經(jīng)優(yōu)化的輥由德國(guó)專利申請(qǐng)DE 10 2007 006 743 Al所公知。
[0009]在申請(qǐng)DE 10 2007 006 743 Al中提出了一種軸，其僅沿負(fù)荷方向如下這樣地實(shí)心構(gòu)成，即，其具有必要的阻力矩并且進(jìn)而與高的固有頻率相結(jié)合地沿該方向具有必要的剛性，側(cè)向地例如經(jīng)由半殼來進(jìn)行加固。為此使用了加固元件，加固元件沿橫向方向以如下方式對(duì)軸進(jìn)行加固，即，在使用了輥的機(jī)組高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，軸的固有頻率在該方向上是不重要的。
[0010]軸由于變窄的結(jié)構(gòu)形狀和空心的加固元件如所期望地那樣明顯變輕了。
[0011 ] 現(xiàn)在也被證實(shí)的是，上述實(shí)際改進(jìn)的結(jié)構(gòu)形狀也具有缺點(diǎn)。
[0012]在鑄件變型方案中，整個(gè)的承載結(jié)構(gòu)由具有片狀石墨的鑄鐵(G幾)、具有蠕蟲狀石墨的鑄鐵(GJV)和具有球狀石墨的鑄鐵(也被稱為球墨鑄鐵)(GJS)鑄造而成。優(yōu)點(diǎn)是，可以相對(duì)自由地選擇由栓柱和中間部分構(gòu)成的所期望的幾何結(jié)構(gòu)。反之，不足的是，用于鑄件的高成本，以及高加工成本(加工大構(gòu)件/鑄件加工余量/表面質(zhì)量)。此外，存在有鑄造缺陷的風(fēng)險(xiǎn)，這就要承擔(dān)對(duì)工件的高花費(fèi)的檢查并且僅允許有限的修復(fù)可能。此外，大鑄造工件的可獲得性在過去幾年里一直是困難的。
[0013]在同樣經(jīng)常使用的鋼件變型方案中，在結(jié)構(gòu)中，中間部分由板、型材或管件焊接在一起。雖然優(yōu)點(diǎn)是良好的可使用性以及用于原材料的低成本。此外，與鑄件相比提供的制造選擇更大。但是，用于設(shè)計(jì)、計(jì)算和建立焊接連接的費(fèi)用是大缺點(diǎn)。更加針對(duì)的是，當(dāng)焊縫位于具有高負(fù)荷的區(qū)域中時(shí)，這需要對(duì)焊縫和接隙準(zhǔn)備提出相應(yīng)地高的質(zhì)量要求。板坯通常高成本地以切削的方式進(jìn)行加工，以便執(zhí)行針對(duì)高質(zhì)量接隙所需的焊縫準(zhǔn)備。經(jīng)常需要對(duì)焊縫進(jìn)行連續(xù)焊接，這需要對(duì)焊縫根部進(jìn)行處理并且意味著高成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種輥，其具有新的結(jié)構(gòu)形狀的軸，軸在其制造方面是簡(jiǎn)單的，但是盡管如此仍具有抵抗彎曲的合適的阻力矩。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)在輥方面通過如下方式來解決，S卩，軸沿?cái)D壓方向被加載有所期望的阻力矩的至少90%的部分或軸本身由板制成，板的端部變細(xì)為栓柱。
[0016]板坯件可以鍛制(鍛制板)或乳制(厚板)，其也可以是扁錠。其基本上包含從中間部分至栓柱地由一個(gè)工件制成的整個(gè)的軸輪廓。在板中產(chǎn)生去除部，通過去除部提供了栓柱輪廓，與傳統(tǒng)的輥相比從加工起就是明顯更低花費(fèi)的。
[0017]在此，對(duì)板在擠壓方向上的橫截面的尺寸設(shè)計(jì)由負(fù)荷來確定，尤其是由于在擠壓縫隙中的擠壓力以及重力和所需的沿?cái)D壓方向的固有頻率來確定。
[0018]有利的是，板具有130mm至500mm的厚度。
[0019]根據(jù)輥的尺寸設(shè)計(jì)地，這樣的板厚已被證實(shí)足夠用于加載所期望的阻力矩。在此，在橫截面中平行于擠壓平面的邊的間距(也就是垂直于擠壓平面的邊)大于板厚度，以便可以構(gòu)建足夠的阻力矩。
[0020]優(yōu)選地，板的橫截面不僅在軸向的中部而且在栓柱處都是矩形的。
[0021]由此完全取消在車床上如以前至少在栓柱處常見的那樣的加工。對(duì)于術(shù)語(yǔ)“矩形”，在構(gòu)件橫截面中不考慮倒棱加工。
[0022]有利的是，軸具有如下沿?cái)D壓方向的伸展部，該沿?cái)D壓方向的伸展部與橫向于擠壓方向的伸展部相比大至少2.5倍，優(yōu)選至少3倍。與軸的常見的圓形實(shí)施方案相對(duì)地，在這里如下地選擇橫截面，其在沿著和橫向于擠壓方向的兩個(gè)主慣性軸中的面積矩是不同的，優(yōu)選是顯著不同的。
[0023]有利的是，栓柱的形狀從板中燒灼出或銑出。
[0024]在該情況下，為軸選擇板作為基材，板的寬度相應(yīng)于在輥的中部?jī)?nèi)沿?cái)D壓方向的區(qū)域。因此，無(wú)需高花費(fèi)地，在板的端部上切去板的不預(yù)留給栓柱的部分。該加工是簡(jiǎn)單的，并且部分長(zhǎng)軸不必在車床上加工。通過對(duì)栓柱進(jìn)行“自由切割”提供了用于支承輥套的足夠的自由空間。
[0025]有利的是，在軸上設(shè)置有用于滾動(dòng)軸承的具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱周面的軸承容納部。
[0026]因此，例如將呈管狀的構(gòu)件在矩形的栓柱上推移，并且在那里例如在中央用螺栓固定。優(yōu)點(diǎn)在于，滾動(dòng)軸承能