靴辊的结构如图4.2.2所示。
靴辊主要部件由靴板、端部卡盘、辊芯、轴承座等组成,靴辊外套装软性材料是靴套1。
靴辊是一个宽压区压榨辊,工作时可上下活动的靴板5通过旋转的靴套1把毛毯和纸页压在压榨辊上。靴板被安装在固定不旋转的支撑横梁本体8上,支撑横梁两端靠轴承座来支撑,锁臂穿过轴承座将靴辊和压榨辊锁在一起[29]。辊子出口方向的水刮刀3对应靴套内部有一个充气支撑2的压板,确保刮刀的运行稳定性,从而将靴套带过来的水剥离靴套。导向杆7用于靴辊在不运行的情况下支撑靴套,并保持其原来的形状。
图4.2.2 靴辊结构示意图
(a)侧视图(b)主视图
1—靴套 2—气动支撑 3—水刮刀 4—排油系统 5—靴板 6—冷却油 7—导向杆 8—支撑横梁 9—复位弹簧 10—边缘加载元件 11—加载元件 12—卡盘
在靴辊正常运行的时候,由于靴套内部充压缩空气,靴套就会张紧离开导向杆。靴套的两个断面由卡盘来导向和密封。在靴压正常运行的时候,由于经过靴板和靴套之间的油就会温度升高,热量随之被传递到靴套,为了使靴套不被加热太多从而导致其寿命降低,在靴板出口方向设计冷却油,通过喷淋油管6对靴套进行冷却[30]。在靴板前面,系统的油被真空排油系统4排走,这些油经过传动侧的轴头被送回到油站的油箱中。如果靴套内部存在过多的油会导致系统报警,停机的时候这些油会被排油系统自动排空[31]。
4.2.1.1 靴板
靴板的形状是根据压榨辊辊面的几何形状和靴套以及毛毯的厚度设计的,其结构如图4.2.3所示。
图4.2.3 靴板结构示意图及靴压压力曲线
由于靴板的特殊结构延长了压区的宽度,所以延长了纸页在压区的停留时间,从而提高了压区的脱水性[32]。另外,由于靴板特殊的弧面设计,使得纸页进压区压力急剧上升,然后压力平缓增加,直到纸页离开压区时压力急剧下降,防止此时纸页回湿,从而得到理想的压力曲线[33]如图4.2.3所示。
靴板在靴辊上的安装结构如图4.2.4所示。
图4.2.4 靴辊靴板结构示意图
(a)侧视图(b)主视图
1—支撑梁 2—主加载元件 3—高压油管 4—靴板 5—边缘加载元件 6—复位弹簧
靴板4安装在辊子支撑梁1上。靴板根据压榨辊的几何形状和靴套以及毛毯的厚度设计成凹形,这种设计使得毛毯的老化以及压榨辊直径的减少对压区的压力曲线只会产生比较小的影响[34]。靴板被下面的液压加载元件压到靴套和压榨辊上,由于靴板的特殊几何形状,压区宽度比普通压榨宽度要长,在脱水阶段压力会缓慢上升。这样,纸页中的水就会被缓慢的压出。与普通短压区压榨相比压出来的水的流动力也比较低,纤维的定向分布及纸张的内部结构更为稳定。靴板是靴式压榨的核心部件,它的一端连接着特制的主液压加载元件2和边缘加载元件,高压油管3为其提供高压油[35]。复位弹簧6在液压加载元件卸载时给加载元件一个反作用力,将靴板拉回初始位置。边缘加载元件5的作用是让靴板在辊子两端有一个相对较小的压力,这个小的压力对纸页的水分含量有着很重要的作用。液压油通过靴套内部冷却油管被靴套带到位于靴板与靴套之间形成高压润滑油膜[36]。高压油膜起着支撑、润滑靴套的作用。这种流体润滑状态可以使摩擦处于功率消耗低、磨损极其轻微的程度,因此大大延长了靴套的使用寿命,同时减少了能耗。由于加载元件(液压缸)能够吸收通过压区的毛毯和纸页厚度变化而产生的振动,从而在一定程度上减小了压榨部的振动,有利于提高压榨部的运行速度[37]。
4.2.1.2 卡盘
卡盘的主要作用是撑起靴套的两个端面并对靴套横向移动起导向作用,另外还起到端面的密封作用,保证靴辊内部的液压润滑油不泄漏[38]。其在靴辊的安装结构如图4.2.5所示,它主要由定环、动环、轴承、密封等组成。(www.xing528.com)
图4.2.5 卡盘结构示意图
1—传动侧卡盘 2—弹簧 3—操作侧卡盘 4—操作侧卡盘调整杆
操作侧卡盘调整杆4和操作侧的卡盘是连接在一起的,其作用是调整靴套在横向的移动,当靴套向操作侧移动时传动侧的弹簧2就被压缩。当操作侧卡盘向传动侧调整时已经压缩的弹簧会通过自身的压缩弹力将传动侧卡盘压回去,以保证靴套一直处于张紧状态[39]。
4.2.1.3 锁臂
锁臂的作用是将靴辊和压榨辊紧密的连接在一起,保证靴压在运行过程中靴辊和压榨辊的运行稳定性[40],其结构如图4.2.6所示。
图4.2.6 锁臂结构示意图
1—靴辊辊侧锁臂头 2—压榨辊侧锁臂头 3—沟槽
在正常运行时,锁臂用来平衡两个辊子相互作用的压力,以保证运行时辊子的稳定性。在操作侧和传动侧各有两套锁臂。在压榨辊轴承座跟靴辊中间有调整垫片,这个垫片用来调整两个辊子之间的轴间距,因为经过长时间运行后压榨辊经研磨直径会变小,两辊的轴间距通过两个辊子轴承座之间的调整垫片来做相应的调节[41]。
4.2.1.4 靴套
靴套是一个帮助纸页脱水的重要部件。靴套由植入到聚氨酯内部的横向和纵向织线加工而成。主要由聚酰胺和聚亚胺酯组成,聚酰胺具有较好的抗碱性能,抗酸性能一般,而聚亚胺酯在一定温度下具有较好的抗酸碱性能[42]。为了提高纸幅的脱水效率,靴套的表面设计成沟纹的形状,根据沟纹形状的不同,可分为如图4.2.7所示4种类型的靴套[43]。
在正常运行过程中,靴套为了运行的稳定性在内部冲3.5~5kPa的压缩空气[44]。靴套不是一个设备部件,而是一个纸机织物易损件,其表面只要产生一个微小的洞眼,都是致命的[45]。通常造成靴套寿命未到主要有以下的原因:a.系统外的异物进入靴压的压区,导致事故破损靴套;b.靴板受外力或异物的冲击,导致靴套撕裂性破坏;c.靴套材料自身抗疲劳强度不足引起的龟裂等。对于靴套的维护工作,最重要的还是保持靴压系统的清洁[46]。
图4.2.7 靴套沟纹示意图
4.2.1.5 鼓风系统
鼓风系统是用来给靴套内部冲压缩空气,保证靴套的稳定运行和内部油的排空,如图4.2.8所示。鼓风机的供风一部分来自新鲜空气,另一部分来自套辊内部,这样就能保证靴套内部产生一定的负压(-5~10kPa)[47],使得靴套内部分油能够顺利的被排放出来,为了保持鼓风系统的平衡,在电机控制阀4处排空一部分空气[48]。
图4.2.8 鼓风系统流程图
1—新鲜空气 2—球阀 3—靴辊 4—电机控制阀 5—软管
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