一种用于摇振的碳纤维胸辊总成的制作方法

1.本发明属于造纸装备，具体涉及一种用于摇振的碳纤维胸辊总成。


背景技术：

2.造纸机胸辊是网部的第一根辊，直接影响着网部的上浆匀度，从而影响最后的成纸质量。为了提高上浆匀度，经常采用的措施之一是，给胸辊加摇振。就是在胸辊传动侧安装一台摇振装置，摇振装置能够使胸辊沿着轴向快速摆动。使胸辊上的成型网也沿着轴向快速摆动，从而提高浆料在网上的横幅匀度。
3.传统的带摇振胸辊支撑结构有两种，一种是支撑式，如图1所示，用碳纤维板或者不锈钢弹簧板将胸辊两端的轴承座支撑起来，摇振装置产生的轴向力使胸辊在弹性板的支撑下轴向快速摆动。另一种结构是吊挂式，如图2所示，用弹性板通过轴承座将胸辊吊起来。这两种结构共同点就是，胸辊和轴承座等作为整体进行摆动。缺点是：用于支撑或吊挂的弹性板在高速振动下容易疲劳断裂，且换网时操作麻烦。另外传统的胸辊都是用钢材或铸铁制作的，重量大，惯性也大，高速振动时消耗功率大。
4.造纸机的辊，有的用于导成型网，有的用来导毛毯，有的用来导干网，有的用来导纸。使用用途不一样，辊面包覆材料也不一样，有的包覆橡胶，有的包覆聚氨酯，有的镀铬。多数辊都是在轴头安装有轴承，通过轴承座将辊支撑起来。在辊的使用过程中，经常会出现轴承内径与轴头轴承外径打滑现象。一旦出现打滑，轴头很快就会磨损报废。
5.常见的普通辊结构主要有两种，如图3所示，一种结构辊由辊筒、两端各一个闷头，两端各一个轴头组成。闷头内径与轴头外径过盈配合，需要加热装配。辊筒两端内径与闷头外径过盈配合，也是加热装配。第二种与第一种结构相似，只是轴头和闷头为一体成型的，辊由辊筒和两端各一个轴头组成。轴头大端外径和辊筒两端内径过盈配合，需要加热后装配。传统的辊轴头如果出现磨损，更换轴头需要对辊筒加热后过盈装配，而加热会造成辊面外面的包覆层损坏。所以，一旦出现轴头磨损，很难将辊完美修复。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术中带摇振胸辊存在的缺陷，即支撑装置在高速振动下容易疲劳断裂；且胸辊不方便更换轴头，更换轴头会导致较大损失的问题，另外，为了减轻胸辊重量，降低摇振装置能耗，本技术提供一种用于摇振的碳纤维胸辊总成。
7.本发明的目的是以下述方式实现的：一种用于摇振的碳纤维胸辊总成，包括胸辊，所述胸辊两端各设置轴头，轴头设置轴承装置，其特征在于：所述轴承装置中的轴承为专用轴承，所述专用轴承由轴承外圈、轴承内圈、滚子、保持架组成，轴承内圈宽度比轴承外圈宽25
‑
30mm，滚子为两端有弧形倒角的圆柱形，轴承外圈内设置保持架，保持架内设置滚子。
8.所述轴头分别为操作轴头和传动轴头，传动轴头的端部设置联轴器，联轴器包括轴承室，传动轴头的端部安装在轴承室内，传动轴头的端部与轴承室之间设置有两个圆锥
滚子轴承。
9.所述胸辊包括辊筒，所述辊筒两端各设置有一个闷头，所述闷头内设置轴头，所述闷头包括外筒、辊端内筒、内套、三块环形板，所述三块环形板为外环形板、中环形板和内环形板，其中中环形板和内环形板平行并与内套连接，外环形板与辊端内筒连接，所述轴头设置有与中环形板连接的内套的端部配合的轴头法兰盘，轴头上与辊端内筒配合的位置设置涨紧套。
10.所述辊筒为碳纤维材质。
11.辊端内筒的内径大于等于轴头法兰盘的外径。
12.轴头法兰盘外设置销柱，销柱套设在内套内。
13.相对于现有技术，本技术的优点有：胸辊轴承座固定在胸辊支撑座上，胸辊通过可轴向移动的专用轴承支撑在轴承座中，既能旋转，又可以轴向摆动，没有寿命短的易损件，能够保证纸机的顺利运行。
附图说明
14.图1是传统的支撑式胸辊支撑结构示意图；图2是传统的吊挂式胸辊支撑结构示意图；图3是传统的胸辊轴头结构示意图；图4是本技术胸辊支撑座端面的结构示意图；图5是本技术的结构示意图；图6是本技术胸辊轴承装置结构示意图；图7是本技术胸辊联轴器结构示意图；图8是本技术胸辊可换式轴头结构的结构示意图；图9是本技术胸辊可换式轴头结构端面示意图。
15.其中，1、辊筒；2、闷头；21、外筒；22、环形板；222、孔；23、辊端内筒；24、内套；25、筋板；26、安全销；3、涨紧套；4、传动轴头；41、轴头内端第二段；42、轴头法兰盘；43、轴头尾端；5、包覆层；6、挡板；7、轴承装置；71、轴承座；72、专用轴承；73、轴承装置油封；8、联轴器；81、轴承室；82、圆锥滚子轴承；83、联轴器油封；9、摇振装置；91、摇振输出轴；10、操作轴头。
具体实施方式
16.本技术不受下述实施例的限制，可根据本技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
17.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
18.见图5，一种用于摇振的碳纤维胸辊总成，包括胸辊，胸辊的两端设置轴头，轴头分为操作轴头10和传动轴头4，操作轴头10和传动轴头4上分别设置有轴承装置7，传动轴头4
的端部与摇振输出轴91的一端通过联轴器8连接，摇振输出轴91的另一端连接摇振装置9，两个轴承装置7分别固定在如图4所示的胸辊支撑座上。
19.这里以传动轴头4为例进行说明，见图6，轴承装置7包括轴承座71，专用轴承72的外圈固定在轴承座71中，内圈固定在传动轴头4上，专用轴承72轴承外圈、轴承内圈、滚子、保持架组成，轴承内圈宽度比轴承外圈宽25
‑
30mm，滚子为两端有弧形倒角的圆柱形，轴承外圈内设置保持架，保持架内设置滚子，这种设计使得专用轴承72的滚子可以在轴承内圈上正常旋转，也可以很顺利地轴向移动，轴承座71两端与传动轴头4之间设置有轴承装置油封73，防止漏油；操作轴头10上轴承装置7的构造与连接方式和传动轴头4相同。
20.本专利的专用轴承72与现有技术中可轴向移动的圆柱滚子轴承是有区别的：标准的圆柱滚子轴承内外圈宽度相等，在安装时内外圈轴向有一定的错位是可以使用的，但在运行过程中只能旋转，不能长时间连续轴向来回移动。本专利胸辊移动量一般能达到
±
15mm，实际运行一般为
±
10~13，摆动频率一般为600~800次/秒，所以专用轴承内圈比外圈宽度大很多，另外，滚子形状也进行了优化设计，更适合轴向快速移动。
21.胸辊两端轴承装置7结构相同，轴承装置7的轴承座71固定在胸辊支撑座上，胸辊辊体在摇振装置9的带动下沿着轴向进行高速摆动，在成型网的带动下，又绕着轴线旋转，采用可延轴向移动的专用轴承72可以使得轴承装置7与胸辊支撑座不会产生摆动。
22.见图7，联轴器8安装在传动轴头4的外端部，将旋转的胸辊的传动轴头4与轴向高速摆动的摇振装置9通过摇振输出轴91连接在一起，常规的联轴器8是将旋转的动力传递给辊，带动辊旋转，带摇振装置9的胸辊与常规的辊不同，胸辊的旋转是由套在胸辊辊筒1表面的成型网带动的，摇振装置9的摇振输出轴91不旋转，只做轴向快速移动，移动行程一般0
‑
25mm，移动频率一般100
‑
800hz，本技术的联轴器8是一种特有的联轴器8，其作用就是由摇振装置9产生高速的轴向移动，通过摇振输出轴91传递给胸辊的传动轴头4，使胸辊沿着轴向快速摆动，另外还要保证胸辊轴头的正常旋转。
23.联轴器8包括轴承室81，轴承室81一端封闭，并与摇振输出轴91一端连接，另一端开放，由传动轴头4的外端部安装在轴承室81内，并由联轴器油封83封死，防止漏油，传动轴头4与轴承室81之间设置有两个圆锥滚子轴承82。
24.联轴器8的轴承室81与摇振装置9的摇振输出轴91连接，将摇振的轴向高速摆动运动通过两个圆锥滚子轴承82传递给胸辊的传动轴头4，使胸辊既旋转，又沿着轴向高速摆动。联轴器8的轴承室81和摇振输出轴91只轴向高速摆动，而不旋转。
25.见图8、图9，胸辊包括辊筒1，辊筒1为碳纤维材质，辊筒1外设置一层包覆层5，包覆层5可以是包覆橡胶或聚氨酯，辊筒1筒内两端各设置有一个闷头2，闷头2由外筒21、三块环形板22、辊端内筒23、内套24、多块筋板25焊接而成，或者整体铸造而成，三块环形板22根据其所在位置分别为外环形板，中环形板和内环形板，其中中环形板和内环形板和内套24连接，外环形板与辊端内筒23连接，外筒21的外径与辊筒1的内径过盈配合，装配时先将闷头2冷冻，使外径减小，然后压装到辊筒1两端孔中，闷头2温度回升到室温时外径膨胀，与辊筒1两端内径过盈涨紧，最后在辊筒1和闷头2上配钻孔，打上安全销26，闷头2的外筒21与内套24和辊端内筒23之间均布有多块筋板25。
26.这里以传动轴头4为例，闷头2内设置有传动轴头4，传动轴头4插入辊内的最内端设置有轴头法兰盘42，轴头法兰盘42可与中环形板连接的内套24的端部配合，轴头法兰盘
42与内套24的端部对应的位置分别开设有螺孔，可通过螺栓将轴头法兰盘42固定在内套24的端面上；辊端内筒23的内径应大于等于轴头法兰盘42的外径，以方便轴头的更换；轴头法兰盘42外设置有销柱，即轴头尾端43，内套24的内径与轴头尾端43的外径配合，使得轴头尾端43可套设在内套24内；传动轴头4中轴头内端第二段41处设置有涨紧套3，当轴头法兰盘42通过螺栓固定在内套24的端面上时，涨紧套3的位置处于辊端内筒23和轴头内端第二段41之间，涨紧套3可以是固定在轴头内端第二段41上，也可以作为一个单独的安装部件；传动轴头4的外端与现有技术相同，有轴承、螺母、迷宫密封等安装结构。
27.三块环形板22上均布有多个圆形，或者椭圆形，或者长圆形的孔222，用于伸进去工具拧紧或松开里面的螺栓，也可以用来观察辊内情况。
28.辊的端面，闷头2的外面安装有挡板6，可以防止杂物进到辊内。
29.本技术所述的辊中，当传动轴头4或操作轴头10出现磨损需要更换时，其更换方式如下：这里以传动轴头4为例进行说明，拧松涨紧套3的螺丝，涨紧套3的内外径收缩，涨紧套3与传动轴头4和闷头2不再过盈配合，再拧下轴头法兰盘42上的固定螺栓，传动轴头4就会很容易从闷头2里取出；安装时，将传动轴头4装入闷头2内，通过螺栓将轴头法兰盘42固定在内套24的端面上，拧紧涨紧套3的螺丝，使涨紧套3内径和外径同时涨紧，消除辊端内筒23和轴头内端第二段41的间隙，并将传动轴头4与闷头2之间涨紧。
30.本技术的优点有：轴承装置7固定在胸辊支撑座上，胸辊通过可轴向移动的专用轴承72支撑在轴承座71中，既能旋转，又可以轴向摆动，没有寿命短的易损件，能够保证纸机的顺利运行。
31.联轴器8采用双圆锥滚子轴承82结构，既传递轴向摆动运动，又能保证胸辊轻松旋转。
32.辊筒1采用碳纤维材质，重量轻，惯性小，可以降低摇振装置9的功率，节省能源，相同规格的胸辊，采用碳纤维材质的辊筒1与钢制的辊筒1相比，辊体重量降低50
‑
70%，摇振装置9能耗降低60%以上。
33.通过使用涨紧套3避免了过盈配合装配。由于使用了涨紧套3，轴头和闷头2的内孔配合时可以采用间隙配合，不用加热，轻轻松松就可以将轴头装到闷头2里，然后拧紧涨紧套3螺丝，使涨紧套3内径和外径同时涨紧，消除轴头和孔的间隙，并将轴头和孔涨紧。拆卸时只需要将涨紧套3螺丝拧松，涨紧套3内外径就会收缩，轴就会很容易从闷头2孔里取出，其主要的优点是：由于安装时不需要加热，不会损坏碳纤维材质的辊筒1及外面的包覆层5。
34.轴头插入辊内的最内端设置有轴头法兰盘42，通过螺栓与闷头2的内套24连接，使轴头能够承受摇振传过来的较大的轴向拉力。
35.以上所述的仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本技术整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本技术的保护范围。