ВАЛОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ ТОВАРНОГО ПОЛОТНА Российский патент 1994 года по МПК F16C13/00 

Изобретение относится к обработке давлением товарного полотна, а именно полотен из бумаги, текстиля, искусственного волокна или мягких металлов, например алюминиевого листа, в частности к конструкции валка.

Известен валок, уплотнительные элементы которого в работе выдвигаются и смещают полый рабочий цилиндр относительно сердечника до достижения равновесия сил. Устанавливаемая при это позиция уплотнительных элементов или же полого рабочего цилиндра по отношению к сердечнику неопределенна.

Известен опорный элемент с задросселированным проходом от камеры цилиндра к карману в подшипниковом вкладыше. При большом выдвижении уплотнительный элемент освобождает обводные каналы, благодаря чему давление прерывается. Известный опорный элемент, таким образом, служит только для того, чтобы в аварийном случае не перейти с одной стороны граничное положение. Для целей позиционирования, т.е. для соблюдения определенного положения в обоих направлениях эта форма исполнения не пригодна.

Задача изобретения-обеспечить позиционирование полого рабочего цилиндра относительно сердечника в плоскости, проходящей через ось обработки существенных дополнительных затрат.

Это достигается тем, что в валок для обработки давлением товарного полотна в виде гидростатического подшипника, содержащий установленный с возможностью вращения полый рабочий цилиндр с рабочей наружной деформирующей поверхностью, размещенный в рабочем полом цилиндре на расстоянии от его образующей внутренней поверхности неподвижный сердечник, на наружной поверхности которого выполнены радиальные глухие цилиндрические отверстия, гидравлические нагрузочные устройства для осуществления опоры рабочего полого цилиндра на сердечник в плоскости, проходящей через ось обработки, выполненные в виде размещенных в отверстиях сердечника с возможностью перемещения вдоль их осей уплотнительных элементов поршневого типа с выполненными внутри них продольными проходными каналами постоянного сечения, нижняя торцовая поверхность каждого из которых и дно соответствующего ему отверстия сердечника образуют цилиндрическую полость, связанную с проходными каналами уплотнительного элемента, а верхняя торцовая поверхность каждого из которых выполнена в виде обращенной к рабочему полому цилиндру поверхности прилегания, соответствующей по форме внутренней поверхности полого рабочего цилиндра, и образованной замкнутым по периметру выступом уплотнительного элемента и карманом подшипника со стенками, сопряженными с внутренней поверхностью выступа на торце уплотнительного элемента, средства для подвода рабочей жидкости к уплотнительным элементам в виде выполненных в сердечнике трубчатых каналов, выходные концы которых сообщены с цилиндрическими полостями, гидравлически связанными через проходные каналы в уплотнительных элементах с карманами подшипников, и средства для прижима соответствующего уплотнительного элемента к внутренней поверхности полого рабочего цилиндра, каждое из которых выполнено в виде выполненного в уплотнительном элементе со стороны нижней торцовой поверхности соосно его продольной оси глухого цилиндрического отверстия, поршня, закрепленного на дне отверстия сердечника и размещенного в упомянутом отверстии уплотнительного элемента, обращенная ко дну отверстия уплотнительного элемента поверхность которого и дно отверстия в уплотнительном элементе ограничивают замкнутую полость, и выполненного в поршне канала для подвода рабочей жидкости в замкнутую полость, снабжен средством ограничения перемещения по меньшей мере одного из расположенных между периферийными промежуточного уплотнительного элемента в направлении к внутренней поверхности полого рабочего цилиндра, выполненного в виде болтов с головками, закрепленных на дне отверстия сердечника с противоположных сторон от цилиндрического поршня и выполненных в уплотнительном элементе соосно продольным осям болтов сквозных ступенчатых отверстий под последние. При этом нижние торцовые поверхности головок болтов размещены в зоне сопряжения ступеней упомянутых отверстий, а средства для прижима уплотнительных элементов к внутренней поверхности полого рабочего цилиндра имеют выполненные в сердечнике индивидуальные для каждого уплотнительного элемента дополнительные каналы для подвода рабочей жидкости, соединенные с каналами, выполненными в поршнях.

Кроме того, средства ограничения перемещения уплотнительного элемента в направлении к внутренней поверхности полого рабочего цилиндра дополнительно размещены на двух периферийных уплотнительных элементах.

Согласно изобретению валок снабжен индивидуальными регулирующими устройствами для расположенных между периферийными промежуточных уплотнительных элементов, соединенными с соответствующими выполненными в сердечнике трубчатыми каналами для подвода рабочей жидкости к периферийным уплотнительным элементам, и внешним датчиком заданных значений, связанным с регулирующими устройствами для промежуточных уплотнительных элементов.

Кроме того, средства ограничения перемещения уплотнительных элементов предусматриваются только на периферийных уплотнительных элементах, потому что этого достаточно для сохранения определенного положения полого вальца.

Для того, чтобы с предлагаемым валком можно было действовать с линейным распределением сил, важно оснастить валки показателями давления.

Каждому отдельному уплотнительному элементу может быть придано собственное регулирующее устройство. В общем группы уплотнительных элементов, например одна средняя группа и две боковых группы, обеспечиваются совместно. Этим регулирующим устройствам с помощью отдельного датчика заданных параметров задаются дополнительные составляющие заданных параметров, которые вместе с цельными заданными параметрами для конечных уплотнительных элементов составляют общие заданные параметры и позволяют осуществлять управление желаемым линейным распределением сил, отличающимся от равномерных значений.

На фиг. 1 дано изображение первой формы исполнения изобретения, разрез; на фиг. 2 - то же, разрез; на фиг. 3 - то же, изображает форму исполнения, соответствующую фиг. 1, с расширенным управлением.

Устройство содержит верхний и нижний валки, между которыми товарное полотно подвергается обработке давлением в зазоре между валками. Верхний валок представляет собой массивный валок, нижний валок - полый рабочий цилиндр 1 с рабочей наружной деформирующей поверхностью 2, сердечник 3, расположенный на расстоянии от образующей внутренней поверхности 4 полого цилиндра, так что сердечник может располагаться внутри полого цилиндра без соприкосновения с его внутренней поверхностью.

Выступающие из полого цилиндра 1 концы 3^I сердечника 3 располагаются в подшипниках 5 с полусферами в станинах 6. Верхний валок через вальцовые цапфы 7 находится под действием внешних сил, которые поступают по направлению стрелки 8, символически представляющие силовое устройство.

Полый цилиндр 1 по отношению к сердечнику 3 может располагаться как единое целое в плоскости действия, соответствующей плоскости чертежа. На концах валка имеются подшипники качения 9 и 10 на направляющих кольцах 11, которые не вращаются, но могут перемещаться в плоскости действия по параллельно расположенным к ним поверхностям 12 скольжения.

На верхней стороне 3^II сердечника 3 по всей длине полого цилиндра размещены шесть гидравлических нагрузочных устройств в виде уплотнительных элементов 13, которые своей поверхностью 14, соответствующей по форме внутренней поверхности 4 полого цилиндра 1, прилегают к внутренней поверхности 4 полого цилиндра /фиг. 2/.

Поверхность 14 прилегания образована замкнутым по периметру выступом 15 уплотнительного элемента 13 и карманом 16 подшипника со стенками, сопряженным с внутренней поверхностью выступа на торце уплотнительного элемента. Уплотнительные элементы 13 имеют ось А, обладают круглым поперечным сечением, состоят из поршнеобразного цилиндрического корпуса 17, размещены в выполненных в сердечнике радиальных глухих цилиндрических отверстиях 18 и установлены в них с возможностью перемещения вдоль их осей. Причем нижняя торцовая поверхность каждого уплотнительного элемента и дно соответствующего ему отверстия сердечника образуют цилиндрическую полость 19. В каждом уплотнительном элементе выполнен продольный проходной канал 20, связанный с цилиндрической полостью 19.

Средства для подвода рабочей жидкости к уплотнительным элементам представляют собой выполненные в сердечнике 3 трубчатые каналы 21, выходные концы которых сообщены с цилиндрическими полостями 19.

Средство для прижима соответствующего уплотнительного элемента к внутренней поверхности полого цилиндра выполнено в виде выполненного в уплотнительном элементе глухого цилиндрического отверстия 22, поршня 23, закрепленного на дне отверстия сердечника 3 и размещенного в отверстии 22 таким образом, что обращенная ко дну отверстия 22 поверхность поршня и дно отверстия 23 образуют замкнутую полость 24, и выполненного в поршне 23 канала 25 для подвода рабочей жидкости в замкнутую полость.

Расположенные в корпусе 17 уплотнительных элементов 13 свободные от дросселей проходные каналы 20 осуществляют соединение между цилиндрической полостью 24 ниже уплотнительного элемента 13 и карманом подшипника 16 на верхней стороне.

Цилиндрическая полость 19 через ответвления 26^I соединяется с трубчатыми каналами 26 в сердечнике 3, через которые рабочая жидкость подается с помощью насоса 27, регулирующего подачу, который несмотря на противодавление выдает в каждую единицу времени равномерное количество рабочей жидкости. Рабочая жидкость поступает в полость цилиндра 19 и через проходы 20 - в карманы подшипников, откуда она через зазор 28 между поверхностью прилегания 14 и внутренней поверхностью 4 полого цилиндра вытекает наружу и образует несущую жидкостную пленку, которая обеспечивает скольжение вращающегося полого цилиндра по неподвижному уплотнительному элементу 13 без металлического трения, а только с помощью жидкостного трения.

Прижимание уплотнительного элемента 13 относительно внутренней поверхности 4 полого цилиндра 1 происходит посредством давления в замкнутой полости 24. Оно определяет силу, с которой уплотнительный элемент 13 прижимается к внутренней поверхности 4 полого цилиндра 1 и с которой удерживается зазор 28. Чем больше будет эта сила, тем большее сопротивление потоку рабочей жидкости в зазоре 28 и тем выше давление, которое создается в карманах подшипников 16, если с помощью насоса 27 постоянно подается одно и то же количество рабочей жидкости.

От давления в карманах подшипника 16 зависит сила, действующая против внутренней поверхности полого цилиндра 1, а также линейная сила в зазоре между валками.

Устройство также содержит средства ограничения перемещения уплотнительных элементов 13 к внутренней поверхности полого цилиндра. Они представляют собой выполненные в корпусах 17 уплотнительных элементов два ступенчатообразных отверстия 29 и два болта 30, закрепленных на донышке цилиндрического глухого отверстия 18 сердечника 3, которые своим стержнем 31 проходят через узкую нижнюю часть ступенчатого отверстия 29 и на верхнем конце имеют радиально выступающую головку 32, которая размещается в верхней увеличенной части 33 ступенчатого отверстия 29. В положении, показанном на фиг. 2, головка 32 опирается на ступень 34 и образует упор против дальнейшего выдвижения уплотнительного элемента 13 из верхней стороны 3^II сердечника 3. Если уплотнительный элемент затем вводится, то болт может свободно двигаться, так как у болтов с головкой предусматривается люфт со всех сторон.

Болты 30 с головкой определяют максимальное положение выхода уплотнительного элемента 13 и тем самым однозначное положение полого цилиндра 1 относительно сердечника 3.

Только конечные уплотнительные элементы 13 будут иметь упоры в форме болтов 30 с головкой, в промежуточных уплотнительных элементах 13 болты с головкой отсутствуют.

К насосу 27, регулирующему подачу жидкости, подсоединен разделитель 35 потока, который разделяет общий поток жидкости на два. Они подаются соответственно по двум трубчатым каналам 26 для трех расположенных справа и трех расположенных слева уплотнительных элементов 13. Трубчатые каналы 21 для замкнутой полости 24, определяющей давление, подсоединены к устройствам управления.

Можно регулировать также приток жидкости /рабочей/ на средних уплотнительных элементах (фиг. 3). Периферийные уплотнительные элементы обеспечиваются через распределитель 35 потока и подводящие линии 26. Промежуточные уплотнительные элементы 13 не зависят от трубчатых каналов 26, а имеют индивидуальные дополнительные каналы 36-39 для подвода жидкости, оснащенные регулирующими устройствами 40-43. Последние определяют сколько рабочей жидкости, поступившей через канал 33, связанный с насосом, будет направлено насосом 20 по каналам 36-39. В качестве цельного заданного значения на регуляторе снимается давление каналов 26 для периферийных уплотнительных элементов 13 и отводится по ответвлениям 44, 45, 46. Кроме того, предусматривается отдельный датчик 47 заданных параметров, который через линии 48 поставляет оставшуюся часть соответствующих заданных параметров.С помощью формы исполнения на фиг. 3 возможна корректировка профиля в зазоре между валками. В частности, может быть отрегулирован температурный профиль, если установка будет оснащена теплообменником 49.

Использование: может быть использовано при обработке металлов давлением, в частности при обработке товарного полотна на валковом стане. Сущность: устройство содержит верхний и нижний валок, между которыми товарное полотно подвергается обработке давлением. Нижний валок выполнен в виде полого рабочего цилиндра, в котором размещен сердечник. В последнем выполнены глухие цилиндрические отверстия, в которых размещены гидравлические нагрузочные устройства для осуществления опоры полого цилиндра на сердечник в плоскости обработки. Гидравлические нагрузочные устройства выполнены в виде уплотнительных элементов поршневого типа. Средство для прижима соответствующего уплотнительного элемента к внутренней поверхности полого цилиндра выполнено в виде выполненного в уплотнительном элементе глухого цилиндрического отверстия, размещенного в нем поршня, закрепленного на дне отверстия сердечника, и выполненного в поршне канала для подвода рабочей жидкости. Прижимание уплотнительного элемента происходит посредством давления в замкнутой полости, образованной торцом поршня и дном отверстия уплотнительного элемента. Давление определяет силу, с которой удерживается зазор между внутренней поверхностью полого цилиндра и поверхностью прилегания к нему уплотнительного элемента. Устройство снабжено средством ограничения перемещения уплотнительного элемента в виде выполненных в уплотнительном элементе ступенчатых отверстий и размещенных в них болтов с головками. Оно также снабжено индивидуальными регулирующими устройствами для промежуточных уплотнительных элементов и внешним датчиком заданных значений. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ВАЛОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ ТОВАРНОГО ПОЛОТНА, содержащий установленный с возможностью вращения полый рабочий цилиндр с рабочей наружной деформирующей поверхностью, размещенный в рабочем полом цилиндре на расстоянии от его образующей внутренней поверхности неподвижный сердечник, на наружной поверхности которого выполнены радиальные глухие цилиндрические отверстия, гидравлические нагрузочные устройства для осуществления опоры рабочего полого цилиндра на сердечник в плоскости, проходящей через ось обработки, выполненные в виде размещенных в отверстиях сердечника с возможностью перемещения вдоль их осей уплотнительных элементов поршневого типа с выполненными внутри них продольными проходными каналами постоянного сечения, нижняя торцевая поверхность каждого из которых и дно соответствующего ему отверстия сердечника образуют цилиндрическую полость, связанную с проходными каналами уплотнительного элемента, а верхняя торцевая поверхность каждого продольного канала выполнена в виде обращенной к рабочему полому цилиндру поверхности прилегания, соответствующей по форме внутренней поверхности полого рабочего цилиндра и образованной замкнутым по периметру выступом уплотнительного элемента и карманом подшипника со стенками, сопряженным с внутренней поверхностью выступа на торце уплотнительного элемента, средства для подвода рабочей жидкости к уплотнительным элементам в виде выполненных в сердечнике трубчатых каналов, выходные концы которых сообщены с цилиндрическими полостями, гидравлически связанными через проходные каналы в уплотнительных элементах с карманами подшипников, и средства для прижима соответствующего уплотнительного элемента к внутренней поверхности полого рабочего цилиндра, каждое из которых выполнено в виде выполненного в уплотнительном элементе со стороны нижней торцевой поверхности соосно с его продольной осью глухого цилиндрического отверстия, поршня, закрепленного на дне отверстия сердечника и размещенного в упомянутом отверстии уплотнительного элемента, обращенная к дну отверстия уплотнительного элемента поверхность которого и дно отверстия в уплотнительном элементе ограничивают замкнутую полость, и выполненного в поршне канала для подвода рабочей жидкости в замкнутую полость, отличающийся тем, что он снабжен средством ограничения перемещения по меньшей мере одного из расположенных между периферийными промежуточного уплотнительного элемента в направлении к внутренней поверхности полого рабочего цилиндра, выполненного в виде болтов с головками, закрепленных на дне отверстия сердечника с противоположных сторон от цилиндрического поршня и выполненных в уплотнительном элементе соосно с продольными осями болтов сквозных ступенчатых отверстий под последние, при этом нижние торцевые поверхности головок болтов размещены в зоне сопряжения ступеней упомянутых отверстий, а средства для прижима уплотнительных элементов к внутренней поверхности полого рабочего цилиндра имеют выполненные в сердечнике индивидуальные для каждого уплотнительного элемента дополнительные каналы для подвода рабочей жидкости, соединенные с каналами, выполненными в поршнях. 2. Валок по п.1, отличающийся тем, что средства ограничения перемещения уплотнительного элемента в направлении к внутренней поверхности полого рабочего цилиндра дополнительно размещены на двух периферийных уплотнительных элементах. 3. Валок по п.2, отличающийся тем, что он снабжен индивидуальными регулирующими устройствами для расположенных между периферийными промежуточных уплотнительных элементов, соединенными с соответствующими выполненными в сердечнике трубчатыми каналами для подвода рабочей жидкости к периферийным уплотнительным элементам, и внешним датчиком заданных значений, связанным с регулирующими устройствами для промежуточных уплотнительных элементов.