CN1120615A - 造纸机压辊涂层的调整方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对造纸机中的带有陶瓷或金属一陶瓷涂层的压辊的涂层进行调整的方法及设备。由一种安放在压辊的刮刀上的研磨元件对压辊进行周期性的研磨。研磨元件中研磨颗粒的粒度在15-200μm的范围内，在研磨时，压辊在其操作位置旋转，研磨元件以一定的压力与被研磨的表面相接触。如果被研磨的表面过度粗糙，则可被磨平至理想的表面粗糙度，同样，也可使一过度平滑的表面达到理想的粗糙度，这主要取决于研磨元件。

Description

造纸机压辊涂层的 调整方法及设备
本发明涉及一种造纸机压辊涂层的调整方法及其设备。
压辊的多孔表面容易产生聚积作用，故一般涂有刮刀材料，例如环氧树脂。如果其涂层过厚，则压辊的表面将变得过于平滑，这将给纸幅从中心压辊上的脱离以及从刮刀上的通过带来更多的困难，从而导致纸幅的破损。如果压辊表面过于粗糙，同样，也会影响其表面的操作性能。压辊表面的平滑与粗糙性，直接体现了带有陶瓷涂层材料的压辊的特性。
为了能使该表面的粗糙度值(RA值)保持在最佳的操作点上，必须对压辊表面进行研磨。
因此，本发明提出了一种方案，可对压辊表面进行周期性的调整，而且不需移开该压辊即可就地处理。在本发明的技术方案中，被调整的压辊的刮刀上设有一个独立的研磨元件，该元件安装在刮刀的执行机构上，借助于刮刀使之与被研磨的表面相接触。该元件包括一个衬垫部，其形状与压辊表面的曲面形状十分相近，一个研磨带和一个独立的柔软衬垫部与该衬垫部分相连接，所述的软衬垫部在研磨过程中造成了一种弹性研磨，同时该软衬垫部也是考虑到相互接触的二个表面之间可能存在的任何形状差异而设立的。该压辊可以在其操作位置直接进行研磨。
在本发明的技术方案中，一个基本的考虑是在选择研磨元件时，无论是想把压辊的表面磨得比较光滑时还是想把一个过于平滑的表面弄得粗糙时，借助于该元件都可以得到一个令人满意的结果。所以，依照本发明，要选择一种独立的研磨元件，其中研磨颗粒的直径需在15—200μm之间，最好选用一种金刚石研磨带。在研磨过程中，该研磨元件随着刮刀的摆动装置而沿压辊的轴向作往复摆动。研磨元件对研磨表面的压力约为100—1200N/m(单位长度的力)。压辊以大约10—200m/min的圆周速度低速旋转。最好能将一水流喷射到压辊表面，以便用水膜将研磨材料带走，同时它也起到了冷却介质的作用。在本专利申请中，所述的陶瓷压辊是指一种带有瓷涂层或金属一陶瓷涂层的压辊，该涂层材料最好是一种氧化物陶瓷，例如，铝、钙、铬、锰、硅、钛、锌或钇的氧化物，或者是一种碳化物陶瓷，例如铬、镍、钛或钨的碳化物，或者一种硼化物陶瓷，例如硼化钛，或者是它们的一种混合物或化合物，这些陶瓷材料中还可以熔入金属，例如铝、铬、钴、钛、钼、镍、硅或者其合金材料。
本发明的方法及设备，其特征如本专利权利要求所描述的那样。
下面将结合附图并参照附图所述的一些优选实施例对本发明进行描述，然而，本发明并不局限于这些实施例。
图1A是一个压辊表面变平滑时的示意图。
图1B是一个压辊表面***糙时的示意图。
图2A所示的是曲线图f1，f2，它们代表了表面的粗糙程度，其中曲线f1代表的是表面的粗糙过程，曲线f2代表的是表面的平滑过程。
图2B描述了其研磨过程，其中曲线f3代表研磨过程中表面的渐趋平滑，而曲线f4则代表研磨过程中平滑表面的渐趋粗糙。
图3A表示了运转过程中造纸机的压榨部。
图3B表示了依照本发明对中心压辊所进行的研磨。
图4A是本发明的一个研磨设备的较详细的侧视图，该图是沿图4B中I—I线所作的剖面图。
图4B是沿图4A中箭头K1的方向所看到的设备结构。
图5A是一放大图，它表示了研磨元件与被研磨的表面相接触的情形。
图5B表示了图5A中区域X1的情况。
图6A表示了本发明的第二个实施例，其中的研磨带直接与刮刀刀片相接触。
图6B表示了图6A中区域X2的情况。
图7以轴测图的方式表示了将研磨带固定到研磨元件衬垫部的情况，参照附图可以看出该衬垫部的设计情形。
图1A描述了一种陶瓷压辊表面在其平滑阶段的断面结构，图中划斜线的阴影部分代表刮刀材料11。在压辊表面的平滑阶段，尤其是对一种热喷表面来说，与研磨相结合产生的一些边缘锐利的凹槽O1，O2…将刮擦刮刀材料，从而使这些凹槽O1，O2趋于被填充，从而使其表面变得平滑。
图1B表示了第二种情形，此时压辊的表面变得粗糙，在图1B中，划斜线的阴影部分是刮刀材料11。如果进入刀片与压辊之间的研磨颗粒的数量和尺寸很大，则这些颗粒便开始刮研刮刀材料层，这一过程的产生要比其表面的恢复迅速的多。这时，刮刀材料层首先被划破，然后有可能使陶瓷层***糙。通过研磨处理，在压辊表面会形成一个新的平面，该平面促进了刮刀材料层的形成。
在图2A中，曲线f1代表的是表面的粗糙化的趋势，即图1A所示的情形，它采用表面粗糙度/运行时间座标系进行表示。在整个运行期间，表面的粗糙度达到了一个最大值。
该图中曲线f2代表了表面逐渐变平滑的趋势。依照具体的情况，其粗糙度的变化率可以有所不同，甚至达到一种相当大的程度，业已发现，在t1阶段，按照本发明的方法进行研磨，其最大值可达到RA值为2，而最小值时其RA值则为0.2。
如图2B所示，在t1阶段，压辊表面受到研磨元件的研磨，其中所含颗粒的平均直径，即粒砂直径(颗粒尺寸)为15—200μm。不管其起点是一种过度粗糙的表面还是一种过度平滑的表面，都可以达到一种理想的表面粗糙度，曲线f3表示的是研磨过程中粗糙表面的逐渐平滑化，而曲线f4则表示了研磨过程中一平滑表面的逐渐粗化。最终结果的实现大约要经过1至2小时的研磨时间。
图3A是运行状态下一造纸机压榨部的示意图。图3A所示的压榨部包括一个根据本发明的带有一种陶瓷涂层的中心辊10，在压辊12与背辊13之间有一压区N1，在中心辊10与压辊12之间压区有N2，在中心辊10和背辊14之间有一压区N3。毛毯H2和纸幅W从压区N1和N2中穿过。与之相应，毛毯H1从压区N1穿过并绕过毛毯导引辊15a1，15a2。经压区N2之后，纸幅便沿中心辊10的表面10’运行，同时紧贴着所述的表面进入压区N3，毛毯H3也同时从该压区穿过。毛毯H3还经过毛毯导辊16a1，16a2。经压区N3之后，纸幅再沿辊10的辊面10’运行一段距离，经过辊17输送而与毛毯H4相接触。毛毯H4是经由毛毯导辊18进行导引的。在这种情形下，在压辊操作过程中需要其表面具有良好的，精密的性能，以便能与引纸操作相结合，同时在运行状态下，使纸幅W能很容易地被移送，进而与中心压辊结合，同时确保纸幅从中心压辊上被送出。从生产出的纸幅的质量的观点出发，压辊表面的性能同样是十分重要的。如果这种表面性能的变化发生在陶瓷材料上，则其运行状况将无法控制，因此在本专利申请中，需对陶瓷材料进行周期性的研磨，即在某一有规律的时间间隔内，例如与更换毛毯时所造成的适当停车相结合，进行上述研磨。
图3B表示了本发明的一种研磨方法及设备。压区N1，N2，N3被打开，中心辊10在其驱动齿轮的作用下缓缓运转，如果其压区是闭合的，也可以通过背辊对该压辊进行驱动，该压辊的旋转状况用箭头D1表示。在刮刀装置19的刀片29的端部，装有一个研磨衬垫部20，其中的研磨元件21最好是一种金刚砂的研磨带，研磨带21与被研磨的表面10’有一段在圆周面上距离为L的接触。重要的一点是该距离L在7—200mm的范围内，最好为10—100mm，在这种情况下，在该段周面的每个位置上都有足够量的研磨颗粒与其研磨表面相接触，而且在研磨过程中，被研磨的材料不会耗尽研磨元件21，这样就可以避免每个研磨周期中更换研磨元件21。该研磨过程仅需进行1—2小时，而且在整个研磨过程中不需有时间中断。
在研磨过程中辊10的圆周速度最好保持在10—200m/min的范围内。
图4A是研磨装置的放大侧视图。它是沿图4B的I—I线剖开的断面图。按照图4A所示的方式，刮刀19包括一个刮刀梁23，它与一枢轴臂24相连接。在枢轴臂24与支架F之间设有一执行机构240，例如一个气缸装置或一个支柱螺栓。
在操作过程中，刮刀梁23通过执行机构240而被沿旋转方向锁定。该设备中还包括一个枢轴支架26，它与刮刀梁23的突出部23’相连接，并且可在一个枢轴关节28上作枢轴运动。在枢轴支架26与突出部23’之间，负荷软管27a和27b分别被放置在枢轴关节28的二侧，通过负荷软管27a，27b，枢轴支架26可以在枢轴关节28上作枢轴运动(如箭头L1所示)。这样，刀片29便可和与之相连的研磨元件21一起以一定的压力与研磨表面10’相接触。刀片29被装在枢轴支架26端部的一个空腔26’之中。根据本发明，研磨衬垫部20是通过枢轴关节30而被安装在刀片29的端部的。研磨衬垫件20包括一个研磨元件21，具体说是一种研磨带，最好是一种金刚砂研磨带，该研磨元件21中所含研磨颗粒的平均粒度为15—200μm。
在该附图中，喷射管22可产生一水流S。它喷洒在被研磨的表面上，从而使研磨材料随水一起被带离辊表面10’。
图4B表示的是沿图4A箭头K1方向所看到的该设备的状态。摆动执行机构31可以移动刮刀19的轴E1，而轴E1则被支承在轴承座E2中。该摆动如箭头L2，L3所示。
图5A放大描述了衬垫部20与研磨元件21的结合关系，其研磨元件21又被装在被研磨的表面10上。衬垫部20的形状R1与辊10的半径R2相对应，二者密切配合，刮刀的刀片29装在衬垫部20的凹槽20a中。凹槽20a设置在衬垫部20的外表面20”上，横跨被研磨的辊10的整个宽度。
图5B显示了图5A中的X1区域。研磨带21最好在圆周距离L的范围内与辊表面10’接触。区域L的长度最好在7—200mm范围内，10—100mm更佳。
衬垫材料25位于研磨带21与研磨衬垫部件20之间。
图6A表示的是本发明的第二个实施例，其中一个超宽的刀片29a固定在刮刀19上，该刀片29a是具有弹性的。研磨带21固定在刀片29a的表面29a’上，衬垫材料25位于研磨带21与刀片29a的刀面29a’之间。
图6B是图6A中X2区域的放大视图。
图7描述了本发明中研磨衬垫部20的形状，还描述了研磨带21以及衬垫材料25固定在研磨衬垫部20的弯曲表面20’上的情形。表面20’的形状R1与压辊10的半径R2完全一致，按照这种排布方式，研磨元件21可以让其本身与研磨表面10’相适应，因此，由于研磨表面10’与研磨元件21之间不精密接触而造成的任何表面压力的变化都可以在研磨状态下得到调整。研磨衬垫部20包括一个位于其外表面的凹槽20a，刮刀19的刀片29的端部插在该凹槽内，从而在刀片29与研磨衬垫部21之间形成了一个枢轴关节30。在这种情况下，研磨衬垫部20就能够依照压辊在研磨状态下的表面形状尽可能柔和地被导引着。研磨的时间最好为1到2小时。研磨带21或其他任何一种研磨元件以100—1200N/m的力压向压辊的研磨表面10’，压辊的圆周转速约为10—200m/min。

Claims (18)

1.对造纸机中带有陶瓷或金属—陶瓷涂层的压辊(10)的涂层(10’)进行调整的方法，其特征在于：采用一种研磨元件(21)对压辊(10)进行周期性的研磨，该研磨元件安装在压辊(10)的刮刀(19)上，研磨元件(21)中研磨颗粒的尺寸，即颗粒的平均直径在15—200μm的范围内，在研磨状态下，压辊(10)在其操作位置进行旋转，研磨元件(21)以一定压力与被研磨的表面相接触，如果被研磨的表面是过度粗糙的，则可将其磨平至理想的表面粗糙度值，采用相应的方式，也可以将过度平滑的表面磨至理想的表面粗糙度值，这取决于上述研磨元件(21)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在研磨过程中，借助于压辊(10)的刮刀(19)上的执行机构(27a，27b)，使研磨元件(21)以100—1200N/m的压力压在压辊表面(10’)上，研磨元件(21)借助于刮刀(19)的摆动执行机构(31)而沿压辊的轴向进行类似的摆动(L2，L3)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在研磨过程中，压辊(10)以10—200m/min的圆周速度旋转，一种研磨介质，最好是水，被喷洒在被研磨的表面(10’)上，
4.如上述任一权利要求所述的方法，其特征在于：研磨元件(21)与刮刀(19)的结构相连接，在刮刀结构与研磨元件(21)之间设有一衬垫材料(25)，借助该衬垫材料(25)，使研磨元件(21)在研磨状态下具有适当的变形能力，使研磨元件(21)自身的形状与被研磨的表面形状相适应，这样，由于被研磨表面(10’)与研磨元件(21)之间不精密接触而导致的任何表面压力变化，在研磨状态下都可以得到调整。
5.如上述任一权利要求所述的方法，其特征在于：在该方法中，一种研磨带被用作研磨元件(21)，其宽度(L)在7—200mm范围内，最好为10—100mm。
6.如上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于：研磨元件(21)被放置在研磨衬垫部分(20)上，后者又被安装在刮刀(19)的刀片(29)的端部，在该方法中，在研磨衬垫部(20)与刀片(29)之间有一枢轴关节(30)，所述的研磨衬垫部(20)通过该枢轴关节进行枢轴运动。
7.如上述任一权利要求所述的方法，其特征在于：该衬垫部(20)包括一个弯曲的表面(20’)，研磨带(21)及衬垫材料(25)固定在该表面上，而且衬垫材料(25)位于研磨带(21)与研磨衬垫部(20)的弯曲表面(20’)之间。
8.如上述任一权利要求所述的方法，其特征在于：在该方法中使用了一种弹性刀片(29a)，研磨带(21)以及衬垫材料(25)固定在刀片的表面上，而且衬垫材料(25)位于研磨带(21)与刀片(29a)的表面(29a’)之间。
9.对造纸机中带有陶瓷或金属一陶瓷涂层的压辊(10)的涂层进行调整的设备，其特征在于：它具有一个独立的研磨元件(21)，经过某个时间间隔后，使该元件与压辊(10)的表面(10’)周期性接触，该设备包括一个位于压辊(10)的刮刀(19)与研磨元件(21)之间的配合装置，研磨元件(21)与刮刀(19)，最好与其刀片(29)可脱开地连接，这种连接是直接的或通过一个中间部，最好是一个研磨中用的研磨衬垫部(20)而连接。
10.如上述任一权利要求所述的设备，其特征在于：研磨元件(21)中研磨颗粒的平均颗粒尺寸(直径)在15—200μm之间。
11.如权利要求9或10所述的设备，其特征在于：在研磨元件与刮刀(19)的结构部件之间设有一衬垫材料(25)。
12.如权利要求9—11中任一权利要求所述的设备，其特征在于：研磨元件(21)与研磨表面(10’)相接触的沿圆周方向上的长度(L)在7—200mm范围内，最好为10—100mm，
13.如权利要求9—12中任一权利要求所述的设备，其特征在于：其研磨衬垫部(20)的一侧(20”)带有一条凹槽(20a)，它贯穿该衬垫部(20)的全长，刮刀(19)的刀片(29)的端部伸入该凹槽中，在刀片(29)与衬垫部(20)之间形成枢轴关节(30)。
14.如上述权利要求中所述的设备，其特征在于：研磨衬垫部(20)包括一个与压辊的弯曲形状相一致的表面(20’)，构成研磨元件的衬垫材料(25)以及研磨带(21)被放置在该表面(20’)上。
15.如权利要求9—13中任一权利要求所述的设备，其特征在于：其研磨元件(21)是一种金刚砂研磨带。
16.如权利要求9—15中任一权利要求所述的设备，其特征在于：研磨带(21)被固定在刮刀(19)的弹性刀片(29a)的表面(29a’)上。
17.如上述权利要求所述的设备，其特征在于：其衬垫材料(25)被放置在刀片(29a)的刀面(29a’)与研磨带(21)之间。
18.如权利要求9—17中任一权利要求所述的设备，其特征在于：它具有一个喷射管(22)或类似物，一种研磨介质，最好是水，通过该喷射管，以便将研磨脱落的颗粒带走，同时起到冷却介质的作用。
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