CN114457612A - 一种静压轴承、胸辊摇振设备及造纸机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静压轴承，包括：一轴套，其内侧壁上设有多个进油腔、回油腔，多个所述进油腔绕所述轴套的周向间隔分布；其中，至少一所述进油腔内设有一配合件，所述配合件靠近所述轴套的轴线的一侧具有一弧形表面，所述配合件与所述轴套的轴线之间的间距为R1；所述轴套的内径为R2，0≤R2‑R1≤0.02mm；一壳体，设置在所述轴套上，其中，所述壳体上设有进油孔、出油孔，所述进油孔与所述进油腔连通；所述出油孔与所述回油腔连通。在将轴套安装在胸辊的轴头上后，在经过进油孔通入液压油后，液压油进入进油腔，轴头与轴套之间形成油膜，使得摇振开启时，胸辊与静压轴承之间被压力油膜隔开,滑动阻力仅来自流体粘性,摩擦因数小、工作寿命长。

Description

一种静压轴承、胸辊摇振设备及造纸机

技术领域

本发明涉及造纸设备技术领域，尤其涉及一种静压轴承、胸辊摇振设备及造纸机。

背景技术

成型装置又称网部，是造纸机是上最重要的部分，在纸料悬浮液上面形成纸页面，成纸质量和纸机的正常生产部与成形装置的操作有密切关系。湿纸幅一旦在成形装置成形后，纸张中的纤维交织状态便基本定形，随后的压榨、干燥和压光等过程只能有限地改善已成形的纸幅性质。

现在常用的纸幅成形装置为长网成形器，它包括成形网、以及与成形网连接的胸辊、成形板、沟纹案辊、案辊、脱水板、湿吸箱、真空吸水箱等脱水元件架托组成的网案。胸辊是长网成型器的第一个辊筒，它的作用是承托成形网和脱水。胸辊为薄板卷制而成空心筒状结构，胸辊的轴头上安装滚动轴承，滚动轴承与轴承座配合。

在中国专利申请号：CN201310701244.8中公开了一种新型胸辊，包括机架、轴承座和筒体，筒体两端带有铸铁闷头，铸铁闷头内设有轴头，所述轴头通过滚动轴承安装在轴承座上，筒体的表面设有防腐包裹层；所述轴头的一端与机架通过弹簧连接，轴头的另一端连接有驱动杆，该驱动杆末端设有滚轮，该滚轮与一凸轮结构的凸缘接触。

在中国专利申请号：CN201810883258.9中公开了一种用于纸页抄造过程中的纤维横向排布装置，属于造纸工艺生产技术领域，包括成型网，在成型网浆料喷射位置处设置有促进纤维横向排布的胸辊，在胸辊的右侧设置有第一滑动轴承，左侧设置有第二滑动轴承，第一滑动轴承镶嵌在第一轴承盒内，第二滑动轴承镶嵌在第二轴承盒内，第一轴承盒和第二轴承盒分别固定在胸辊支架的左右两侧，胸辊的右侧端头处安装有一个双列滚动轴承，在双列滚动轴承的外圈套有连接体，连接体的右端横向连接有连接杆，连接杆的右端连接有用于进行往复运动的往复机构。

现有技术中均采用滚动轴承支撑胸辊，由于胸辊尺寸大，转速高，而且还需要在轴向不停的做往返运动，滚动轴承这种结构容易损坏，使用寿命短。

在中国专利申请号：CN202111197727.X中公开了一种液体静压轴承，包括主轴、轴套、轴承外壳体和两个密封端盖，轴套内壁均布有若干个油腔，主轴穿设于所述轴套的中部，轴承外壳体套设于所述轴套的外侧，轴承外壳体和所述轴套之间形成工作腔，工作腔的内部设置有驱动盘，驱动盘的一侧可滑动地设置有若干个驱动块，每个驱动块穿过轴套上预留孔的一端均设置有一调节板。该技术方案通过在轴套的内侧壁上形成油膜，进而支撑安装在轴套内的主轴。但是，申请人发现，由于形成油腔，导致油腔的底壁与主轴之间的间距较大，不能与主轴之间形成紧密配合，导致很难形成静压状态，不能有效支撑主轴。

在现有技术中均通过滚动轴承支撑胸辊，经过检索，申请人未发现利用静压轴承支撑胸辊。而且，即使假设将上述的静压轴承应用于支撑胸辊，通过上述分析可知，其也不能有效支撑轴头。鉴于此，故提出本申请。

发明内容

为解决背景技术中存在的至少一个方面的技术问题，本发明提出一种静压轴承、胸辊摇振设备及造纸机。

本发明提出的一种静压轴承，包括：

一轴套，其内侧壁上设有多个进油腔、回油腔，多个所述进油腔绕所述轴套的周向间隔分布；其中，至少一所述进油腔内设有一配合件，所述配合件靠近所述轴套的轴线的一侧具有一弧形表面，所述弧形表面与所述轴套的轴线之间的间距为R1；所述轴套的内径为R2，0≤R2-R1≤0.02mm；

一壳体，设置在所述轴套上，其中，所述壳体上设有进油孔、出油孔，所述进油孔与所述进油腔连通；所述出油孔与所述回油腔连通。

优选地，所述回油腔沿所述轴套的周向呈环状布置。

优选地，所述回油腔的两侧均设有多个所述进油腔。

优选地，各所述进油腔内均设有所述配合件。

优选地，所述轴套的外侧壁上设有一第一沟槽，所述第一沟槽与所述进油孔连通；所述轴套上设有第一通孔，所述第一通孔与所述第一沟槽连通，且与所述进油腔连通。

优选地，所述轴套的外侧壁上设有一第二沟槽；所述轴套上设有第二通孔，所述第二通孔与所述第二沟槽连通，且与所述进油腔连通。

优选地，所述第一通孔、第二通孔均位于所述配合件处。

优选地，所述弧形表面的轴线与所述轴套的轴线同轴。

本发明还公开了一种胸辊摇振设备，包括：

一支架；

两个所述的静压轴承，间隔设置在所述支架上；

一胸辊，其两端的轴头分别与两个所述静压轴承连接；

一摇振装置，与所述胸辊传动连接；

一转动部，用于带动所述胸辊转动；

一供油机构，与所述进油孔、所述出油孔连通。

本发明还公开了一种造纸机，包括所述的胸辊摇振设备。

本发明公开的一个方面带来的有益效果是：

在将轴套安装在胸辊的轴头上后，在经过进油孔通入液压油后，液压油进入进油腔，轴头与轴套之间形成油膜，使得摇振开启时，胸辊与静压轴承之间被压力油膜隔开,摩擦副表层上的压力比较均匀，滑动阻力仅来自流体粘性,摩擦因数小、工作寿命长、可靠性高。

附图说明

图1为本发明公开的实施例1的胸辊与静压轴承配合的主视图；

图2为本发明公开的实施例1的胸辊与静压轴承配合的轴视图；

图3为本发明公开的实施例1的胸辊与静压轴承配合的剖视图；

图4为本发明公开的实施例1的胸辊与静压轴承配合的局部剖视图；

图5为本发明公开的实施例1的静压轴承的轴视图；

图6为本发明公开的实施例1的静压轴承的剖视图；

图7为本发明公开的实施例1的轴套的剖视图；

图8为本发明公开的实施例1的轴套的局部示意图；

图9为本发明公开的实施例1的轴套的主视图；

图10为本发明公开的实施例1的轴套的轴视图；

图11为本发明公开的轴套的局部示意图；

图12为本发明公开的轴套的轴视图；

图13为本发明公开的局部剖视图；

图14为本发明公开的局部剖视图；

图15为本发明公开的内壳体的轴视图；

图16为本发明公开的内壳体的轴视图；

图17为本发明公开的内壳体的局部轴视图；

图18为本发明公开的外壳体的轴视图；

图19为本发明公开的外壳体的轴视图；

图20为本发明公开的第二静压轴承的剖视图；

图21为本发明公开的实施例2的轴视图；

图22为生产相关产品的示意图（胸辊、静压轴承等的示意图）；

图23为生产的相关产品的示意图（胸辊、静压轴承、外罩等的示意图）；

图24为生产的相关产品的示意图（轴套的示意图）；

图25为生产的相关产品的示意图（内壳体的示意图）；

图26为生产的相关产品的示意图（油管、外壳体的示意图）；

图27为生产的相关产品的示意图（外壳体的示意图）；

图28为生产的相关产品的示意图（内壳体、外壳体的示意图）。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互的结合；下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1，参照图1-20，本发明提出的一种静压轴承A、B，包括：

一轴套1，其内侧壁上设有多个进油腔101、回油腔102，多个所述进油腔 101绕所述轴套1的周向间隔分布；其中，至少一所述进油腔101内设有一配合件2，所述配合件2靠近所述轴套1的轴线的一侧具有一弧形表面201，所述弧形表面201与所述轴套1的轴线之间的间距为R1；所述轴套1的内径为R2， 0≤R2-R1≤0.02mm，可以让R2-R1的值为0、0.005、0.01、0.015、0.02mm；可以让弧形表面201与轴套1的内侧壁在同一面内，也可以让弧形表面201突出于轴套1的内侧壁。

一壳体，设置在所述轴套1上，其中，所述壳体上设有进油孔401、出油孔 402，所述进油孔401与所述进油腔101连通；所述出油孔402与所述回油腔102 连通。

在将轴套1安装在胸辊X的轴头Z上后，在经过进油孔401通入液压油后，液压油进入进油腔101，轴头Z与轴套1之间形成油膜，使得摇振开启时，胸辊 X与静压轴承之间被压力油膜隔开,摩擦副表层上的压力比较均匀，滑动阻力仅来自流体粘性,摩擦因数小、工作寿命长、可靠性高。

而且油膜有“均化”误差的作用,能减小制造中的误差造成的影响,故对加工精度的要求比滚动轴承低。静压轴承A、B在胸辊X完全静止的状态下，也能建立起承载油膜，能保证在启动阶段摩擦副表层也没有直接接触，避免开机阶段对静压轴承、轴头Z的损坏。

设置配合件2，弧形表面201与轴头Z之间间距为0.03-0.05mm，可以为0.03、0.035、0.04、0.045、0.05mm；弧形表面201与轴头Z之间间距小，形成紧密配合，能够有效形成静压状态，有效支撑轴头Z。

经过多次实验，当弧形表面201与轴头Z之间间距为0.03-0.05mm时，可以保证足够的静压支撑力，也可以让形成的多点支撑力均衡。间距过大，则静压载荷不够，无法有效支撑轴头。间距过小，形成的多点支撑力不均衡。油膜厚度过小，不能有效抵抗外界冲击，会导致轴头与配合件刚性接触，形成摩擦，油膜破坏，无法形成静压。而且无法有效的带走运行中产生的热量，影响使用寿命。

可以让弧形表面201的轴线与轴套1的轴线同轴，如此，让弧形表面201 与轴头Z之间形成均匀的油膜，更好支撑轴头Z。

进油腔101内的液压油会经过轴头Z与轴套1、弧形表面201之间的缝隙进入回油腔102内，而后经过出油孔402排出，形成通路。胸辊X沿轴线方向往复移动，会产生大量的热，可以利用液压油带走。

作为上述实施例的进一步改进，在一个实施方式中，所述回油腔102沿所述轴套1的周向呈环状布置。如此能够形成均匀的油膜，提供均匀的支撑力。所述回油腔102的两侧均设有多个所述进油腔101。

可以在回油腔102的两侧均设置4个进油腔101，各侧的进油腔101均沿轴套1的周向间隔均匀分布，如此设置，可以形成均匀的油膜，能够对轴头Z提供均匀的支撑力。

作为上述实施例的进一步改进，在一个实施方式中，各所述进油腔101内均设有所述配合件2。更好的与轴头Z紧密配合，形成的油膜能够有效、均匀支撑轴头Z。

作为上述实施例的进一步改进，在一个实施方式中，所述轴套1的外侧壁上设有一第一沟槽103，所述第一沟槽103与所述进油孔401连通；所述轴套1 上设有第一通孔105，所述第一通孔105与所述第一沟槽103连通，且与所述进油腔101连通。

轴套1上设有第一出口107，该第一出口107与所述回油腔102连通。

本实施例中，壳体包括内壳体3、外壳体4。外壳体4包括两个半环状，方便生产、装配。

内壳体3安装在轴套1上，与轴套1紧密配合。

内壳体3上设置第一进口301、第二出口302，该第一进口301与所述第一沟槽103连通。该第二出口302与第一出口107连通。

内壳体3的外侧壁上设有沿其周向分布的第一容纳槽303，该第一容纳槽 303与第二出口302连通。

内壳体3的外侧壁上还设有一定位柱304，该定位柱304位于第一容纳槽 303内，相应的，外壳体4的内侧壁上设有与定位柱304相配合的定位块401。在装配时，让定位柱304与定位块401连接，方便内壳体3、外壳体4定位。

外壳体4安装在内壳体3上，上述进油孔401、出油孔402位于所述外壳体 4上。可以让内壳体3的外侧壁、外壳体4的内侧壁均具有球面，让内壳体3与外壳体4之间形成球面配合。如此设置，可以让内壳体3、外壳体4之间安装简单、方便。不需要较多的定位调节即可让内壳体3、外壳体4安装配合。同时，在与胸辊X的轴头Z装配时，即使胸辊X的两端的两个轴头Z在径向上有一定误差，即胸辊X的轴线方向与水平面有一定角度的话，通过让内壳体3、外壳体 4形成球面配合也能够有效支撑轴头Z，不影响胸辊X沿轴线往复移动。

球面配合相比于圆柱等配合，可以360度自由调整，能更适应现场各种复杂的安装环境。

在现有技术中，比如，申请号：CN202111197727.X中，其仅设置一外壳体，让外壳体与轴套连接，外壳体与轴套之间是环状面配合。如果将该现有技术安装在胸辊上，就需要进行轴向定位、径向定位，安装复杂。同时在与轴头Z配合时，对胸辊X的安装要求高，要求胸辊X的轴线水平，不能与水平面形成角度。否则影响胸辊X沿轴线往复移动。而且，轴套与轴头配合间距很小，要求 0.03-0.05mm。如果使用环状面配合，在运行过程中，极易产生安装应力，破坏运行的稳定性。

外壳体4的内侧壁上形成沿其周向分布的第二容纳槽407，该第二容纳槽 407与第一容纳槽303配合形成储油室C。

静压轴承还包括一油管5，油管5位于储油室C，油管5的第一端与第一进口301连通。让定位柱304、定位块401、油管5布置于储油室C内，方便定位，方便布线，不需要设置在内壳体3、外壳体4的外侧，方便包装、方便运输。

外壳体4上设有第二进口403、第三出口404，第二进口403与进油孔401 连通，并与油管5的第二端连通。第三出口404与储油室C连通，并与出油孔 402连通。

外界的液压油经过进油孔401进入第二进口403，而后经过油管5进入第一进口301，而后进入第一沟槽103内，而后经过第一沟槽103、第一通孔105进入进油腔101内。

进油腔101内液压油经过轴头Z与轴套1之间的缝隙进入回油腔102，而后经过第一出口107、第二出口302进入储油室C，而后经过第三出口404、出油孔402排出。

作为上述实施例的进一步改进，在一个实施方式中，所述第一沟槽103包括：

一第一槽1031，为环状，沿所述轴套1的周向布置；多个第二槽1032，沿所述轴套1的周向间隔布置，所述第二槽1032的长度方向与所述轴套1的轴线平行，所述第二槽1032与所述第一槽1031连通，且与所述第一通孔105连通。

液压油经过经过第一槽1031进入第二槽1032，而后经过第一通孔105进入进油腔101内。

环状的第一槽1031及多个间隔设置的第二槽1032，方便液压油快速进入不同的进油腔101内，快速形成油膜，能够均匀支撑轴头Z。上述第一槽1031、第二槽1032也方便生产加工。

作为上述实施例的进一步改进，在一个实施方式中，所述轴套1的外侧壁上设有一第二沟槽104；所述轴套1上设有第二通孔106，所述第二通孔106与所述第二沟槽104连通，且与所述进油腔101连通。

在实际工作过程中，开始时，每个进油腔101的液压油的量可能不同，多余的液压油可以经过第二通孔106进入第二沟槽104内暂存，当轴套1与轴头Z 因产生的油膜压力不同，导致间隙不均匀，此时，第二沟槽104暂存的油可以实时调整补偿，以达到最终各个油腔的压力平衡。实现油量的有效调节控制。

如果某一进油腔101的液压油不足时，第二沟槽104内的液压油可以回流，也可以让其它进油腔101内的液压油经过轴头Z与轴套1之间的缝隙进行补充。如此，保证每个进油腔101内的油量基本统一，如此可以对轴头Z提供均匀的静压支撑力，让轴头Z运行良好。

作为上述实施例的进一步改进，在一个实施方式中，所述第二沟槽104沿所述轴套1的周向延伸。方便储存液压油，能尽量多的储存液压油，保证各油腔能够形成均匀的支撑力支撑轴套1。

本实施例中，通过设置8个配合件2，与轴头Z之间紧密配合，形成油膜有效支撑轴头Z。8个配合件2为受力平衡点。可以让第一通孔105、第二通孔106 均位于配合件2处，液压油经过第一通孔105进入。第一通孔105为出力点，设置在配合件2处，更好支撑轴头Z。第二通孔106位于配合件2处，更好进行油量调节，形成均匀的油膜，更好支撑轴头Z。

通过设置8个配合件2，8个配合件2分布在各个进油腔中，与轴头Z之间紧密配合，形成油膜有效支撑轴头Z，配合件2与轴头Z配合面积小，避免运行时产生过多热量，影响使用寿命。

参照图21，在实施例2中还公开了一种胸辊X摇振设备，包括：

一支架6；两个所述的静压轴承A、B，间隔设置在所述支架6上；一胸辊X，其两端的轴头Z分别与两个所述静压轴承A、B连接；一摇振装置7，与所述胸辊X传动连接，可以带动胸辊X沿轴向往复移动；一转动部8，用于带动所述胸辊X转动，转动部8可以为电机、皮带机构；一供油机构，与所述进油孔401、所述出油孔402连通。转动部8、摇振装置7、供油机构可以为现有技术，供油机构未示出；可以利用供油机构向进油孔401内提供液压油。出油孔402排出的液压油也可以进入供油机构内。

利用实施例1的静压轴承支撑胸辊X，静压轴承A、B使用寿命长。对胸辊 X的阻力小，工作寿命长。

安装在胸辊X工作侧的轴头Z上的静压轴承定义为第一静压轴承A，靠近所述摇振装置布置；另一侧的轴头Z上的静压轴承定义为第二静压轴承B。

可以在第一静压轴承A的两侧均设置一密封环9。在两个密封环9的两侧均设置一挡水环10。密封环9、挡水环10设置在轴头上。

密封环9可以与内壳体3连接；密封环9与内壳体3、轴套1之间围合形成第一腔室Q1。

密封环9上设有第四出口901，第四出口901与第一腔室Q1连通。

密封环9上设有两个与轴头Z相配合的环状的第一凸起902，能够有效密封，避免泄漏，也能够有效提高支撑强度。

挡水环10与外壳体4连接，避免水进入。挡水环10和密封环9之间设置一挡板11。挡板11与密封环9、内壳体3、外壳体4之间形成第二腔室Q2。第二腔室Q2与第四出口901连通。

外壳体4上设有第五出口405，第五出口405与第二腔室Q2、出油孔402 连通。

在工作过程中，液压油会沿轴向移动。液压油经过轴头Z与轴套1之间的缝隙进入第一腔室Q1，而后经过第四出口901进入第二腔室Q2，再经过第五出口405、出油孔402排出。

储油室C内的液压油也会经过内壳体3、外壳体4之间缝隙泄漏，液压油进入第二腔室Q2，而后经过第五出口405、出油孔402排出。

挡水环10上设有两个与轴头Z相配合的环状的第二凸起1001，能够有效密封，也能够有效提高支撑强度。

可以在挡水环10上设有缺口1002，缺口1002位于两个第二凸起1001之间。如果有液压油经过缺口1002排出的话，证明有泄漏，检修人员可以及时发现，方便及时更换部件。也可以经过缺口1002进行部件检修。

可以在第二静压轴承B靠近胸辊X本体的一侧设置一密封环9、挡板11、挡水环10即可。在另一侧设置一外罩12，置于轴头Z的外侧，与外壳体4连接。

可以在外罩12上设置一第一螺纹孔1201。

外壳体4上设有第六出口406，该第六出口406与所述外罩12连通。液压油横向移动，进入外罩12内，可以经过第六出口406排出。

通过设置一连接件、一密封塞，连接件可以为螺栓。轴头Z上设有与螺栓、第一螺纹孔1201相配合的第二螺纹孔。在运输过程中，让螺栓与第一螺纹孔 1201、第二螺纹孔连接，让胸辊X与外罩12固定，避免胸辊X轴向移动，避免沿轴向晃动，避免磨损。螺栓、密封塞图中未示出。外罩12、连接件形成固定部，用于将胸辊X固定。当然，本领域技术人员也可以设置其它的可拆卸的固定部，在运输时将胸辊X与静压轴承固定，在使用时取下即可。

在准备作业时，拆卸螺栓，将密封塞安装在第一螺纹孔1201上形成密封。如此避免泄漏。

在实施例3中还公开一种造纸机，包括所述的胸辊摇振设备。该造纸机的胸辊摇振设备使用寿命长，效果好。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种静压轴承，其特征在于，包括：

一轴套，其内侧壁上设有多个进油腔、回油腔，多个所述进油腔绕所述轴套的周向间隔分布；其中，至少一个所述进油腔内设有一配合件，所述配合件靠近所述轴套的轴线的一侧具有一弧形表面，所述弧形表面与所述轴套的轴线之间的间距为R1；所述轴套的内径为R2，0≤R2-R1≤0.02mm；

一壳体，设置在所述轴套上，其中，所述壳体上设有进油孔、出油孔，所述进油孔与所述进油腔连通；所述出油孔与所述回油腔连通。

2.根据权利要求1所述的静压轴承，其特征在于，所述回油腔沿所述轴套的周向呈环状布置。

3.根据权利要求2所述的静压轴承，其特征在于，所述回油腔的两侧均设有多个所述进油腔。

4.根据权利要求1所述的静压轴承，其特征在于，各所述进油腔内均设有所述配合件。

5.根据权利要求1所述的静压轴承，其特征在于，所述轴套的外侧壁上设有一第一沟槽，所述第一沟槽与所述进油孔连通；所述轴套上设有第一通孔，所述第一通孔与所述第一沟槽连通，且与所述进油腔连通。

6.根据权利要求5所述的静压轴承，其特征在于，所述轴套的外侧壁上设有一第二沟槽；所述轴套上设有第二通孔，所述第二通孔与所述第二沟槽连通，且与所述进油腔连通。

7.根据权利要求6所述的静压轴承，其特征在于，所述第一通孔、第二通孔均位于所述配合件处。

8.根据权利要求1所述的静压轴承，其特征在于，所述弧形表面的轴线与所述轴套的轴线同轴。

9.一种胸辊摇振设备，其特征在于，包括：

一支架；

两个如权利要求1-8任意一项所述的静压轴承，间隔设置在所述支架上；

一胸辊，其两端的轴头分别与两个所述静压轴承连接；

一摇振装置，与所述胸辊传动连接；

一转动部，用于带动所述胸辊转动；

一供油机构，与所述进油孔、所述出油孔连通。

10.一种造纸机，其特征在于，包括如权利要求9所述的胸辊摇振设备。

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