JP2000291644A - ロール装置 - Google Patents

ロール装置

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JP2000291644A
JP2000291644A JP9996999A JP9996999A JP2000291644A JP 2000291644 A JP2000291644 A JP 2000291644A JP 9996999 A JP9996999 A JP 9996999A JP 9996999 A JP9996999 A JP 9996999A JP 2000291644 A JP2000291644 A JP 2000291644A
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JP
Japan
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shoe
crowning
static pressure
oil film
pressure shoe
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Withdrawn
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JP9996999A
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English (en)
Inventor
Terubumi Tanimoto
光史 谷本
Kazukiyo Kono
和清 河野
Kiyoshi Nakano
清 中野
Kentaro Akega
健太郎 明賀
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コアシャフト上に取り付けられた静圧シュー
により、油膜を介して支持されて回転する中空ロールセ
ルを有するロール装置において、静圧シュー形状に工夫
を加え、静圧シュー端部における前記油膜厚さの減少を
防止する好適な静圧シューを備えたロール装置を提供す
ることを課題とする。 【解決手段】 軸端を固定されたコアシャフト上に取り
付けられて半径方向に移動可能の静圧シューと、同静圧
シューとの間に油膜を介して内面を支持されて回転する
中空ロールセルを有するロール装置において、前記静圧
シューの表面にクラウニングを形成し、端部における油
漏れ等により同端部が上方に曲げられても前記クラウニ
ングと相互に打ち消し合って、中空ロールセル内面との
間に均一な隙間を形成し、適正な油膜厚さの確保を図る
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コアシャフト上に
取り付けられた静圧シューにより、油膜を介して支持さ
れて回転する中空ロールセルを有するロール装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種ロール装置の概要につい
て、図4〜図10に基づいて説明する。図4にロール装
置の全貌を示し、図5と図6にコアシャフトの傾き角の
異なる場合のロール装置の軸方向断面図、図7に静圧シ
ュー上面図、図8に静圧シュー断面図、図9に静圧シュ
ーの端部におけるシール状況を、また図10に静圧シュ
ー端部の変形による油膜の状況を示す。
【0003】製紙機械に採用されるこの種ロール装置
は、同ロール装置とニップを形成する加圧ロール5や別
の加圧ロール51との間に紙やフェルトなどの帯状体を
所定の圧力で押し付けて通過させることにより、帯状体
の脱水や成形などを行うものである。
【0004】同ロール装置の概略の構造は次のとおりで
ある。中心構造となるコアシャフト1は、両端を図示省
略した外部構造に支持され、その左右両端部に配置した
軸受4により中空ロールセル3を回転支持する。
【0005】中空ロールセル3は、その外面と加圧ロー
ル5とで形成するニップで帯状体8を所定の圧力で押し
付けて脱水又は成形しながら帯状体8を搬送する。ロー
ル7は加圧ロール5の他に、別の加圧ロール51などが
配置されて、この別の加圧ロール51との間でもニップ
を形成して帯状体8の脱水や成形を行うように配列され
る場合もある。
【0006】中空ロールセル3の内面は、コアシャフト
1に取り付けられた静圧シュー2との間に生じる油膜圧
力を受けて、加圧ロール5の押し付け力に対抗する。コ
アシャフト1は断面がほぼI型の形状に構成され、その
取付け方向は図5に示すように端部に取り付けた静圧シ
ュー2が斜め上方位置となる配置、図6に示すように前
記静圧シュー2が真直ぐ上方位置となる配置、あるいは
図示していないが同静圧シュー2が下方に向く位置とな
る配置など、ロール装置に要求される機能や周辺の構
造、配置に応じて様々である。
【0007】静圧シュー2は、その下部に一体構造とし
たピストン22を有しており、同ピストン22は、コア
シャフト1の上部に形成したピストン溝23に潤滑油シ
ールのためのメタルシール27を介してはめ込まれ、中
空ロールセル3の半径方向に移動できる構造になってい
る。
【0008】静圧シュー2の上部表面はシュー潤滑面2
1を形成し、同シュー潤滑面21には潤滑油を溜めるた
めのシューポケット24が複数に分割して設けられ、ま
た静圧シュー2の内部には絞り25が設けられている。
【0009】ピストン溝23にはコアシャフト1の内部
に設置した給油管9より潤滑油が供給され、潤滑油は絞
り25を通ってシューポケット24に充満して、中空ロ
ールセル3の内面との間で油膜圧力が発生する。この油
膜圧力は中空ロールセル3が静止している場合には静圧
が作用し、中空ロールセル3が回転する場合はさらに動
圧も加わる。
【0010】このように構成された静圧シュー2におい
て、中空ロールセル3の回転時に加圧ロール5との間で
押し付け力が安定して発生するためには、シュー潤滑面
21と中空ロールセル3の内面の間に数10μmから数
100μmの油膜厚さを保持することが必要である。
【0011】静圧シュー2の油膜厚さはシューポケット
24、絞り25、シュー潤滑面21、中空ロールセル3
の内面の各部の幾何形状、ロール装置の回転数、押し付
け力などの運転条件、供給潤滑油の温度やシュー潤滑面
21の温度、加圧ロール5や別の加圧ロール51との位
置関係など様々の要因により影響を受けるので、これら
シューポケット24、絞り25、シュー潤滑面21、及
び中空ロールセル3の内面等の各部の幾何形状は、前記
必要となる運転条件を満足するように設計して決められ
る。
【0012】このような状況において、静圧シューの特
徴として幅方向各位置のシューポケット24の絞り25
に十分の油が供給されていれば、いずれも同じポケット
圧を発生して均一な油膜厚さが得られることになる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
ロール装置においては、図9に示すようにピストン形状
が角形をしているなどの場合では、角部のメタルシール
27のシール性の問題からこの部分の油漏れLが他の部
分より多くなる傾向にあるので、端部のみ十分な流量が
供給されない場合が発生するおそれがある。
【0014】このような場合においては、図10に示す
ように端部のシュー潤滑面21に十分な油膜圧力を発生
させることができず、この部分の絞りに供給される油量
が不足し、油膜の減少Mが顕著となる。
【0015】この結果、シューの曲がりNとして示すよ
うに、静圧シュー2の端部がy方向上方に曲げられた形
となって中央部に比べて油膜厚さが減少し、これが許容
範囲を越えると、静圧シュー2の油膜厚さを必要量だけ
確保できずに焼付きなどの事故に繋がる危険がある。
【0016】また、静圧シュー2の上下面に温度差がつ
いた場合、ピストン22側が高温となると上記と同様に
端部が上方へ変形するので、同様に焼付き事故に繋がる
可能性がある。
【0017】本発明はこの様な従来のロール装置におけ
る問題点を解消し、静圧シュー形状に工夫を加え、静圧
シュー端部における前記油膜厚さの減少を防止する好適
な静圧シューを備えたロール装置を提供することを課題
とするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決すべくなされたもので、軸端を固定されたコアシャ
フト上に取り付けられて半径方向に移動可能の静圧シュ
ーと、同静圧シューとの間に油膜を介して内面を支持さ
れて回転する中空ロールセルを有するロール装置におい
て、前記静圧シューの表面にクラウニングを形成したロ
ール装置を提供するものである。
【0019】すなわち本発明によれば、コアシャフト上
に取り付けられた静圧シューは、その表面にクラウニン
グを形成しているので、端部における油漏れ等により同
端部が上方に曲げられても前記クラウニングと相互に打
ち消し合って、中空ロールセル内面との間に均一な隙間
を形成し、適正な油膜厚さの確保を図るようにしたもの
である。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図1乃至
図3に基づいて説明する。なお、説明が冗長になるのを
避けるべく、前記した従来のものと同一部分については
図中同一の符号を付して示し、重複する説明は極力省略
する。
【0021】図1は本実施の形態における静圧シューに
クラウニングを設けたものを示し、図2は静圧シューに
圧力を作用させず無負荷状態の構成を、また、図3は静
圧シューに圧力を負荷させた場合の静圧シューの状態を
示している。
【0022】本実施の形態は、図1に示すように、静圧
シュー2の長手方向の両端部において、シュー潤滑面2
1はクラウニング量δ1 だけ削り取ったクラウニング形
状を採用している。
【0023】なお、このクラウニング形状は、静圧シュ
ーのy方向曲げパターンと合った形状とすることが望ま
しいが、クラウニングの効果が得られれば必ずしも厳密
な曲げ曲線形状を選定する必要はなく、円弧状やテーパ
ー状などの様に、クラウニング形状に近似するその他の
形状でも良い。
【0024】また、たわみ形状いかんにより、その形状
に合わせて長手方向全体に亘ってクラウニングを設ける
こともできるし、あるいは特に条件の厳しい端部にのみ
限定して設けることもできる。
【0025】このクラウニング量δ1 の大きさは、静圧
シュー2の圧力、静圧シュー2の曲げ剛性およびメタル
シール漏れ量等に依存して決定されるものであり、低曲
げ剛性の静圧シュー2で漏れが大きい場合ほど大きい量
が必要となる。
【0026】焼付き事故は静圧シュー2の油膜厚さが許
容値以下になったときに発生するものであるので、クラ
ウニング量δ1 は必ずしも厳密に静圧シュー2の曲げ量
と同一にする必要はなく、油膜減少量を許容範囲内に抑
えられる程度に合わせておけばよい。
【0027】ロール装置の運転条件の中で厳しいものを
狙って与えることもできるし、全運転範囲の平均とする
など適宜決定できる。
【0028】図2に示すように、長手方向の両端部にク
ラウニング量δ1 を有する静圧シュー2はそのピストン
22をメタルシール27を介してコアシャフト1のピス
トン溝23にはめ込まれる。
【0029】コアシャフト1は、ピストン溝23にはめ
込まれて一体化された静圧シュー2ごと中空ロールセル
3内に納められる。
【0030】また、図2は無負荷状態を示しており、前
記したように両端部をクラウニング形状としているため
に、同無負荷状態では静圧シュー2の表面と中空ロール
セル3の間の隙間は端部で広い状態となる。
【0031】前記した本実施の形態において、静圧シュ
ー2をコアシャフト1に組み込み、圧力を負荷した場合
の作用状況を図3により説明する。
【0032】クラウニング量δ1 を有する静圧シュー2
は、下部に一体物として設けたピストン22がコアシャ
フト1の上部に設けたピストン溝23に対して、潤滑油
シールのためのメタルシール27を介してはめ込まれて
上下移動でき、かつ同静圧シュー2の上部には潤滑面2
1、潤滑油を溜めるための複数のポケット24を設け、
下部にはピストン22の内部に絞り25を設けている。
【0033】この状態でピストン溝23内に油圧を負荷
すると、潤滑油は絞り25を通ってシューポケット24
に充満して、中空ロールセル3の内面との間で油膜圧力
が発生し、適正な油膜厚さを確保する。
【0034】しかしながら、ピストン22の形状が角型
をしているような場合では、角部のメタルシール27の
シール性の問題から、この部分の油漏れが他の部分より
多くなる傾向にあるので、端部のみ十分な潤滑油の流量
が供給さない場合が発生する可能性がある。
【0035】このような場合、この部分への油量のみが
不足して静圧シュー2の端部が上方(y方向)に曲げら
れた形となり、その他の部分に比べて油膜厚さが減少す
ることとなるが、本実施の形態における静圧シュー2に
はクラウニングが設けてあるため、そのような曲りを生
じることで静圧シュー2の曲げ剛性に対して丁度釣り合
った位置で中空ロールセル3の内面と均一な隙間を形成
することとなる。
【0036】かくして本実施の形態によれば、静圧シュ
ー2の端部のみ油膜厚さが減少して発生するような焼付
き事故などを防止することができる。
【0037】また、静圧シュー2の上下面に温度差がつ
いた場合では、ピストン22側が高温になると前記と同
様に端部側が上方へ変形をするが、この場合もクラウニ
ングの効果により油膜が減少するのを防止して、適正な
油膜厚さを維持することができる。
【0038】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
【0039】
【発明の効果】以上、本発明によれば、軸端を固定され
たコアシャフト上に取り付けられて半径方向に移動可能
の静圧シューと、同静圧シューとの間に油膜を介して内
面を支持されて回転する中空ロールセルを有するロール
装置において、前記静圧シューの表面にクラウニングを
形成して同ロール装置を構成したので、コアシャフト上
に取り付けられた静圧シューは、端部における油漏れ等
により同端部が上方に曲げられても前記クラウニングと
相互に打ち消し合って、中空ロールセル内面との間に均
一な隙間を形成し、適正な油膜厚さの確保を図り、焼付
き事故等の発生を防止し、安全性、信頼性を高めたロー
ル装置を得ることができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係るロール装置におい
て、クラウニングを設けた静圧シューの概要を示す説明
図である。
【図2】図1に示す静圧シューの無負荷状態の構成を示
す説明図である。
【図3】図1に示す静圧シューに圧力を負荷させた場合
の状態を示す説明図である。
【図4】従来のロール装置の全貌を示す説明図である。
【図5】図5のロール装置におけるコアシャフトの組込
み状態の一例を示す説明図である。
【図6】図5のロール装置におけるコアシャフトの組込
み状態の他の例を示す説明図である。
【図7】図5のロール装置における静圧シューを上面か
ら見た状態を示す説明図である。
【図8】図5のロール装置における静圧シューの断面を
示す説明図である。
【図9】図5のロール装置における静圧シューの端部に
おけるシール状況を示す説明図である。
【図10】図5のロール装置における静圧シューの端部
の変形による油膜の状況を示す説明図である。
【符号の説明】
1 コアシャフト 2 静圧シュー 3 中空ロールセル 4 軸受 5 加圧ロール 8 帯状体 9 給油管 10 排油管 21 シュー潤滑面 22 ピストン 23 ピストン溝 24 シューポケット 25 絞り 26 シュー潤滑面出側 27 メタルシール 28 シュー潤滑面入り側 51 加圧ロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 清 広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工業 株式会社三原製作所内 (72)発明者 明賀 健太郎 広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工業 株式会社三原製作所内 Fターム(参考) 3J103 AA02 AA24 CA51 DA02 FA02 FA26 GA02 GA13 GA32 4L055 CE72 CF41 CG12

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸端を固定されたコアシャフト上に取り
    付けられて半径方向に移動可能の静圧シューと、同静圧
    シューとの間に油膜を介して内面を支持されて回転する
    中空ロールセルを有するロール装置において、前記静圧
    シューの表面にクラウニングを形成したことを特徴とす
    るロール装置。
JP9996999A 1999-04-07 1999-04-07 ロール装置 Withdrawn JP2000291644A (ja)

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JP9996999A JP2000291644A (ja) 1999-04-07 1999-04-07 ロール装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103624561A (zh) * 2013-12-02 2014-03-12 哈尔滨理工大学 一种浅油腔静压中心架垫式托瓦
CN104583489A (zh) * 2012-08-15 2015-04-29 福伊特专利有限公司 用于制造和/或加工纸张幅、纸板幅或棉纸幅的密封装置、吸辊和方法
CN104583487A (zh) * 2012-08-15 2015-04-29 福伊特专利有限公司 密封条

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104583489A (zh) * 2012-08-15 2015-04-29 福伊特专利有限公司 用于制造和/或加工纸张幅、纸板幅或棉纸幅的密封装置、吸辊和方法
CN104583487A (zh) * 2012-08-15 2015-04-29 福伊特专利有限公司 密封条
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Effective date: 20060704