JP3810578B2

JP3810578B2 - Thermal insulation shaft for static pressure shoe

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Publication number: JP3810578B2
Application number: JP09883499A
Authority: JP
Inventors: 光史谷本; 和清河野; 清中野; 健太郎明賀; 英人安部; 照男佐藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2019-04-06
Also published as: JP2000291642A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロールと相手ロールとの間に、紙やフェルトなどの薄帯を挟み込み、所定の圧力で押し付けて薄帯を通過させることにより、薄帯の脱水や成形を行うようにしたロールの外周を形成するセルに、所定の押圧力を発生させる静圧シューを支持するためのシャフトに係り、特にシャフトの熱変形を低減して静圧シューの移動を防止し、ロールと相手ロールとの間に安定した押し付け力を発生させ、薄帯の脱水や成形を安定して行うことができるようにした静圧シュー用断熱シャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の押し付け用のロールの構造を示す縦断面図、図７および図８は、ロールの外周を形成するセルおよびセルに所定の圧力を発生させる静圧シューを支持するために設けられるシャフトの傾き角を変えて設けた場合を示すロールの横断面図、図９はシャフトに熱変形が生じてない場合の静圧シューの設置部の詳細を示す図で、図９（ａ）は横断面図である図９（ｂ）に示す矢視Ｚ方向から見た静圧シュー上面図、図１０はシャフトに熱変形が生じ静圧シューが移動した場合の静圧シューの設置部の詳細を示す図で、図１０（ａ）は静圧シューの移動状態を示す横断面図である図１０（ｂ）に示す矢視Ｚ方向から見た静圧シュー上面図である。
【０００３】
図６〜図８に示すように、抄紙機のプレス部等に使用されるロールは、相手ロール５や別の相手ロール５１との間に、紙やフェルトなどの薄い帯状の薄帯８を挟み込み、ロール７と相手ロール５１との間に発生させた所定の圧力で薄帯８を両面から押し付けて通過させることにより、薄帯８の脱水や成形などを行うようにしている。
【０００４】
このロール７は、大きな分け方をするとセル３とシャフト１とからなる。
このうち、シャフト１は、図６に示すように、両端部に円柱状のフランジ部が形成されると共に両フランジの間は、図７、図８で示すように、横断面形状が略矩形状にされ、また、フランジ部中心から外方へ突出させた軸部の最外端部を外部構造に支持させて設置するようにしている。
【０００５】
また、セル３は、シャフト１の両端に設けられた軸部外周に設けた軸受４により、シャフト１のまわりを回動自在にして設けられ、一部の軸部を含む両軸部の間のシャフト１全体を被包するようにした円筒形状に形成されている。
また、このセル３は所定の大きさ剛性を有する可撓性の素材で形成するようにしているが、シャフト１の外周を回転して相手ロール５と接触する部分の内周面は、シャフト１の上端に設けられ、シャフト１内に注入される潤滑油によってシャフト１の軸方向中心線０１に沿って移動させられ、セル３の内周面と摺動させるようにした静圧シュー２の外周面であるシュー潤滑面２１で押圧されて、相手ロール５とセル３との間に所定の押圧力を発生させるようにしている。
【０００６】
なお、本明細書においては、矩形横断面形状にされたシャフト１で、この静圧シュー２を設けるようにした面を上端面と呼称することとする。
【０００７】
ロール７はこのように形成されているので、セル３の外周面と相手ロール５外周面との間に薄帯８が挿入され、セル３と相手ロール５との加圧力により薄帯８を所定の圧力で押し付けて回転しながら薄帯８を搬送すると共に、薄帯８に含まれる水分の脱水、若しくは薄帯８表面が光沢のある滑らかな面になるように成形するようにしている。
【０００８】
このように、シャフト１とシャフト１の外周を回動し、内周面から静圧シュー２の押圧力、正確には、内周面と静圧シュー２の外周面であるシュー潤滑面２１との間に形成される油膜圧力で押圧力が制御されるようにされたセル３からなるロール７は、上述した相手ロール５の他に、相手ロール５と同様に薄帯８の脱水、成形を行うようにした別の相手ロール５１などもセル３と接触するように配置されて、これらのロール５１からも押付け力を受け、ロール間を通過させるようにした薄帯８の脱水、成形等を行う場合もある。
但し、別の相手ロール５１の外周面と接触する位置のセル３の内周面には、前述した静圧シュー２等による押圧力制御が行うようにはされていない。
【０００９】
セル３の内周面は、前述したように、シャフト１の上端面に取り付けられた静圧シュー２の外周面であるシュー潤滑面２１上に形成される油膜圧力により、相手ロール５の押し付け力に対抗する制御された押し付け力を発生させる。
なお、シャフト１の取付け方向は、すなわち、略矩形状に形成されたシャフト１の軸方向中心線０１は、図７、図８に示すように、静圧シュー２を設けるようにした上端面は、斜め上部位置、上部位置、あるいは図示していない下部位置などでセル３内周面を押圧できるように、相手ロール５の配置に対応して、ロール７に要求される機能や周辺構造配置に応じて配置できるようにしている。
すなわち、シャフト１の上端面がセル３の最下端内周面を押圧するようにシャフト１の取付けを行うこともある。
【００１０】
次に、静圧シュー２は、下部のシューピストン２２がシャフト１のフランジ部の間の上端面にわたって穿設されたシャフトピストン溝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て、上下、すなわちシャフト１の長手方向の中心線である軸方向中心線０１に沿って移動できるようにしている。
また、静圧シュー２上部には、セル３の内周面と摺動させるように、外周面がセル３の内周面と略同形状の円弧面にされた前述したシュー潤滑面２１、潤滑油を溜めるためのシューポケット２４、下部には前述したシューピストン２２が設けられるとともに、このシューピストン２２にはその内部に絞り２５が穿設されており、外部からシャフト１内に穿設された給油管９を介して、シャフトピストン溝２３に供給された潤滑油を、この絞り２５を介してシューポケット２４に供給するようにしている。
【００１１】
シュー潤滑面２１、シューピストン２２は、シャフト１の軸方向中心線０１に対して対称に配置され、相手ロール５との接触面の方向である外側に向けて配置された、シャフト１の軸方向中心線０１方向に沿って静圧シュー２を上下動させて、シュー潤滑面２１と円筒状のセル３の内周面との間に均等厚の油膜を形成し、この油膜を介して接触、摺動するようにしている。
また、絞り２５を通ってシューポケット２４に充満した潤滑油は、このシュー潤滑面２１とセル３の内周面との間に形成される油膜の油膜圧力を発生させる。
すなわち、セル３が静止している場合にはシュー潤滑面２１とセル３内周面との間には油膜静圧が作用し、セル３が回転している場合は油膜静圧に加えて、さらに回転で発生する油膜動圧が加わることになる。
【００１２】
なお、シュー潤滑面２１に供給され油膜を形成した潤滑油は、図９（ｂ）に示すシュー潤滑面出側２６よりセル３の内部、すなわち、円筒形のセル３の内周面とシャフト１との間に形成される空間に吐き出され、セル３の下部に一旦溜まった後、シャフト１に穿設された排油管１０によりロール７の外部に排出され、さらに、図示していない外部に設けられた給油装置により温度制御されて、再び給油管９を介してロール７に給油される。
【００１３】
従来の静圧シュー２を設けるようにしたロール７は、上述のように構成されており、セル３回転時に相手ロール５との間で押し付け力を安定して発生させるためには、シュー潤滑面２１とセル３の内周面との間に、数十μｍの油膜厚さを保持させることが必要である。
【００１４】
このシュー潤滑面２１に形成される油膜厚さは、シューポケット２４、絞り２５、シュー潤滑面２１およびセル内周面の各部の幾何形状、ロール７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、相手ロール５や別の相手ロール５１との位置関係など様々の要因の影響を受ける。
【００１５】
上述したそれぞれの要因の影響は次の通りである。
まず、運転条件による影響は、低速で低荷重、高速で低荷重、高速で高荷重など様々であるが、一般的には、高速となるほど回転による動的効果により油膜厚さが大きくなり、また、高荷重であるほど油膜厚さは小さくなり、さらに、低速では、油膜静圧に付加される動圧効果により形成される油膜厚さが小さく、略純静圧シュー２として挙動を示す。
【００１６】
また、シューポケット２４、絞り２５、シュー潤滑面２１およびセル３内周面の各部の幾何形状が運転条件において必要となる油膜厚さを満足するように形成されるように設計して決めておけば、特に、その影響を考慮する必要はない。
【００１７】
供給潤滑油の温度の影響は、一般的にはその温度が高いほど油粘度が小さくなるため、シュー潤滑面２１に形成される油膜厚さが小さくなり、温度が低いと逆に油粘度が大きくなり、油膜厚さは増大傾向になる。
このように供給潤滑油の温度は、シュー潤滑面２１に形成される油膜厚さに大きな影響を与えるため、排油管１０から外部に排油された潤滑油は、所定の温度範囲に温度管理されて再度供給することにより、温度による影響を排除して好適な油膜厚さを保持するようにしている。
【００１８】
次に、相手ロール５や別の相手ロール５１との位置関係による影響、すなわち、シュー潤滑面２１とセル３内周面との相対位置関係、特に、セル３回転方向のシュー潤滑面２１とセル３内周面との位置関係が油膜厚さに大きく影響する。
また、セル３は押し付け力などの作用により、ある程度変形して位置が変動することがあるが、この変形による位置移動の影響よりも、静圧シュー２がセル３に対して相対的に移動することにより生じる影響が問題となることが多い。
【００１９】
例えば、図９に示すように、静圧シュー２がセル３に対して正常に配置されてあるものが、図１０に示すように、シャフト１がセル３に対して、たわみ変形したときには、静圧シュー２の軸方向端部、すなわち軸部に近いシャフト１の軸方向端部の上端面に設置される静圧シュー２ではたわみ変形が小さいため、静圧シュー２とセル３との相対位置は大きく変化しないのに対して、軸方向中央部においては、静圧シュー２がセル３に対して回転方向Ｒにずれた位置に移動する、大きなたわみ変形を起すために、軸方向中央部におけるシュー潤滑面出側２６の油膜厚さは、特に非常に小さくなる。
【００２０】
すなわち、静圧シュー２の軸方向中心線０１が、シャフト１の変形により軸方向中央部においては、移動前のシュー中心位置から回転方向Ｒに移動して、移動後のシュー中心位置である軸方向中心線０２にまでずれることになる。
この軸方向中心線０１、０２の間隔である、ずれ量が許容範囲内であれば、シュー潤滑面２１上の油膜圧力の変化、すなわち、油膜が薄くなることによって油膜圧力が上昇することにより、静圧シュー２にはねじり力が作用して、この静圧シュー２のねじり力によりシュー潤滑面出側２６の油膜厚さを確保することは可能である。
【００２１】
しかしながら、このずれ量が許容範囲を超えると、シュー潤滑面出側２６において必要となる油膜厚さは確保できず、静圧シュー２のシュー潤滑面２１はセル３内周面と直接接触し、静圧シュー２の焼き付きに繋がることがある。
このような問題は、静圧シュー２が軸方向に短い場合は、静圧シュー２全体が回転することにより、油膜厚さを確保することは可能である。
【００２２】
また、このような静圧シュー２のセル３に対する位置のずれは、次のような場合にも起こる。
すなわち、図７に示すように、シャフト１の上端面に取り付けられるシュー２の方向が、鉛直方向に対して傾斜して設けるようにした場合は、シャフト１の自重により、シャフト１が図示の右下方向Ｘに移動し、位置のずれが生じることがある。
また、シャフト１の一方の側面であるシャフト出側面６Ａとシャフト入側面６Ｂの温度が異なる場合、この温度差によるバイメタル効果、いわゆる板の表裏に温度差がある場合に生じる板が反る効果により、シャフト１は軸方向に反り位置のずれを引き起すことがある。
【００２３】
例えば、シャフト出側面６Ａの方がシャフト入側面６Ｂに比べて温度が高い時、通常、図７、図８に示すような回転方向Ｒの場合は、このような現象が生じるが、シャフト１の軸方向中央部では、前述した図１０（ｂ）と同様にシャフト自重方向Ｘと同方向に反るために、静圧シュー２も図１０（ａ）に示すように移動して、油膜厚さはシュー潤滑面出側２６の方がシュー潤滑面入側２８に比べて小さくなる。
このようなシャフト１の変形を引き起す温度差は、シャフト１温度とセル３内部の潤滑油温度との差や、セル３内部に滞留する潤滑油の複雑な運動状態により変化する。
しかも、これらの状態は、セル３の回転速度や静圧シュー２の押し付け力、あるいは機械の運転時間、停止時間などにより影響を受けるため、この温度差の状況を事前に予測することは非常に難しい。
【００２４】
さらに、シュー２のセル３に対する位置のずれは、図７、図８に示すように別の相手ロール５１による押し付け力が、軸受４を介してシャフト１の横方向に作用することにより、シャフト１がたわみ、シャフト１の上端面にはめ込まれた静圧シュー２が、セル３に対して相対的に移動することによっても起ることがある。
また、セル３回転時にシュー潤滑面２１には潤滑油の粘度により、回転方向Ｒにはせん断力が作用しこのせん断力により、シャフト１はその方向に変形を起こして、シュー２がセル３に対して相対的に移動することもある。
【００２５】
以上説明したように、従来の静圧シューを設けるようにしたロール７では、シュー潤滑面２１とセル３内周面の相対位置関係は、図面どおりに製作された位置関係から、種々の原因によりずれる可能性があり、このずれ量が大きくなると、シュー潤滑面２１上に形成される油膜厚さは所定の値から減少し、これが許容範囲を超えると静圧シューの油膜厚さを必要量だけ確保できずに、焼き付きなどの事故に繋がる危険がある。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来のロールに使用される静圧シューのセルに対する相対位置移動により生じる油膜厚さの減少により生じる不具合を解消するため、セルの内周面との間に油膜を形成して、セルを内部から押圧して別のロールの外周面とセルの外周面との間に押圧力を発生させるようにした、静圧シューを上端面に設けるようにしたシャフトの温度差により発生する変形を防止して、この変形による静圧シューの移動を抑制して、静圧シューが設計上定められた、別のロールと当接する位置を移動しているセル内周側に常に配置され、静圧シューのシュー潤滑面と当接位置のセル内周面との間に、必要量の油膜厚さを形成できるようにし、焼付き事故等を防止できる静圧シュー用断熱シャフトを提供することを課題とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
このため、第１番目の本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、次の手段とした。
【００２８】
（１）両端から外側に向け突出させた軸部の端部が外部で支持され、中央部が静圧シューを設ける上端面、前記上端面と反対側に設けられる下端面、シャフト出側面およびシャフト入側面からなる側面を有する矩形横断面形状のシャフトと、前記軸部に軸受を介して回動自在にされ、前記シャフトの外周を間隙を設けて被包して回動するとともに、対向して配設された相手ロールとの間に薄帯を挟み込み、脱水若しくは成形を行う円筒状のセルとを具え、前記静圧シューのシュー潤滑面に潤滑油が供給されている抄紙機用のロールにおける、前記静圧シューと前記相手ロールに当接する位置を移動する前記セル内周面との間に生じる位置ずれを防止するための静圧シュー用断熱シャフトにおいて、前記シャフト出側面およびシャフト入側面のうちの少なくとも一方を被覆する被覆材を設け、前記シャフトと前記セル内の潤滑油との接触を抑えた。
【００２９】
（ａ）これにより、セル内に生じる温度環境によりシャフトの矩形横断面形状部の、特に、シャフト出側面およびシャフト入側面との間に生じる温度分布変位が被覆材の設置により緩和され、矩形横断面形状部に生じる変形を小さくすることができる。
この矩形横断面形状部に生じる変形が小さくなることにより、シャフト上端面に設けられ、外部から供給される潤滑油により、軸方向中心線に沿って径方向に押し出される静圧シューと、対向して配設された相手ロールと当接する位置を移動しているセル内周面との間に生じる相対的な位置ずれを防止することができ、この部分のシャフト上端面とセル内周面との間に形成される油膜厚さを均等にすることができ、シャフト上端面とセル内周面とが直接接触することにより発生する焼付事故を未然に防止することが出来る。
【００３０】
また、第２番目の本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、上述（１）の手段に加え、次の手段とした。
【００３１】
（２）前記被覆材が、両端部が前記上端面の両端部にそれぞれ連結され、前記シャフト出側面、前記下端面および前記シャフト入側面を順次連続して被覆し、前記セル内の温度環境による前記矩形横断面形状部の温度分布変位を防止する１枚のカバーとした。
【００３２】
（ｂ）これにより、上述（ａ）に加え、シャフトの矩形横断面形状部のセル内の温度環境からの隔離が、より確実なものにすることができ、矩形横断面形状部に生じる温度分布変位は、より小さなものにすることができ、シャフト上端面とセル内周面との直接接触により発生する焼付きによる事故を、より確実に防止することが出来る。
【００３３】
また、第３番目の本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、上述（１）の手段に加え、次の手段とした。
【００３４】
（３）前記被覆材が、前記セル内の温度環境により大きな温度分布変位が発生して変形が大きくなる前記矩形横断面形状部を部分的に被覆し、前記セル内の温度環境により生じる温度分布変位を防止する複数枚のカバーとした。
【００３５】
（ｃ）これにより、上述（ａ）に加え、矩形横断面形状部に小さな変位は生じるものの、特に、温度変形が大きくなる軸方向中央部における矩形横断面形状部の温度変形は小さくすることができ、焼付き事故が多く発生する軸方向中央部の温度分布変位を小さくすることができる。
また、カバーを部分的に設けることにより、カバーの量を少なくすることができ、これによりコスト低減が計れるとともに、カバーの取りつけが容易になり、ローラの取りつけ工数を低減することもできる。
【００３６】
また、第４番目の本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、上述（１）の手段に加え、次の手段とした。
【００３７】
（４）前記被覆材が、前記シャフト出側面およびシャフト入側面に貼着されて前記シャフトの側面を被覆し、前記セル内の温度環境により前記矩形横断面形状部に生じる温度分布変位を防止する断熱材とした。
【００３８】
（ｄ）これにより、上述（ａ）に加え、シャフトと温度変位の発生を抑制する断熱材とを一体化したものにすることができ、シャフトに断熱材を貼着する前処理により、セル内の温度環境からのシャフトの隔離が可能になり、シャフトの温度変形を防止できるとともに、断熱材と一体化したシャフトを組込むだけで、シャフトの断熱ができるので、ローラの製作工数を低減できる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の一形態を図面にもとづき説明する。なお、図において図７〜図１０に示した部材と同一部材若しくは類似の部材には同一符号を付して説明は極力省略する。
【００４０】
図１は本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第１形態を示す横断面図で、図７で示したものと同様に、両端部にシャフト１の軸方向に所定長さの円柱状のフランジ部が形成されると共に、断面形状が略矩形状にされた軸方向中央部が両フランジの間に架け渡され、また、フランジ部中心から外方へ軸部を突出させて、この軸部の最外端部を外部構造に支持させて設置するようにしている。
シャフト１の外周には、シャフト１の軸部に設けた軸受４によりシャフト１のまわりを回動させるようにしたセル３が設けられ、このセル３により両軸部の間のシャフト１全体を被包するようにしている。
【００４１】
また、所定の大きさ剛性を有する可撓性素材で形成されて、シャフト１の回りを回転して、対向して配設された相手ロール５外周面と接触する部分のセル３の内周面には、横断面形状が矩形にされたシャフト１の上端面に設けられ、シャフト１内に注入された潤滑油によって、シャフト１の軸方向中心線０１に沿って径方向に移動させられ、内周面との間に油膜を形成するシュー潤滑面２１がセル３の内周面と対向に設けられた静圧シュー２で押圧されて、相手ロール５とセル３との間に押圧力を発生させて、相手ロール５との間に挿入された薄帯８を、所定の押圧力で押し付けて回転しながら薄帯８を搬送するロール７を構成するようにしている。
【００４２】
図１に示すように、前述した静圧シュー２を設けるようにしたシャフト１の上端面を除く、シャフト１の全外周にはシャフト１内に生じる温度分布変化を最小限に抑えるため、両端部がシャフト１の上端面両端部に固着された、１枚で形成されたカバー２９が取り付けられている。
カバー２９には、シュー潤滑面出側２６からセル３内に流出する潤滑油が接触すると共に、セル３の回動により、つれ回りする潤滑油の弱い流体力が作用するだけで、大きな力が作用するわけではないので、材質は耐油性、防錆性など種々の条件を考慮した上で、金属、非金属を問わず選択した素材で作成することができる。
【００４３】
しかし、シャフト１内に生じる温度分布変化を小さくするための断熱効果のみから考慮すれば、金属性の素材のものよりも熱伝導率の低い材質、例えば、プラスチック系などの素材からなるカバー２９を採用することが効果面からは好ましい。
【００４４】
このように、シャフト１のシャフト入側面６Ｂ、シャフト出側面６Ａおよび上端面と反対側の面である下端面を、１枚からなるカバー２９で被覆するようにしているために、シャフト出側面６Ａおよびシャフト入側面６Ｂ部との間に温度差を生じて、バイメタル効果により、シャフト１が図１０に示すよう軸方向に反り、結果として、図１０（ｂ）に示すように、シュー潤滑油２１上のシュー潤滑面出側２６の油膜厚さあるいはシュー潤滑油入側２８の油膜厚さに、局部的に増減が生じる可能性がなくなる。
【００４５】
すなわち、本実施の形態のシャフト１の外周は、静圧シュー２を設け、しかも、静圧シュー２を軸方向中心線０１に沿って、上下動させるために設置することのできない上端面を除き、全外周がカバー２９で被覆されるため、滞留する部位によって温度の高低が生じるセル３内部潤滑油が、直接シャフト１に接触することがなく、シャフト出側面６Ａの潤滑油の温度と、シャフト入側面６Ｂの潤滑油の温度とに相当の温度差が生じるセル３内の温度雰囲気においても、このカバー２９によりシャフト１内に生じる温度分布の差が抑制されることにより、シャフト１に発生するシャフト１の反り等の変形の発生を抑えることができる。
【００４６】
特に、静圧シュー２の軸方向中心線０１が、シャフト１に発生する反りにより回転方向Ｒへの移動するのを抑止して、適性な厚さの油膜をシュー潤滑面２１上のセル３内周面との間に形成することができる。
これにより、静圧シュー２のシュー潤滑面２１とセル３内周面との焼き付きを確実に防止することができ、事故に繋がるような危険性を回避することができる。
【００４７】
次に、図２は本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第２形態を示す図で、図２（ａ）は横断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＡ部のカバー２９Ｂ取付部の詳細図である。
【００４８】
図１に示す実施の第１形態のように、シャフト１の上端面を除くシャフト１の外周全体をカバーするようにカバー２９を取り付けるのが最も望ましいことは上述したが、本実施の形態においては、図２（ａ）に示すように、内部の状況やコストの点から断熱効果を著しく損なわない範囲で、シャフト１内に発生する温度分布変位が最も大きくなる主要部分である、シャフト出側面６Ａ、シャフト入側面６Ｂ部分のみを覆うように、２枚からなるカバー２９Ａおよび２９Ｂを取り付けるようにした。
また、シャフト出側面６Ａ又はシャフト入側面６Ｂの温度が、極端に変化しない等状況が許せば、カバー２９Ａあるいはカバー２９Ｂの片方のみを付けることも考えられる。
【００４９】
すなわち、カバー２９Ａおよび２９Ｂの如く、シャフト１の上端面を除く全体外周面をカバーするように設けなくても、シャフト１と潤滑油との接触はかなり抑えることができ、しかも、潤滑油との接触がシャフト１内の温度分布変位、すなわち、シャフト１の温度変形に寄与しない下端面で生じることとなるので、シュー潤滑面２１上には適性な厚みの油膜を確保することができる。
【００５０】
さらに、本実施の形態では図２（ｂ）に示すように、カバー２９Ａ又はカバー２９Ｂの上端部をシャフト１の上端面に取り付ける、この近傍は図に示すようにできるだけ多くの部分を断熱できるように形状を工夫することが好ましい。
このため本実施の形態においては、カバー２９Ａおよびカバー２９Ｂのシャフト１上端面両端部への接続部に断熱材３０を挟み込み、断熱効果を上げるようにした。
【００５１】
次に、図３は本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第３形態を示す図で、本実施の形態においては、図１又は図２に示すカバー２９、又は２９Ａ、２９Ｂをシャフト１の軸部の一部を含む軸部内側の全長にわたって設けるようにした。
すなわち、シャフト１の両端部には円柱状のフランジ部が設けられ、このフランジ部から外方に軸部を突出させて、この軸部の端部を外部構造に支持するとともに、この支持部と軸部を突出させたフランジ部との間に軸受４を設けて、この軸受４によりセル３をシャフト１まわりに回動させるようにしているが、本実施の形態では、両端の軸受４の間のシャフト１全体をカバー２９又は２９Ａ、２９Ｂで覆うようにした。
【００５２】
これにより、シャフト１の全長にわたって、セル３内部の潤滑油や雰囲気からシャフト１を隔離することができ、シャフト１内の温度変位の発生を抑制することができ、温度差による軸方向の反りを抑制することができる。
【００５３】
次に、図４は本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第４形態を示す図で、図４（ａ）は静圧シュー２を設ける部分、すなわち、矩形横断面形状にされているシャフト１の中央部のみ全長にわたってカバー２９を設けるようにしたもので、図４（ｂ）はシャフト１の温度分布変位が局所的に大きくなり、シャフト１の温度変形が生じ易い矩形横断面形状にされている、シャフト１の中央部をさらに数分割して、特定の部分、特に、軸方向の反りが生じ易い部分のみにカバー２９を設けるようにしたものである。
【００５４】
カバー２９の設置は、シャフト１の軸方向に関しても、図３に示す実施の第３形態に示すようにシャフト１全体をカバーするように設置することが望ましいが、状況に応じて、図４に示す実施の第４形態のように、断熱効果を著しく損なわない範囲で、図４（ａ）で示すように両端を除いて設置する、あるいは、図４（ｂ）に示すように中央部を数分割して設置するなど適宜可能である。
【００５５】
次に、図５は本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第５形態を示す断面図である。
本実施の形態の静圧シュー用断熱シャフトは、図に示すように、シャフト１表面に断熱材３１を貼着して設置するようにした。
【００５６】
この断熱材３１は図１と同様に、静圧シュー２を設けるようにしたシャフト１の上端面を除く全面を覆うようにすることが望ましいが、種々の制約条件に応じてシャフト１の断熱効果を著しく損なわない範囲で、断熱材３１の設置場所を限定して主要部分、例えば、シャフト出側面６Ａ、シャフト入側面６Ｂのみに限定して設置することもでき、また、シャフト１の軸方向でも図３に示すようにシャフト１の全長を覆うことが望ましいが、図４に示すように種々の条件の下では、両端を除いた中央部のみ、あるいは、その部分をさらに分割するなどして、断熱効果を著しく損なわない範囲で適宜設けることが可能である。
【００５７】
図１に示す実施の第１形態の場合と同様に、シャフト１の側面および下端面に断熱効果に秀れるプラスチック素材等からなる断熱材３１を塗布等により貼着して設けるようにしたことにより、シャフト１に対して温度差を持っているセル３内部の潤滑油あるいは雰囲気の温度の影響を、シャフト１が受ける割合を大きく抑えることができるので、シャフト１の温度差を抑制することにより、シャフト１に生じることのある反りを抑えることができ、相手ロール５との間に押圧力を発生させる位置のセル３内周面とシュー潤滑面２１との間には、適性な油膜厚さを形成し確保することができる。
【００５８】
本断熱材３１は、シャフト１の製作時に断熱材を予め貼着しておくことにより、ロール７の組立時にはカバー２９等の設置が不要となるため、組立作業効率の向上が期待できる。
また、本実施の形態は、前述した実施の第１形態で示したカバー２９若しくは実施の第２形態で示したカバー２９Ａ、２９Ｂと併用して設けることによりシャフト１の熱変形を抑制することができ、さらに効果をアップさせることもできる。
【００５９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、セル内に生じる温度環境によるシャフト中央部に形成される矩形横断面形状部材内の温度変位を軽減してシャフトの温度変形を抑制し、静圧シューのシャフト上端面と相手ロールに当接する部分を移動するセル内周面との位置ずれを防止するために、シャフト出側面およびシャフト入側面のうちの少なくとも一方をセル内に生じる温度環境から隔離する被覆材を設けるものとした。
【００６０】
これにより、セル内に生じる温度環境によりシャフトの矩形横断面形状部のシャフト出側面およびシャフト入側面に生じる温度変位が被覆材の設置により緩和され、矩形横断面形状部に生じる変位を小さくすることができ、この矩形横断面形状部内の温度変位が小さくなることにり、シャフト上端面に設けられ、外部から供給される潤滑油により径方向に押し出される静圧シューと相手ロールに当接する位置を移動するセル内周面との間に生じる相対的な位置ずれを防止することができ、シャフト上端面とセル内周面との間に形成される油膜厚さを均等にすることができ、シャフト上端面とセル内周面と直接接触することにより発生する焼付きによる事故を未然に防止することが出来る。
【００６１】
また、本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、被覆材が、その両端部が上端面の端部にそれぞれ連結され、シャフト出側面、上端面と反対側の下端面およびシャフト入側面からなる側面を順次被覆して、シャフトの矩形横断面形状部の上端面を除くシャフト全周をセル内の温度環境から隔離する１枚のカバーからなるものとした。
【００６２】
これにより、シャフトの矩形横断面形状部のセル内の温度環境からの隔離をより確実なものにすることができ、矩形横断面形状部に生じる変位は、より小さなものにすることができて、シャフト上端面とセル内周面との直接接触により発生することのある焼付きによる事故をより確実に防止することが出来る。
【００６３】
また、本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、被覆材が、セル内の温度環境による温度変形が大きくなる矩形横断面形状部を部分的に被覆材で被覆して、セル内の温度環境により特に温度変形が大きくなる矩形横断面形状部分に発生する温度変位を小さくする複数枚のカバーからなるものとした。
【００６４】
これにより、矩形横断面形状部に小さな変位は生じるものの、カバーの量を少なくすることができ、コスト低減が計れるとともに、カバーの取りつけが容易になり取りつけ工数を低減できる。
【００６５】
また、本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、被覆材が、シャフト出側面およびシャフト入側面に貼着されてシャフトを被覆してセル内の温度環境から隔離する断熱材からなるものとした。
【００６６】
これにより、シャフトと断熱材とを一体化したものにすることができ、シャフトの前処理により、セル内の温度環境からのシャフトの隔離が可能になり、ローラの製作工数を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第１形態を示す横断面図、
【図２】本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第２形態を示す図で、図２（ａ）は横断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＡ部の詳細図、
【図３】本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第３形態を示す縦断面図、
【図４】本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第４形態を示す図で、図４（ａ）は静圧シュー２を設ける矩形横断面形状にされているシャフトのみを全長にわたってカバーを設けるようにした縦断面図、図４（ｂ）はシャフト１の温度変形が生じ易い矩形横断面形状のシャフト１の中央部を数分割して、軸方向の反りが生じ易い部分のみにカバーを設けるようにした縦断面図、
【図５】本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第５形態を示す横断面図、
【図６】従来の押し付け用のロールの構造を示す縦断面図、
【図７】セルに所定の圧力を発生させる静圧シューを支持するシャフトの軸心方向中心線を回転方向に傾けて設けたロール横断面図、
【図８】セルに所定の圧力を発生させる静圧シューを支持するシャフトの軸心方向中心線を鉛直状態にして設けたロール横断面図、
【図９】シャフトの温度変形がなく、静圧シューとセルとが正常状態に配置されている図で、図９（ａ）は図９（ｂ）に示す矢視Ｚ方向における静圧シューの平面図、図９（ｂ）は横断面図、
【図１０】シャフトの温度変形が生じているときの静圧シューとセルとの配置を示す図で、図１０（ａ）は図１０（ｂ）に示す矢視Ｚ方向における静圧シューの平面図、図１０（ｂ）は静圧シューとセルとの相対移動により生じる潤滑面の状態を示すための横断面図である。
【符号の説明】
１シャフト
２静圧シュー
３セル
４軸受
５相手ロール
５１別の相手ロール
６Ａシャフト出側面
６Ｂシャフト入側面
７ロール
８薄帯
９給油管
１０排油管
２１シュー潤滑面
２２シューピストン
２３シャフトピストン溝
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シュー潤滑面入側
２９，２９Ａ，２９Ｂカバー
３０断熱材
３１断熱材
Ｒ回転方向
Ｘシャフト自重方向
０１移動前軸方向中心線
０２移動後軸方向中心線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a ribbon such as paper or felt is sandwiched between a roll and a counterpart roll, and the ribbon is dehydrated or molded by pressing the ribbon at a predetermined pressure and passing the ribbon. In particular, the present invention relates to a shaft for supporting a hydrostatic shoe that generates a predetermined pressing force in a cell that forms a gap between the roll and the counterpart roll. The present invention relates to a heat insulating shaft for a hydrostatic shoe that generates a stable pressing force and can stably perform dewatering and forming of a thin strip.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the structure of a conventional pressing roll, and FIGS. 7 and 8 are provided to support a cell that forms the outer periphery of the roll and a static pressure shoe that generates a predetermined pressure in the cell. 9 is a cross-sectional view of a roll showing a case where the tilt angle of the shaft is changed, and FIG. 9 is a diagram showing details of the installation portion of the static pressure shoe when the shaft is not thermally deformed, and FIG. 9 is a top view of the static pressure shoe as seen from the direction of the arrow Z shown in FIG. 9B, which is a cross-sectional view, and FIG. 10 is a diagram of the installation portion of the static pressure shoe when the shaft is thermally deformed and the static pressure shoe moves. FIG. 10A is a top view of the static pressure shoe viewed from the direction of the arrow Z shown in FIG. 10B, which is a transverse sectional view showing the moving state of the static pressure shoe.
[0003]
As shown in FIGS. 6 to 8, the roll used in the press section of the paper machine sandwiches a thin strip-like thin strip 8 such as paper or felt between the counterpart roll 5 or another counterpart roll 51. The ribbon 8 is pressed from both sides with a predetermined pressure generated between the roll 7 and the counterpart roll 51 to pass through, so that the ribbon 8 is dehydrated or molded.
[0004]
The roll 7 is composed of a cell 3 and a shaft 1 in a large way.
Among these, as shown in FIG. 6, the shaft 1 is formed with a cylindrical flange portion at both ends, and between the two flanges, the cross-sectional shape is substantially rectangular as shown in FIGS. 7 and 8. In addition, the outermost end portion of the shaft portion that protrudes outward from the center of the flange portion is supported and installed on the external structure.
[0005]
Further, the cell 3 is provided so as to be rotatable around the shaft 1 by a bearing 4 provided on the outer periphery of the shaft provided at both ends of the shaft 1, and between the two shafts including a part of the shaft. It is formed in a cylindrical shape that encapsulates the entire shaft 1.
In addition, the cell 3 is formed of a flexible material having a predetermined size and rigidity, but the inner peripheral surface of the portion that rotates on the outer periphery of the shaft 1 and contacts the counterpart roll 5 is the shaft 1. The outer periphery of the hydrostatic shoe 2 is moved along the axial center line 01 of the shaft 1 by the lubricating oil injected into the shaft 1 and is slid with the inner peripheral surface of the cell 3. It is pressed by the shoe lubrication surface 21 which is a surface to generate a predetermined pressing force between the counterpart roll 5 and the cell 3.
[0006]
In the present specification, the surface of the shaft 1 having a rectangular cross-sectional shape on which the static pressure shoe 2 is provided is referred to as an upper end surface.
[0007]
Since the roll 7 is formed in this way, the thin ribbon 8 is inserted between the outer peripheral surface of the cell 3 and the outer peripheral surface of the counterpart roll 5, and the thin strip 8 is predetermined by the pressure applied between the cell 3 and the counterpart roll 5. The ribbon 8 is conveyed while being pressed and rotated with the pressure of the water, and the water contained in the ribbon 8 is dehydrated or molded so that the surface of the ribbon 8 becomes a glossy smooth surface.
[0008]
In this way, the outer periphery of the shaft 1 and the shaft 1 is rotated, and the pressing force of the static pressure shoe 2 from the inner peripheral surface, more precisely, the inner peripheral surface and the shoe lubricating surface 21 that is the outer peripheral surface of the static pressure shoe 2 are In addition to the above-described counterpart roll 5, the roll 7 composed of the cells 3 in which the pressing force is controlled by the oil film pressure formed between the thin film 8 is dewatered and molded in the same manner as the counterpart roll 5. Another partner roll 51 or the like that has been arranged is arranged so as to come into contact with the cell 3, and a depressing, molding, or the like of the ribbon 8 that receives a pressing force from these rolls 51 and passes between the rolls is performed. Sometimes it is done.
However, the pressing force control by the above-described static pressure shoe 2 or the like is not performed on the inner peripheral surface of the cell 3 at a position in contact with the outer peripheral surface of another counterpart roll 51.
[0009]
As described above, the inner peripheral surface of the cell 3 is pressed against the opposing roll 5 by the oil film pressure formed on the shoe lubricating surface 21 which is the outer peripheral surface of the hydrostatic shoe 2 attached to the upper end surface of the shaft 1. Generates a controlled pushing force against
In addition, the mounting direction of the shaft 1, that is, the axial center line 01 of the shaft 1 formed in a substantially rectangular shape is the upper end surface on which the static pressure shoe 2 is provided as shown in FIGS. In order to be able to press the inner peripheral surface of the cell 3 at an oblique upper position, an upper position, or a lower position (not shown), the functions required for the roll 7 and the peripheral structure arrangement are adapted to the arrangement of the counterpart roll 5. It can be arranged accordingly.
That is, the shaft 1 may be attached so that the upper end surface of the shaft 1 presses the innermost peripheral surface of the lower end of the cell 3.
[0010]
Next, the hydrostatic shoe 2 is fitted into a shaft piston groove 23 in which a lower shoe piston 22 is formed over the upper end surface between the flange portions of the shaft 1 via a metal seal 27 for lubricating oil sealing. Thus, it can move along the axial center line 01 which is the center line in the longitudinal direction of the shaft 1.
In addition, the above-described shoe lubrication surface 21 whose outer peripheral surface is an arc surface having substantially the same shape as the inner peripheral surface of the cell 3 so as to slide on the inner peripheral surface of the cell 3 is provided above the static pressure shoe 2. The shoe pocket 24 for storing oil is provided at the lower portion with the above-described shoe piston 22, and the shoe piston 22 is provided with a throttle 25 inside thereof, and is provided in the shaft 1 from the outside. The lubricating oil supplied to the shaft piston groove 23 is supplied to the shoe pocket 24 via the throttle 25 via the oil supply pipe 9.
[0011]
The shoe lubrication surface 21 and the shoe piston 22 are arranged symmetrically with respect to the axial center line 01 of the shaft 1, and are arranged toward the outer side which is the direction of the contact surface with the counterpart roll 5. The hydrostatic shoe 2 is moved up and down along the direction of the center line 01 to form an oil film of uniform thickness between the shoe lubrication surface 21 and the inner peripheral surface of the cylindrical cell 3, and contact through this oil film, I try to slide.
Further, the lubricating oil filled in the shoe pocket 24 through the throttle 25 generates an oil film pressure of an oil film formed between the shoe lubricating surface 21 and the inner peripheral surface of the cell 3.
That is, when the cell 3 is stationary, an oil film static pressure acts between the shoe lubricating surface 21 and the inner peripheral surface of the cell 3, and when the cell 3 is rotating, in addition to the oil film static pressure, Furthermore, an oil film dynamic pressure generated by rotation is applied.
[0012]
Note that the lubricating oil supplied to the shoe lubricating surface 21 to form an oil film is inside the cell 3 from the shoe lubricating surface exit side 26 shown in FIG. 9B, that is, the inner peripheral surface of the cylindrical cell 3 and the shaft 1. Is discharged to the outside of the roll 7 by an oil drain pipe 10 drilled in the shaft 1 and further provided outside (not shown). The temperature is controlled by the supplied oil supply device, and the oil is supplied to the roll 7 through the oil supply pipe 9 again.
[0013]
A conventional roll 7 provided with a static pressure shoe 2 is configured as described above. In order to stably generate a pressing force with the counterpart roll 5 when the cell 3 rotates, a shoe lubrication surface is used. It is necessary to maintain an oil film thickness of several tens of μm between 21 and the inner peripheral surface of the cell 3.
[0014]
The oil film thickness formed on the shoe lubrication surface 21 depends on the operating conditions such as the geometric shape of each part of the shoe pocket 24, the diaphragm 25, the shoe lubrication surface 21 and the cell inner peripheral surface, the rotational speed of the roll 7 and the pressing force, and supply lubrication. It is affected by various factors such as the temperature of the oil, the temperature of the shoe lubrication surface 21, and the positional relationship with the counterpart roll 5 and another counterpart roll 51.
[0015]
The influence of each of the above factors is as follows.
First, the influence of operating conditions varies from low speed to low load, high speed to low load, and high speed to high load.In general, the higher the speed, the greater the oil film thickness due to the dynamic effect of rotation. As the load increases, the oil film thickness decreases. At a low speed, the oil film thickness formed by the dynamic pressure effect added to the oil film static pressure is small, and the behavior is as a substantially pure static pressure shoe 2.
[0016]
In addition, it should be designed and determined so that the geometric shapes of the shoe pocket 24, the restrictor 25, the shoe lubricating surface 21 and the inner peripheral surface of the cell 3 are formed so as to satisfy the oil film thickness required under the operating conditions. In particular, it is not necessary to consider the impact.
[0017]
The influence of the temperature of the supplied lubricating oil is generally that the higher the temperature, the smaller the oil viscosity. Therefore, the film thickness of the oil formed on the shoe lubricating surface 21 becomes smaller. Thus, the oil film thickness tends to increase.
Thus, since the temperature of the supplied lubricating oil has a great influence on the oil film thickness formed on the shoe lubricating surface 21, the temperature of the lubricating oil discharged to the outside from the oil drain pipe 10 is controlled within a predetermined temperature range. By supplying again, the influence of temperature is eliminated and a suitable oil film thickness is maintained.
[0018]
Next, the influence of the positional relationship between the counterpart roll 5 and another counterpart roll 51, that is, the relative positional relationship between the shoe lubrication surface 21 and the inner peripheral surface of the cell 3, particularly the shoe lubrication surface 21 and the cell in the cell 3 rotation direction. 3 The positional relationship with the inner peripheral surface greatly affects the oil film thickness.
Further, the cell 3 may be deformed to some extent due to an action such as a pressing force, and the position may fluctuate. However, the static pressure shoe 2 moves relative to the cell 3 rather than the influence of the position movement due to this deformation. In many cases, the effects caused by this matter are problematic.
[0019]
For example, as shown in FIG. 9, when the static pressure shoe 2 is normally arranged with respect to the cell 3, as shown in FIG. The static pressure shoe 2 installed on the axial end of the pressure shoe 2, that is, the upper end surface of the axial end of the shaft 1 close to the axial portion has a small deflection deformation, so the relative position between the static pressure shoe 2 and the cell 3. However, in the central portion in the axial direction, the static pressure shoe 2 moves to a position shifted in the rotational direction R with respect to the cell 3. The oil film thickness on the shoe lubrication surface exit side 26 is particularly very small.
[0020]
That is, the axial center line 01 of the static pressure shoe 2 moves in the rotational direction R from the shoe center position before the movement in the axial center portion due to the deformation of the shaft 1, and is the axis that is the shoe center position after the movement. It will shift to the direction center line 02.
If the deviation amount, which is the interval between the axial center lines 01 and 02, is within an allowable range, the oil film pressure on the shoe lubricating surface 21 changes, that is, the oil film pressure increases due to the oil film becoming thinner, A torsional force acts on the static pressure shoe 2, and the torsional force of the static pressure shoe 2 can secure the oil film thickness on the shoe lubrication surface protruding side 26.
[0021]
However, if this deviation exceeds the allowable range, the required oil film thickness cannot be ensured on the shoe lubrication surface exit side 26, and the shoe lubrication surface 21 of the hydrostatic shoe 2 is in direct contact with the inner peripheral surface of the cell 3, It may lead to seizure of the static pressure shoe 2.
Such a problem is that when the static pressure shoe 2 is short in the axial direction, it is possible to ensure the oil film thickness by rotating the entire static pressure shoe 2.
[0022]
Further, such displacement of the position of the static pressure shoe 2 with respect to the cell 3 also occurs in the following case.
That is, as shown in FIG. 7, when the direction of the shoe 2 attached to the upper end surface of the shaft 1 is inclined with respect to the vertical direction, the shaft 1 is shown on the right side of the drawing by the weight of the shaft 1. It moves in the downward direction X, and a position shift may occur.
Moreover, when the temperature of the shaft exit side 6A and the shaft entrance side 6B, which are one side of the shaft 1, is different, the bimetal effect due to this temperature difference, that is, the so-called plate warping effect when there is a temperature difference between the front and back of the plate The shaft 1 may be warped in the axial direction.
[0023]
For example, when the temperature of the shaft exit surface 6A is higher than that of the shaft entrance surface 6B, such a phenomenon usually occurs in the rotation direction R as shown in FIGS. In the central part in the axial direction, the hydrostatic shoe 2 moves as shown in FIG. 10 (a) because it warps in the same direction as the shaft self-weight direction X as in FIG. 10 (b) described above. The shoe lubrication surface exit side 26 is smaller than the shoe lubrication surface entrance side 28.
The temperature difference that causes the deformation of the shaft 1 varies depending on the difference between the temperature of the shaft 1 and the temperature of the lubricating oil inside the cell 3 and the complicated motion state of the lubricating oil staying inside the cell 3.
Moreover, since these states are affected by the rotational speed of the cell 3, the pressing force of the static pressure shoe 2, or the operation time and stop time of the machine, it is very difficult to predict the temperature difference situation in advance. difficult.
[0024]
Further, the displacement of the position of the shoe 2 with respect to the cell 3 is caused by the fact that the pressing force by another mating roll 51 acts in the lateral direction of the shaft 1 via the bearing 4 as shown in FIGS. Therefore, the static pressure shoe 2 fitted in the upper end surface of the shaft 1 may be caused by moving relative to the cell 3.
Further, when the cell 3 rotates, a shear force acts in the rotational direction R due to the viscosity of the lubricating oil on the shoe lubrication surface 21, and this shear force causes the shaft 1 to be deformed in that direction, so that the shoe 2 moves into the cell 3. It may also move relative to it.
[0025]
As described above, in the roll 7 provided with the conventional static pressure shoe, the relative positional relationship between the shoe lubrication surface 21 and the inner peripheral surface of the cell 3 depends on various causes from the positional relationship manufactured as shown in the drawing. If the amount of deviation increases, the oil film thickness formed on the shoe lubrication surface 21 decreases from a predetermined value, and if this exceeds an allowable range, the oil film thickness of the hydrostatic shoe is reduced by the required amount. There is a risk of not being able to secure it and leading to accidents such as burn-in.
[0026]
[Problems to be solved by the invention]
In the present invention, an oil film is formed between the inner peripheral surface of the cell and the inner peripheral surface of the cell in order to eliminate the problem caused by the decrease in the oil film thickness caused by the relative position movement of the static pressure shoe used in the conventional roll described above. This is caused by the temperature difference of the shaft where a static pressure shoe is provided on the upper end surface so that the cell is pressed from the inside to generate a pressing force between the outer peripheral surface of another roll and the outer peripheral surface of the cell. The static pressure shoe is always placed on the inner peripheral side of the moving cell in a position where it abuts against another roll, as determined by design. Provided is a heat insulating shaft for a static pressure shoe capable of forming a necessary amount of oil film thickness between a shoe lubricating surface of the static pressure shoe and a cell inner peripheral surface at a contact position and preventing seizure accidents and the like. This is the issue.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the first heat insulating shaft for static pressure shoes of the present invention is the following means.
[0028]
(1) Both End The end of the shaft that protrudes outward Outside Supported by the department ,During Central Is still A pressure shoe is provided. Above End face, Said Lower end surface provided on the opposite side of the upper end surface , From the shaft exit side and shaft entrance side Have side Rectangular cross-sectional shape of A shaft, Said The shaft part can be rotated via a bearing, Said As the outer periphery of the shaft is wrapped with a gap and rotated ,versus Opponent row arranged toward And Insert a ribbon between , Take off Perform water or molding Yen With a cylindrical cell For a paper machine in which lubricating oil is supplied to the shoe lubricating surface of the hydrostatic shoe. roll In the above Static pressure shoe And said Abuts against the opposing roll position Move Said With the inner surface of the cell Occur between In a heat insulating shaft for static pressure shoes to prevent displacement, Said At least one of the shaft exit side and the shaft entrance side Coat A covering material is provided. Suppresses contact between the shaft and the lubricating oil in the cell It was.
[0029]
(A) As a result, the temperature distribution displacement of the rectangular cross-sectional shape portion of the shaft caused by the temperature environment generated in the cell, in particular, between the shaft exit side and the shaft entrance side is alleviated by the installation of the covering material, and the rectangular cross The deformation generated in the surface shape portion can be reduced.
By reducing the deformation generated in the rectangular cross-sectional shape portion, it opposes the hydrostatic shoe provided on the upper end surface of the shaft and pushed out in the radial direction along the axial center line by the lubricating oil supplied from the outside. The relative displacement that occurs between the inner circumferential surface of the moving cell and the position of contact with the mating roll disposed in this way can be prevented. The oil film thickness formed between them can be made uniform, and seizure accidents that occur when the upper end surface of the shaft and the inner peripheral surface of the cell are in direct contact can be prevented.
[0030]
In addition to the above-mentioned means (1), the static pressure shoe heat insulating shaft of the second aspect of the present invention is the following means.
[0031]
(2) Said The covering material Both End is Said Respectively connected to both ends of the upper end surface, Said Shaft exit side, front Below End face and Said Sequentially the shaft entrance side do it Coating And said Temperature environment in the cell By the above Rectangular cross section of Temperature distribution displacement Prevent One hippo to stop ー and did.
[0032]
(B) Thereby, in addition to the above (a), the isolation of the rectangular cross-sectional shape portion of the shaft from the temperature environment in the cell can be made more reliable, and the temperature distribution generated in the rectangular cross-sectional shape portion The displacement can be made smaller, and an accident due to seizure caused by direct contact between the upper end surface of the shaft and the inner peripheral surface of the cell can be prevented more reliably.
[0033]
In addition, the third heat-insulating shaft for a static pressure shoe of the present invention is the following means in addition to the above-mentioned means (1).
[0034]
(3) Said The covering material is Said Depending on the temperature environment in the cell Bigger Temperature distribution displacement is Occur Deformation increases Said Rectangular cross section Part Partial coverage And said Depending on the temperature environment in the cell Arise Temperature distribution displacement Prevention Multiple hippopotamus ー and did.
[0035]
(C) In addition to the above (a), a small displacement occurs in the rectangular cross-sectional shape portion, but in particular, the temperature deformation of the rectangular cross-sectional shape portion in the central portion in the axial direction where the temperature deformation becomes large can be reduced. It is possible to reduce the temperature distribution displacement at the central portion in the axial direction where many seizure accidents occur.
Further, by providing the cover partially, it is possible to reduce the amount of the cover, thereby reducing the cost, facilitating the mounting of the cover, and reducing the number of steps for mounting the roller.
[0036]
The fourth heat-insulating shaft for a static pressure shoe of the present invention is the following means in addition to the above-mentioned means (1).
[0037]
(4) Said Covering material is on the shaft exit side and shaft entry side On the face Pasted Said shaft of Covering the sides And said Temperature environment in the cell Prevents the temperature distribution displacement that occurs in the rectangular cross section Heat insulation With materials did.
[0038]
(D) Thereby, in addition to the above-mentioned (a), the shaft and the heat insulating material that suppresses the occurrence of temperature displacement can be integrated, and by the pretreatment of sticking the heat insulating material to the shaft, Thus, the shaft can be isolated from the temperature environment, temperature deformation of the shaft can be prevented, and the shaft can be insulated simply by incorporating the shaft integrated with the heat insulating material, so that the number of manufacturing steps of the roller can be reduced.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a heat insulating shaft for a static pressure shoe of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the same or similar members as those shown in FIGS. 7 to 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as much as possible.
[0040]
FIG. 1 is a transverse sectional view showing a first embodiment of a heat insulating shaft for a static pressure shoe according to the present invention. Like the one shown in FIG. 7, a cylindrical shape having a predetermined length in the axial direction of the shaft 1 at both ends. The center part in the axial direction with a substantially rectangular cross section is bridged between both flanges, and the shaft part is projected outward from the center of the flange part. The outermost end of the part is installed with the external structure supported.
A cell 3 is provided on the outer periphery of the shaft 1 so as to be rotated around the shaft 1 by a bearing 4 provided on the shaft portion of the shaft 1. The cell 3 covers the entire shaft 1 between both shaft portions. I try to wrap it.
[0041]
Further, the inner peripheral surface of the cell 3 which is formed of a flexible material having a predetermined rigidity and rotates around the shaft 1 to contact with the outer peripheral surface of the opposing roll 5 disposed so as to face each other. Is provided on the upper end surface of the shaft 1 having a rectangular cross-sectional shape, and is moved in the radial direction along the axial centerline 01 of the shaft 1 by the lubricating oil injected into the shaft 1. The shoe lubrication surface 21 that forms an oil film with the peripheral surface is pressed by the static pressure shoe 2 provided opposite to the inner peripheral surface of the cell 3 to generate a pressing force between the counterpart roll 5 and the cell 3. Thus, the roll 7 that conveys the ribbon 8 while being rotated by pressing the ribbon 8 inserted between the counterpart roll 5 with a predetermined pressing force is configured.
[0042]
As shown in FIG. 1, both ends of the entire outer periphery of the shaft 1 except for the upper end surface of the shaft 1 provided with the above-described static pressure shoe 2 are provided in order to minimize the temperature distribution change occurring in the shaft 1. Is attached to both ends of the upper end surface of the shaft 1 and a single cover 29 is attached.
The cover 29 is in contact with the lubricating oil flowing into the cell 3 from the shoe lubrication surface protruding side 26, and a large fluid force is applied only by the weak fluid force of the circulating lubricating oil acting by the rotation of the cell 3. Since it does not act, the material can be made of a material selected regardless of metal or non-metal in consideration of various conditions such as oil resistance and rust resistance.
[0043]
However, considering only the heat insulation effect for reducing the temperature distribution change generated in the shaft 1, the cover 29 made of a material having a lower thermal conductivity than that of a metallic material, for example, a plastic material, is used. It is preferable from the viewpoint of effect.
[0044]
Thus, since the shaft entrance side 6B, the shaft exit side 6A of the shaft 1 and the lower end surface opposite to the upper end surface are covered with the single cover 29, the shaft exit surface 6A And a temperature difference is generated between the shaft entrance side surface 6B and the shaft 1 is shown in FIG. 0 As shown in FIG. 0 As shown in (b), the film thickness of the shoe lubrication surface 26 on the shoe lubricant 21 or the shoe lubricant inlet 28 of There is no possibility of local fluctuations in the oil film thickness.
[0045]
In other words, the outer periphery of the shaft 1 of the present embodiment is provided with a static pressure shoe 2 and except for an upper end surface that cannot be installed to move the static pressure shoe 2 up and down along the axial center line 01. Since the entire outer periphery is covered with the cover 29, the internal lubricating oil of the cell 3 in which the temperature varies depending on the staying portion does not directly contact the shaft 1, the temperature of the lubricating oil on the shaft exit surface 6A, the shaft Even in the temperature atmosphere in the cell 3 in which a considerable temperature difference occurs with the temperature of the lubricating oil on the entrance surface 6B, the difference in temperature distribution generated in the shaft 1 is suppressed by the cover 29, so that it occurs in the shaft 1. Occurrence of deformation such as warpage of the shaft 1 can be suppressed.
[0046]
In particular, the axial center line 01 of the static pressure shoe 2 is prevented from moving in the rotational direction R due to the warp generated in the shaft 1, and an oil film having an appropriate thickness is formed in the cell 3 on the shoe lubricating surface 21. It can form between peripheral surfaces.
Thereby, the seizure between the shoe lubricating surface 21 of the static pressure shoe 2 and the inner peripheral surface of the cell 3 can be surely prevented, and a danger that may lead to an accident can be avoided.
[0047]
Next, FIG. 2 is a figure which shows the 2nd form of implementation of the heat insulation shaft for static pressure shoes of this invention, Fig.2 (a) is a cross-sectional view, FIG.2 (b) is A shown in Fig.2 (a). It is detail drawing of the cover 29B attachment part of a part.
[0048]
As described above, it is most desirable to attach the cover 29 so as to cover the entire outer periphery of the shaft 1 except for the upper end surface of the shaft 1 as in the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 2 (a), the shaft exit surface 6A, which is the main portion where the temperature distribution displacement generated in the shaft 1 is the largest within the range in which the heat insulation effect is not significantly impaired from the viewpoint of the internal situation and cost. The two covers 29 </ b> A and 29 </ b> B are attached so as to cover only the shaft entrance surface 6 </ b> B portion.
Moreover, if the situation where the temperature of the shaft exit side 6A or the shaft entrance side 6B does not change extremely permits, it is possible to attach only one of the cover 29A or the cover 29B.
[0049]
That is, even if the cover 29A and 29B are not provided so as to cover the entire outer peripheral surface except for the upper end surface of the shaft 1, the contact between the shaft 1 and the lubricating oil can be considerably suppressed, and Since the contact occurs at the temperature distribution displacement in the shaft 1, that is, the lower end surface that does not contribute to the temperature deformation of the shaft 1, an oil film having an appropriate thickness can be secured on the shoe lubrication surface 21.
[0050]
Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2B, the upper end of the cover 29A or the cover 29B is attached to the upper end surface of the shaft 1, and this vicinity can insulate as many parts as possible as shown in the figure. It is preferable to devise the shape.
For this reason, in the present embodiment, the heat insulating material 30 is sandwiched between the connection portions of the cover 29A and the cover 29B to both ends of the upper end surface of the shaft 1 so as to increase the heat insulating effect.
[0051]
Next, FIG. 3 is a view showing a third embodiment of the heat insulating shaft for a static pressure shoe of the present invention. In this embodiment, the cover 29 shown in FIG. 1 or FIG. It was made to provide over the entire length inside the shaft part including a part of the shaft part.
That is, both end portions of the shaft 1 are provided with cylindrical flange portions. The shaft portion is projected outward from the flange portion, and the end portion of the shaft portion is supported by an external structure. A bearing 4 is provided between the flange portion from which the shaft portion protrudes, and the cell 3 is rotated around the shaft 1 by the bearing 4. In the present embodiment, between the bearings 4 at both ends, The entire shaft 1 was covered with the cover 29 or 29A, 29B.
[0052]
Thereby, the shaft 1 can be isolated from the lubricating oil and the atmosphere inside the cell 3 over the entire length of the shaft 1, the occurrence of temperature displacement in the shaft 1 can be suppressed, and the axial warp due to the temperature difference can be suppressed. Can be suppressed.
[0053]
Next, FIG. 4 is a view showing a fourth embodiment of the heat insulating shaft for a static pressure shoe of the present invention, and FIG. 4 (a) is a portion where the static pressure shoe 2 is provided, that is, a rectangular cross section. The cover 29 is provided over the entire length only in the central portion of the shaft 1, and FIG. 4B shows a rectangular cross-sectional shape in which the temperature distribution displacement of the shaft 1 is locally increased and the shaft 1 is likely to undergo temperature deformation. The center portion of the shaft 1 is further divided into several parts, and the cover 29 is provided only on a specific portion, particularly a portion where the axial warpage is likely to occur.
[0054]
The cover 29 is preferably installed so as to cover the entire shaft 1 as shown in the third embodiment shown in FIG. 3 with respect to the axial direction of the shaft 1. As shown in FIG. 4 (a), as shown in FIG. 4 (a), or in the range that does not significantly impair the heat insulation effect, as shown in the fourth embodiment shown in FIG. It is possible to appropriately divide and install.
[0055]
Next, FIG. 5 is a sectional view showing a fifth embodiment of the heat insulating shaft for static pressure shoes of the present invention.
As shown in the figure, the heat insulating shaft for a static pressure shoe of the present embodiment is installed by sticking a heat insulating material 31 to the surface of the shaft 1.
[0056]
As in FIG. 1, it is desirable that the heat insulating material 31 covers the entire surface except the upper end surface of the shaft 1 on which the static pressure shoe 2 is provided. However, the heat insulating effect of the shaft 1 according to various constraints. In the range where the heat insulating material 31 is not significantly damaged, it is possible to limit the installation place of the heat insulating material 31 only to the main part, for example, only the shaft exit side surface 6A and the shaft entrance side surface 6B. Although it is desirable to cover the entire length of the shaft 1 as shown in FIG. 3, under various conditions, as shown in FIG. 4, only the central part excluding both ends or the part is further divided, etc. It is possible to appropriately provide the heat insulating effect as long as the heat insulating effect is not significantly impaired.
[0057]
As in the case of the first embodiment shown in FIG. 1, the heat insulating material 31 made of a plastic material having an excellent heat insulating effect is attached to the side surface and the lower end surface of the shaft 1 by application or the like. Since the ratio of the shaft 1 receiving the influence of the lubricating oil in the cell 3 having a temperature difference with respect to the shaft 1 or the temperature of the atmosphere can be greatly suppressed, by suppressing the temperature difference of the shaft 1, The warp that may occur in the shaft 1 can be suppressed, and an appropriate oil film thickness is set between the inner peripheral surface of the cell 3 and the shoe lubricating surface 21 at a position where a pressing force is generated between the shaft 5 and the opposing roll 5. Can be formed and secured.
[0058]
Since the heat insulating material 31 is attached in advance when the shaft 1 is manufactured, it is not necessary to install the cover 29 or the like when the roll 7 is assembled, so that improvement in assembly work efficiency can be expected.
Further, this embodiment suppresses thermal deformation of the shaft 1 by being provided in combination with the cover 29 shown in the first embodiment or the covers 29A and 29B shown in the second embodiment. It can also improve the effect.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, the heat insulating shaft for static pressure shoes according to the present invention reduces the temperature displacement in the rectangular cross-sectional shape member formed in the central portion of the shaft due to the temperature environment generated in the cell, and the temperature of the shaft is deformed. In order to suppress and prevent positional displacement between the upper end surface of the shaft of the static pressure shoe and the inner surface of the cell that moves in the portion that contacts the mating roll, at least one of the shaft exit surface and the shaft entrance surface is placed in the cell. A covering material that is isolated from the resulting temperature environment was provided.
[0060]
As a result, the temperature displacement that occurs on the shaft exit side and the shaft entry side of the rectangular cross section of the shaft due to the temperature environment that occurs in the cell is mitigated by the installation of the covering material, and the displacement that occurs in the rectangular cross section is reduced. Since the temperature displacement in the rectangular cross-sectional shape portion is reduced, the position at which the static pressure shoe provided on the upper end surface of the shaft is pushed out in the radial direction by the lubricating oil supplied from the outside and the counter roll is brought into contact. It is possible to prevent relative displacement between the moving cell inner peripheral surface and the oil film thickness formed between the shaft upper end surface and the cell inner peripheral surface to be uniform. It is possible to prevent an accident due to seizure that occurs due to direct contact between the upper end surface and the cell inner peripheral surface.
[0061]
Further, the heat insulating shaft for a static pressure shoe of the present invention has a side surface composed of a covering material, whose both end portions are respectively connected to the end portions of the upper end surface, and comprising a shaft exit side surface, a lower end surface opposite to the upper end surface, and a shaft entry side surface. Were covered sequentially, and consisted of a single cover that isolated the entire circumference of the shaft excluding the upper end surface of the rectangular cross section of the shaft from the temperature environment in the cell.
[0062]
Thereby, isolation from the temperature environment in the cell of the rectangular cross-sectional shape portion of the shaft can be made more reliable, and the displacement generated in the rectangular cross-sectional shape portion can be made smaller, Accidents due to seizure that may occur due to direct contact between the upper end surface of the shaft and the inner peripheral surface of the cell can be prevented more reliably.
[0063]
Further, the heat insulating shaft for a static pressure shoe of the present invention is such that the covering material partially covers the rectangular cross-sectional shape part where the temperature deformation due to the temperature environment in the cell is large, and the temperature environment in the cell In particular, the cover is composed of a plurality of covers that reduce the temperature displacement generated in the rectangular cross-sectional shape portion where the temperature deformation is large.
[0064]
Thereby, although a small displacement occurs in the rectangular cross-sectional shape portion, the amount of the cover can be reduced, the cost can be reduced, and the mounting of the cover can be facilitated and the mounting man-hour can be reduced.
[0065]
In the heat insulating shaft for a static pressure shoe of the present invention, the covering material is made of a heat insulating material that is attached to the shaft exit side surface and the shaft entrance side surface to cover the shaft and isolate it from the temperature environment in the cell.
[0066]
As a result, the shaft and the heat insulating material can be integrated, and the shaft pretreatment makes it possible to isolate the shaft from the temperature environment in the cell, thereby reducing the number of manufacturing steps of the roller.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a heat insulating shaft for a static pressure shoe of the present invention,
2A and 2B are diagrams showing a second embodiment of the heat insulating shaft for a static pressure shoe of the present invention, FIG. 2A is a cross-sectional view, and FIG. 2B is a cross-sectional view of a portion A shown in FIG. Detail view,
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the heat insulating shaft for a static pressure shoe of the present invention,
FIG. 4 is a view showing a fourth embodiment of the heat insulating shaft for a static pressure shoe according to the present invention. FIG. 4 (a) covers only the shaft having a rectangular cross-sectional shape provided with the static pressure shoe 2 over its entire length. FIG. 4B is a vertical cross-sectional view in which a shaft 1 having a rectangular cross-sectional shape in which temperature deformation of the shaft 1 is likely to occur is divided into several parts, and only a portion where axial warpage is likely to occur is covered. A longitudinal sectional view,
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the heat insulating shaft for a static pressure shoe of the present invention;
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the structure of a conventional pressing roll;
FIG. 7 is a cross-sectional view of a roll provided by tilting the axial center line of a shaft that supports a hydrostatic shoe that generates a predetermined pressure in a cell in the rotational direction;
FIG. 8 is a cross-sectional view of a roll provided with a center line in the axial direction of a shaft supporting a static pressure shoe that generates a predetermined pressure in a cell in a vertical state;
9 is a diagram in which the shaft is not deformed in temperature and the static pressure shoe and the cell are arranged in a normal state. FIG. 9 (a) is a view of the static pressure shoe in the Z direction shown in FIG. 9 (b). A plan view, FIG. 9B is a cross-sectional view,
10 is a diagram showing the arrangement of the static pressure shoe and the cell when the shaft is deformed by temperature, and FIG. 10 (a) is a plan view of the static pressure shoe in the Z direction shown in FIG. 10 (b). FIG. 10 and FIG. 10B are cross-sectional views for illustrating the state of the lubrication surface caused by the relative movement of the static pressure shoe and the cell.
[Explanation of symbols]
1 Shaft
2 Static pressure shoe
3 cells
4 Bearing
5 Opponent roll
51 Another opponent roll
6A Shaft exit side
6B Shaft entrance side
7 rolls
8 ribbon
9 Refueling pipe
10 Oil drain pipe
21 Shoe lubricated surface
22 Shoe Piston
23 Shaft piston groove
24 shoe pocket
25 Aperture
26 Shoe lubrication surface exposed side
27 Metal seal
28 Shoe lubrication surface entry side
29, 29A, 29B Cover
30 Insulation
31 Thermal insulation
R direction of rotation
X Shaft weight direction
01 Axis center line before movement
02 Axis center line after movement

Claims

両端から外側に向け突出させた軸部の端部が外部で支持され、中央部が静圧シューを設ける上端面、前記上端面と反対側に設けられる下端面、シャフト出側面およびシャフト入側面からなる側面を有する矩形横断面形状のシャフトと、前記軸部に軸受を介して回動自在にされ、前記シャフトの外周を間隙を設けて被包して回動するとともに、対向して配設された相手ロールとの間に薄帯を挟み込み、脱水若しくは成形を行う円筒状のセルとを具え、前記静圧シューのシュー潤滑面に潤滑油が供給されている抄紙機用のロールにおける、前記静圧シューと前記相手ロールに当接する位置を移動する前記セル内周面との間に生じる位置ずれを防止するための静圧シュー用断熱シャフトにおいて、前記シャフト出側面およびシャフト入側面のうちの少なくとも一方を被覆する被覆材を設け、前記シャフトと前記セル内の潤滑油との接触を抑えることを特徴とする静圧シュー用断熱シャフト。The ends of the shafts projecting outward from both ends are supported externally, and the central part is provided from an upper end surface on which a static pressure shoe is provided, a lower end surface provided on the side opposite to the upper end surface, a shaft exit side, and a shaft entry side A shaft having a rectangular cross-sectional shape having a side surface , and a shaft that is rotatable via a bearing, and is disposed to face and rotate while enclosing the outer periphery of the shaft with a gap. sandwiching a thin strip between the mating rolls, the roll of paper machine dewatering or molding comprising a row cormorant circular cylindrical cell, the lubricating oil to the shoe bearing surface of the hydrostatic shoe is supplied, in hydrostatic adiabatic shaft shoe to prevent displacement occurring between the cell periphery to move before and Kisei圧shoe a position abutting on the mating roll, the shaft output side and the shaft input side Our Without even a coating material covering one provided, said shaft a heat insulating shaft for the hydrostatic shoe, characterized in that to suppress the contact between the lubricating oil in the cell.

前記被覆材が、両端部が前記上端面の両端部にそれぞれ連結され、前記シャフト出側面、前記下端面および前記シャフト入側面を順次連続して被覆し、前記セル内の温度環境による前記矩形横断面形状部の温度分布変位を防止する１枚のカバーであることを特徴とする請求項１に記載の静圧シュー用断熱シャフト。Both ends of the covering material are respectively connected to both ends of the upper end surface, and sequentially cover the shaft exit side surface, the lower end surface and the shaft entry side surface, and the rectangular crossing according to the temperature environment in the cell. The heat insulating shaft for a hydrostatic shoe according to claim 1 , wherein the cover is a single cover for preventing temperature distribution displacement of the surface shape portion.

前記被覆材が、前記セル内の温度環境により大きな温度分布変位が発生して変形が大きくなる前記矩形横断面形状部を部分的に被覆し、前記セル内の温度環境により生じる温度分布変位を防止する複数枚のカバーであることを特徴とする請求項１に記載の静圧シュー用断熱シャフト。The covering material partially covers the rectangular cross-sectional shape portion where the deformation is increased due to a large temperature distribution displacement caused by the temperature environment in the cell, thereby preventing the temperature distribution displacement caused by the temperature environment in the cell. The heat insulating shaft for static pressure shoes according to claim 1 , wherein the cover is a plurality of covers.

前記被覆材が、前記シャフト出側面およびシャフト入側面に貼着されて前記シャフトの側面を被覆し、前記セル内の温度環境により前記矩形横断面形状部に生じる温度分布変位を防止する断熱材であることを特徴とする請求項１に記載の静圧シュー用断熱シャフト。The insulating material is attached to the shaft exit side surface and the shaft entrance side surface to cover the side surface of the shaft, and is a heat insulating material that prevents the temperature distribution displacement that occurs in the rectangular cross-sectional shape part due to the temperature environment in the cell. The heat insulating shaft for a hydrostatic shoe according to claim 1 , wherein the shaft is a heat insulating shaft.