临清市邦纳轴承有限公司   

靴辊装配和调试的实践

2021-04-02

李长国

(工程师;主要从事造纸装备的设计和改造工作)

河南大指造纸装备集成工程有限公司从事靴式压榨的设计研究工作已经有十多年,生产的第一台靴压2012年安装在江河纸业六号机上,经过两年多试运行后于2014年11月份通过了中国轻工联合会组织的科技成果鉴定,2016年获得轻工联合会科技进步二等奖,是我国自主研发的第一台靴压。到2019年底,大指公司共设计生产了四台靴式压榨,其中三台已经上机用于生产。在靴压的设计开发、生产制作、安装调试过程中,大指公司锻炼出了一支自己的专业团队,总结了大量的经验教训。本文主要介绍靴辊在交付客户上机之前,在大指公司车间内预安装、测试、调节的一点心得。

1 保证靴辊各零部件的产品质量

靴辊在使用过程中受压力很大,所以每个零部件必须严格按照图纸和技术规范进行生产和验收,切实保障各零部件的材质和机械性能、加工精度等指标。

2 清洗和清理

由于使用时靴辊的大部分零部件都装在靴套和轴头组成的密闭空间中,纸机运行时靴套要随着旋转,所以零部件的清洗清理工作非常重要,稍有疏忽,有铁屑或其它硬颗粒没有清理干净,就有可能造成靴套和靴板划伤甚至报废,严重时还会造成相邻的毛布和背辊报废,损失少则几十万,多则几百万。因此靴辊上的所有零部件在安装之前必须经过严格的清洗,并清理上面的附着物,所有锐角倒钝无毛刺,所有零部件表面打磨光滑。

3 防松脱

靴辊辊体上固定零部件用的紧固件必须有可靠的防松脱结构或工艺措施。首先设计时,紧固件要有开口销、钢丝或者止动垫圈等机械式防松措施。对于有些结构如果无法采用机械式防松措施时,在安装时要用螺纹胶、点焊等方法来防止紧固件松脱。

4 密封和检测

靴压是靠液压进行加载的,靴辊中有一套完整的液压系统和润滑冷却系统。任意一处密封出了问题,都有可能会由于压力异常或者润滑油泄漏而无法正常生产,造成纸机停机。在靴辊安装前首先对所有零部件进行加压密封测试,只有通过测试的零部件才能上机安装。其次,在靴辊安装时对于液压和润滑管路的每一个节点都要严格按照工艺要求进行安装和检测,保证其密封的可靠性。

5 压力加载测试

靴辊在运行时承受的压力非常大,主要的压力基本上都由靴辊梁承受,对于一台幅宽6米的纸机,运行时靴辊梁受到的压力要达到六七百吨,由于梁的形状比较复杂,所以对梁的强度和挠度除了做受力分析计算校核外,还需要做相应的压力实验。图1是一台靴压正在大指公司车间做加载测试。压力加载实验主要分为两个方面,一是轴向变形,二是圆周向调试。这两方面是在一次加压时测量出数据,然后分别进行数据分析和处理。

5.1轴向变形

如图2所示,靴压加压时,加载液压缸推动靴板向背辊加压,背辊由于其结构特殊,辊面几乎不发生挠度变形,靴板通过靴套和毛布与背辊辊面紧密贴合,认为也保持平直状态。靴辊梁两端由轴座支撑,中部在靴板长度内受加载液压缸压力,所以靴辊梁会产生挠度变形,使得靴板底面到靴辊梁支撑面之间的距离在沿靴辊梁轴线方向上产生变化,整体趋势是靠近中间部位距离大,两端距离小。这样,加载液压缸上下面就会在轴线方向上不平行,使得加载液压缸上下缸筒轴线产生倾角。虽然加载液压缸的结构设计上允许轴线在同轴度有一定偏差的情况下还能正常工作,但是如果误差较大,超出液压缸能承受的范围,就会出现缸筒与活塞卡死,造成事故。

表1是某台靴辊在测试时的数据记录,通过这个表格可以看出靴辊梁在各种线压下的挠度变形等参数,从而计算出在运行时中部液压缸与两端液压缸伸出长度的差别,然后计算出靴辊梁在轴线方向上与靴板底部的平行度,进而了解在运行时加载液压缸上下缸筒轴线的同轴度偏差值。

通过靴辊梁轴向受力分析和变形量的测试,可以确定靴辊梁的强度和刚性是否满足使用要求。然后,根据受力变形情况对靴辊梁结构进行优化设计。另外,通过分析测量数据,可以了解运行时加载液压缸的受力状态,根据受力状况对加载液压缸进行设计和结构优化。

5.2圆周方向调试

靴辊结构中有一套圆周方向定位结?,来确定辊芯上靴板在圆周方向上的位置,并进行锁紧,以防止辊芯旋转,使靴板离开正确位置。图3是三种靴辊圆周定位结构,不管采用哪种结构,目的都是:使辊芯在圆周方向上转到正确位置,并进行锁紧,以确保靴板能锁定到正确的位置上。定位锁紧装置是以靴辊轴座为基准,辊芯旋转到一定位置后锁定辊芯轴与轴座,调整就是微调轴与轴座之间的相对位置,使靴板能够旋转到正确的位置。靴辊设计时,辊芯在圆周方向上有一个理论的正确位置,当辊芯处于这个位置时,靴板能够正对着压到背辊表面上。但是,在辊芯、轴座、靴板底板等零部件加工时会有一定的误差,安装时也会存在误差,这些误差积累起来可能会使靴板偏离正确的位置。如图4靴辊截面图所示,如果辊芯在圆周方向的定位出现误差,使靴板偏离正确位置,加载液压缸上下缸筒就会产生偏斜,如果偏差较大,就会影响液压缸的正常使用。

在图1的靴辊加压测试实验时,可以同时测量出加载液压缸两侧靴板底面到液压缸安装面之间的距离,如果两边距离A和B相等,就说明靴板底面与辊芯上液压缸安装面平行,这时液压缸上下缸筒在一条轴线上,液压缸能够正常工作。如果两边距离A和B不相等并且相差较大,就说明靴板底面和液压缸安装面不平行,此时液压缸上下缸筒不在一条轴线上,如果偏差较大,就会使液压缸不能正常工作,严重时还会使液压缸卡死。

由于加工及装配存在误差,初次装配时,一般都会出现两边距离A和B不相同,如果相差较大,就需要对辊芯的圆周转向进行调整。调整辊芯圆周位置,直到A和B数值相差不大就可以了,事实上,由于加压时辊芯变形、平面加工误差和测量误差等原因,在沿辊芯轴线上多个截面测量A、B间距离是不相等的,二者的差值也不完全相等。其实,由于液压缸特殊的结构设计,上下缸筒没必要完全同轴,只要误差不大就能正常工作。因此,只要大多数截面上A、B相差不大,液压缸就能正常工作,不会影响整个靴压系统的正常运行。位置调整好后,将位置锁定。锁定方法根据靴辊结构不同,用不同的方法。有的结构是量身定做偏心挡块,有的是锁紧顶丝。以上测量、调整、锁定是在靴辊出厂前就已经做好了的。靴辊上机后一般不需要再调整,纸机操作人员需要做的就是保护好锁定,不要轻易修改或调整。

6 结束语

以上是在从事靴压设计和安装、调试工作中总结出来的一点经验,有的是在经历了失败和教训后学习到的。

(来源:中华纸业传媒)