ОБОРУДОВАНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ШАБЕРЫ ВАЛОВ И СУШИЛЬНЫХ ЦИЛИНДРОВ

Большинство валов и сушильных цилиндров оснащаются шаберами, которые контактируют с ними в процессе работы машины. Главное назначение шаберов — поддерживать валы и цилиндры в чистоте и предотвращать наматывание бумаги на валы при обрыве и заправке полотна. Кроме того, шаберы в сеточной части служат как дефлекторы для устранения во­дяных колец и отражения оборотной воды в подсеточные ван­ны Шаберы верхних валов прессов машин оснащаются специ­альными корпусами (фартуками) для брака, откуда снятый шабером мокрый бумажный брак сбрасывается на ленточный или винтовой конвейер.

На машинах для выработки высококачественной бумаги шаберы верхних сушильных цилиндров оборудованы специаль­ными лотками для сбора частичек клея, наполнителя и бумаж­ной пыли и предотвращения попадания их в пространство между полотном и нижними сушильными цилиндрами Для сушильных цилиндров разработаны специальные конструкции шаберов с отсосом пыли. В таком шабере внутренняя полость корпуса соединяется воздуховодом с вакуумной магистралью. Благодаря создаваемому разрежению пыль, снимаемая с по­верхности сушильного цилиндра лезвием шабера, всасывается через приемные щели, расположенные над лезвием, в полость корпуса и удаляется оттуда через воздуховоды. У некоторых конструкций шаберов полые корпуса выполняют одновременно функции воздуховодов Такие шаберы применяют в сушильной части для подачи сухого горячего воздуха с равномерным его распределением по ширине машины через отверстия в корпусе. Эти шаберы могут также применяться и для распределения холодного воздуха в случае охлаждения отдельных участков валов каландра с целью местного изменения их сечений и, следовательно, регулирования давления в захватах валов.

Основные требования, предъявляемые к шаберам, состоят в обеспечении равномерности прилегания лезвия к поверхности вала при заданном линейном давлении и ограничении износа поверхности вала. Лезвие шабера также должно быть доста­точно износостойким.

Шаберы валов и цилиндров современных бумагоделатель­ных машин включают следующие основные детали и узлы - корпус, держатель, лезвие, устройство для подвода и отвода шабера, опоры и механизм возвратно-поступательного движе­ния. В тех случаях, когда механизм подвода шабера выполнен

Рис. 4.2. Схема силового взаимодей­ствия между шабером и валом

С пневмоприводом, последний служит и для регулирования давления шабера на вал.

Корпус шабера обеспечивает необходимую конструктив­ную прочность и жесткость всего устройства. Обычно корпус выполняется сварной конструкции из стального проката. В по­следнее время в сушильной части с целью удобства размеще­ния шаберов (рис. 4.1) стали применять каплевидную форму поперечного сечения корпуса. В мокрой части машины шаберы облицованы коррозионностойким покрытием. По концам кор­пуса шабера расположены цапфы, которые закреплены в са­моустанавливающихся шарикоподшипниковых опорах, обеспе­чивающих свободный поворот шабера и его возвратно-посту­пательное перемещение.

Конструкция корпуса, расположение шабера по отношению к валу в значительной степени определяются местом его уста­новки на машине. Практически всегда соблюдается условие, чтобы сила тяжести шабера, приложенная в центре тяжести

Его поперечного сечения (корпуса, державки и лезвия) обра­зовывала момент относительно оси поворота шабера. Давле­ние лезвия шабера на вал или цилиндр в этом случае равно (рис. 4.2)

= (4.1)

Ab

Где G — вес шабера, Н; а и с — плечи моментов приложения нагрузок лезвия шабера на вал и центра тяжести шабера от­носительно оси его поворота, м; b—длина лезвия шабера, м.

При вращении вала возникает дополнительное усилие прижима либо вылегчивания лезвия в результате действия мо­мента силы трения относительно оси поворота шабера. В этом случае давление шабера на вал определится из выражения

Qs= с G, (4.2)

О (а ± af)

Где d — плечо момента силы трения FTр относительно оси пово­рота шабера, м; f — коэффициент трения лезвия шабера о вал.

Обычно принято располагать ось поворота шабера внутри угла, образованного плоскостью касательной к поверхности вала по линии касания лезвия и плоскостью лезвия шабера (рис. 4.2), тогда второе слагаемое знаменателя в выражении (4.2) запишется с отрицательным знаком: момент силы тре­ния увеличит усилие прижима шабера к валу незначительно, что не скажется на работе шабера. При удалении оси пово­рота шабера за плоскость, в которой расположено лезвие, момент от силы трения будет увеличиваться, что может при­вести к повышенному износу лезвия. Если ось поворота ша­бера расположить за плоскостью касательной к поверхности вала по линии касания лезвия, то второе слагаемое знамена­теля выражения (4.2) запишется с плюсом; дополнительный момент силы трения будет уменьшать давление шабера на вал, что может привести к ухудшению работы шабера. Для дополнительного прижима шабера к валу и регулирования давления шабера на вал обычно применяют поршневые либо мехмбранные исполнительные механизмы. При этом дополни­тельная нагрузка на корпус шабера (на широкоформатных ма­шинах) обычно не превышает 20 % усилия от его собственного веса. Поэтому при расчете на жесткость корпуса шабера можно ограничиться определением допустимого прогиба от действия собственного веса. Желательно, чтобы прогиб не превышал 1— 2 мм. При конструировании шаберов скоростных широкофор­матных машин надо проверять шабер на виброустойчивость к колебаниям, вызываемым валами. Необходимо, чтобы пер­вая резонансная частота колебаний корпуса шабера была на 30—40 % больше частоты вращения контактирующего с ним вала или цилиндра.

Конструкция держателей шаберов может быть различной. Наибольшее распространение получил держатель, показанный на рис. 4.3, а. Форма профильного паза, в который вставля­ется лезвие, обеспечивает равномерное распределение нагрузки на него с учетом возможного его температурного расширения.* Чтобы лезвие свободно удерживалось в пазу держателя, на лезвии имеются заклепки либо пружинные хомутики, распо­ложенные с определенным шагом. В процессе работы шабера под действием сил прижима и трения происходит самоуста­новка лезвия относительно вала (цилиндра) и стабилизация его положения в пазу держателя. Жесткость держателя и проч­ность его крепления к корпусу шабера должны быть такими, чтобы обе эти детали работали (сопротивлялись нагрузкам) как единое целое.

Для более точной установки лезвия шабера относительно вала в стенке держателя шабера выполняются резьбовые от­верстия под микрометрические винты. Регулировка микромет­рическими винтами позволяет несколько деформировать дер­жатель и тем самым выравнять давление лезвия шабера на вал. Держатель, показанный на рис. 4.3, б, имеет более слож­ную конструкцию. Этот держатель обеспечивает равномерный прижим лезвия шабера к валу благодаря тому, что он нахо­дится между резиновыми трубками, заполненными агентом давления.

Лезвия должны быть достаточно гибкими, чтобы компен­сировать прогиб корпуса шабера и обеспечивать равномерность прилегания на бомбированных валах и в то же время обла­дать необходимой жесткостью для передачи усилия прижима с линейным давлением до 250 Н/м. Лезвия шаберов для бу- маго - и картоноделательных машин изготовляются из стальных либо бронзовых лент толщиной 1 —1,5 мм, а также из тексто­лита и других синтетических материалов. Материалы лезвий шаберов выбираются в зависимости от материалов контакти­рующих с ними валов. Рекомендации по выбору материалов лезвий и линейных давлений приведены в табл. 4.1.

Заточка (получение фаски) лезвий обычно осуществляется на вальцово-шлифовальных станках. Точность геометрической формы лезвия шабера влияет на равномерность прилегания его к валу.

Начальный угол установки лезвия шабера в мокрой части машины составляет 20—25°, в сушильной части и каландре 28—30°; по мере износа лезвия угол увеличивается примерно на 5°. Для предотвращения повышенного износа поверхно­сти цилиндра лезвия шаберов подвергают термической обра­ботке (отжигу) до твердости 30—35 HRc. Для лучшей прира­ботки шабера в сушильной части машины в пусковой период целесообразно устанавливать бронзовые или латунные лез­вия.

Для уменьшения износа поверхностей валов и сушильных цилиндров шаберам сообщается возвратно-поступательное дви­жение с амплитудой до 10 мм и частотой 5—20 двойных ходов в минуту [65]. Принципиальная схема пневматического устрой­ства автоматического управления движением шабера УДШ-1 [А. с. 388075 (СССР)] показана на рис. 4.1. Устройство УДШ-1 подает пневматический сигнал то в одну, то в другую полость мембраны. Оно состоит из трех элементов: пневматического генератора импульсов, электропневмопреобразователя и уси­лительной части в составе двух пневматических усилительных реле. Выходной сигнал генератора импульсов поступает одно­временно на два реле. При подаче импульса оба реле переклю­чаются и усиленный по давлению и мощности (расходу) сиг­нал поступает в левую камеру исполнительного механизма, а из правой камеры воздух удаляется в атмосферу. В период между импульсами оба реле возвращаются в исходное поло­жение под действием пружин, воздух подается в правую каме­ру и из левой удаляется в атмосферу. Амплитуда выходных сигналов устройства соответствует давлению питания переклю* чающих реле.

Все элементы схемы собираются на общей плате, склеенной из двух пластин, в одной из которых выфрезерованы коммута­ционные каналы. Плата крепится в корпусе, имеющем съем­ную крышку. Способ монтажа элементов схемы на общей плате позволяет быстро заменять их в случае выхода из строя. Устройство устанавливается по месту на станинах или колон­нах, либо в пультах и щитах управления.

Техническая характеристика УДШ-1 следующая:

Давление питания генератора, МПа............................................ 0,2

Давление силового питания, МПа............................................. до 0,4

Частота выходного сигнала, Гц............................................... 0,01—1

Амплитуда выходного сигнала, МПа............................. до 0,4

Габаритные размеры устройства, мм.... 230x130x140

Допустимая длина линий связи, м............................................. до 100

Правильная эксплуатация шаберов существенно влияет на увеличение их срока службы. При останове бумагоделательной машины все шаберы должны быть подняты, перед пуском ма­шины их следует тщательно протереть, так как во время оста­нова на фаске лезвия могут осесть твердые частицы, вызыва­ющие при опускании шабера повреждение поверхности вала или цилиндра. Рекомендуется периодически, не реже 1 раза в сутки, очищать фаску щабера от налипших частиц.