ОБОРУДОВАНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Валы с гидравлической поддержкой

Известно несколько типов конструктивного исполнения та­ких валов В нашей стране освоено производство валов с гидро­поддержкой рубашки по всей длине образующей (рис. 2.9).Эти валы состоят из рубашки и сердечника, в кольцевом простран­стве между которыми расположены продольные и торцевые уп­лотнения, разделяющие кольцевое пространство на две камеры.,,

Вращающаяся рубашка у своих торцов опирается на неподвиж­ный сердечник посредством самоусганавливающихся роликовых подшипников. Та из камер, в которую подается агент давления (обычно масло), называется рабочей камерой, а та, из которой масло отводится,— дренажной камерой.

Неподвижный сердечник, изготовленный, как правило, из ко­ваной стали, монтируется в опорах на сферических втулках,

Что обеспечивает возможность угловых перемещений сердеч­ника при его изгибе. Приводной конец сердечника вала устанав­ливают в трехкольцевом подшипнике, а лицевой — в сфериче­ской опоре. Торцевые уплотнения (рис. 2.9) монтируются в пазах опорной втулки и работают в контакте со стальными зака­ленными кольцами. Уплотнения поджимаются к кольцам пру­жинами, находящимися в отверстиях опорной втулки. Продоль­ные уплотнения, расположенные в пазах сердечника, прижима­ются к внутренней поверхности рубашки пружинной лентой. По­следняя также укрепляется в продольном пазу сердечника. В уплотнительной планке предусмотрены отверстия для цирку­ляции масла в процессе работы вала. Масло в рабочую камеру вала через каналы, имеющиеся в сердечнике, подается под дав­лением. Предусмотрены также каналы для отвода прошедшего через уплотнения масла из дренажной камеры вала и канал для подключения измеряющих давление масла приборов.

Если вал нагрузить равномерно распределенной нагрузкой, то при отсутствии давления масла в его рабочей камере или, что то же самое, перепада давления масла между рабочей и дренажной камерами, рубашка вала прогнется Подшипники передают всю нагрузку на сердечник вала, который под ее дей­ствием также прогнется. По мере увеличения давления в рабо­чей камере вала прогиб рубашки от действия внешних сил уменьшается. При равенстве внутреннего и наружного давлений на рубашку прогиб равен нулю. В этом случае перепад давле­ния (Ар Па) масла между рабочей и дренажной камерами равен

Лр = (<? i + q)(D,

Где qii—интенсивность внешней нагрузки на рубашку вала, Н/м; q — вес 1 м рубашки вала, Н/м; D — внутренний диаметр рубашки вала, м.

При дальнейшем повышении давления в рабочей камере вы­пуклость кривой прогиба будет направлена в сторону прило­жения внешней нагрузки. Такой прогиб рубашки, как будет по­казано далее, используется в прессах при наличии дополнитель­ного усилия прижима верхнего вала.

Давление в рабочей камере вала для обеспечения равномер­ного линейного давления в прессах и каландрах не превышает 0,2—0,4 МПа.

Масло подается в камеру вала непрерывно, благодаря этому давление масла поддерживается на необходимом уровне и ком­пенсируется его утечка в уплотнениях. Кроме того, как пра­вило, применяется дополнительная циркуляция масла с целью регулирования и стабилизации температуры рубашки вала. Для отвода циркулирующего масла имеется специальный трубопро­вод с байпасным вентилем.

Постоянство перепада давления масла между рабочей и дре­нажной камерой создается системой автоматического регули­рования. Поскольку в рассматриваемом типе валов сердечник неподвижен, для привода рубашки применяется специальный трехкольцевой подшипник, состоящий из трех концентрических колец, между которыми расположены два сепаратора с роли­ками. Внутреннее кольцо этого подшипника насаживается на удлиненный конец неподвижного сердечника, а наружное кольцо находится в неподвижном корпусе. Среднее вращающееся кольцо соединено с приводной цапфой. Вращение от этого кольца передается через зубчатую муфту рубашке вала.

В новых каландрах и суперкаландрах можно избежать при­менения этих устройств, предусмотрев привод второго снизу вала. Однако при установке новых регулируемых валов в прес­сах приходится применять устройства для передачи вращения непосредственно рубашке вала.

Опыт эксплуатации двухкамерных валов с гидравлической поддержкой показал безусловные преимущества этих валов. Обеспечивая равномерное давление между валами прессов и каландров, можно добиться равномерных показателей качества (толщины, лоска, гладкости, сухости и др.) по всей ширине бумажного полотна, быстро менять режим работы прессов и каландров. Констатируя преимущества однокамерных валов с гидравлической поддержкой, нельзя не отметить, что себе­стоимость этих валов и эксплуатационные затраты значительны. Применять эти валы экономически целесообразно на машинах обрезной шириной полотна свыше 3—4 м и на машинах, выра­батывающих бумагу, к которой предъявляются повышенные тре­бования по равномерности толщины и гладкости. В табл. 2.8 приведены основные размеры валов каландров с регулируемым прогибом (рис. 2.10). Разновидностью валов с гидравлической поддержкой являются валы с плавающими гидростатическими опорами (см. вал 8 на рис. 2.3). В зону контакта между опорами и вращающейся рубашкой масло подается под давлением. Та­кие валы изготовляются фирмой «Эшер-Висс». Плавающие гид­ростатические опоры установлены в отверстиях сердечника вала,

Расположенных вдоль его образующей. Поверхность плавающих опор, обращенная к рубашке вала, имеет карманы, играющие роль гидростатических подшипников. Масло, поступая под дав­лением в паз сердечника, создает необходимое усилие под пла* вающими опорами и далее, перетекая через капиллярные отвер­стия, заполняет полости карманов, создавая гидростатическое давление, поддерживающее рубашку вала. Из карманов масло перетекает в полость между рубашкой и сердечником и через пазы в сердечнике отводится во внешнюю гидросистему. Гид­росистема вала включает насосные установки, фильтры, холо­дильники, дренажные и напорные трубопроводы, а также конт­рольно-измерительную и регулирующую аппаратуру.

Рис. 2.10. Каландровый вал с регули­руемым прогибом (к табл 2 8)

Давление масла, подаваемого в пазы сердечника под пла­вающие опоры, значительно превышает давление, в однокамер­ных валах с непосредственным контактом жидкости и внутрен­ней поверхности рубашки, так как суммарная площадь опор, на которую действует давление масла, значительно меньше, чем площадь половины внутренней поверхности рубашки.

Достоинство конструкции таких валов — возможность изме­нения прогиба несимметрично относительно его середины, что позволяет вносить необходимые коррективы в процессе прессо­вания и каландрирования бумаги (картона) для исправления погрешностей, возникающих в других частях бумаге - и картоно - делательных машин.

Валы с поддерживающими опорами, как показывает опыт их эксплуатации, обеспечивают равномерное давление между валами прессов и каландров и позволяют изменять это давление с сохранением его равномерности. Однако по сравнению с одно­камерными валами с непосредственным контактом жидкости и поверхности рубашки валы с поддерживающими гидростатиче­скими опорами более сложны в эксплуатации.