用於靴形壓榨裝置的靴壓板的製作方法
2023-05-04 18:14:46 1
專利名稱：用於靴形壓榨裝置的靴壓板的製作方法
技術領域：
本發明涉及造紙機靴形壓榨技術領域，具體是指用於靴形壓榨裝置的靴壓板。
背景技術：
靴壓板是造紙機靴形壓榨裝置中，用於完成紙頁高效壓榨與脫水作業的關鍵部件。目前，有關期刊文獻和專利文獻中僅見造紙機靴形壓榨整體裝置或者是靴形壓榨的靴套及附屬部件的報導，但對靴壓板的結構及其設計未見有報導。
日本東京市川毛織株式會社渡邊一正在2003年1月30日申請的專利「造紙機的靴形壓榨裝置」，提出在造紙機的靴形壓榨裝置中，一個壓榨部包括一個起壓榨件作用的輥和一個靴形物。一個帶夾在輥和靴形物之間。一個潤滑劑供給器在靴形物的上遊側從靴形物的外側供給潤滑劑。一個包括多個溝槽的潤滑劑保持段設置在靴形物的上遊端上。從潤滑劑供給器供應的潤滑劑保持在靴形物的潤滑劑保持段內，並且當帶穿過壓榨部時能更可靠地向壓榨部供給潤滑劑。潤滑劑保持段的結構較簡單，並且該潤滑劑保持段減少了摩擦力，由此節省了能量。另外為德國沃伊斯造紙專利有限公司於2002年7月12日申請的專利「柔性壓榨套和具有這種柔性壓榨套的靴形壓榨輥」，申請號為02815388.X，該發明涉及一種製造或處理連續移動纖維素纖維材料紙幅(2)的設備如紙、薄紙或紙板機中的壓榨部(1)，壓榨部(1)包括壓榨裝置(3)和設置在壓榨裝置對面的對置件(4)，設置對置件(4)以構成壓榨區域(5)，壓榨區域(5)呈與壓榨裝置(3)合作的延伸壓榨壓區的形式，具有沿設備方向(W)的確定寬度，以便在纖維紙幅(2)移動通過壓榨壓區(5)時對其進行壓榨，所述壓榨裝置包括壓榨鞋形物(6)，支承件(7)，用於沿向著對置件的方向通過動力裝置(8)支承和壓推壓榨鞋形物；至少一個動力裝置(8)，設置在壓榨鞋形物和支承件之間，用於在壓榨操作中將確定的壓力施加在纖維紙幅上；撓性的而且最好不可滲透的帶(11)，沿圍繞支承件的連續環路移動並穿過壓榨壓區，與壓榨鞋形物滑動接觸；以及用於壓榨鞋形物的第一導向件(22)，設置在壓榨鞋形物的下遊，所述第一導向件可在至少第一和第二位置之間移動；其中壓榨裝置還包括用於壓榨鞋形物的第二導向件，所述第二導向件設置在壓榨鞋形物的大體上遊或至少從壓榨鞋形物的上遊側並基本沿設備方向(W)起作用，所述第二導向件可在至少第一位置和第二位置之間移動。上述兩個專利中所提到的「靴形物」即靴壓板，對靴壓板的具體結構和設計的相關內容均未作說明。
目前，我國的造紙機靴形壓榨裝置全部依賴國外進口，國產化基礎薄弱，國內鮮見其他人或單位從事此方面的研究工作；同時，通過生產現場調研了解到，進口的造紙機靴形壓榨裝置靴套使用壽命很短，通常約為5個月左右，經分析靴壓板壓區結構的不合理，也是影響靴套使用壽命短的原因之一。
發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種壓區結構優化，壓力分布曲線理想，使用壽命長的用於靴形壓榨裝置的靴壓板。
本發明的目的通過下述技術方案實現本用於靴形壓榨裝置的靴壓板，包括壓區曲面、底座，所述壓區曲面與上壓輥相對，紙頁在壓區曲面與上壓輥之間，底座與靴壓輥內部的液壓系統連接，所述壓區曲面包括入口、中間、出口三部分，所述靴壓板的壓區曲面與上壓輥的配合間隙範圍為15mm～13mm；壓區曲面的寬度範圍為210mm～555mm，其入口部分的寬度範圍為30mm～65mm，中間部分的寬度範圍為150mm～325mm，出口部分的寬度範圍為30mm～65mm。
為了更好得實現本發明，所述壓區曲面外形曲線由下式決定y＝-0.0001x4+0.0051x3-0.0675x2+0.2096x-40.4202，其中，x為壓區的寬度，y為壓區曲線的高度，單位為mm。
本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果本發明對靴壓板的壓區曲面設計合理，易加上，過渡段圓滑，較好地遵循了壓區配合間隙由大到小再到較大的原則。本靴壓板的壓區曲面與上壓輥構成的壓區具有理想的壓力分布曲線，即紙頁通過壓區時，壓區壓力平穩地增加，而在壓區末端壓力則急速而明顯地降低。
圖1是靴形壓榨裝置的結構示意圖；圖2是本發明用於靴形壓榨裝置的靴壓板的結構示意圖；
圖3是圖2所示靴壓板的壓區曲面外形曲線坐標點標註圖；圖4是圖2所示靴壓板與上壓輥的配合間隙坐標點標註圖；圖5是圖2所示靴壓板與上壓輥的配合間隙的變化曲線圖；圖6是圖2所示靴壓板與上壓輥之間的壓區內物料的受力情況模擬曲線圖。
具體實施例方式
下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。
實施例一如圖2所示，本發明用於靴形壓榨裝置的靴壓板1，包括壓區曲面1-1、底座1-2，如圖1所示，壓區曲面1-1與上壓輥2相對，紙頁3在壓區曲面1-1與上壓輥2之間，底座1-2與靴壓輥內部的液壓系統連接。
如圖1所示，壓區曲面1-1包括入口、中間、出口三部分，入口部分為物料入口段，中間部分為工作部分，出口部分為物料出口段。壓區曲面1-1的外形曲線相應分為中間、出口、入口三部分，要求過渡圓滑，靴壓板1與上壓輥2的配合間隙由大到小，按曲線基準寬度25mm，配合間隙的設計由15mm到13mm變化。
採用美國CNC Software，INC公司研製開發的CAD/CAM軟體系統Mastercam軟體對壓區曲面外形曲線進行設計。如圖3所示，其設計過程分別為(1)中間部分。打開Mastercam繪圖界面，先畫基準點，即把坐標原點設在左下角，過原點畫一條寬為25mm的水平線，用補正功能畫兩條水平線，和第一條線的垂直距離分別為16mm和81mm。以點(12.5，81)即中點為圓心畫R55圓。此圓設為O1圓。
為了滿足壓區曲面的外形曲線和O1圓的配合間隙從大到小的變化要求，先假定點(9.5，68)為圓心再畫另一個R55的圓弧，此圓設為O2，然後以原點為基準在25mm範圍內調整兩圓弧從左到右的間隙由15mm逐漸降至13mm，調整時O1的圓心點x坐標始終保持不變，始終保持在行程的中心點，只調整其縱坐標和O2圓弧的圓心坐標。最後確定O2圓心位置和半徑分別設定為(8.86，69.33)，半徑R為55.53。
(2)出口部分。以點(12.5，-56)為圓心畫R74.5圓弧，此圓為壓榨物料時的一個導圓，必須保證曲線外形的一端與其接近相切，現選擇出口端和它相切為基準調整它的位置，調整位置時要以外形曲線一起調整且保持X軸位置處於中點不變。
為保證出口處的間隙都要比物料經過的厚度要大，且保證物料的迅速脫離，所以出口和工作區的變化較為明顯，最後經過調整，出口端的過渡圓弧設計如下圖所示，該圓弧和工作區相切過度，圓心位置定在(25.18，13.29)半徑為2.90mm。R74.5圓弧的圓心坐標最後確定的位置為(12.50，-56.90)。
(3)入口部分。入口段要保證物料進入工作區有一個漸進的過程，因而其軌跡應是慢慢變化直到和工作段圓弧相切，同時也要考慮和R74.5圓弧的距離不能太遠，最後入口處的設計如下圖所示，圓弧半徑為8.39，圓心坐標為(2.11，6.07)。
按此設計得到的壓區曲面，壓區曲面1-2的寬度33.45mm，其入口部分的寬度4.78mm，中間部分的寬度23.90mm，出口部分的寬度4.78mm。
如圖4所示，通過採點的辦法，即在有效長度範圍內的圓弧段平均取14個點，找出靴壓板1與上壓輥2的配合間隙的變化規律。把坐標數據按從左到右排列，如表1所示表1
根據表1的數據，可用如圖5所示的曲線表示靴壓板1與上壓輥2的配合間隙的變化規律。
根據配合間隙大，受力小的物理規律，靴壓板1與上壓輥2之間的壓區內物料的受力情況物料可用如圖6所示的模擬曲線表示。可推導出此曲線的數學模型方程為F＝ln(0.3315*10-6+0.066*10-6x) (1)式中F為壓區線壓榨力，kN/mx為壓區的寬度，mm由表1列出的曲線上的坐標點，可擬合出壓區曲面外形曲線的數學模型公式為y＝-0.0001x4+0.0051x3-0.0675x2+0.2096x-40.4202。
(2)式中y為壓區曲線高度，mmx為壓區的寬度，mm用Mastercam軟體的曲面造型模塊的掃描面造型功能設計靴壓板的外形曲面如圖2所示。
用Mastercam軟體的CAM功能編制刀具路徑(CAI)，通過後處理轉換成NC程式，傳送至數控工具機對工件進行粗加工、精加工後，便可得到本發明用於靴形壓榨裝置的靴壓板1。
如上所述，便可較好地實現本發明。
權利要求
1.用於靴形壓榨裝置的靴壓板，包括壓區曲面、底座，所述壓區曲面與上壓輥相對，紙頁在壓區曲面與上壓輥之間，底座與靴壓輥內部的液壓系統連接，所述壓區曲面包括入口、中間、出口三部分，其特徵在於所述靴壓板的壓區曲面與上壓輥的配合間隙範圍為15mm～13mm；壓區曲面的寬度範圍為210mm～555mm，其入口部分的寬度範圍為30mm～65mm，中間部分的寬度範圍為150mm～325mm，出口部分的寬度範圍為30mm～65mm。
2.按權利要求1所述用於靴形壓榨裝置的靴壓板，其特徵在於所述壓區曲面外形曲線由下式決定y＝-0.0001x4+0.005x3-0.0675x2+0.2096x-40.4202，其中，x為壓區的寬度，y為壓區曲線的高度。
全文摘要
本發明提供用於靴形壓榨裝置的靴壓板，包括壓區曲面、底座，所述壓區曲面與上壓輥相對，紙頁在壓區曲面與上壓輥之間，底座與靴壓輥內部的液壓系統連接，所述壓區曲面包括入口、中間、出口三部分，靴壓板的壓區曲面與上壓輥的配合間隙範圍為15mm～13mm；壓區曲面的寬度範圍為210mm～555mm，其入口部分的寬度範圍為30mm～65mm，中間部分的寬度範圍為150mm～325mm，出口部分的寬度範圍為30mm～65mm。本發明對靴壓板的壓區曲面設計合理，易加工，過渡段圓滑，較好地遵循了壓區配合間隙由大到小再到較大的原則。
文檔編號D21F3/08GK1827913SQ2006100349
公開日2006年9月6日 申請日期2006年4月13日 優先權日2006年4月13日
發明者陳克復, 李多民, 李軍, 楊仁黨, 田殷姿, 莫立煥, 陳奇峰 申請人:華南理工大學