JPH09111687A - 変形制御ロール - Google Patents
変形制御ロールInfo
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- JPH09111687A JPH09111687A JP8265863A JP26586396A JPH09111687A JP H09111687 A JPH09111687 A JP H09111687A JP 8265863 A JP8265863 A JP 8265863A JP 26586396 A JP26586396 A JP 26586396A JP H09111687 A JPH09111687 A JP H09111687A
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Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
- D21G1/02—Rolls; Their bearings
- D21G1/0206—Controlled deflection rolls
- D21G1/0213—Controlled deflection rolls with deflection compensation means acting between the roller shell and its supporting member
- D21G1/022—Controlled deflection rolls with deflection compensation means acting between the roller shell and its supporting member the means using fluid pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- F16C13/022—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle
- F16C13/024—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle adjustable for positioning, e.g. radial movable bearings for controlling the deflection along the length of the roll mantle
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
- B29K2101/10—Thermosetting resins
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- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
-
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- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
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- B29L2031/32—Wheels, pinions, pulleys, castors or rollers, Rims
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- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プレスニップを形成する変形制御ロールにお
いて、操業時のニップの振動、及びこれに伴う運転上の
不具合を解消して操業の安定性を向上するものを提供す
ることを課題とする。 【解決手段】 対向するロールとプレスニップを形成す
る変形制御ロールであって、長い管状のロール殻、ロー
ル殻を通って縦方向に延びる長い支持軸、及び殻に面し
て開放された静圧油の境界面を有するピストンの如き、
軸と殻の間の流体制御による負荷支持手段を有する。ロ
ール殻は繊維強化のマトリクス材で構成され、繊維とマ
トリクス材との複合材による複数の環状層を備える。こ
れにより、殻は比較的軽量で低いクロスマシン方向曲げ
剛性を有する。
いて、操業時のニップの振動、及びこれに伴う運転上の
不具合を解消して操業の安定性を向上するものを提供す
ることを課題とする。 【解決手段】 対向するロールとプレスニップを形成す
る変形制御ロールであって、長い管状のロール殻、ロー
ル殻を通って縦方向に延びる長い支持軸、及び殻に面し
て開放された静圧油の境界面を有するピストンの如き、
軸と殻の間の流体制御による負荷支持手段を有する。ロ
ール殻は繊維強化のマトリクス材で構成され、繊維とマ
トリクス材との複合材による複数の環状層を備える。こ
れにより、殻は比較的軽量で低いクロスマシン方向曲げ
剛性を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製紙機械プレスに
おいて対向するロールとプレスニップを形成するために
使用される形式の変形制御ロールに関する。
おいて対向するロールとプレスニップを形成するために
使用される形式の変形制御ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】製紙機械において走行するウエブを脱水
するために使用される形式の従来のプレスでは、ロール
接触長さに沿って実質的に均一な線のニップ負荷を生じ
させる要件のために、二以上のプレスロールが共にプレ
スし合うように用いられる。
するために使用される形式の従来のプレスでは、ロール
接触長さに沿って実質的に均一な線のニップ負荷を生じ
させる要件のために、二以上のプレスロールが共にプレ
スし合うように用いられる。
【０００３】この線負荷は、またニップ圧とも呼ばれ、
通常巾１インチ当りのポンド数で計測されるが、適用さ
れる負荷の相違によりロールの変形に差違が生ずるため
平坦なロール上でも全部が均一にはならない。特定の負
荷による変形を補償するには、平坦なプレスロールの外
形を変えたりクラウンを設けることができるが、その場
合のニップ圧は他の負荷に対するニップに沿う場合は均
一にはならないであろう。
通常巾１インチ当りのポンド数で計測されるが、適用さ
れる負荷の相違によりロールの変形に差違が生ずるため
平坦なロール上でも全部が均一にはならない。特定の負
荷による変形を補償するには、平坦なプレスロールの外
形を変えたりクラウンを設けることができるが、その場
合のニップ圧は他の負荷に対するニップに沿う場合は均
一にはならないであろう。
【０００４】種々のニップ負荷において均一なニップ圧
を得るためのこの問題の解決は、変形制御ロールを使用
することである。時に、この型のロールはクラウン制御
ロール、又はＣＣロール、と呼ばれる。このロールにお
けるニップ圧形状は、ロール内部から殻に適用される圧
力を増加させ又は減少させて調整することができる。
を得るためのこの問題の解決は、変形制御ロールを使用
することである。時に、この型のロールはクラウン制御
ロール、又はＣＣロール、と呼ばれる。このロールにお
けるニップ圧形状は、ロール内部から殻に適用される圧
力を増加させ又は減少させて調整することができる。
【０００５】このようなロールの構成は、内部を同心に
延びる中央軸により支持されたロール殻と、ニップ線に
対向して前記軸とロール殻の間に流体制御による負荷支
持手段を設けている。
延びる中央軸により支持されたロール殻と、ニップ線に
対向して前記軸とロール殻の間に流体制御による負荷支
持手段を設けている。
【０００６】前記軸からロール殻内表面に力を伝えるこ
とによりニップを負荷する種々のニップ負荷装置が採用
されてきた。これらの装置は、ニップを負荷すると共
に、場合に応じて、ニップを均一にしたりその他の制御
を行う調整可能なクラウンを得るようにニップ長さに沿
って負荷を制御する。
とによりニップを負荷する種々のニップ負荷装置が採用
されてきた。これらの装置は、ニップを負荷すると共
に、場合に応じて、ニップを均一にしたりその他の制御
を行う調整可能なクラウンを得るようにニップ長さに沿
って負荷を制御する。
【０００７】ある形態では、ニップに適用される支持圧
力は、油で潤滑されるシューにより与えられるが、この
場合油の圧力とシューに働く力はニップに対向して制御
され調整できるようになっている。この型の構成では、
殻は典型的に重い鋳造された金属により形成され、必要
な寸法及び内外面の平滑度に機械加工される。
力は、油で潤滑されるシューにより与えられるが、この
場合油の圧力とシューに働く力はニップに対向して制御
され調整できるようになっている。この型の構成では、
殻は典型的に重い鋳造された金属により形成され、必要
な寸法及び内外面の平滑度に機械加工される。
【０００８】鋳造されたロール殻、シュー及び軸と給油
管を含む完全な変形制御ロールを形成する質量は、ニッ
プ振動に影響する。ある構成では、ロール殻は合成材の
カバーで被われているが、この振動がロールカバー、並
びにウエブと共にニップを通過するフェルト、に波形を
生じさせる。大部分の波形及びロールバウンドの問題は
ロールカバーの弾力の回復時間に関係する。
管を含む完全な変形制御ロールを形成する質量は、ニッ
プ振動に影響する。ある構成では、ロール殻は合成材の
カバーで被われているが、この振動がロールカバー、並
びにウエブと共にニップを通過するフェルト、に波形を
生じさせる。大部分の波形及びロールバウンドの問題は
ロールカバーの弾力の回復時間に関係する。
【０００９】この問題に対する一つの部分的解決は、中
央軸に摺動自在に枢支状に設けられた支持リングにロー
ル殻を支持する転がり軸受を設けることである。それか
らニップを負荷するシューがロール殻を押しあげ、係合
するロールと接触させる。このような構成は、振動する
総重量を減少させる一方、ロールの固有振動数を下げ、
好ましくない。
央軸に摺動自在に枢支状に設けられた支持リングにロー
ル殻を支持する転がり軸受を設けることである。それか
らニップを負荷するシューがロール殻を押しあげ、係合
するロールと接触させる。このような構成は、振動する
総重量を減少させる一方、ロールの固有振動数を下げ、
好ましくない。
【００１０】ニップを負荷するシューは、殻を押しあげ
係合するロールと接触させるために使用されてきたが、
この構成では中央軸と取付部は、ロール殻と機械的に結
合されていないため、ロール殻がニップ方向において半
径方向に動く時ニップ振動に参画しない。これはプレス
ニップに働く慣性質量による負荷を減少させる。
係合するロールと接触させるために使用されてきたが、
この構成では中央軸と取付部は、ロール殻と機械的に結
合されていないため、ロール殻がニップ方向において半
径方向に動く時ニップ振動に参画しない。これはプレス
ニップに働く慣性質量による負荷を減少させる。
【００１１】軸受は可動の支持具、又は軸受リング、に
設けられ、それ故中央軸には直接支持されていないの
で、ニップ形状の輪郭を変えるのに必要な曲げモーメン
トを減少させるためには対向する端部シューを付加せね
ばならない。これらの対向シューは、殻に対し回転抵抗
力を増加させる。
設けられ、それ故中央軸には直接支持されていないの
で、ニップ形状の輪郭を変えるのに必要な曲げモーメン
トを減少させるためには対向する端部シューを付加せね
ばならない。これらの対向シューは、殻に対し回転抵抗
力を増加させる。
【００１２】シューは従来のクラウン制御ロールでは回
転軸受よりもロール中央近くに位置しているため、曲げ
モーメントは減じられ、かくしてクラウン制御は限定さ
れる。更に、質量のある殻はそれ自体の質量によってフ
ェルトやロールカバーにいくらかの損傷を及ぼすことが
あり、これがニップ振動中のニップ負荷に影響を与え
る。
転軸受よりもロール中央近くに位置しているため、曲げ
モーメントは減じられ、かくしてクラウン制御は限定さ
れる。更に、質量のある殻はそれ自体の質量によってフ
ェルトやロールカバーにいくらかの損傷を及ぼすことが
あり、これがニップ振動中のニップ負荷に影響を与え
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、従来利用されてきた構造における問題点を回避する
改良された構造のクラウン制御ロールを提供することで
ある。
は、従来利用されてきた構造における問題点を回避する
改良された構造のクラウン制御ロールを提供することで
ある。
【００１４】本発明の別の課題は、ニップ振動の問題及
びそれに伴う運転上の問題を減少させるために質量を大
巾に減少させたクラウン制御ロールを構成する改良され
たロール殻を提供することである。
びそれに伴う運転上の問題を減少させるために質量を大
巾に減少させたクラウン制御ロールを構成する改良され
たロール殻を提供することである。
【００１５】本発明の更なる課題は、殻の質量が従来の
鋳造された金属の殻によるものよりも実質的に小さく、
殻の厚みが減じられ、かつ、クロスマシン方向の剛性が
低い独自の殻構成を有する改良されたクラウン制御ロー
ルを提供することである。
鋳造された金属の殻によるものよりも実質的に小さく、
殻の厚みが減じられ、かつ、クロスマシン方向の剛性が
低い独自の殻構成を有する改良されたクラウン制御ロー
ルを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明によるクラウン制
御ロールは、中央軸と、液圧で作動するシューの如き、
液圧によるクラウン制御支持装置が設けられている。ロ
ール殻は、繊維強化樹脂で形成されている。
御ロールは、中央軸と、液圧で作動するシューの如き、
液圧によるクラウン制御支持装置が設けられている。ロ
ール殻は、繊維強化樹脂で形成されている。
【００１７】本発明の構成による殻は、同寸法の従来の
鋳造による金属殻の重量の約２０％の重量であり、殻の
厚みを減少させれば従来の鋳造による金属ロール殻の重
量の約１０％未満とすることができる。殻の応力は圧縮
応力が支配的であるので、厚みの減少が可能となる。質
量の減少によりプレスニップがフェルト及びロールカバ
ーを損傷する可能性は大巾に減少する。
鋳造による金属殻の重量の約２０％の重量であり、殻の
厚みを減少させれば従来の鋳造による金属ロール殻の重
量の約１０％未満とすることができる。殻の応力は圧縮
応力が支配的であるので、厚みの減少が可能となる。質
量の減少によりプレスニップがフェルト及びロールカバ
ーを損傷する可能性は大巾に減少する。
【００１８】ロール殻は、内層、中間層及び外層からな
る。各層はマトリクス材と繊維の複合材で形成される。
マトリクス材は、繊維を望みの場所及び向きに結合保持
すると共に負荷を繊維から繊維に伝える化学的に不活性
の膠状の構造物である。マトリクス材はまた、温度及び
湿度の上昇による損傷から繊維を保護する。
る。各層はマトリクス材と繊維の複合材で形成される。
マトリクス材は、繊維を望みの場所及び向きに結合保持
すると共に負荷を繊維から繊維に伝える化学的に不活性
の膠状の構造物である。マトリクス材はまた、温度及び
湿度の上昇による損傷から繊維を保護する。
【００１９】三つの層のうち、内層は、好ましくは方向
の不揃いな、耐摩耗性の高繊維と耐熱性の流体不浸透性
のマトリクス材からなる。内層の内表面は、潤滑の喪
失、混入する油の如き液体、応力及び剪断から繊維を保
護し支持し易いように大部分又は全部をマトリクス材で
形成される。
の不揃いな、耐摩耗性の高繊維と耐熱性の流体不浸透性
のマトリクス材からなる。内層の内表面は、潤滑の喪
失、混入する油の如き液体、応力及び剪断から繊維を保
護し支持し易いように大部分又は全部をマトリクス材で
形成される。
【００２０】中間層は、最大の環状強度を与えるため繊
維が実質的に円周方向に揃えられている。
維が実質的に円周方向に揃えられている。
【００２１】外層は、繊維が不揃いに配されたマトリク
ス材からなる複合材である。特に外層用に好ましいマト
リクス材の例としては、エポキシ、ポリエステル、フェ
ノール樹脂、ポリアミド及びピスナライミドである。外
層に好ましい繊維は、アラミド、セラミックス、ガラ
ス、グラファイト、パラアラミド及びメタアラミドであ
る。
ス材からなる複合材である。特に外層用に好ましいマト
リクス材の例としては、エポキシ、ポリエステル、フェ
ノール樹脂、ポリアミド及びピスナライミドである。外
層に好ましい繊維は、アラミド、セラミックス、ガラ
ス、グラファイト、パラアラミド及びメタアラミドであ
る。
【００２２】マトリクス材は高い衝撃強度及び破断抵抗
で選択される。これは、共に製紙機械におけるロールの
運転に有害なロール表面の窪みや破壊の発生を防止する
ためである。
で選択される。これは、共に製紙機械におけるロールの
運転に有害なロール表面の窪みや破壊の発生を防止する
ためである。
【００２３】好ましい高い強度及び応力、高い耐摩耗性
の繊維の例は、アラミド、セラミックス、ガラス、グラ
ファイト、パラアラミド及びメタアラミドである。好ま
しい不浸透性、耐熱性のマトリクス材の例は、強化され
たエポキシ、ウレタン、熱可塑性プラスチックス、ＰＥ
ＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（硫化ポ
リフェニレン）及びナイロンである。
の繊維の例は、アラミド、セラミックス、ガラス、グラ
ファイト、パラアラミド及びメタアラミドである。好ま
しい不浸透性、耐熱性のマトリクス材の例は、強化され
たエポキシ、ウレタン、熱可塑性プラスチックス、ＰＥ
ＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（硫化ポ
リフェニレン）及びナイロンである。
【００２４】このような高い強度及び耐摩耗性の繊維及
び耐熱性、不浸透性のマトリクス材は、運転時に液圧で
作動するシューと摺動摩擦し、作動油の混入が予想され
る内層に使用することが好ましい。
び耐熱性、不浸透性のマトリクス材は、運転時に液圧で
作動するシューと摺動摩擦し、作動油の混入が予想され
る内層に使用することが好ましい。
【００２５】その他の目的、利点及び特徴は、明細書、
特許請求の範囲及び図面による、発明の実施の形態を参
照した、本発明の原理の教示により、本発明の範囲内で
あることを意図された同等の構成のものとして、明らか
にされよう。
特許請求の範囲及び図面による、発明の実施の形態を参
照した、本発明の原理の教示により、本発明の範囲内で
あることを意図された同等の構成のものとして、明らか
にされよう。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１及び図２に示された如く、変
形制御ロールのプレス組立部は、軸受１２及び１３で支
持された軸上に回転自在に設けられた係合する上部プレ
スロール１１を含む。
形制御ロールのプレス組立部は、軸受１２及び１３で支
持された軸上に回転自在に設けられた係合する上部プレ
スロール１１を含む。
【００２７】下方の変形制御ロール１０は、上部プレス
ロールとニップを形成する。ロールの位置は、場合によ
り、係合するロール１１の上に変形制御ロール１０があ
る逆の形にすることもある。
ロールとニップを形成する。ロールの位置は、場合によ
り、係合するロール１１の上に変形制御ロール１０があ
る逆の形にすることもある。
【００２８】変形制御ロールは、内部を軸方向に延びる
支持軸１５を有する回転自在の殻１４を含む。支持軸は
回転せず、球面軸受１７，１８によりフレーム１９，２
０に支持され、プレスロール１０，１１間のニップＮに
かかる力の負荷を受ける時のロール１０の曲げ及び支持
軸の撓みを許容するようになっている。
支持軸１５を有する回転自在の殻１４を含む。支持軸は
回転せず、球面軸受１７，１８によりフレーム１９，２
０に支持され、プレスロール１０，１１間のニップＮに
かかる力の負荷を受ける時のロール１０の曲げ及び支持
軸の撓みを許容するようになっている。
【００２９】ニップ負荷は、ロール殻と軸１５の間のピ
ストン１６の如き、ニップ中の力を制御する上向きの力
を与える液圧制御手段により制御される。ある程度のニ
ップ形状の制御もこの手段で行うがことできる。
ストン１６の如き、ニップ中の力を制御する上向きの力
を与える液圧制御手段により制御される。ある程度のニ
ップ形状の制御もこの手段で行うがことできる。
【００３０】ロール殻の端部には、一方端で符号２１で
示したような軸受があり、他方端にも類似の軸受があ
る。これらの軸受はロール殻端部を軸及びニップＮと共
に一直線上に維持している。
示したような軸受があり、他方端にも類似の軸受があ
る。これらの軸受はロール殻端部を軸及びニップＮと共
に一直線上に維持している。
【００３１】ロール端部をニップ及び支持中央軸と一直
線上に維持することを確保するために、ロールの各端部
の軸受は軸受リング２４上に設けられており、軸受リン
グ２４は軸台２５内に設けられた枢支ピン９により枢支
状に中央軸１５に取付けられている。図２において、軸
受リングは理解のため分割されて示されている。
線上に維持することを確保するために、ロールの各端部
の軸受は軸受リング２４上に設けられており、軸受リン
グ２４は軸台２５内に設けられた枢支ピン９により枢支
状に中央軸１５に取付けられている。図２において、軸
受リングは理解のため分割されて示されている。
【００３２】中央軸１５の各側面は、互いに平行な平ら
な表面２２，２３をなし、軸の各端部に軸台２５を設け
ることを容易にしている。軸の各端部における軸台の反
対側の側面には、Ｕ字形の案内部材２５′があり、これ
が軸受リング２４と係合して枢支走行通路内に案内する
と共に軸方向の推力支持を提供している。
な表面２２，２３をなし、軸の各端部に軸台２５を設け
ることを容易にしている。軸の各端部における軸台の反
対側の側面には、Ｕ字形の案内部材２５′があり、これ
が軸受リング２４と係合して枢支走行通路内に案内する
と共に軸方向の推力支持を提供している。
【００３３】ロール殻１４の内表面にニップを負荷する
力を与える種々の形のニップ負荷支持手段がニップを負
荷するために提供されているが、支持軸上に縦方向、即
ち、クロスマシン方向に間隔を置いて軸１５上に支持さ
れた一連の液圧作動の静圧シュー３２による一形式が図
に示されている。シューは希望する形のニップ負荷に応
じて均一的に又は種々の形で負荷を与えることができ
る。
力を与える種々の形のニップ負荷支持手段がニップを負
荷するために提供されているが、支持軸上に縦方向、即
ち、クロスマシン方向に間隔を置いて軸１５上に支持さ
れた一連の液圧作動の静圧シュー３２による一形式が図
に示されている。シューは希望する形のニップ負荷に応
じて均一的に又は種々の形で負荷を与えることができ
る。
【００３４】ニップを負荷する液圧は、図３における軸
１５内を通る一本の中心核通路２６、又は一連の液圧通
路（示されていない）を通る油の如き作動流体を供給す
る液圧ポンプ（示されていない）によって提供される。
中心通路２６は、各ピストン３２の底部のシリンダ室２
８に連なる垂直に延びる個々の立上り通路２７を有す
る。
１５内を通る一本の中心核通路２６、又は一連の液圧通
路（示されていない）を通る油の如き作動流体を供給す
る液圧ポンプ（示されていない）によって提供される。
中心通路２６は、各ピストン３２の底部のシリンダ室２
８に連なる垂直に延びる個々の立上り通路２７を有す
る。
【００３５】ピストン３２は製紙業界では時にシューと
呼ばれている。シリンダ室２８内の作動液圧は負荷を支
持するためシュー３２を上方に押上げると共に、定常の
潤滑と静圧的流体支持を確保するため、圧力をもった作
動流体はピストン内の、時にキャピラリチューブと呼ば
れる、通路２９を上向きに通って、ロール殻１４の内表
面に面するシュー３２の表面にあるポケット３０，３１
に運ばれる。
呼ばれている。シリンダ室２８内の作動液圧は負荷を支
持するためシュー３２を上方に押上げると共に、定常の
潤滑と静圧的流体支持を確保するため、圧力をもった作
動流体はピストン内の、時にキャピラリチューブと呼ば
れる、通路２９を上向きに通って、ロール殻１４の内表
面に面するシュー３２の表面にあるポケット３０，３１
に運ばれる。
【００３６】場合により、対向する負荷シュー３４が設
けられる。このシューの機能の一つは、殻が逆配置、即
ち、変形制御ロールが平らなロールの上にある場合に、
ロール殻を押圧することである。他の通路３３は中心核
通路２６からピストン３４ａの底部のシリンダ室２８ａ
に連なり、ピストン内を通る通路３５は、ロール殻の内
表面に面するシュー３４の表面にある潤滑ポケット３
６，３７内に開口している。
けられる。このシューの機能の一つは、殻が逆配置、即
ち、変形制御ロールが平らなロールの上にある場合に、
ロール殻を押圧することである。他の通路３３は中心核
通路２６からピストン３４ａの底部のシリンダ室２８ａ
に連なり、ピストン内を通る通路３５は、ロール殻の内
表面に面するシュー３４の表面にある潤滑ポケット３
６，３７内に開口している。
【００３７】ピストン３４ａに伝達された流体は、ロー
ル殻を押圧することができるように制御可能であり、運
転時にはニップを負荷するシュー３２がニップ負荷機能
を果たし、適正なニップ圧形状を提供できるように圧力
制御がなされる。
ル殻を押圧することができるように制御可能であり、運
転時にはニップを負荷するシュー３２がニップ負荷機能
を果たし、適正なニップ圧形状を提供できるように圧力
制御がなされる。
【００３８】図３及び図４に示された変形制御ロール殻
１４は、軽量のマトリクス材と繊維の複合材により構成
されたもので、好ましくは同心の環状の層をもった多層
のものがよい。ロール殻は、例としてエポキシのような
繊維強化マトリクス材で作られ、その総重量は同じ厚み
の鋼製の従来の変形制御ロールの重量の２０％に過ぎな
い。
１４は、軽量のマトリクス材と繊維の複合材により構成
されたもので、好ましくは同心の環状の層をもった多層
のものがよい。ロール殻は、例としてエポキシのような
繊維強化マトリクス材で作られ、その総重量は同じ厚み
の鋼製の従来の変形制御ロールの重量の２０％に過ぎな
い。
【００３９】実際には、殻の厚みを機械的安定性のため
に必要な最低値に減らした場合、通常の鋼製殻の重量の
１０％未満の重量にすることができる。殻の厚みの減少
は、殻の応力は圧縮応力が支配的であり、複合材の殻が
圧縮応力に容易に耐えることから可能となる。質量の減
少は、フェルトやロールカバーに対するプレスニップに
よる損傷の可能性を大巾に減少させる。
に必要な最低値に減らした場合、通常の鋼製殻の重量の
１０％未満の重量にすることができる。殻の厚みの減少
は、殻の応力は圧縮応力が支配的であり、複合材の殻が
圧縮応力に容易に耐えることから可能となる。質量の減
少は、フェルトやロールカバーに対するプレスニップに
よる損傷の可能性を大巾に減少させる。
【００４０】殻は中間層における強化繊維４０で製造さ
れ、この強化繊維は図４に示された如く円周方向に向き
を揃えて埋め込まれている。これは、殻のクロスマシン
方向の曲げ剛性を増加させないまでも殻の環状方向の剛
性を増大させる。
れ、この強化繊維は図４に示された如く円周方向に向き
を揃えて埋め込まれている。これは、殻のクロスマシン
方向の曲げ剛性を増加させないまでも殻の環状方向の剛
性を増大させる。
【００４１】これは殻がよりたやすく曲げられることを
可能とし、ロール殻端部近くでシュー負荷を対向的に作
用させる必要性を排除する。高い環状方向の剛性は、本
来の円筒状ロール殻の形状を維持する。
可能とし、ロール殻端部近くでシュー負荷を対向的に作
用させる必要性を排除する。高い環状方向の剛性は、本
来の円筒状ロール殻の形状を維持する。
【００４２】この殻の構成による別の利点は、バランシ
ングの容易さである。殻は精密かつ平滑な心金で製作さ
れる。これは殻を穴明けで作る必要性を排除する。ま
た、質量を減少させることはインバランス力の発生の可
能性を減少させる。
ングの容易さである。殻は精密かつ平滑な心金で製作さ
れる。これは殻を穴明けで作る必要性を排除する。ま
た、質量を減少させることはインバランス力の発生の可
能性を減少させる。
【００４３】複合材の殻は、元来高い振動減衰係数を有
する。マトリクス材と繊維の適正な選択は、化学的に不
活性の耐摩耗性、耐衝撃性、不浸透性の殻を提供する。
複合材におけるマトリクス材の本来の構造的特性（即
ち、繊維間で応力を伝達し耐摩耗性を提供する能力）及
び繊維の本来の構造的特性（即ち、引張強さを提供し、
負荷を分散させる能力）により、疲労破壊は大きな問題
とはならない。疲労破壊は、典型的に緩慢に進行する破
壊として現われる。
する。マトリクス材と繊維の適正な選択は、化学的に不
活性の耐摩耗性、耐衝撃性、不浸透性の殻を提供する。
複合材におけるマトリクス材の本来の構造的特性（即
ち、繊維間で応力を伝達し耐摩耗性を提供する能力）及
び繊維の本来の構造的特性（即ち、引張強さを提供し、
負荷を分散させる能力）により、疲労破壊は大きな問題
とはならない。疲労破壊は、典型的に緩慢に進行する破
壊として現われる。
【００４４】複合材ロール殻は高い耐摩耗性繊維と耐熱
性、不浸透性の複合マトリクス材の内層３９を有する。
この内層構造は、油の混入や潤滑の一時的喪失による殻
破損を最少化するために使用される。
性、不浸透性の複合マトリクス材の内層３９を有する。
この内層構造は、油の混入や潤滑の一時的喪失による殻
破損を最少化するために使用される。
【００４５】内層を構成する好ましいマトリクス材は、
強化されたエポキシ、ウレタン、熱可塑性プラスチック
ス、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ及びナイロンである。内層に好ま
しい繊維は、アラミド、セラミックス、ガラス、グラフ
ァイト、パラアラミド及びメタアラミドである。内層の
内側表面は、繊維のない又は繊維の少い材料で被われた
マトリクス材で形成することが好ましい。
強化されたエポキシ、ウレタン、熱可塑性プラスチック
ス、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ及びナイロンである。内層に好ま
しい繊維は、アラミド、セラミックス、ガラス、グラフ
ァイト、パラアラミド及びメタアラミドである。内層の
内側表面は、繊維のない又は繊維の少い材料で被われた
マトリクス材で形成することが好ましい。
【００４６】複合材殻の中央核層４０（即ち、中間層）
は高強度繊維で形成される。この繊維は、内表面層の上
に主に円周方向に揃えられた繊維を巻付けられている。
この構造は、殻の円形が歪むのを防ぐ高い殻剛性を生じ
させる一方、ロール殻のクラウン又は変形を容易に制御
し得るようにロールの曲げに対して低い抵抗性を提供す
る。
は高強度繊維で形成される。この繊維は、内表面層の上
に主に円周方向に揃えられた繊維を巻付けられている。
この構造は、殻の円形が歪むのを防ぐ高い殻剛性を生じ
させる一方、ロール殻のクラウン又は変形を容易に制御
し得るようにロールの曲げに対して低い抵抗性を提供す
る。
【００４７】中央核層、即ち中間層、に好ましい繊維
は、アラミド、セラミックス、ガラス、グラファイト、
パラアラミド及びメタアラミドである。中央核層、即ち
中間層、に好ましいマトリクス材は、強化されたエポキ
シ、ウレタン、熱可塑性プラスチックス、ＰＥＥＫ（ポ
リエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（硫化ポリフェニ
レン）及びナイロンである。
は、アラミド、セラミックス、ガラス、グラファイト、
パラアラミド及びメタアラミドである。中央核層、即ち
中間層、に好ましいマトリクス材は、強化されたエポキ
シ、ウレタン、熱可塑性プラスチックス、ＰＥＥＫ（ポ
リエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（硫化ポリフェニ
レン）及びナイロンである。
【００４８】複合材殻の外層３８は、耐衝撃性、耐摩耗
性及び外表面のクラウン形状を維持するため定期的に研
削することのできる表面を提供する繊維とマトリクス材
の複合材で形成される。外層に好ましいマトリクス材
は、強化されたエポキシ、ウレタン、熱可塑性プラスチ
ックス、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、Ｐ
ＰＳ（硫化ポリフェニレン）及びナイロンである。
性及び外表面のクラウン形状を維持するため定期的に研
削することのできる表面を提供する繊維とマトリクス材
の複合材で形成される。外層に好ましいマトリクス材
は、強化されたエポキシ、ウレタン、熱可塑性プラスチ
ックス、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、Ｐ
ＰＳ（硫化ポリフェニレン）及びナイロンである。
【００４９】外層に使用するのに有用から好ましい他の
マトリクス材は、エポキシ、ポリエステル、フェノール
樹脂、ポリアミド及びピスナライミドである。外層に好
ましい繊維は、アラミド、セラミックス、ガラス、グラ
ファイト、パラアラミド及びメタアラミドである。
マトリクス材は、エポキシ、ポリエステル、フェノール
樹脂、ポリアミド及びピスナライミドである。外層に好
ましい繊維は、アラミド、セラミックス、ガラス、グラ
ファイト、パラアラミド及びメタアラミドである。
【００５０】運転では、ニップは閉じられており、プレ
スされるウエブはニップＮを通って通紙される。シュー
は油圧で負荷され所用のニップ負荷を維持する。ニップ
を負荷するシューは、クロスマシン方向に供給される作
動流体圧によりニップ圧形状に合った調整がなされるよ
うに分割し、又は更に細分し、又は制御することができ
る。
スされるウエブはニップＮを通って通紙される。シュー
は油圧で負荷され所用のニップ負荷を維持する。ニップ
を負荷するシューは、クロスマシン方向に供給される作
動流体圧によりニップ圧形状に合った調整がなされるよ
うに分割し、又は更に細分し、又は制御することができ
る。
【００５１】ロール殻は、ニップを製紙機械の脱水部に
使用する場合、現在の高速製紙機械に合わせるために比
較的高速で回転される。比較的軽量のロール殻は運転寿
命を長期にすることができ、クロスマシン方向における
比較的低い曲げ剛性を有する。
使用する場合、現在の高速製紙機械に合わせるために比
較的高速で回転される。比較的軽量のロール殻は運転寿
命を長期にすることができ、クロスマシン方向における
比較的低い曲げ剛性を有する。
【００５２】殻の各層は、高い耐摩耗性と耐熱性の複合
材を内表面に設けるように選定されるので、油の混入や
潤滑の一時的喪失による殻の破損は最少化される。殻の
高い環状方向強度により、殻は長期の運転寿命をもって
改良された機能を提供すると共に、鋳鋼製の殻の場合に
必要な巨大な造型設備や巨大な機械加工設備を必要とせ
ずに殻を製作することができる。
材を内表面に設けるように選定されるので、油の混入や
潤滑の一時的喪失による殻の破損は最少化される。殻の
高い環状方向強度により、殻は長期の運転寿命をもって
改良された機能を提供すると共に、鋳鋼製の殻の場合に
必要な巨大な造型設備や巨大な機械加工設備を必要とせ
ずに殻を製作することができる。
【００５３】鋼製の殻ではゴム又は剥離性の高い材料の
外面コーティングを施さねばならないが、本発明の殻の
外表面に選択された樹脂は、特にコーティング層を施す
ことなくこれらの特性を有するか、又はこれらのコーテ
ィングや材料に合ったより良い接着性に応じて選択する
ことができる。
外面コーティングを施さねばならないが、本発明の殻の
外表面に選択された樹脂は、特にコーティング層を施す
ことなくこれらの特性を有するか、又はこれらのコーテ
ィングや材料に合ったより良い接着性に応じて選択する
ことができる。
【００５４】かくして、上記の目的及び利点に合致する
改良された変形制御ロールが提供された。
改良された変形制御ロールが提供された。
【００５５】
【発明の効果】以上本発明によれば、高い強度と耐摩耗
性の素材により質量も大巾に減少し、また厚みも減少し
て、クロスマシン方向の剛性を低くした高い強度のロー
ル殻を採用することにより、ニップの振動及びこれに伴
う運転上の不具合を減少、回避して、操業の安定性の向
上を図るようにした変形制御ロールを得ることができた
ものである。
性の素材により質量も大巾に減少し、また厚みも減少し
て、クロスマシン方向の剛性を低くした高い強度のロー
ル殻を採用することにより、ニップの振動及びこれに伴
う運転上の不具合を減少、回避して、操業の安定性の向
上を図るようにした変形制御ロールを得ることができた
ものである。
【図１】係合するロールとの間にプレスニップを形成す
るクラウン制御ロールの部分的断面図を含む側面図。
るクラウン制御ロールの部分的断面図を含む側面図。
【図２】実質的に図１のII−II線に沿った断面図。
【図３】実質的に図１のIII-III 線に沿った断面図。
【図４】ロール殻の構成を示す図３のIV−IV線に沿った
部分拡大断面図。
部分拡大断面図。
９ 枢支ピン １０，１１ ロール １２，１３ 軸受 １４ ロール殻 １５ 中央軸 １６ ピストン １７，１８ 球面軸受 １９，２０ フレーム ２１ 軸受 ２４ 軸受リング ２５ 軸台 ２５′ 案内部材 ２６ 中心核通路 ２７，３３ 通路 ２８，２８ａ シリンダ室 ２９，３５ 通路 ３０，３１，３６，３７ ポケット ３２ シュー（ピストン） ３４ 負荷シュー ３９ 内層 ４０ 強化繊維
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・ラッセル・ハーガート アメリカ合衆国、イリノイ 61072、ロッ クトン、ラッスラーズ ロー、13738 (72)発明者 グレゴリー・リン・ウェデル アメリカ合衆国、ウィスコンシン 53511、 ベロイト、モーニング グローリー レイ ン、761
Claims (14)
- 【請求項１】 係合するロールとプレスニップを形成す
る変形制御ロールにおいて、長い管状のロール殻と；前
記ロール殻を通って縦方向に延びる長い支持軸と；前記
軸から前記ニップに負荷力を伝えるべく前記軸上に配さ
れ前記軸と前記殻の間に延びる流体制御による負荷支持
手段；の組合せを備え、 前記ロール殻は、比較的軽量であり低いクロスマシン方
向曲げ剛性を有するようにマトリクス材と繊維からなる
複合材で構成されてなることを特徴とするプレスニップ
を形成する変形制御ロール。 - 【請求項２】 前記繊維の少くとも一部は実質的に円周
方向に延びてなることを特徴とする請求項１に記載され
たプレスニップを形成する変形制御ロール。 - 【請求項３】 前記ロール殻は、耐摩耗性の高い繊維を
有する内層を含む複数の環状層を備えてなることを特徴
とする請求項１に記載されたプレスニップを形成する変
形制御ロール。 - 【請求項４】 前記殻は、実質的に円周方向に揃えられ
た繊維を有する、繊維とマトリクス材の複合材で形成さ
れた中間層を含む複数の環状層を備えてなることを特徴
とする請求項１に記載されたプレスニップを形成する変
形制御ロール。 - 【請求項５】 前記殻は、化学的に不活性の耐衝撃性、
耐摩耗性の研削可能な材料である、繊維とマトリクス材
の複合材で形成された外層を含む複数の環状層を備えて
なることを特徴とする請求項１に記載されたプレスニッ
プを形成する変形制御ロール。 - 【請求項６】 係合するロールとプレスニップを形成す
る変形制御ロールにおいて、長い管状のロール殻と；前
記ロール殻を通って縦方向に延びる長い支持軸と；前記
軸から前記ニップに負荷力を伝えるべく前記軸上に配さ
れ前記軸と前記殻の間に延びる流体制御による負荷支持
手段；の組合せを備え、 前記ロール殻は、マトリクス材中に不揃いに埋め込まれ
た繊維の複合材を備え、ニップに対向する支持関係にあ
る外層と；マトリクス材中に埋め込まれた繊維の複合材
を備え、少くともマトリクス材を備えた内表面が前記負
荷支持手段と接触している内層と；前記内層と外層の中
間にあって、マトリクス材と埋め込まれた強化繊維の複
合材を備えた中間層；を有する複数の環状層を備えてな
ることを特徴とするプレスニップを形成する変形制御ロ
ール。 - 【請求項７】 前記中間層中の繊維は実質的に円周方向
に延びてなることを特徴とする請求項６に記載されたプ
レスニップを形成する変形制御ロール。 - 【請求項８】 前記内層は高い耐摩耗性のマトリクス材
と繊維の複合材からなることを特徴とする請求項６に記
載されたプレスニップを形成する変形制御ロール。 - 【請求項９】 前記内層のマトリクス材は耐熱性のマト
リクス材からなると共に、前記内層の内表面は前記シュ
ーと内表面の間の改良された摺動摩擦と油の混入に対す
る不浸透性を提供するようなマトリクス材で実質的に全
面を形成されてなることを特徴とする請求項６に記載さ
れたプレスニップを形成する変形制御ロール。 - 【請求項１０】 前記外層は、化学的に不活性の耐衝撃
性、耐摩耗性の研削可能な材料である、繊維とマトリク
ス材の複合材で形成されてなることを特徴とする請求項
６に記載されたプレスニップを形成する変形制御ロー
ル。 - 【請求項１１】 係合するロールとプレスニップを形成
する変形制御ロールにおいて、長い管状のロール殻と；
前記ロール殻を通って縦方向に延びる長い支持軸と；前
記軸から前記ニップに負荷力を伝えるべく前記軸と前記
殻の間に配された流体制御による負荷支持手段；の組合
せを備え、 前記ロール殻は、比較的低いクロスマシン方向の剛性係
数を有する、マトリクス材と繊維の複合材で構成されて
なることを特徴とするプレスニップを形成する変形制御
ロール。 - 【請求項１２】 前記ロール殻は同心の外層、中間層及
び内層からなり、前記中間層は繊維が実質的に円周方向
に揃えられた、マトリクス材と繊維の複合材からなり、
前記殻の内層は耐熱性のマトリクス材と繊維の複合材で
形成されてなることを特徴とする請求項１１に記載され
たプレスニップを形成する変形制御ロール。 - 【請求項１３】 係合するロールとプレスニップを形成
する変形制御ロールにおいて、長い管状のロール殻と；
前記ロール殻を通って縦方向に延びる長い支持軸と；前
記軸から前記ニップに負荷力を伝えるべく前記軸と前記
殻の間に配された流体制御による負荷支持手段；の組合
せを備え、 前記ロール殻は、各々マトリクス材と繊維の複合材で形
成された内層、外層及び中間層の三つの同心の層からな
ると共に、前記内層と外層中の繊維はマトリクス材中に
不揃いに配され、前記中間層中の繊維は実質的に円周方
向に揃えられてなることを特徴とするプレスニップを形
成する変形制御ロール。 - 【請求項１４】 前記層の少くとも一つにおける繊維
は、アラミド、セラミックス、ガラス、パラアラミド及
びメタアラミドのグループから選択されると共に、前記
少くとも一つの層におけるマトリクス材は、エポキシ、
ポリエステル、フェノール樹脂、ポリアミド、ピスナラ
イミド、強化されたエポキシ、ウレタン、熱可塑性プラ
スチックス、ポリエーテルエーテルケトン、硫化ポリフ
ェニレン及びナイロンのグループから選択されてなるこ
とを特徴とする請求項１３に記載されたプレスニップを
形成する変形制御ロール。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/542368 | 1995-10-12 | ||
| US08/542,368 US5785636A (en) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Composite roll shell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09111687A true JPH09111687A (ja) | 1997-04-28 |
Family
ID=24163519
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8265863A Pending JPH09111687A (ja) | 1995-10-12 | 1996-10-07 | 変形制御ロール |
| JP1998003954U Expired - Lifetime JP3056609U (ja) | 1995-10-12 | 1998-06-05 | 変形制御ロール |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1998003954U Expired - Lifetime JP3056609U (ja) | 1995-10-12 | 1998-06-05 | 変形制御ロール |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5785636A (ja) |
| JP (2) | JPH09111687A (ja) |
| CA (1) | CA2186968C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007537366A (ja) * | 2004-05-13 | 2007-12-20 | ボイス パテント ゲーエムベーハー | プレスローラ |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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