Методы компенсации прогиба валов

ЛЕКЦИЯ 17

МЕТОДЫ КОМПЕНСАЦИИ ПРОГИБА ВАЛОВ

План лекции

Равномерность линейного давления – важный фактор повышения качества бумажного полотна, существующие методы его достижения.

Изготовление бомбированных валов, величина бомбировки, ее расчет, исходя из величины прогиба валов от действующих нагрузок. Методы распределения величины бомбировки между валами пресса.

Распределение бомбировки между валами трехвальных прессов.

Недостатки бомбированных валов и необходимость появления валов с регулируемым прогибом, их преимущества и возможности получения равномерного распределения давления по линии контакта валов.

Основными методами компенсации прогиба валов являются бомбировка и регулируемый прогиб.

Равномерность линейного давления между соприкасающи­мися валами оказывает значительное влияние на качество бу­маги, обеспечивая равномерное обезвоживание по ширине бу­мажного полотна на прессах бумагоделательных машин, а также равномерное уплотнение, гладкость и лоск на каландрах и суперкаландрах.

Вал любой конструкции на участке между опорами проги­бается даже под действием только собственного веса, так что образующие цилиндрической поверхности вала, прямолинейные до деформации, становятся вогнутыми в верхней части и вы­пуклыми в нижней. В связи с этим для равномерности давления между валами им необходимо придать не цилиндрическую, а несколько выпуклую, а иногда и вогнутую форму. Такие валы на­зывают бомбированными.

Величина бомбировки k представляет собой разность диа­метров вала посередине D и по его концам D₀, в соответствии с рисунком 17.1 а:

k = D – D₀.                                               (17.1)

В любом сечении вала, отстоящем на расстоянии x от его середины, величина бомбировки равна разности диаметров посе­редине D и в рассматриваемом сечении D_x:

K_x = D – D_x.                                               (17.2)

Для валов, покрытых мягкой резиной, измерение диаметров затруднено. Обычно измеряют длины окружностей и тогда бомбировку определяют по разности длин окружностей посередине и концам вала. Бомбировка по длине окружности:

k_окр = p×D – p×D₀ = p×(D – D₀) = p×k.                      (17.3)

а – величина бомбировки; б – прогиб валов для случая, когда верхний вал

дополнительно не нагружен;   в – прогиб валов для случая, когда верхний

вал дополнительно нагружен

Рисунок 17.1 – Расчетные схемы бомбировки

Величина бомбировки прессовых валов зависит от того, отсутствует или приложена дополнительная нагрузка на верхний вал.

В первом случае, если бомбировка валов пресса обеспечи­вает равномерное давление по всей длине их рабочей части, ось верхнего вала  должна быть прямолинейной, так как на него действуют равномерно распределенная нагрузка от собствен­ного веса вала и равная ей, но направленная в противополож­ную сторону равномерно распределенная реакциясо стороны нижнего вала. Если оба вала пресса расположены в одной вер­тикальной плоскости, нижний вал прогнется под действием соб­ственного веса и веса верхнего вала. Согласно уравнению (10.16):

,

прогиб рабочей части нижнего вала1 (при жесткости его попе­речных сечений Е_нI_н) равен:

.

Учитывая, что равнодействующая распределенной нагрузки q_н×b численно равна суммарному весу нижнего G_н и верх­него G_в валов, получим:

                                        .                                (17.4)

Для того, чтобы линейное давление по образующей рабочих частей валов было равномерным, радиус r посередине бомбированного вала (предположим, нижнего) должен быть больше радиуса r₀вала по концам на величину f_н прогиба нижнего вала (показано на рисунке 17.1 б):

r = r₀ + f_н                                               (17.5)

или соответственно D = D₀ + 2f_н.     Но  D – D₀ = k,   откуда

k = 2f_н.                                               (17.6)

Во втором случае необходимое линейное давление между валами прессов обычно создается путем нагружения верхнего из них силой Р дополнительного прижима. Если бомбировка валов пресса обеспечивает одинаковое линейное давление между ними по всей длине рабочей части, то середина верхнего вала относительно его концов про­гнется кверху на величину f_нпод  действием  равномерно распределенной нагрузки, обусловленной силой Р.          

При постоянной жесткости E_в×I_в поперечных сечений прогиб рабочей части верхнего вала составит:               

                                            .                                    (17.7)

На нижний вал пресса действует вес нижнего и верхнего валов, а также общее усилие Р дополнительного режима. Эти силовые факторы вызывают прогиб f_н нижнего вала, направленный вниз и равный

                                      .                           (17.8)

Для того, чтобы линейное давление по длине рабочей части прессовых валов (рисунок 17.1 в) было равномерным, радиус r посе­редине бомбированного вала (предположим, нижнего) должен быть больше радиуса r₀ по его концам вала на суммарную вели­чину прогибов валов r = r₀ + f_н + f_в или соответственно D = D₀ + 2(f_н + f_в).      Но D – D₀ = k, откуда