專利名稱：用于靴形壓榨裝置的靴壓板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙機(jī)靴形壓榨技術(shù)領(lǐng)域，具體是指用于靴形壓榨裝置的靴壓板。
背景技術(shù)：
靴壓板是造紙機(jī)靴形壓榨裝置中，用于完成紙頁高效壓榨與脫水作業(yè)的關(guān)鍵部件。目前，有關(guān)期刊文獻(xiàn)和專利文獻(xiàn)中僅見造紙機(jī)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(bào)道，但對靴壓板的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)未見有報(bào)道。
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(jī)的靴形壓榨裝置”，提出在造紙機(jī)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游側(cè)從靴形物的外側(cè)供給潤滑劑。一個包括多個溝槽的潤滑劑保持段設(shè)置在靴形物的上游端上。從潤滑劑供給器供應(yīng)的潤滑劑保持在靴形物的潤滑劑保持段內(nèi)，并且當(dāng)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(jié)構(gòu)較簡單，并且該潤滑劑保持段減少了摩擦力，由此節(jié)省了能量。另外為德國沃伊斯造紙專利有限公司于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?zhí)枮?2815388.X，該發(fā)明涉及一種制造或處理連續(xù)移動纖維素纖維材料紙幅(2)的設(shè)備如紙、薄紙或紙板機(jī)中的壓榨部(1)，壓榨部(1)包括壓榨裝置(3)和設(shè)置在壓榨裝置對面的對置件(4)，設(shè)置對置件(4)以構(gòu)成壓榨區(qū)域(5)，壓榨區(qū)域(5)呈與壓榨裝置(3)合作的延伸壓榨壓區(qū)的形式，具有沿設(shè)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(qū)(5)時對其進(jìn)行壓榨，所述壓榨裝置包括壓榨鞋形物(6)，支承件(7)，用于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(shè)置在壓榨鞋形物和支承件之間，用于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(xù)環(huán)路移動并穿過壓榨壓區(qū)，與壓榨鞋形物滑動接觸；以及用于壓榨鞋形物的第一導(dǎo)向件(22)，設(shè)置在壓榨鞋形物的下游，所述第一導(dǎo)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于壓榨鞋形物的第二導(dǎo)向件，所述第二導(dǎo)向件設(shè)置在壓榨鞋形物的大體上游或至少從壓榨鞋形物的上游側(cè)并基本沿設(shè)備方向(W)起作用，所述第二導(dǎo)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(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容均未作說明。
目前，我國的造紙機(jī)靴形壓榨裝置全部依賴國外進(jìn)口，國產(chǎn)化基礎(chǔ)薄弱，國內(nèi)鮮見其他人或單位從事此方面的研究工作；同時，通過生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)研了解到，進(jìn)口的造紙機(jī)靴形壓榨裝置靴套使用壽命很短，通常約為5個月左右，經(jīng)分析靴壓板壓區(qū)結(jié)構(gòu)的不合理，也是影響靴套使用壽命短的原因之一。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種壓區(qū)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，壓力分布曲線理想，使用壽命長的用于靴形壓榨裝置的靴壓板。
本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本用于靴形壓榨裝置的靴壓板，包括壓區(qū)曲面、底座，所述壓區(qū)曲面與上壓輥相對，紙頁在壓區(qū)曲面與上壓輥之間，底座與靴壓輥內(nèi)部的液壓系統(tǒng)連接，所述壓區(qū)曲面包括入口、中間、出口三部分，所述靴壓板的壓區(qū)曲面與上壓輥的配合間隙范圍為15mm～13mm；壓區(qū)曲面的寬度范圍為210mm～555mm，其入口部分的寬度范圍為30mm～65mm，中間部分的寬度范圍為150mm～325mm，出口部分的寬度范圍為30mm～65mm。
為了更好得實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述壓區(qū)曲面外形曲線由下式?jīng)Q定y＝-0.0001x4+0.0051x3-0.0675x2+0.2096x-40.4202，其中，x為壓區(qū)的寬度，y為壓區(qū)曲線的高度，單位為mm。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果本實(shí)用新型對靴壓板的壓區(qū)曲面設(shè)計(jì)合理，易加工，過渡段圓滑，較好地遵循了壓區(qū)配合間隙由大到小再到較大的原則。本靴壓板的壓區(qū)曲面與上壓輥構(gòu)成的壓區(qū)具有理想的壓力分布曲線，即紙頁通過壓區(qū)時，壓區(qū)壓力平穩(wěn)地增加，而在壓區(qū)末端壓力則急速而明顯地降低。


圖1是靴形壓榨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型用于靴形壓榨裝置的靴壓板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2所示靴壓板的壓區(qū)曲面外形曲線坐標(biāo)點(diǎn)標(biāo)注圖；圖4是圖2所示靴壓板與上壓輥的配合間隙坐標(biāo)點(diǎn)標(biāo)注圖；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(qū)內(nèi)物料的受力情況模擬曲線圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例一如圖2所示，本實(shí)用新型用于靴形壓榨裝置的靴壓板1，包括壓區(qū)曲面1-1、底座1-2，如圖1所示，壓區(qū)曲面1-1與上壓輥2相對，紙頁3在壓區(qū)曲面1-1與上壓輥2之間，底座1-2與靴壓輥內(nèi)部的液壓系統(tǒng)連接。
如圖1所示，壓區(qū)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(qū)曲面1-1的外形曲線相應(yīng)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(zhǔn)寬度25mm，配合間隙的設(shè)計(jì)由15mm到13mm變化。
采用美國CNC Software，INC公司研制開發(fā)的CAD/CAM軟件系統(tǒng)Mastercam軟件對壓區(qū)曲面外形曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖3所示，其設(shè)計(jì)過程分別為(1)中間部分。打開Mastercam繪圖界面，先畫基準(zhǔn)點(diǎn)，即把坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在左下角，過原點(diǎn)畫一條寬為25mm的水平線，用補(bǔ)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(diǎn)(12.5，81)即中點(diǎn)為圓心畫R55圓。此圓設(shè)為O1圓。
為了滿足壓區(qū)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(diǎn)(9.5，68)為圓心再畫另一個R55的圓弧，此圓設(shè)為O2，然后以原點(diǎn)為基準(zhǔn)在25mm范圍內(nèi)調(diào)整兩圓弧從左到右的間隙由15mm逐漸降至13mm，調(diào)整時O1的圓心點(diǎn)x坐標(biāo)始終保持不變，始終保持在行程的中心點(diǎn)，只調(diào)整其縱坐標(biāo)和O2圓弧的圓心坐標(biāo)。最后確定O2圓心位置和半徑分別設(shè)定為(8.86，69.33)，半徑R為55.53。
(2)出口部分。以點(diǎn)(12.5，-56)為圓心畫R74.5圓弧，此圓為壓榨物料時的一個導(dǎo)圓，必須保證曲線外形的一端與其接近相切，現(xiàn)選擇出口端和它相切為基準(zhǔn)調(diào)整它的位置，調(diào)整位置時要以外形曲線一起調(diào)整且保持X軸位置處于中點(diǎn)不變。
為保證出口處的間隙都要比物料經(jīng)過的厚度要大，且保證物料的迅速脫離，所以出口和工作區(qū)的變化較為明顯，最后經(jīng)過調(diào)整，出口端的過渡圓弧設(shè)計(jì)如下圖所示，該圓弧和工作區(qū)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(biāo)最后確定的位置為(12.50，-56.90)。
(3)入口部分。入口段要保證物料進(jìn)入工作區(qū)有一個漸進(jìn)的過程，因而其軌跡應(yīng)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(yuǎn)，最后入口處的設(shè)計(jì)如下圖所示，圓弧半徑為8.39，圓心坐標(biāo)為(2.11，6.07)。
按此設(shè)計(jì)得到的壓區(qū)曲面，壓區(qū)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，通過采點(diǎn)的辦法，即在有效長度范圍內(nèi)的圓弧段平均取14個點(diǎn)，找出靴壓板1與上壓輥2的配合間隙的變化規(guī)律。把坐標(biāo)數(shù)據(jù)按從左到右排列，如表1所示表1

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，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(guī)律。
根據(jù)配合間隙大，受力小的物理規(guī)律，靴壓板1與上壓輥2之間的壓區(qū)內(nèi)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(dǎo)出此曲線的數(shù)學(xué)模型方程為F＝ln(0.3315*10-6+0.066*10-6x) (1)式中F為壓區(qū)線壓榨力，kN/mx為壓區(qū)的寬度，mm由表1列出的曲線上的坐標(biāo)點(diǎn)，可擬合出壓區(qū)曲面外形曲線的數(shù)學(xué)模型公式為y＝-0.0001x4+0.0051x3-0.0675x2+0.2096x-40.4202。
(2)式中y為壓區(qū)曲線高度，mmx為壓區(qū)的寬度，mm用Mastercam軟件的曲面造型模塊的掃描面造型功能設(shè)計(jì)靴壓板的外形曲面如圖2所示。
用Mastercam軟件的CAM功能編制刀具路徑(CAI)，通過后處理轉(zhuǎn)換成NC程式，傳送至數(shù)控機(jī)床對工件進(jìn)行粗加工、精加工后，便可得到本實(shí)用新型用于靴形壓榨裝置的靴壓板1。
如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.用于靴形壓榨裝置的靴壓板，包括壓區(qū)曲面、底座，所述壓區(qū)曲面與上壓輥相對，紙頁在壓區(qū)曲面與上壓輥之間，底座與靴壓輥內(nèi)部的液壓系統(tǒng)連接，所述壓區(qū)曲面包括入口、中間、出口三部分，其特征在于所述靴壓板的壓區(qū)曲面與上壓輥的配合間隙范圍為15mm～13mm；壓區(qū)曲面的寬度范圍為210mm～555mm，其入口部分的寬度范圍為30mm～65mm，中間部分的寬度范圍為150mm～325mm，出口部分的寬度范圍為30mm～65mm。
2.按權(quán)利要求1所述用于靴形壓榨裝置的靴壓板，其特征在于所述壓區(qū)曲面外形曲線由下式?jīng)Q定y＝-0.0001x4+0.0051x3-0.0675x2+0.2096x-40.4202，其中，x為壓區(qū)的寬度，y為壓區(qū)曲線的高度。
專利摘要本實(shí)用新型提供用于靴形壓榨裝置的靴壓板，包括壓區(qū)曲面、底座，所述壓區(qū)曲面與上壓輥相對，紙頁在壓區(qū)曲面與上壓輥之間，底座與靴壓輥內(nèi)部的液壓系統(tǒng)連接，所述壓區(qū)曲面包括入口、中間、出口三部分，靴壓板的壓區(qū)曲面與上壓輥的配合間隙范圍為15mm～13mm；壓區(qū)曲面的寬度范圍為210mm～555mm，其入口部分的寬度范圍為30mm～65mm，中間部分的寬度范圍為150mm～325mm，出口部分的寬度范圍為30mm～65mm。本實(shí)用新型對靴壓板的壓區(qū)曲面設(shè)計(jì)合理，易加工，過渡段圓滑，較好地遵循了壓區(qū)配合間隙由大到小再到較大的原則。
文檔編號D21F3/02GK2878455SQ20062005764
公開日2007年3月14日 申請日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者李多民, 陳克復(fù), 李軍, 楊仁黨, 田殷姿, 莫立煥, 陳奇峰 申請人:華南理工大學(xué)