《装备制造技术》2009 年第 9 期

（3）辊内加压抗挠结构。采用液压技术从辊内对辊套进

行加压，来抵消辊子产生的挠度，目前浮动辊、CC 辊、T 形辊、
分区可控挠度辊以及由某研究院开发的全幅可控挠度辊属于

此列（如图 2 所示）。

可控挠度辊的关键技术

2.1

对造纸可控挠度辊的一般要求

造纸可控挠度辊的基本任务，是要用尽可能低的能耗消除

由工作载荷和自重引起的辊面自身挠度，以保证设备的正常工

作。为实现这一基本任务，对造纸可控挠度辊的一般要求是：

（1）能在辊面工作载荷改变时（包括向辊面施加载荷的大

小和两端支点等量及不等量施加载荷等情况的变化），随时进

行辊面整体和局部挠度的调节，相应改变压区间隙和线压的

大小及分布规律，满足工作要求，稳定可靠的工作

[5]

；

（2）具有设备要求的挠度调节范围和功能（包括大小、对

称、不对称和局部调节）；

（3）达到设备要求的辊面挠度调节精度；
（4）能耗低；

（5）操作方便，显示直观，有自动安全保护功能，在设备

上配置相应的在线测量、变送装置后，可实现闭环自控；

（6）制造、维护成本较低；
（7）使用可靠，寿命长。

2.2

设计制造中的注意事项

为满足以上要求，除要合理选择可控挠度辊的工作机理

和结构特点外，在具体设计、制造中应注意以下若干事项：

（1）随着全幅可控挠度辊内支承数量的增加和支承间距

的缩小，在一般造纸辊筒设计中，可忽略不计的纵向剪力挠度

和横向弯曲挠度，与纵向弯矩挠度相比显著增大。在辊壳结构
优化、挠度计算和操作控制时，仅按传统方法计算纵向弯矩挠
度的误差很大，应将其纵向弯矩挠度、纵向剪力挠度和横向弯
曲挠度组合起来计算，才能达到要求的精度；

（2）由于辊壳支承间距的缩小，在正常工作时，辊壳的横

向弯曲应力将取代纵向弯曲应力，成为决定其截面尺寸的主

要因素，辊壳设计的强度条件应按三向正应力和剪切应力强

度理论进行计算，才能保证其安全可靠的工作；

（3）静压支承的大小和布置应经计算机优化，并在结构上

采用机械引导、液压自定位和分路自控装置，以保证其稳定、
良好的工作；

（4）为尽可能缩小造纸可控挠度辊的截面尺寸，提高性

能，增加寿命，

应采用高强度材料和先进的处理工艺进行制作；

（5）要重视提高辊壳内外表面和轴承的加工精度，进行精

确动平衡，配好液压、气动、电气、计算机系统和在线测控仪
表，以满足造纸可控挠度辊的高精度工作要求；

（6）为保证造纸可控挠度辊的可靠工作、便利操作、直观

显示和联机自控，按照目前的市场供应条件，要配用高质量进

口液压、气动、电气、计算机关键件及在线测控仪表，结合可控
挠度辊和配用主机的工作要求，开发相应的操作控制、仿真显
示和安全保护软件。

市场上普遍使用的三代可控挠度辊

在国内，目前市场上普遍使用的浮动辊、CC 辊以及分区

可控挠度辊，这些都是应用辊内液压加压点原理，它们分别采

用辊壳上下油腔点的静压差，辊壳内长条形动压支承和辊壳

内排成一列数十个静压支承点结构，来调节控制辊壳点挠度。
分区可控制挠度辊，由于其原理上的分区可控性，使宽幅高速

纸机的横向水分得以保持均匀，横向辊面各点线压得以实时

控制，其还可对辊面进行对称、不对称、整幅或局部的调节，此
调节控制精度高，可有效地提高纸张的质量控制。但其结构和
控制系统复杂，价格昂贵。

3.1

浮动辊（第一代可控挠度辊）

浮动辊由德国的 Eduard Kusters 公司开发，辊壳与芯轴之

间的空隙被两边轴向密封条和两端面密封条分隔成一个压力

油腔和一个回油腔。辊壳的两端通过滚动轴承支承在芯轴上，
两轴承之间幅宽上受压力油均匀作用，悬浮在芯轴上旋转，调

节两油腔的压差即可调节辊壳挠度，从而抵消挠曲变形，调节

辊间线压。其缺点是加工精度要求较高，密封困难，能耗高，且
只能进行辊面整幅挠度的对称调节，适用于幅宽 4m 以下的压
辊。上世纪 70～80 年代，上海有厂家尝试自行仿制，开发了 3
根浮动辊（如图 3 所示），但最终由于表面精度问题与密封问
题未能解决，均告失败。

3.2

CC 辊（第二代可控挠度辊）

CC 辊由美国的 Beloit 公司开发，

两端通过滚动轴承支承，

中间幅宽支承在装于轴芯中活塞腔内的长条形活塞顶板上，

使用静压支承结构，改变活塞腔油压，即可调节辊壳内表面压

力，从而抵消两辊挠曲变形，调节辊间间距与线压。缺点是误

D′

A′

9′

4′

5′

图 1

中固可控挠度辊

出油

进油

出油

进油

图 2

全幅可控挠度辊

图 3

浮动辊

低压区

高压区

进油管

气

室

进气管

回油

液压油

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