DE112011103576T5 - Roll support arrangement of a fiber web machine and Teilbahnwickler a fiber web roll cutting machine - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Walzenstützanordnung (10) einer Faserbahnmaschine, die eine Walze und ein Lagergehäuse (16) an beiden Enden der Walze aufweist, wobei das Lagergehäuse (16) eine Sicherungsanordnung (22) aufweist, durch die die Walze an dem Rahmen oder dem Fundament (18) der Faserbahnmaschine gestützt werden kann, wobei die Sicherungsanordnung (22) des Lagergehäuses eine Schwingungsdämpfungsanordnung (20) aufweist, die zwischen dem Lagergehäuse und dem Rahmen oder dem Fundament der Faserbahnmaschine vorgesehen ist. Die Dämpfungsanordnung (20) weist zumindest zwei Dämpfungszonen (20.1, 20.2) auf, die Eigenschaften haben, die zueinander zumindest in der Hinsicht unterschiedlich sind, dass sie verschiedene Verlustkoeffizienten haben, und von diesen zumindest zwei verschiedenen Dämpfungszonen ist der Einfluss der zweiten Dämpfungszone auf die Gesamtsteifigkeit der Schwingungsdämpfungsanordnung bei Frequenzen von ≤ 0,1 Hz größer als jener der ersten Zone, und bei Frequenzen von ≥ 5 Hz ist der Einfluss der ersten Zone auf die Gesamtsteifigkeit der Schwingungsdämpfungsanordnung größer als der Einfluss der zweiten Zone. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Teilrollenwickler, der die Walzenstützanordnung nutzt.The present invention relates to a roll support assembly (10) of a fiber web machine comprising a roll and a bearing housing (16) at both ends of the roll, the bearing housing (16) having a securing arrangement (22) by which the roll is secured to the frame or the foundation (18) of the fiber web machine, the bearing housing securing arrangement (22) having a vibration damping arrangement (20) provided between the bearing housing and the frame or foundation of the fiber web machine. The damping arrangement (20) has at least two damping zones (20.1, 20.2) which have properties that are different from each other at least in that they have different loss coefficients, and of these at least two different damping zones is the influence of the second damping zone on the Total stiffness of the vibration damping arrangement at frequencies of ≤ 0.1 Hz greater than that of the first zone, and at frequencies of ≥ 5 Hz, the influence of the first zone on the overall stiffness of the vibration damping arrangement is greater than the influence of the second zone. The invention also relates to a partial reel winder which utilizes the roll support assembly.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Walzenstützanordnung einer Faserbahnmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, die ein Lagergehäuse an beiden Enden der Walze aufweist, wobei das Lagergehäuse eine Sicherungsanordnung aufweist, durch die die Walze an dem Rahmen oder dem Fundament der Faserbahnmaschine gestützt werden kann, wobei die Lagergehäusesicherungsanordnung eine Schwingungsdämpfungsanordnung aufweist, die zwischen dem Lagergehäuse und dem Rahmen oder dem Fundament der Faserbahnmaschine vorgesehen ist, wobei die Dämpfungsanordnung zumindest zwei Dämpfungszonen aufweist, die Eigenschaften haben, die zumindest in der Hinsicht unterschiedlich sind, dass sie verschiedene Verlustfaktoren haben.The present invention relates to a roll supporting structure of a fiber web machine according to the preamble of
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Teilbahnwickler einer Faserbahnrollenschneidmaschine, der einen Wickelzylinder und/oder eine sogenannte Tragwalze (Englisch: „king roll” aufweist.The present invention also relates to a partial web winder of a fiber web roll cutting machine having a winding cylinder and / or a so-called "king roll".
Während die Breiten und die Geschwindigkeiten der Faserbahnmaschinen zunehmen, wird die Schwingung von Walzen/Rollen ein immer ernsthafteres Problem. Walzen/Rollen werden in einer Faserbahnmaschine beispielsweise zum Führen des Laufs der Bahn und/oder eines Stützgewebes verwendet. Was die Eigenschaften der Faserbahn anbelangt, sind derartige Positionen von angewendeten Walzen/Rollen, bei denen die Walze/Rolle eine Funktion zur Behandlung der Bahn hat, wie beispielsweise Walzenspalte, Kalanderwalzen, Gegenwalzen bei Beschichtungs- und Wickelwalzen oder Zylindern noch wesentlicher. Insbesondere Wickelzylinder und Tragwalzen von Rollenschneidmaschinen, die bei der Nachbehandlung der Bahn angewendet werden, sind anspruchsvoll im Hinblick auf die Schwingung, da das Wickeln von Verbraucherrollen unterschiedlicher Größen, die möglicherweise verschiedene Defekte beinhalten, mit Leichtigkeit durch eine übermäßige Schwingung beeinträchtigt wird. Herkömmlich sind die Walzen an dem Fundament so steift wie möglich gesichert worden, wobei dies insbesondere bei den Tragwalzen von Rollenschneidmaschinen der Fall ist.As the widths and the speeds of the fiber web machines increase, the vibration of rollers / rollers becomes an increasingly serious problem. Rollers / rolls are used in a fiber web machine, for example for guiding the course of the web and / or a backing fabric. As for the properties of the fibrous web, such positions of applied rolls / rolls in which the roll / roll has a function of treating the web, such as nips, calender rolls, counter rolls in coating and winding rolls or cylinders, are even more significant. In particular, reeling cylinders and carrier rolls of slitter winders used in the post-treatment of the web are demanding in terms of vibration because the winding of consumer rolls of different sizes, possibly including various defects, is easily affected by excessive vibration. Conventionally, the rolls have been secured to the foundation as rigidly as possible, and this is particularly the case with the rolls of slitter machines.
Die Schwingung ist ein Problem insbesondere bei Rollenschneidmaschinen der Zweitrommelart oder der Trägerriemenart. Das Schwingungsproblem bei einem Zweitrommelwickler wird dann bewirkt, wenn das Vielfache der Drehfrequenz der Papierrolle, die mit Tragwalzen ausgebildet wird, die Eigenfrequenzen der Tragwalzen überschreitet. Die gleiche Art an Schwingungsproblemen ergibt sich auch bei den Aufrollzylindern von Aufrollern. Resonanzschwingungen während des Betriebs einer Maschine oder einer Vorrichtung ergeben sich häufig aufgrund eines unzureichenden Dämpfens oder einer unzulänglichen dynamischen Steifigkeit bei der Resonanzfrequenz. Es ist häufig möglich, ein Verbessern der Situation zu versuchen, indem die Resonanzstruktur direkt so modifiziert wird, dass ihre Dämpfung verstärkt wird.The vibration is a problem particularly in the two-drum type or the carrier belt type slitter. The vibration problem in a two-drum winder is caused when the multiple of the rotation frequency of the paper roll formed with support rollers exceeds the natural frequencies of the support rollers. The same type of vibration problems also arises in the Aufrollzylindern of retractors. Resonant vibrations during operation of a machine or device often arise due to insufficient damping or inadequate dynamic stiffness at the resonant frequency. It is often possible to attempt to improve the situation by directly modifying the resonant structure to enhance its attenuation.
Die Dokumente
Das finnische Patent
Die Offenlegungsschrift des japanischen Patents
Das finnische Patent
Separate Zwischenelemente werden typischer Weise angewendet, um einen hohen Verlustkoeffizienten bei dem Frequenzbereich der zu dämpfenden Schwingung und den Betriebsbedingungen zu erlangen. Derartige Abstandshalter, anders ausgedrückt Zwischenelemente mit einem hohen Verlustkoeffizienten, haben üblicherweise auch eine starke Kriechneigung, wodurch die Verformung des Elementes unter Spannung allmählich zunimmt. Dies bewirkt Ausrichtfehler bei den Walzen der Faserbahnmaschine und folglich Betriebsstörungen. Insbesondere bei Wicklern der Rollenschneidmaschinen der Tragwalzenart führen die Ausrichtfehler der Tragwalzen zu Wickelfehlern.Separate interposing elements are typically used to obtain a high loss coefficient at the frequency range of the vibration to be damped and the operating conditions. Such spacers, in other words intermediate elements with a high loss coefficient, usually also have a strong creep, whereby the deformation of the element under tension gradually increases. This causes alignment errors in the rolls of the fiber web machine and consequently malfunctions. Especially with winders of the slitter-winder of the support roller type, the alignment errors of the support rollers lead to winding errors.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, insbesondere den Stand der Technik auf diesem Gebiet zu verbessern, indem eine Walzenstützanordnung einer Faserbahnmaschine geschaffen wird, die in effizienter Weise die Schwingung der Walze in einer noch zuverlässigeren Weise als zuvor beeinflussen kann.The object of the present invention is, in particular, to improve the state of the art in this field by providing a roll supporting arrangement of a fiber web machine which can efficiently influence the vibration of the roll in an even more reliable manner than before.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist durch eine Walzenstützanordnung gelöst, die ein Lagergehäuse an beiden Enden der Walze aufweist. Das Lagergehäuse weist eine Sicherungsanordnung auf, über die das Lagergehäuse und des Weiteren die Walze an dem Rahmen oder dem Fundament der Faserbahnmaschine abstützbar sind. Die Sicherungsanordnung des Lagergehäuses weist eine Schwingungsdämpfungsanordnung auf, die zwischen dem Lagergehäuse und dem Rahmen und dem Fundament der Faserbahnmaschine angeordnet ist. Die Schwingungsdämpfungsanordnung weist zumindest zwei Schwingungsdämpfungszonen auf, die voneinander zumindest in der Hinsicht unterschiedlich sind, dass sie verschiedene Verlustkoeffizienten haben. Die Erfindung ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass von den zumindest zwei verschiedenen Dämpfungszonen der Anteil der ersten Dämpfungszone und der Anteil der zweiten Dämpfungszone in der Schwingungsdämpfungsanordnung derart ist, dass bei Frequenzen von ≤ 0,1 Hz, der Einfluss der zweiten Dämpfungszone auf die Gesamtsteifigkeit der Schwingungsdämpfungsanordnung größer als jener der ersten Zone ist, und bei Frequenzen von ≥ 5 Hz der Einfluss der ersten Zone auf die Gesamtsteifigkeit der Schwingungsdämpfungsanordnung größer als der Einfluss der zweiten Zone ist.The object of the present invention is achieved by a roller support assembly having a bearing housing at both ends of the roller. The bearing housing has a securing arrangement, via which the bearing housing and furthermore the roller can be supported on the frame or the foundation of the fiber web machine. The securing arrangement of the bearing housing has a vibration damping arrangement which is arranged between the bearing housing and the frame and the foundation of the fiber web machine. The vibration damping arrangement has at least two vibration damping zones that are different from each other at least in that they have different loss coefficients. The invention is mainly characterized in that of the at least two different damping zones the proportion of the first damping zone and the portion of the second damping zone in the vibration damping arrangement is such that at frequencies of ≤ 0.1 Hz, the influence of the second damping zone on the overall stiffness Vibration damping arrangement is greater than that of the first zone, and at frequencies of ≥ 5 Hz, the influence of the first zone on the overall stiffness of the vibration damping arrangement is greater than the influence of the second zone.
Dies bringt den Effekt mit sich, dass das Bewegen der Lagergehäuse aufgrund des Kriechens der Dämpfungsanordnung, d. h. die allmähliche Verformung, mit der Zeit minimiert wird, während gleichzeitig eine zeiteffiziente Schwingungsdämpfung beibehalten wird, wenn die Walze angewendet wird. In dem Walzenstützsystem ist die Schwingungsdämpfungsanordnung, die zwischen dem Lagergehäuse und dem Rahmen oder dem Fundament der Faserbahnmaschine vorgesehen ist, einer im Wesentlichen konstanten Druckkraft ausgesetzt. Wenn das Schwingungsdämpfungssystem unterhalb des Lagergehäuses angeordnet ist, wird insbesondere die nach unten gerichtete Bewegung, d. h. das Sinken der Lagergehäuse vermieden oder minimiert.This has the effect of moving the bearing housings due to the creeping of the damper assembly, i. H. the gradual deformation with which time is minimized while maintaining time efficient vibration damping when the roll is applied. In the roll support system, the vibration damping arrangement provided between the bearing housing and the frame or foundation of the fiber web machine is subjected to a substantially constant compressive force. When the vibration damping system is disposed below the bearing housing, in particular the downward movement, i. H. the sinking of the bearing housing avoided or minimized.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die zumindest zwei verschieden Dämpfungszonen aus verschiedenen Materialien gestaltet. Dann hat das erste Material einen anderen Verlustkoeffizienten als das zweite Material.According to an embodiment of the present invention, the at least two different damping zones are made of different materials. Then the first material has a different coefficient of loss than the second material.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel sind die Dämpfungszonen separate Stücke, die miteinander verbunden sind. Dann kann eine Schwingungsdämpfungsanordnung in einfacher Weise ausgebildet werden, indem verschiedene Stücke mit den erwünschten Eigenschaften Seite an Seite angeordnet werden.According to another embodiment, the damping zones are separate pieces joined together. Then, a vibration damping arrangement can be easily formed by different pieces with the desired properties are arranged side by side.
Es ist für den Betrieb des Dämpfungssystems vorteilhaft, dass die Dämpfungszonen der Schwingungsdämpfungsanordnung symmetrisch geteilt in Bezug auf die Normale der Walzenmontagefläche an beiden Seiten der Mittelachse sind.It is advantageous for the operation of the damping system that the damping zones of the vibration damping arrangement are symmetrically divided with respect to the normal of the roller mounting surface on both sides of the central axis.
Es ist des Weiteren vorteilhaft, dass die Dämpfungszonen der Schwingungsdämpfungsanordnung zwischen den Lagergehäusen symmetrisch in Bezug auf den Walzenmittelpunkt in der Richtung der Mittelachse geteilt sind.It is further advantageous that the damping zones of the vibration damping arrangement between the bearing housings are divided symmetrically with respect to the roller center in the direction of the central axis.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Dämpfungszonen aus einem Stück ausgebildet, das Zonen mit verschiedenen Eigenschaften hat.According to another embodiment of the present invention, the damping zones are formed in one piece having zones with different properties.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat die erste Dämpfungszone einen Verlustkoeffizienten von > 0,1.According to an embodiment of the present invention, the first damping zone has a loss coefficient of> 0.1.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat die zweite Dämpfungszone einen Verlustkoeffizienten von < 0,3.According to an embodiment of the present invention, the second attenuation zone has a loss coefficient of <0.3.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat die erste Dämpfungszone einen Verlustkoeffizienten von > 0,3.According to another embodiment of the present invention, the first damping zone has a loss coefficient of> 0.3.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat die zweite Dämpfungszone einen Verlustkoeffizienten von < 0,1.According to another embodiment of the present invention, the second attenuation zone has a loss coefficient of <0.1.
Von den zumindest zwei verschiedenen Dämpfungszonen ist der Anteil der erster Dämpfungszone und der Anteil der zweiten Dämpfungszone in der Schwingungsdämpfungsanordnung derart, dass bei Frequenzen von ≤ 0,1 Hz der Einfluss der zweiten Dämpfungszone auf die Gesamtsteifigkeit der Schwingungsdämpfungsanordnung größer als jener der ersten Zone ist, und bei Frequenzen von ≥ 5 Hz der Einfluss der ersten Zone auf die Gesamtsteifigkeit der Schwingungsdämpfungsanordnung größer als der Einfluss der zweiten Zone ist.Of the at least two different damping zones, the portion of the first damping zone and the portion of the second damping zone in the vibration damping arrangement are such that at frequencies of ≤ 0.1 Hz the influence of the second damping zone on the overall stiffness of the vibration damping arrangement is greater than that of the first zone, and at frequencies of ≥ 5 Hz, the influence of the first zone on the overall stiffness of the vibration damping arrangement is greater than the influence of the second zone.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist von den zumindest zwei verschiedenen Dämpfungszonen der Anteil der ersten Dämpfungszone und der Anteil der zweiten Dämpfungszone in der Schwingungsdämpfungsanordnung derart, dass bei Frequenzen von ≤ 0,1 Hz der Einfluss der zweiten Dämpfungszone auf die Gesamtsteifigkeit der Schwingungsdämpfungsanordnung größer als jener der ersten Zone ist, und bei Frequenzen von ≥ 10 Hz der Einfluss der ersten Zone auf die Gesamtsteifigkeit der Schwingungsdämpfungsanordnung größer als der Einfluss der zweiten Zone ist.According to another embodiment of the at least two different damping zones of the proportion of the first damping zone and the proportion of the second damping zone in the vibration damping arrangement such that at frequencies of ≤ 0.1 Hz, the influence of the second damping zone on the overall stiffness of the vibration damping arrangement is greater than that of first zone, and at frequencies of ≥ 10 Hz the influence of the first zone on the overall stiffness of the vibration damping arrangement is greater than the influence of the second zone.
Das Dämpfungssystem ist vorzugsweise aus einem plattenartigen Aufbau ausgebildet.The damping system is preferably formed of a plate-like structure.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Material, das einen geringen Verlustkoeffizienten hat, an der Position angeordnet, an der das Dämpfungssystem der stärksten Belastung ausgesetzt ist.According to an embodiment of the present invention, the material having a low loss coefficient is disposed at the position where the damping system is subjected to the highest load.
Die erfindungsgemäße Anordnung erzeugt insbesondere einen vorteilhaften Einfluss auf einen Teilbahnwickler einer Rollenschneidmaschine. Insbesondere können Schwingungsprobleme eines Teilbahnwicklers einer Rollenschneidmaschine bei dem Teilbahnwickler einer Rollenschneidmaschine gelöst werden, der einen Wickelzylinder und/oder eine Tragwalze aufweist, wobei der Wickelzylinder und/oder die Tragwalze des Teilbahnwicklers eine Walzenstützanordnung aufweist, die ein Lagergehäuse an beiden Enden der Walze hat. Das Lagergehäuse weist eine Sicherungsanordnung auf, über die das Lagergehäuse und des Weiteren die Walze an dem Rahmen oder dem Fundament der Faserbahnmaschine gestützt werden kann. Die Sicherungsanordnung des Lagergehäuses weist eine Schwingungsdämpfungsanordnung auf, die zwischen dem Lagergehäuse und dem Rahmen oder dem Fundament der Faserbahnmaschine angeordnet ist. Die Erfindung ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfungsanordnung zumindest zwei Dämpfungszonen aufweist, die Eigenschaften haben, die sich voneinander zumindest so unterscheiden, dass ihre Verlustkoeffizienten unterschiedlich sind.In particular, the arrangement according to the invention produces an advantageous influence on a partial web winder of a slitter-winder. In particular, vibration problems of a Teilbahnwicklers a slitter in the Teilbahnwickler a slitter be solved having a winding cylinder and / or a support roller, the winding cylinder and / or the support roller of the Teilbahnwicklers having a roll support assembly having a bearing housing at both ends of the roller. The bearing housing has a securing arrangement, via which the bearing housing and furthermore the roller can be supported on the frame or the foundation of the fiber web machine. The securing arrangement of the bearing housing has a vibration damping arrangement which is arranged between the bearing housing and the frame or the foundation of the fiber web machine. The invention is mainly characterized in that the vibration damping arrangement has at least two damping zones which have properties which differ from one another at least in such a way that their loss coefficients are different.
Andere kennzeichnende Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Patentansprüchen und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen gezeigt sind, offenbart.Other characterizing features of the present invention are disclosed in the appended claims and the description of the embodiments shown in the drawings.
Die vorliegende Erfindung und ihr Betrieb sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben.The present invention and its operation will be described below with reference to the accompanying schematic drawings.
Die
Die Schwingungsdämpfungsanordnung
Die Schwingungsdämpfungsanordnung
Die Walze hat einen Mittelpunkt
Der Betrieb einer Anordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in den
In der Zeichnung ist die lineare horizontale Achse X die Frequenz und ist die lineare vertikale Achse die Steifigkeit Y1. Wie dies hierbei ersichtlich ist, nimmt die Steifigkeit der Zone des Materials A stark zu als eine Funktion der Frequenz, wobei die Steifigkeit des Teils, das aus dem Material B gestaltet ist, annähernd konstant bleibt.In the drawing, the linear horizontal axis X is the frequency and the linear vertical axis is the rigidity Y1. As can be seen, the stiffness of the zone of material A increases sharply as a function of frequency, with the rigidity of the part made of material B remaining approximately constant.
Es ist für Fachleute offensichtlich, dass die Form und die Orte und die anderen detaillierten Eigenschaften und Merkmale der einzelnen Stücke und/oder Zonen von Fall zu Fall variieren können.It will be apparent to those skilled in the art that the shape and locations and other detailed characteristics and features of the individual pieces and / or zones may vary from case to case.
Es sollte hierbei beachtet werden, dass lediglich einige am ehesten bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hierbei beschrieben sind. Somit ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend aufgezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern in vielen verschiedenen Weisen innerhalb des Umfangs, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, angewendet werden kann. Die in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale können auch in Verbindung mit anderen Ausführungsbeispielen innerhalb der grundsätzlichen Idee der vorliegenden Erfindung angewendet werden und/oder die verschiedenen Merkmale können mit verschiedenen Einheiten kombiniert werden, wenn dies erwünscht ist und die technischen Möglichkeiten dafür bestehen.It should be noted that only some of the most preferred embodiments of the present invention are described herein. Thus, it is obvious that the present invention is not limited to the above-indicated embodiments, but may be applied in many different manners within the scope defined by the appended claims. The features disclosed in connection with the various embodiments may also be applied in connection with other embodiments within the basic idea of the present invention and / or the various features may be combined with various units if so desired and the technical possibilities exist.
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