FI104121B - Menetelmä ja laite paperi- tai kartonkikoneen nippitelarakenteen ominaistaajuuden muuttamiseksi - Google Patents

Description

104121

Menetelmä ja laite paperi- tai kartonkikoneen nippitelarakenteen ominaistaajuuden muuttamiseksi Förfarande och anordning för ändring av egenfrekvensen ” i en nypvalskonstruktion i en pappers- eller kartongmaskin 5 *

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä sekä 10 patenttivaatimuksen 3 johdanto-osassa määritelty laite.

Paperikoneissa ja paperin jälkikäsittelylaitteissa värähtelyt muodostavat erään varsin huomattavan ongelman ja nykyisissä järjestelmissä pyrittäessä jatkuvasti suurempiin nopeuksiin ovat värähtelyongelmat tulleet entistäkin selvemmin esiin. Mahdollisia 15 värähtelylähteitä on paperikoneissa useita ja eräitä huomattavampia niistä ovat telat ja sylinterit, jotka käsittävät huomattavalla nopeudella pyörivän suuren massan. Telojen mittatarkkuus pyritään luonnollisesti valmistuksen yhteydessä saamaan mahdollisimman hyväksi ja lisäksi telat tasapainotetaan värähtelyjen eliminoimiseksi.

: : ’: 20 Nykyisissä paperikoneissa ja paperin jälkikäsittelylaitteissa käytetään kuitenkin eneneväs- : sä määrin pehmeällä pinnoitteella varustettuja teloja, jotka saattavat käytettäessä : '.. muodostaa huomattavan värähtelylähteen. Tällaisia teloja käytetään esimerkiksi superka- lantereissa, softkalantereissa, puristimissa, päällystyslaitteissa, liimapuristimissa ja ::: vastaavissa, joissa mainittu pehmeällä pinnoitteella varustettu tela muodostaa nipin toisen 9 9 · ’.· · 25 telan kanssa. Nipin läpi johdetaan paperiraina ja mahdollisesti huopa, viira tai vastaava.

Kun tällaisessa nippitelaratkaisussa ajon aikana nipin läpi kulkee viiran, huovan tai • « « · · rainan sauma, huomattavia epäpuhtauksia tai jotain muuta sellaista, joka aiheuttaa *·[ ’ huomattavan muutoksen nipin läpi kulkevan radan paksuudessa, joutuu pinnoite jousta- • · 7 :,:,; maan, jolloin pinnoite toimii värähtelyn herättävänä jousena. Pinnoitteen viskoelastisista :.,. ' 30 ominaisuuksista johtuen pinnoite muokkautuu siten, että se herättää itse itsensä, eli tässä ;;· ei tarvita ulkoista herätettä. Pinnoitteeseen syntyvä muodonmuutos ei ehdi palautua ':": ennen kuin sama kohta tulee uudelleen nippiin, jolloin muodonmuutos vahvistuu ja tela i 2 104121 joutuu resonanssiin. Itse herätteinen värähtely tahdistuu pehmeän telan pyörimistaajuu-den monikertaan.

! Esimerkiksi liimapuristimessa ja liimapuristintyyppisessä päällystyslaitteessa nippi ; 5 muodostetaan kahden telan avulla siten, että toinen nippitela on asennettu laakeripesien avulla suoraan kyseisen laitteen runkorakenteeseen, kun taas vastakkainen tela on asennettu laakeripesistään kuormitusvarsiin, jotka on nivelöity koneen runkorakenteeseen. Tällöin alkaa etenkin kuormitusvarsiin asennettu tela värähdellä, jolloin peh-meäpintaisen telan pinnoite muokkautuu, minkä seurauksena värähtely voimistuu ja tela 10 alkaa resonoida.

Eräs yleinen tekniikan tason keino värähtelyjen eliminoimiseksi on koneen ajonopeuden muutos siten, että kyseisellä ajonopeudella värähtely ei enää voimistu, vaan alkaa vaimentua. Värähtely ongelmat ovat täten rajoittaneet koneen ajonopeutta.

15

Hakijan FI-patentissa 94458 on esitetty menetelmä ja laitteisto, jolla telan kriittistä nopeutta voidaan muuttaa värähtelyjen estämiseksi. Telan kriittistä nopeutta voidaan muuttaa muuttamalla telan massaa ja/tai telan tuennan jäykkyyttä ja/tai telan tuentapis-•, j.: teen aksiaalisuuntaista paikkaa ja/tai telan laakeroinnin jousivakiota ja/tai tukemalla telaa :. · 20 sen pinnalta liikuteltavalla tukirullalla.

: * Hakijan FI-patenttihakemuksessa 971864 on esitetty menetelmä värähtelyjen vaimenta- * * * miseksi paperikoneessa tai paperin jälkikäsittelylaitteessa dynaamisen vaimentunen I I * avulla, joka käsittää värähtelevään kohteeseen jousen avulla ripustetun lisäpainon.

25 Menetelmässä mitataan jatkuvasti värähtelevän kohteen värähtelytaajuuksia yhdellä tai « I · • · · useammalla värähtely anturilla. Värähtely anturin antamat mittaussignaalit vahvistetaan » I I *1 • · · vahvistimella ja syötetään värähtely analysaattorille, joka tunnistaa ongelmallisen • · • · · herätetaajuuden ja muuttaa kyseisen ongelmallisen herätetaajuuden säätösignaaliksi. Säätösignaali syötetään säätölaitteelle, jolla muutetaan dynaamisen vaimentimen jousen 30 jousivakiota ja/tai dynaamisen vaimentimen massaa dynaamisen vaimentimen ominaistaa-juuden saamiseksi olennaisesti samaksi kuin ongelmallinen herätetaajuus. Dynaaminen 3 104121 vaimennin voi muodostua esim. telan Iaakeripesään kiinnitetystä olennaisesti vaakasuuntaisesta tangosta, jonka varaan on asennettu lisäpaino, jonka asemaa tangolla voidaan muuttaa.

5 Keksinnön mukaisen menetelmän pääasialliset tunnusmerkit käyvät ilmi patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosasta ja keksinnön mukaisen laitteen pääasialliset tunnusmerkit käyvät ilmi patenttivaatimuksen 3 tunnusmerkkiosasta.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laite soveltuu erityisen hyvin käytettäväksi nippitela-10 rakenteessa, jossa telanippi muodostuu pehmeäpintaisen ja kovapintaisen telan välille. Tällaisissa rakenteissa saattaa pehmeäpintaisen telan pinnoitteen muokkautumisen kautta syntyä nopeasti kasvavia värähtelyjä, jotka täytyy hallita.

Tämä tehdään keksinnössä muuttamalla nippitelan hydrostaattisen laakerin laakerijoustoa 15 ja siten resonanssitaajuutta ennen kuin muokkautuminen on ehtinyt liian pitkälle, jolloin värähtelytaso voidaan pitää hallinnassa. Järjestämällä hydrostaattisen laakerin paineväli-aineelle paineakku, joka voidaan ottaa käyttöön ja kytkeä pois voidaan laakerin joustoa muuttaa.

: : : 20 Seuraavaksi keksintöä selostetaan oheisen piirustuksen kuvioon viitaten, jonka yksityis- I I • · • 1' kohtiin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa.

• « • · » * t

Kuviossa on esitetty kaaviomaisesti eräs liukulaakeri, johon keksinnön mukaista

I I I

• · · ' menetelmää ja laitetta voidaan soveltaa.

25 r Kuvio esittää kaaviomaisesti erästä telaan liittyvää liukulaakeria, jossa keksinnön II» ’•p mukaista menetelmää ja laitetta voidaan soveltaa. Itse telaa on havainnollistettu pistekat-

III

: koviivoin ja merkitty viitenumerolla 1 ja telan akselia on merkitty viitenumerolla 3.

V Viitenumero 2 kuvaa vastatelaa, joka muodostaa telan 1 kanssa nipin N, joka on ··: 30 esimerkiksi kalanterointinippi. Nippitasoa on merkitty viitemerkinnöin A—A. Ainakin telan 1 toisen pään laakeroinnissa on oltava myös aksiaalikuormat vastaanottava 4 104121 aksiaalilaakeri, koska liukulaakerijärjestely on tarkoitettu toimimaan pääasiassa pelkästään telan radiaalilaakerina.

Liukulaakerointijärjestely koostuu laakerielementeistä 10,20,30,40, jotka on asennettu 5 laakeripukkiin 4 ja jotka tukeutuvat vasten telan akselia 3. Laakerointijärjestely käsittää pääkuormitussuunnassa eli nippitason A—A suunnassa vaikuttavan ja nippiä N kohti kuormitettavan päälaakerin 10,30, vastakkaiseen suuntaan vaikuttavan vastalaakerin 20 sekä nippitasoon A—A nähden poikittaissuunnassa vastakkaisiin suuntiin vaikuttavat sivulaakerit 40. Päälaakeri on tässä jaettu kolmeen osaan siten, että siihen kuuluu 10 nippitasossa vaikuttava ensimmäinen laakerielementti 10 ja tämän lisäksi nippitasoon nähden kulmaan järjestetyt ja symmetrisesti sijaitsevat toiset laakerielementit 30.

Ensimmäinen laakerielementti 10 ja toiset laakerielementit 30 ovat tässä rakenteeltaan keskenään samanlaiset. Ne käsittävät laakeripukkiin 4 asennetun sylinterin 11,31, johon , 15 on liikkuvasti sovitettu kuormitusmäntä 13,33. Kuormitusmännän 13,33 alle muodostuu sylinteriin 11,31 painetila 12,32, johon paineväliainetta johtamalla saadaan kuormitus-mäntä 13,33 kuormittumaan kohti akselia 3. Kuormitusmännän 13,33 akselin 3 puoleiseen päätyyn on kiinnitetty laakerikenkä 16,36, johon on muodostettu akseliin 3 päin * avautuvat voiteluöljy taskut 15,35. Kuormitusmäntään 13,33 on muodostettu läpimenevät r « · : : 20 kapillaariporaukset 14,34, jotka yhdistävät näin ollen sylinterin painetilan 12,32

E · I

: '' laakerikengän voiteluöljytaskuihin 15,35. Kapillaariporausten 14,34 kautta paineväliaine ] / pääsee näin ollen voiteluöljytaskuihin 15,35 siten, että laakerikengän 16,36 ja akselin 3 * · * väliin muodostuu öljykalvo, jonka välityksellä laakerikenkä 16,36 tukeutuu vasten • · · • · · akselia 3.

25 • · ·

t « I

,.γ, Vastalaakeri 20 on rakenteeltaan samanlainen päälaakerin laakerielementtien 10,30 • · 1 kanssa siten, että vastalaakerielementti 20 muodostuu laakeripukkiin 4 asennetusta • · · r · « * sylinteristä 21 ja sylinteriin liikkuvasti sovitetusta kuormitusmännästä 23. Kuormitus- t männässä 23 on edelleen laakerikenkä 26, johon on muodostettu voiteluöljytaskut 25.

• · · 30 Laakerikenkään 26 on muodostettu kapillaariporaukset 24, joita pitkin kuormitusmännän 23 alla olevasta sylinterin painetilasta 22 öljy pääsee voiteluöljytaskuihin 25 muodosta- 5 104121 maan öljykalvon laakerikengän 26 ja akselin 3 kaulan välille. Vastalaakerielementti 20 on asennettu nippitasoon A - A siten, että sen vaikutussuunta on nippitason suuntainen, mutta vastakkainen päälaakerin 10, 30 vaikutussuuntaan nähden.

5 Akselia 3 tuetaan lisäksi nippitasoon A - A nähden poikittaissuunnassa vaikuttavin sivulaakerein 40. Sivulaakerit 40 koostuvat laakeripukkiin 4 asennetusta runkokappalees-ta 42 sekä runkokappaleen varaan sovitetusta laakerikengästä 41. Paineväliaineen avulla laakerikenkiä 41 kuormitetaan vasten telan akselia 3. Sivulaakerien 40 varsinainen tarkoitus on ainoastaan pitää akseli 3 oikeassa asemassaan sekä vaimentaa värähtelyjä 10 poikittaissuunnassa.

Liukulaakerien laakerielementtien 10,20,30 mäntien 13, 23, 33 alla olevat paineväliaineen tilavuudet ovat luonnostaan varsin pieniä, jolloin systeemistä tulee jäykkä. Tästä johtuen liukulaakerin kyky vaimentaa telan akselista 3 laakerielementteihin 10, 20, 30 15 siirtyviä värähtelyjä on suhteellisen pieni.

Liukulaakerin joustoa lisätään keksinnössä liukulaakerin mäntien 13, 23, 33 alla olevaan painetilaan 12, 22, 32 kytkettävällä paineakulla 39. Paineakku 39 on jaettu kahteen osaan 39b, 39c kalvon 39 avulla, jolloin kalvon 39 toisella puolella on ilma tai typpi ja • · · ' 20 kalvon 39 toisella puolella on liukulaakerin paineväliaine. Liukulaakerin jousivakion • · ’ ” muuttaminen paineakulla 39 perustuu siihen, että paineakussa 39 kalvon 39a takana . . olevan ilma- tai typpitilavuuden kokoonpuristuvuus on huomattavasti suurempi kuin • · · 1.!^ suljetussa tilassa olevan öljyn kokoonpuristuvuus.

I I I

25 Kuvioon on päälaakerin toisen oikealla olevan laakerielementin 30 yhteyteen piirretty * · · • · keksinnön mukainen paineakku 39, jolla männän 33 alla olevaa painetilavuutta 32 voidaan kasvattaa. Paineakku 39 on kytketty venttiilin 38 ja putken 37b välityksellä • · · • · · r männän 33 alla olevaan painetilaan 32. Painetilaan 32 johtava toinen putki 37a on liitetty

I I

paineväliaineen syöttävään lähteeseen (ei esitetty kuviossa). Paineakku 39 on jaettu I I · ·: 30 kahteen osastoon kalvolla 39a. Paineakun 39 venttiiliin 38 suunnatussa osastossa 39b on » paineväliainetta ja toisessa osastossa 39c on ilmaa tai typpeä. Avaamalla ja sulkemalla I 104121 j i 6 venttiiliä 38 voidaan paineakku 39 ottaa käyttöön ja poistaa käytöstä. Paineakun 39 esitäyttöpainetta muuttamalla voidaan vaikuttaa lukulaakerin joustoon.

Jos paineakun 39 esitäyttöpaine on pienempi kuin liukulaakerin 30 männän 33 alla 5 olevaan painetilaan 32 syötettävän paineväliaineen paine, täyttyy paineakku 39 laakeriin 30 syötettävällä paineväliaineella siihen pisteeseen, jossa paineakun 39 kalvon 39a takana olevan ilman tai typen paine vastaa laakeriin syötettävän paineväliaineen painetta. Paineakulla 39 on maksimaalinen jousto tilanteessa, jossa liukulaakerin 30 paineväliaine täyttää noin puolet paineakun 39 kokonaistilavuudesta.

10 j Jos paineakun 39 esitäyttöpaine on 0 bar, täyttyy paineakku 39 kokonaan liukulaakeriin 30 syötettävällä paineväliaineella. Tällöin liukulaakerin 30 jousto määräytyy pelkästään liukulaakerin 39 männän 33 alla ja paineakussa 39 sekä putkistoissa olevan öljytilavuu-den mukaan.

15

Jos paineakun 39 esitäyttöpaine on suurempi kuin liukulaakerin 30 männän 33 alla olevaan painetilaan 32 syötettävän paineväliaineen paine, alkaa paineakun 39 suurempi _. jousto vaikuttaa vasta sellaisessa värähtelytilanteessa, jossa liukulaakerin 30 männän 33 • « · ; alla 32 olevaan paineväliaineeseen vaikuttavat painepiikit ylittävät esitäyttöpaineen.

• t 11«· : , 20 Painepiikit syntyvät silloin kun värähtelevän telan akseli painaa laakerielementtiä 10, 20, « · * ....: 30 laakeripesää kohti.

» · • · · * » · * * ·’;*· Paineakku 39 on kuviossa esitetty vain oikealla olevan laakerielementin 30 yhteydessä, mutta vastaavanlainen paineakku 39 voidaan luonnollisesti kytkeä jokaiseen päälaakerin :Y: 25 laakerielementtiin 10, 20, 30.

• » · · • 4 · • · · • -t

Kuviossa päälaakerin alaosassa oleville laakerielementeille 10 ja 30 syötetään paineväli- • · ;; ainetta usein yhdestä yhteisestä painelinjasta. Tällöin laakerielementtien 10, 30 mäntien Y 13, 33 painekammiot 12, 32 ovat yhteydessä toisiinsa, jolloin nämä laakerielementit 10, , , ,,; 30 30 voidaan kytkeä yhteen yhteiseen paineakkuun.

f I

7 104121

Kun muutetaan päälaakerin 10, 20, 30 mäntien 13, 23, 33 alla olevan paineväliaineen joustoa muutetaan samalla liukulaakerilla tuetun telan ominaistaajuutta.

- Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen 5 piirissä keksinnön yksityiskohdat voivat vaihdella edellä vain esimerkinomaisesti esitetystä.

• * <

I

• t I

1 I < > • · • · · • · · • · • · · * * · • · » • · III • · · • · • · · • a · , ·.· · • a • · · • · · • · 11«·

I I

Claims (4)

1. Menetelmä paperi- tai kartonkikoneen nippitelarakenteen ominaistaajuuden muuttamiseksi, tunnettu siitä, että ainakin yhden nippitelarakenteen telan (1) hydrostaattisen 5 laakerin (10, 20, 30 tai 40) laakerijoustoa muutetaan, jolloin myös telan (1) ominaistaajuus muuttuu.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att lagerelasticiteten hos det hydrostatiska lagret (10, 20, 30 eller 40) i valsen (1) i nypvalskonstruktionen ändras 10 genom koppling av en tryckackumulator (39) tili trycksidan av ätminstone ett belast-ningselement (13, 23, 33) i det hydrostatiska lagret.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sitä, että nippitelarakenteen telan (1) hydrostaattisen laakerin (10, 20, 30 tai 40) laakerijoustoa muutetaan kytkemällä 10 ainakin yhteen hydrostaattisen laakerin kuormituselementin (13, 23, 33) painepuoleen paineakku (39).

3. Paperi- tai kartonkikoneen nippitelarakenne, joka käsittää ainakin kaksi keskenään nipin (N) muodostavaa telaa (1, 2), joista ainakin yksi tela (1) on tuettu laakeripukkiin 15 (4) hydrostaattisilla laakereilla (10, 20, 30, 40), tunnettu siitä, että rakenne käsittää | lisäksi hydrostaattisen laakerin (10, 20, 30) ainakin yhden kuormituselementin (13, 23, \ 33. painepuolelle kytketyn paineakun (39), jolla voidaan muuttaa hydrostaattisen laakerin laakerijoustoa. • · « · > f M « f « • · * · • · · • 9 · • · • · · * * " • · » • · • · · « I f • 9 • · « « · • · · • · • · · ft* • * 4 · · f · • · · • « · * · 104121 ' 1. Förfarande för ändring av egenfrekvensen i en nypvalskonstruktion i en pappers- eller kartongmaskin, kännetecknat därav, att lagerelasticiteten hos ett hydrostatiskt lager (10, 5 20, 30 eller 40) i ätminstone en vals (1) i nypvalskonstruktionen ändras, varvid även egenfrekvensen hos valsen (1) ändras.

3. Nypvalskonstruktion i en pappers- eller kartongmaskin, vilken konstruktion omfattar ätminstone tvä valsar (1,2) som bildar ett nyp (N) med varandra, av vilka ätminstone 15 en vals (1) är stödd i en lagerbock (4) med hydrostatiska lager (10, 20, 30 eller 40), kännetecknad därav, att konstruktionen dessutom omfattar en tryckackumulator (39), vilken är kopplad tili trycksidan av ätminstone ett belastningselement (13, 23, 33) i det hydrostatiska lagret (10, 20, 30) och med vilken lagerelasticiteten hos det hydrostatiska lagret kan ändras. f : : 20 • · · • · m · • · · • · · • « • · * • · · • · « • · · • · « • « ♦ • M» T · · · I * I * * ··» Γ r i c ί i t « f

4 «Il • Il t