FI112879B - Menetelmä ja sovitelma päällystysaseman teräpalkin värähtelyjen hallitsemiseksi - Google Patents

Description

112879

Menetelmä ja sovitelma päällystysaseman teräpalkin värähtelyjen hallitsemiseksi 5 Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä paperin tai kartongin päällystyksessä käytettävien teräpalkkien värähtelyjen hallitsemiseksi.

Nämä teräpalkit kannattelevat kaavinterää tai sauvaa, jolla liikkuvan rainan pinnalle levitettävä päällyste 10 tasoitetaan.

Keksinnön kohteena on myös menetelmän soveltamiseen tarkoitettu sovitelma.

15 Paperin tai kartongin painatusominaisuuksia voidaan parantaa erilaisilla päällysteseoksilla. Tavallisesti päällysteseos levitetään rainalle sopivalla applikointimenetelmällä ja levitetty päällystekerros tasoitetaan ja kaavitaan lopulliseen päällystepaksuuteen 20 kaavinterällä tai sauvalla. Jossakin määrin kaavintaan ' ’ käytetään muun muassa kartongin valmistuksessa ilmaharjaa, ' · mutta sen rajallinen kaavinteho estää ilmaharjan käytön ‘ suurella osalla nykyisiä tuotantonopeuksia.

\’*i 25 Koska päällystekerros on varsin ohut ja sen on toisaalta ·.,,· oltava erittäin tasainen, jotta painettava kuvio saadaan siirrettyä mahdollisimman hyvin paperin pintaan, on ‘‘; kaavinterän ja liikkuvan rainan välisen etäisyyden pysyttävä tarkasti oikean suuruisena. Terän asemaa 30 tarkastellaankin erilaisin mittalaittein ja rainalle jääneen päällysteen laatua tarkkaillaan jatkuvasti. Näiden mittaustulosten avulla voidaan säätää terän asemaa parhaan ! mahdollisen lopputuloksen aikaansaamiseksi. Vaikka terän asemaa voidaankin nykyisin monipuolisesti hallita, 112879 2 ajonopeuden ja etenkin koneen leveyden kasvaminen voivat aiheuttaa ongelmia teräpalkin värähtelyn hallintaan. Jos teräpalkki pääsee värähtelemään erityisesti jollakin ominaistaajuudellaan, päällysteestä tulee epätasainen.

5 Niinpä värähtely tulisikin pystyä hallitsemaan siten, että palkin ominaistaajuudella tapahtuvaa voimistuvaa värähtelyä ei pääse syntymään. Periaatteessa teräpalkin ominaistaajuutta pystyttäisiin hallitsemaan ja vaimentamaan palkin keskelle asennetuilla lisämassoilla. Massojen tulisi 10 olla kuitenkin varsin suuria, jotta tehokas vaimennus saataisiin aikaan. Tämä ei kuitenkaan ole mahdollista käytettävissä olevan rajoitetun tilan takia. Palkin keskelle sijoitettu suuri massa lisää myös palkin taipumaa, joten palkki tulisi mitoittaa raskaammin tai teräpalkin 15 suoruuden kompensointia on lisättävä. Nämä haitat vaikuttavat teräpalkin mitoitusta ja rajoittavat osaltaan suurinta mahdollista teräpalkin leveyttä.

Nykyisin käytössä olevat teräpalkit on tuettu päistään 20 nivelellä päällystysaseman runkoon ja keskeltä päällystysaseman läpivientiputkeen. Tällä rakenteella on useita ominaistaajuuksia, joista alin radan suuntainen ominaistaajuus on päällystyksen kannalta erittäin haitallinen, koska se vaikuttaa voimakkaimmin terän ja "· 25 rainan keskinäiseen asemaan. Teräpalkin värähtely johtuu ajon aikana syntyvistä jaksollisista herätteistä. Tärkein herätelähde ovat pyörivät telat, joiden pyörimistaajuus on ', ’*: sama kuin teräpalkin alin radan suuntinen ominaistaajuus.

, Kun pyörimisnopeus osuu teräpalkin ominaistaajuudelle, 30 seurauksena on amplitudiltaan kasvava värähtely ja lopulta suuret päällystemäärävaihtelut paperin tai kartongin pinnalla. Tällaisen herätteen syntyminen voitaisiin välttää muuttamalla koneen ajonopeutta, mutta tätä ei useinkaan haluta tehdä, koska konetta pyritään ajamaan parhaan tai 112879 3 riittävän hyvän laadun takaavalla suurimmalla mahdollisella nopeudella. Niinpä teräpalkin värähtelyjä olisi pystyttävä hallitsemaan mahdollisten resonanssivärähtelyjen estämiseksi.

5 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jonka avulla teräpalkin ominaistaajuutta voidaan helposti muuttaa ominaistaajuuden siirtämiseksi pois herätetaajuudelta.

10

Keksintö perustuu siihen, että teräpalkin tuentaa muutetaan siten, että siihen kuuluu ainakin yksi jäykkyydeltään muunneltava elin.

15 Teräpalkkiin voidaan sovittaa esimerkiksi ainakin yksi tuki, jonka avulla teräpalkki voidaan tukea toiseen rakenteeseen. Edullisesti tukia on kaksi ja ne on sovitettu teräpalkin päihin kääntönivelten läheisyyteen.

20 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on puolestaan tun-' "· 25 nusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 5 tun- '··’ nusmerkkiosassa.

'· : Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

30 Keksintöä voidaan soveltaa helposti jo olemassa oleviin ; teräpalkkeihin lisäämällä niihin vaikka lukittavat liukunivelet palkin päihin. Tällaisille elimille on tavallisesti riittävästi tilaa palkin läheisyydessä. Jos jäykkyydeltään muunneltavat tuennat sovitetaan palkkiin jo 112879 4 suunnitteluvaiheessa, erilaisia tuentamahdollisuuksia on monia. Kun palkin tuennan jäykkyyttä muutetaan, muuttuu samalla sen ominaistaajuus, joten jäykistämällä tuentaa tai löysäämällä sitä palkin ominaistaajuus saadaan siirtymään 5 pois herätteen taajuudelta. Yksinkertaisimmillaan tuennaksi riittää kiinnike, joka voidaan lukita jäykäksi ja irrottaa tarpeen mukaan. Kun voimistuvaa värähtelyä havaitaan, tuki tai tuet lukitaan ja teräpalkin ominaistaajuus muuttuu eikä resonanssia ilmene tai se oleellisesti heikkenee.

10 Vastaavasti kun tullaan lukitun palkin resonanssitaajuuden kohdalle, lukitus voidaan irrottaa, jolloin jälleen siirrytään pois resonanssitaajuudelta. On myös ajateltavissa, että lukitusvoima on säädettävä, jolloin ominaistaajuuden muutosmahdollisuudet ovat laajemmat.

15 Säädettävä tukivoima voidaan toteuttaa vaikkapa hydraulisin tai pneumaattisin laittein.

Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin oheisten piirustusten avulla.

20

Kuvio 1 esittää yhtä keksinnön suoritusmuotoa kaaviokuvana.

Kuvio 2 esittää yhtä keksinnön toteuttamiseen soveltuvaa ’ tukielintä.

Kuviossa 1 on esitetty yksinkertaisena kaaviokuvana kaavinteräpalkin 1 ripustus. Palkin 1 päissä on , ·: laakerointipisteet 2, joiden välityksellä palkki on kääntyvästi ripustettu päällystyskoneen runkoon. Kaavinterä ; 18 on nivelpisteiden välissä. Koska palkki 1 voi taipua kuormituksesta ja omasta painostaan, on laakerointipisteet 2 toteutettu nivelenä siten, että ripustuskohta ja siten myös palkin 1 pääty pääsee kiertymään palkin pituusakseliin nähden poikittain. Palkin 1 päissä on siten statiikan 112879 5 sääntöjen mukaan nivelellinen tuenta. Palkin 1 keskellä on ruuvitunkki 3, jonka avulla palkkia tuetaan keskeltä ja jolla voidaan kääntää palkkia teräkulman ja terän kuormituksen muutosten mukaan. Ruuvitunkki on kiinnitetty runkopalkkiin 17. Teräpalkki 1 on siten tuettu päistään nivelellisesti ja keskeltä oleellisesti pituusakselin suunnassa ainoastaan pystysuuntaisia kuormia vastaanottavalla tuennalla.

Esillä olevan suoritusmuodon mukaan teräpalkki 1 on tuettu molemmista päistään lukittavilla tuilla 4, 5. Näiden tukien avulla voidaan muuttaa teräpalkin ominaistaajuutta. Kumpaankin tukeen kuuluu liukutanko 19, kääntyvä nivel 15, jolla tangon 19 pää on kiinnitetty teräpalkkiin 1 sekä lukittava liukuholkki 16, joka on kiinnitetty kiertyvästi runkopalkkiin 17. Kun lukittava tuki, eli tässä esimerkissä liukunivel 4,6 on lukitsematta, teräpalkki pääsee liikkumaan vapaasti liukutanko 19 liukuu hoikissa 16 tangon pään nivelen 15 ja liukuholkin nivelen kiertyessä vapaasti. Liukutanko 19 voidaan lukita hoikkiin 16 monella eri · tavalla, esimerkiksi kartioliitoksella, kiilalla, puristimella tai epäkeskolla. Näiden elinten liikkeen ·; toteuttamiseksi voidaan käyttää tavanomaisia ,· toimilaitteita, kuten hydrauliikkaa, pneumatiikkaa tai sähköisiä laitteita. Kun lukittava tuki lukitaan, on samalla poistettava välys sen kiertyvistä nivelistä 15, 16.

J Tämä voidaan tehdä jatkossa kuvattavalla tavalla.

Normaalissa ajotilanteessa, jolloin resonanssia ei ilmene, , tukien lukitus on auki eivätkä ne tue palkkia mitenkään.

Kun resonanssitaajuutta lähestytään, tuet 4, 5 lukitaan, jolloin teräpalkin 1 tuenta muuttuu jäykemmäksi ja ominaistaajuus kasvaa. Kun taas saavutaan tämän uuden 112879 6 jäykennetyn ominaistaajuuden alueelle, tuet 4, 5 vapautetaan, jolloin ominaistaajuus laskee. Tällä tavoin palkin ominaistaajuus voidaan aina siirtää pois herätteen taajuudelta ja väistää teräpalkin 1 resonanssitila.

Tukien rakenteen on oltava sellainen, että ne voidaan vapauttaa teräpalkkia 1 käännettäessä eivätkä ne saa estää teräpalkin 1 liikettä. Yksi tällaisen tuen suoritusmuoto on esitetty kuviossa 2. Kuvion elin on lukittava liukunivel 6, joka koostuu ulkoputkesta 7 ja sen sisään liukumaan sovitetusta tangosta 8. Normaalisti tanko 8 pääsee liikkumaan ulkoputken 7 sisällä, mutta kun nivel 6 lukitaan, liike estyy.

Näin saadaan aikaan kiinteä tuki teräpalkin 1 päihin. Ulkoputken 7 ja tangon 8 päissä on kiinnityselimet 9, 10, jotka on sovitettu teräpalkkiin 1 ja sopivaan kiinteään tukipisteeseen, esimerkiksi päällystysaseman runkoon, kiinnitettyihin holkkeihin 11, 12. Kiinnityselimissä 9, 10 ja holkeissa 11, 12 on samankeskiset reiät, joihin on «f sovitettu kartiotapit 13, 14. Kartiotappien 13, 14 avulla voidaan poistaa liukunivelen 6 välys kiinnityskohdissa ja • : ·: saadaan aikaan kiinteä tuenta. Kartiotappien liikkeen : ohjaus on tahdistettu liukunivelen 6 lukituksen ohjaukseen, ' eli kun teräpalkin kulmaa muutetaan, lukittava liukunivel avataan ja samalla vedetään kartiomaisia lukitustappeja : hieman ulospäin, jolloin kiinnityskohtiin syntyy välystä ja liukunivelen kiinnityselimet pääsevät kiertymään palkin kääntyessä. Liukunivelen ja kartiotappien toiminta voidaan toteuttaa hydraulisesti, koska hydraulitehoa on päällystyskoneella tavallisesti helposti saatavissa.

,Toiminta voidaan toteuttaa tietenkin myös sähköisillä tai pneumaattisilla toimilaitteilla.

11/879 7

Edellä esitettyjen lisäksi tällä keksinnöllä on muitakin suoritusmuotoj a.

Edellä kuvatun mekaanisen liukunivelen sijasta voidaan käyttää vaikka kaksitoimista hydraulisylinteriä, joka voidaan lukita sulkemalla työkammioihin johtavat nestelinjat. Pneumaattisia toimilaitteitakin voidaan käyttää, mutta niiden jousto saattaa aiheuttaa ongelmia. Nämä toimilaitteet voidaan kuitenkin tarvittaessa varustaa mekaanisella lukituksella. On myös ajateltavissa, että tukivoima on säädettävä jos herätteiden määrä on suuri tai niiden taajuusalue on laaja. Tavallisesti kuitenkin herätteet esiintyvät vain tietyillä taajuuksilla, joten yksinkertainen lukittava ja vapautettava tuenta on riittävä ja edullinen toteuttaa. Säädettävä tukielin voisi olla kitkalukitteinen, hydraulinen tai pneumaattinen.

Jäykkyydeltään muuttuva tukielin voidaan sijoittaa palkin päiden sijasta muuallekin palkkiin. Tosin edellä kuvatun . esimerkin mukaisesti sijoitettu tuenta on helppo sovittaa • .·. paikoilleen ja tuennasta saadaan symmetrinen.

Vaihtoehtoisesti voitaisiin käyttää vaikka palkin päätyihin .*. : vaikuttavaa palkin akselin suuntaista tuentaa, jolla estetään palkin pään kiertyminen. Vastaavasti voidaan estää palkin kääntönivelen kiertymä voimaltaan säädettävällä ,·, : kitkalukituksella tai lukittavalla tuennalla. Tukielimiä ,···, voi tietenkin olla useita, mutta kahdella tukielimellä keskiviivan molemmin puolin saadaan aikaan symmetrinen * ” tuenta eikä palkin taipuma muutu haitallisella tavalla.

Claims (8)

112879

1. Menetelmä päällystysaseman teräpalkin värähtelyjen hallitsemiseksi rakenteessa, jossa teräpalkki (1) on tuettu kummastakin päästään nivelellä (2) sekä ainakin yhdellä toimilaitteella (3) teräpalkin (1) aseman muuttamiseksi, tunnettu siitä, että tuetaan teräpalkkia (1) ainakin yhdellä jäykkyydeltään muunneltavalla elimellä (4, 5) siten, että tuennan jäykkyyttä muuttamalla voidaan muuttaa teräpalkin (1) ominaistaajuutta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuetaan teräpalkkia (1) ainakin kahdella jäykkyydeltään muunneltavalla elimellä (4, 5) symmetrisesti palkin keskiviivan molemmin puolin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään sellaista jäykkyydeltään muunneltavaa elintä (4, 5), joka voidaan lukita kiinteäksi ja vapauttaa t vapaasti liikkuvaksi, kuten lukittavaa liukuniveltä tai : hydraulisylinteriä. : 4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen mene- ,: telmä, tunnettu siitä, että käytetään tukivoimaltaan . säädettävää elintä, jonka jäykkyyttä säädetään esimerkiksi kitkavoimalla, hydraulisesti tai pneumaattisesti.

5. Sovitelma päällystysaseman teräpalkin värähtelyjen hallitsemiseksi, joka käsittää teräpalkin (1) kumpaankin ’ päähän sovitetun nivelen (2) teräpalkin kannattelemiseksi, sekä ainakin yhden toimilaitteen (3) teräpalkin (1) aseman y muuttamiseksi, tunnettu ainakin yhdestä jäykkyydeltään ,* muunneltavasta elimestä (4, 5) teräpalkin (1) tukemiseksi Ί Λ Γ· Ο Π Γ' 1 izö/y teräpalkin (1) tukemiseksi siten, että tuennan jäykkyyttä muuttamalla voidaan muuttaa teräpalkin (1) ominaistaajuutta.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ainakin kahdesta jäykkyydeltään muunneltavasta elimestä (4, 5), jotka on sovitettu symmetrisesti palkin keskiviivan molemmin puolin.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että jäykkyydeltään muunneltava elin (4, 5) on lukittavissa kiinteäksi ja vapautettavissa vapaasti liikkuvaksi, kuten lukittava liukunivel tai hydraulisylinteri.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 5-7 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että jäykkyydeltään muunneltava elin (4, 5) on lukittava liukunivel (6), joka on sovitettu teräpalkkiin (1) avattavan kartiotappiliitoksen välityksellä. 112879