FI116044B - Paperi- tai kartonkirainan pituussuuntaisessa leikkauksessa käytettävä terä - Google Patents

Description

116044

Paperi- tai kartonkirainan pituussuuntaisessa leikkauksessa käytettävä terä Bett för skäming av en pappers- eller kartongbana i längsriktningen 5

Keksinnön kohteena on paperi- tai kartonkirainan pituussuuntaisessa leikkauksessa käytettävä terä, joka käsittää napaosan ja teräosan, joka teräosa on kiinnitetty aksiaalisuuntaisten kiinnityselimien välityksellä napaosaan ja kiinnityselimet kä-10 sittävät aksiaalikuormituksen olennaisen tasaisesti teräosalle jakavan osan ja aksi-aalikuormitusta ylläpitävät osat tai muodot.

Paperi- tai kartonkirainan pituussuuntaista leikkausta suoritetaan paperi- ja kar-tonkikoneissa mm. paperirainan osarainoiksi leikkaamisen yhteydessä pituusleik-15 kurilla ja eri kohdissa paperikonetta suoritettavan reunanauhan leikkauksen yhteydessä. Pituusleikkaukseen ja pituusleikkauksessa käytettäviin teriin liittyvää tekniikan tasoa on käsitelty kirjassa Kenneth G. Frye, Winding, TAPPI PRESS, 1990, luvussa VIII "Slitting Function" (s. 75 - 94). Pituusleikkauksessa käytetään • *·· tekniikan tasosta tunnetusti teräparia, joka muodostuu alaterästä ja yläterästä.

*’.· ·' 20 Useimmiten yläterä on yhdestä kappaleesta valmistettu kiekkoterä. Tekniikan ta- *. ’ sosta tunnetaan yhdestä kappaleesta valmistettu kiekkoterä, joka on jossain määrin joustava ja jossa joustavuus on aikaansaatu erittäin ohuella terärakenteella, joka • "· myös kestää suurehkoja kehänopeuksia, esim. 2000 m/min. Tekniikan tasosta tun- ‘ · · · ’ netaan myös teriä, joissa leikkaava särmä on erillinen rengas, mutta näissä ongel- 25 mana on se, että liitos ei kestä suuria kehänopeuksia, mitä nykyaikainen pituus- * f i ",), * leikkurikäyttö vaatii, esim. kehänopeudet 3000 m/min tai yli, koska näissä sovel- * t luksissa rengas on yleensä kiinnitetty akselin napaan akselinvarmistusrenkaalla ja kehänopeuksien noustessa yli 2000 m/min kehämuotoiset tukielimet laajenevat I · » * ·; ' pois urastaan keskipakovoiman vaikutuksesta. Tekniikan tasosta tunnetuissa teris- ’: ‘ ’: 30 sä ei ole löytynyt optimiratkaisua joustavuuden ja suurien kehänopeuksien kestä- ' · ’': vyyden väliltä. Tekniikan tasosta siis tunnetaan teriä, jotka joustavat, mutta joita 2 116044 ei voida käyttää tarvittaessa suuria kehänopeuksia. Tekniikan tasosta siis tunnetaan myös suuria kehänopeuksia kestäviä teriä, mutta jotka eivät jousta. Pituus-leikkauksessa terät kuluvat ja teräkustannukset muodostuvatkin suuriksi käytettäessä kalliita, vaikeasti koneistettavia terämateriaaleja. Terät myös kuluvat ja niitä 5 joudutaan ajoittain hiomaan terän leikkuuominaisuuksien säilyttämiseksi.

Pituusleikkauskohteissa syntyy myös terämelua, joka aiheutuu suurelta osin yläte-rän värähtelystä. Perinteisen yläterän dynaamiset ominaisuudet ovat sellaiset, että yläterällä on useita ominaisvärähtelymuotoja äänitaajuus-alueella ja nämä värähte-10 lyt säteilevät tehokkaasti ilmaääneksi, jolloin yläterä "soi", mikä aiheuttaa meluongelmia. Lisäksi värähtely itsessään aiheuttaa ongelmia leikkuutapahtuman yhteydessä sekä tarpeettoman nopeaa terien kulumista, koska värähtely aiheuttaa epätasaisen kosketusvoiman terien välillä.

15 Keksinnön päämääränä on saada aikaan paperi- tai kartonkirainan pituussuuntaisen leikkauksen yhteydessä käytettävä terä, jolla edellä kuvatut ongelmat on eliminoitu tai ainakin minimoitu.

‘... Keksinnön eräänä päämääränä on saada aikaan valmistuskustannuksiltaan edulli- .’·· 20 nen terä.

* · · . ·. : Keksinnön eräänä lisäpäämääränä on saada aikaan terä, jonka kulumisnopeus on .' · ’. tekniikan tasosta tunnettuja ratkaisuja pienempi.

25 Keksinnön päämääränä on saada aikaan paperi- tai kartonkirainan pituussuuntai- ; ”': sen leikkauksen yhteydessä käytettävä terä, jonka värähtely ja melu on eliminoitu ’;. tai ainakin minimoitu.

’ . Edellä esitettyjen ja myöhemmin esille tulevien päämäärien saavuttamiseksi on . 30 keksinnön mukaiselle terälle pääasiallisesti tunnusomaista, että terän jousivakio on 500 - 3000 N/mm mitattuna siten, että teräosa on tuettu aksiaalisuunnassa ja 3 116044 teräkokoonpanoa kuormitetaan aksiaalisuunnassa keskiöstä painumavälillä 0 - 0,5 mm, että teräosa on valmistettu pulverimetallurgisesti työkaluteräksestä, jonka hiilipitoisuus on vähintään 1 p-%, ja vanadiinin ja/tai molybdeenin ja/tai niobin ja/tai wolframin ja/tai kromin yhteenlaskettu pitoisuus on 10 - 25 p-% materiaalis-5 ta, että terän napaosa on valmistettu valurauta- tai teräsmateriaalista, ja että terä-osa on joustavasti kiinnitetty napaosaan.

Keksinnön mukaisesti terän napaan on kiinnitetty terärengas ja terärenkaan ja navan välinen liitos, jossa käytetään aksiaalisuuntaisen kuormituksen jakavia ja/tai 10 ylläpitäviä kiinnityselimiä, edullisimmin aksiaalisuuntaisia kiinnityselimiä. Keksinnössä termillä "kiinnityselimiä" tarkoitetaan tässä selostuksessa erilaisia kiinni-tysosia ja vastaavia sekä myös erilaisia kiinnitysmuotoja. Keksinnön mukainen kiinnitysjärjestely sallii terärenkaan kääntymisen aksiaalirenkaan ympäri siten, että leikkaussärmän aksiaalijousto voi tapahtua, jolloin aikaansaadaan joustava 15 terärakenne. Keksinnön mukaisen terän edullisen lisäpiirteen mukaan on keksinnön mukaisen terän jousivakio 500 - 3000 N/mm. Keksinnön mukaisessa terässä on edullisesti jäykkä napa ja aksiaalisuunnassa sopivan joustava leikkaussärmä, ; t jolloin terän ominaisuudet joustavuuden ja kehänopeuden keston saavuttamiseksi erittäin hyvät. Terä kestää suuria kehänopeuksia, koska keskipakoisvoima ei pyri * * · . *: ·, 20 aukaisemaan kiinnityselimiä.

» : Lisäksi keksinnön yhteydessä käytettäessä kapeaa kulutusta kestävää ohutta terä- ; rengasta on rakenne kustannukseltaan edullisempi kuin tekniikan tasosta tunnetut ratkaisut. Keksinnön mukaisen terärenkaan paksuus on 0,5 mm - 8 mm, sopivim- : 25 min 1,5 mm - 4 mm. Keksinnön mukaisen rakenteen värähtelyominaisuudet ovat : ': nykyistä rakennetta edullisemmat, koska liitos vaimentaa värähtelyä. Terärenkaan .:. kulumiskestävyys on hyvä, koska kulumista ja terän murtuilua aiheuttavaa väräh- :' * *. telyä on vähennetty. Keksinnön mukaisessa terässä on erityisesti otettu huomioon _ ‘ . se, että leikkauksen aikana terä voi jonkin verran värähdellä, mutta värähtely ei ,,,,; 30 saa aikaansaada ympäröivän ilman värähtelyä, mistä aiheutuisi meluhaittoja.

• ♦ 4 116044

Keksinnön mukainen terärenkaan kiinnitys naparakenteeseen on edullisen lisätun-nuspiirteen mukaisesti tarvittaessa irrotettavissa, jolloin terärenkaan vaihtaminen tarvittaessa on helppoa ja yksinkertaista. Kiinnitys on joustava ja värähtelyä vaimentava, koska liitoksessa tapahtuu mikroliikettä jos terä värähtelee. Ydinmateri-5 aali on edullisesti valittu siten, että se on värähtelyä vaimentava ja tekniikan tasosta tunnettuja ratkaisuja kustannuksiltaan edullisempi ja helpoimmin koneistettava. Keksinnön mukaisesti kuluva terärengas on sijoitettu terän ulkokehälle ja se on helppo vaihtaa. Terärenkaan materiaali on edullisesti työkaluterästä ja ydinmateriaali on edullisesti esim. valurauta tai teräs. Näin keksinnössä saavutetaan kustan-10 nussäästöjä valmistuskustannuksista, koska kallista ja vaikeasti työstettävää materiaalia on käytetty vain niissä osissa, mitä sitä tarvitaan.

Keksinnön mukainen terä soveltuu käytettäväksi paperin tai kartongin pituussuuntaiseen leikkaukseen tarkoitettujen terien, erityisesti suorien ja lautasmallisten 15 terien, yhteydessä, esimerkiksi pituusleikkurin tai reunanauhan leikkausterien yhteydessä.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisen piirustuksen *,,. kuvioon viitaten, jonka yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus mi- . 20 tenkään rajoittaa.

• · • · !". Kuviossa 1 on esitetty eräs tekniikan tasosta tunnettu teräsovellus.

* *

Kuviossa 2 on esitetty kaavallisesti eräs keksinnön edullinen sovellusesimerkki.

: .·. 25 • » » » . ’ · ·. Kuviossa 1 on esitetty tekniikan tasosta tunnettu terä 20, jossa teräosa 25 on kiin- ‘. nitetty akselin napaan 24 akselinvarmistusrenkaalla 26 ja kierrejousella 27.

• » * Kuviossa 2 esitetyssä keksinnön kaaviollisessa sovellusesimerkissä on terän 10 ’ 30 naparakenteeseen 11 kiinnityselimillä 12 ja 13 kiinnitetty terärengas 15 ja liitos on muodostettu kiinnityselimin tai -muodoin 12, 13 siten, että kiinnityksestä muo- 5 116044 dostuu joustava, jolloin se vaimentaa värähtelyjä ja sitä kautta myös terämelua. Terärenkaan 15 kiinnityselimet muodostuvat seuraavista osista aksiaalivoiman tasaisesti terän sisäkehälle jakavasta osasta 12, aksiaalivoiman ylläpitävästä osasta tai muodosta 13. Jakava osa on jousiterästä, edullisesti lautasjousi. Terän paksuus 5 on sopivimmin 1,5-4 mm ja terärenkaan materiaali on työkaluteräs, esim. pulve-rimetallurginen työkaluteräs ja napaosan materiaali on valurauta tai teräs. Terä-renkaan 15 sisähalkaisija Di on 100 - 200 mm, edullisesti 130 - 180 mm ja sopivimmin 140 - 165 mm ja ulkohalkaisija D2 on 130 - 220 mm, edullisesti 175 - 205 mm.

10

Seuraavassa esitetään joitakin koetuloksia koskien kahta erityyppistä tekniikan tasoa tunnetun terämateriaalin jousivakiota sekä keksinnön mukaisen terän jousivakiota.

K eli jousivakio 15 Tekniikan taso

Esimerkki 1 K = 4,1 kN/mm

Tekniikan taso ; · ( Esimerkki 2 K = 4,3 kN/mm 20 Keksinnön mukainen terä K =1,7 kN/mm • · · * · 1 : ' _: Nämä koetulokset on mitattu siten, että koko leikkaava särmä on tuettu aksiaali- suunnassa ja teräkokoonpanoa on kuormitettu aksiaalisuunnassa keskiöstä ja tu- » » . · · 25 lokset saatu painumavälillä 0 - 0,5 mm.

• · · Seuraavassa taulukossa on esitetty eräässä kokeessa saavutettuja tuloksia: » 30 6 116044

TAULUKKO

Tekniikan tason mukainen terä Keksinnön mukainen terä Kestoaika 250 tuntia 600 tuntia

Kehänopeus 2000 m/min yli 2000 m/min

Keksinnön mukainen teräosa on edullisesti valmistettu työkaluteräksestä, jonka hiilipitoisuus on vähintään 1 p-% ja jossa vanadiinin ja/tai molybdeenin ja/tai nio-5 bin ja/tai wolframin ja/tai kromin yhteenlaskettu pitoisuus on 10 - 25 p-% materiaalista.

10 • · 11 »

Claims (5)

116044

1. Paperi- tai kartonkirainan pituussuuntaisessa leikkauksessa käytettävä terä (10), joka käsittää napaosan (11) ja teräosan (15), joka teräosa (15) on kiinnitetty aksi- 5 aalisuuntaisten kiinnityselimien (12, 13) välityksellä napaosaan (11) ja kiinni-tyselimet (12, 13) käsittävät aksiaalikuormituksen olennaisen tasaisesti teräosalle (15) jakavan osan (12) ja aksiaalikuormitusta ylläpitävät osat tai muodot (13), tunnettu siitä, että terän jousivakio on 500 - 3000 N/mm mitattuna siten, että teräosa (15) on tuettu aksiaalisuunnassa ja teräkokoonpanoa kuormitetaan aksiaali-10 suunnassa keskiöstä painumavälillä 0 - 0,5 mm, että teräosa (15) on valmistettu pulverimetallurgisesti työkaluteräksestä, jonka hiilipitoisuus on vähintään 1 p-%, ja vanadiinin ja/tai molybdeenin ja/tai niobin ja/tai wolframin ja/tai kromin yhteenlaskettu pitoisuus on 10-25 p-% materiaalista, että terän napaosa (11) on valmistettu valurauta- tai teräsmateriaalista, ja että teräosa (15) on joustavasti 15 kiinnitetty napaosaan (11).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen terä, tunnettu siitä, että teräosan (15) paksuus on 0,5 mm - 8 mm , sopivimmin 1,5 mm - 4 mm. I » » I t • I · I · | *·' 1 20

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen terä, tunnettu siitä, että teräosan (15) sisä- * 1 · '·1 halkaisijan (Di) on 100 - 200 mm, edullisesti 130 - 180 mm ja sopivimmin 140 - • « ’ j · · ’ 165 mm ja ulkohalkai sijan (D2) on 130 - 220 mm, edullisesti 175 - 205 mm. • f · « I I • 1 » ·2'

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen terä, tunnettu siitä, että teräosa , , 25 (15) on irrotettavasti kiinnitetty napaosaan (11). i t 1 • · · · 2 • »

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen terä, tunnettu siitä, että terä (10) * 1 » ’ · ' ·' on valmistettu erityyppisiä materiaaliominaisuuksia omaavista materiaaleista val- ’ 1; · ’ mistetuista osista. *’X: 30 » « t 116044