FI116230B

FI116230B - Method and apparatus in connection with a rotating drum

Info

Publication number: FI116230B
Application number: FI20045092A
Authority: FI
Inventors: Matti Suominen; Jukka T Heikkinen
Original assignee: Exel Oyj; Metso Paper Inc
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2005-10-14
Also published as: FI20045092A0; WO2005090676A1

Description

! 116230! 116230

Menetelmä ja laitelma pyörivän telan yhteydessäMethod and apparatus for rotating roller

Keksinnön kohteena on menetelmä ja laitelma pyörivän telan yhteydessä telan värähtelyiden vähentämiseksi ja/tai pyörimisnopeuden nostamiseksi ja/tai melutason 5 alentamiseksi.The invention relates to a method and an apparatus in connection with a rotating roll for reducing the vibrations of the roll and / or for increasing the rotational speed and / or for reducing the noise level 5.

On tunnettua, että pyörivän telan kantavien rakenteiden ja/tai tukirakenteiden kuten laakeripukkien värähtelytaajuuteen voidaan vaikuttaa teräspalkkien koolla ja teräs-materiaalin tyypillä. Nopeasti pyörivien telojen kantavien rakenteiden ja/tai tukira-10 kenteiden ominaisvärähtelytaajuuden nostamisella voidaan saavuttaa merkittäviä etuja. Jos kantavien rakenteiden ominaistaajuutta voidaan nostaa, voidaan myös telojen pyörimisnopeutta nostaa ja siten parantaa prosessin kannattavuutta ja prosessin suorituskykyä mm. tasaisemman laatutason ansiosta. Sovelluksena voidaan mainita esim. paperikoneiden telat. Toisena sovelluksena voidaan mainita kuljettimi-15 en telat, joiden värähtelyjen vähentäminen lisää kuljetuskapasiteettia ja/tai käyttöikää ja/tai alentaa melutasoa.It is known that the oscillation frequency of rotating roll bearing and / or supporting structures such as bearing brackets can be influenced by the size of the steel beams and the type of steel material. Significant advantages can be obtained by increasing the specific oscillation frequency of fast-moving roll bearing structures and / or support fields. If the specific frequency of the load-bearing structures can be increased, the speed of rotation of the rolls can also be increased, thereby improving process profitability and process performance e.g. thanks to a more consistent quality level. For example, rolls of paper machines can be mentioned as an application. As another embodiment, rollers of conveyor 15 whose vibration reduction increases transport capacity and / or service life and / or reduces noise levels.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja laitelma, joilla nämä tavoitteet saavutetaan.It is an object of the invention to provide a method and apparatus for achieving these objects.

2020

Keksinnön mukaisella menetelmällä tämä tavoite saavutetaan siten, että telan kan-;.' ·; taviin rakenteisiin ja/tai tukirakenteisiin kiinnitetään liimalla hiilikuitulujitettuja mat- (: : toja ja/tai profiileja, joiden dimensiot, määrä ja sijainti valitaan siten, että kantavan rakenteen ja/tai tukirakenteen ominaisvärähtelytaajuus nousee olennaisesti suh-: 25 teessä kantavan rakenteen ja/tai tukirakenteen metalliosien värähtelytaajuuteen.By the method of the invention, this object is achieved in such a way that the roll support ·; adhesive carbon fiber reinforced mats and / or profiles with dimensions, volume and location selected such that the specific oscillation frequency of the supporting structure and / or supporting structure is substantially increased relative to the supporting structure and / or supporting structure the vibration frequency of the metal parts.

:' ’': Keksinnön mukaisella laitelmalla tämä tavoite saavutetaan vastaavasti siten, että telan kantaviin rakenteisiin ja/tai tukirakenteisiin on kiinnitetty liimalla hiilikuituluji-• · tettuja mattoja ja/tai profiileja, joiden dimensiot, määrä ja sijainti on valittu siten, ;"'; 30 että kantavan rakenteen ja/tai tukirakenteen ominaisvärähtelytaajuutta on nostettu \ olennaisesti suhteessa kantavan rakenteen ja/tai tukirakenteen metalliosien värähte- ;: lytaajuuteen.: '' ': By means of the device according to the invention, this object is accordingly achieved by attaching carbon fiber reinforced mats and / or profiles to the roll bearing and / or supporting structures, the dimensions, number and position of which are selected ;;'; 30, that the specific oscillation frequency of the supporting structure and / or supporting structure is increased substantially in relation to the vibrating frequency of the metal parts of the supporting structure and / or supporting structure.

:.: : On tunnettua käyttää hiilikuitulujitettuja mattoja ja/tai profiileja mm. terässiltojen ‘ * ’ * 35 lujituksessa. Tällöin on kuitenkin ollut tavoitteena painon keventäminen suhteessa 116230 2 lujuuteen, eikä rakenteen ominaisvärähdystaajuuteen ole kiinnitetty huomiota. Sama koskee yleensäkin teräsrakenteiden vahvistamista hiilikuitukomposiiteilla. esimerkkinä tekniikan tasosta voidaan viitata JP 2000064505.:.:: It is known to use carbon fiber reinforced mats and / or profiles, e.g. reinforcement of steel bridges '*' * 35. However, in this case, the aim has been to reduce the weight relative to the strength of 116230 2, and attention has not been paid to the specific vibration frequency of the structure. The same applies in general to reinforcing steel structures with carbon fiber composites. as an example of prior art reference may be made to JP 2000064505.

5 Hakijan tutkimusten mukaan teräsrakenteiden ominaistaajuutta voidaan merkittävästi säätää tai muuttaa liimaamalla teräsrakenteisiin hiilikuitulujitettuja mattoja ja/tai profiileja. Tätä tietoa käytetään keksinnössä hyväksi erityisissä sovelluksissa, joissa on tavoitteena pyörivien telojen, erityisesti nopeasti pyörivien telojen kantavan rakenteiden ja/tai tukirakenteiden ominaistaajuuden olennainen nostaminen.5 According to the applicant's studies, the specific frequency of steel structures can be significantly adjusted or changed by bonding carbon fiber reinforced mats and / or profiles to steel structures. This information is utilized by the invention in specific applications which aim to substantially increase the specific frequency of the load-bearing and / or supporting structures of the rotating rollers, in particular of the fast rotating rolls.

10 Esimerkkeinä kantavista rakenteista ja/tai tukirakenteista voidaan mainita pyörivän telavaipan sisäpuolinen kiinteä akseli, jonka varaan vaippa on pyörivästi laakeroitu.10 Examples of load-bearing structures and / or support structures include a fixed shaft inside a rotating roll shell on which the shell is rotatably mounted.

Tällaisia kannatusrakenteita käytetään sekä kuljettimien että paperikoneen telojen yhteydessä. Toisena esimerkkinä voidaan mainita telojen laakeripukit.Such supporting structures are used in connection with both conveyors and paper machine rolls. Another example is the roller bearing brackets.

15 Hiilikuitulujitteinen matto ja/tai profiili liimataan teräsrakenteeseen rakenneliimoilla, tyypillisesti epoksiliimaa käyttäen. Kantavan rakenteen ja/tai tukirakenteen värähte-lyominaisuuksiin voidaan vaikuttaa valitsemalla eri kimmomoduulin hiilikuidut. Lisäksi ominaistaajuuteen voidaan vaikuttaa käytetyn hiilikuitumaton tai -profiilin dimensioiden ja vahvuuden eli määrän valinnalla. Myös käytetyn maton tai profiilin sijainti 20 kantavassa rakenteessa ja/tai tukirakenteessa vaikuttaa ominaistaajuuteen. Tunnetuilla hiilikuitutyypeillä voidaan tukirakenteiden ominaistaajuutta nostaa tyypillisesti ‘ *. · 10-50 %, joissakin tilanteissa jopa yli 50 %.The carbon fiber reinforced mat and / or profile is bonded to the steel structure with structural adhesives, typically using epoxy adhesive. The vibration properties of the load-bearing structure and / or support structure can be influenced by selecting the carbon fibers of the different elastic modulus. In addition, the specific frequency can be influenced by the choice of dimensions and strength, i.e. amount, of the carbon fiber mat or profile used. Also, the location of the used carpet or profile in the load-bearing structure and / or support structure affects the characteristic frequency. With known carbon fiber types, the characteristic frequency of support structures can typically be increased by '*. · 10-50%, in some cases up to 50%.

Keksinnöllä saavutetaan vielä lisäetu sen johdosta, että käytetyn maton tai profiilin , ·, 25 hiilikuitujen suuri sisäinen kitka olennaisesti vaimentaa värähtelyjä, mikä vaikuttaa edullisesti samaan suuntaan kuin ominaistaajuuden nostaminen eli mahdollistaa ‘; telojen pyörimisnopeuden nostamisen, mikä lisää prosessin suorituskykyä ja paran- • · ·' taa laadun tasaisuutta. Keksintö soveltuu erityisen hyvin käytettäväksi paperinval- mistuskoneiden nopeasti pyörivien telojen kantavissa rakenteissa ja/tai tukiraken-30 teissä. Toinen erityinen sovellus on kuljetintelat, erityisesti suuritehoisilla massakul-jettimilla.A further advantage of the invention is obtained by the fact that the high internal friction of the carbon fibers of the carpet or profile used substantially damps vibrations, which advantageously acts in the same direction as raising the characteristic frequency, i.e. enabling '; • increasing the speed of the rollers, which increases process performance and improves • • · 'quality uniformity. The invention is particularly well suited for use in load-bearing structures and / or support structures of high speed rollers of papermaking machines. Another special application is conveyor rolls, especially for high power bulk conveyors.

, · · , Käytetyn hiilikuitumaton ja/tai profiilin materiaalipaksuus voi vaihdella välillä 1 - ' ’ ’ 20 mm, ollen tyypillisesti suuruusluokkaa 10 mm. Hiilikuitujen kimmomoduli on tyy- i ’. * 35 pillisesti alueella 150 - 400 GPa. Hiilikuitumattoja ja/tai profiileja voidaan kiinnittää 3 116230 kannatus- ja tukirakenteiden kuten kiinteiden akselien ja/tai laakeripukkien kaikkiin sellaisiin pintoihin, jotka muodoltaan soveltuvat kiinnitykseen. Toisaalta keksintöä sovellettaessa voidaan kannatus- ja tukirakenteet suunnitella muodoltaan sellaisiksi, että niissä on riittävästi mattojen ja/tai profiilien kiinnitykseen sopivia pintoja tai 5 profiilisyvennyksiä. Voidaan käyttää myös esim. erillisiä palkkeja, jotka kokonaan ympäröidään hiilikuitumatolla ja/tai profiililla. Tietenkin mattoja voidaan kiinnittää myös laajempiin pintoihin, jotka ovat kuitujen pituussuunnassa riittävän suoria., · ·, The material thickness of the carbon fiber nonwoven and / or profile used may vary from 1 to 20 mm, typically in the order of 10 mm. The carbon fiber elastic modulus is stylish '. * 35 pills in the range 150 - 400 GPa. Carbon fiber mats and / or profiles can be attached to any surface of support and support structures such as fixed shafts and / or bearing brackets that can be shaped to fit. On the other hand, in carrying out the invention, the supporting and supporting structures can be designed in such a way that they have sufficient surfaces or profile recesses for fastening the carpets and / or profiles. Separate beams, which are completely surrounded by a carbon fiber mat and / or profile, can also be used. Of course, rugs can also be attached to wider surfaces that are sufficiently straight in the longitudinal direction of the fibers.

t » >t »>

Claims

A method in conjunction with a rotating roller to reduce the vibration of the roller and / or to increase the speed of rotation and / or the low noise level, characterized in that the supporting structures and / or supporting structures of the roller are fixed with adhesive carbon fiber reinforced carpets and / or profiles, the dimensions of which , number and location are selected so that the self-oscillation frequency of the supporting structure and / or support structure increases substantially in relation to the oscillation frequency of the supporting structure and / or support structure. 10

2, Device in connection with a rotating roller to reduce the vibration of the roller and / or to increase the speed of rotation and / or to reduce the noise level, characterized in that carbon-reinforced carpets and / or profiles, with dimensions of which are attached to the roller, are adhered to , number and position is chosen so that the self-oscillation frequency of the support structure and / or support structure has been substantially increased relative to the oscillation frequency of the support structure and / or support structure. * · * · Iti · • · «· · 1 (» * P. · tl · I I I »t ·