FI118962B - Menetelmä kuiturainakoneen rullaimen momenttisäädössä - Google Patents

Description

118962

Menetelmä kuiturainakoneen rullannen momenttisäädössä 5 Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä.

Tekniikan tasosta tunnetaan kuiturainakoneiden, kuten paperi- ja kartonkikonei-den yhteydessä käytettäviä kiinnirullaimia, joilla kuiturainakoneilla, kuten paperi-10 koneella/kartonkikoneella valmistettava kuituraina rullataan täysleveänä rainana konerulliksi jatkokäsittelyä varten. Raina rullataan rullausakselin esimerkiksi tampuuriraudan/-telan ympärille joko pintavedon välityksellä rullaussylinterin ja muodostuvan rainarullan välisessä rullausnipissä tai hyödyntäen keskiökäyttöä, jolloin myös rullausakseli on varustettu käytöllä. Kuiturainakoneiden, kuten pape-15 ri- ja kartonkikoneiden yhteydessä käytetään myös aukirullaimia, joilla kiinnirul-laimella rullattu rainarulla rullataan auki käsittelyn myöhemmässä vaiheessa kui-turainan jatkokäsittelyä varten.

t»·

Tekniikan tasosta tunnetaan kuiturainakoneiden pituusleikkureiden yhteydessä ·· « : 20 käytettäviä kantotelarullaimia ja keskiörullaimia. Pituusleikkurilla leikataan täys- • · *.*·; leveää rainaa kapeammiksi osarainoiksi ja osarainoista kantotelaleikkureilla ja i keskiörullaimilla muodostetaan rainarullia, nk. asiakasrullia. Kantotelaleikkurei- • · · *. ϊ. * den rullain käsittää kantotelat, joiden kahden kantotelan kannattamana rainaa rul- • · · • * ’·*·' lataan rainarullaksi toisen kantotelan ja muodostuvan kuiturainarullan välisen ni- 25 pin kautta, Kantotelana voidaan myös käyttää kahden johtotelan ympärille sijoitet- * * · tua hihnajäijestelyä, niin kutsuttua hihnatelastoa. Rullauksessa voidaan käyttää ♦ · ’"·* myös keskiörullausta, jossa muodostuva rainarulla on tuettu keskiöstään ja kuitu- raina rullataan rainarullalle rullaustelan ja muodostuvan rainarullan välisen nipin ··· :...· kautta. Sekä kantotelarullaimien että keskiörullaimien yhteydessä voidaan myös *;·*: 30 rullan muodostamisessa apuna käyttää painotelaa, jolla muodostuvaa rainarullaa *:*·: painetaan ja jonka välityksellä rainarullaan voidaan aiheuttaa pintavetoa.

2 118962

Tekniikan tasosta tunnetusti kantotelaleikkureiden ja keskiörullainten moment-tisäädössä on perusteena käytetty sitä, että muuton (rullaimessa olevat asiakasrul-lat) hitaudesta ja rullausvastuksesta tulevat termit jaetaan tasan kantotelaleikku-5 reissä takakantotelan (jolle raina tulee ensimmäisenä) ja etukantotelan tai kes-kiörullaimissa rullaustelan ja painotelan kesken. Tekniikan tasosta tunnetuissa jäijestetyissä rullausvoima (rullausvoima tarkoittaa ideaalisessa tilanteessa (siis kun tilanteessa ei häviötä eikä hitausvoimia) rullaa pyörittävien kehävoimien summaa poislukien sen nipin kehävoimat, johon tuleva raina koskettaa ensin) on 10 asetettu kokemusperäisesti muodostuvan rullan halkaisijan funktiona. Rullauksen yhteydessä, erityisesti muutonvaihtoon liittyvissä hidastus- ja kiihdytysvaiheissa on myös tarvittaessa kokemusperäisesti asetettu lisä- tai vähennystermit rullaimen momenttisäätöön, joilla termeillä on pyritty kolaamaan ajonopeuden muutoksen aiheuttamaa muutosta syntyvän rullan rakenteessa.

15

Ongelmana edellä esitetyssä säätöstrategiassa on se, ettei se pohjaudu varsinaisesti mihinkään tullaustekniseen argumenttiin, vaan on sinänsä mielivaltainen puhtaasti kokemusperäisesti määritettävä strategia. Tästä johtuen rullien rakenne on muut-tunut erityisesti hidastusten ja kiihdytysten yhteydessä sekä tilanteissa, joissa • **: 20 muusta syystä on ajonopeutta muutettu merkittävästi. Rullan rakenteen muutos « · ·.*’· johtuu erityisesti siitä, että näissä tilanteissa, joissa ajonopeus muuttuu, rullan vai- * · · kuttavat tangentiaalitraktiot muuttuvat. Traktiolla tarkoitetaan tässä selostuksessa 9 kosketuksessa muodostuvaa jännitysjakaumaa, joka johtuu rullaan kohdistuvista «·· ulkoisista kuormista/jännityksistä. Tangentiaaliset pintatraktiot ovat puolestaan 25 muodostuvaan rullaan nippien kautta vaikuttavia ulkoisia kehän suuntaisia kuor-mia. Kun tekniikan tasosta tunnettujen säätöstrategioiden yhteydessä pyritään kor- * « • · *···* jaamaan rullausvoima kiihdytyksen ja hidastuksen mukaan lisä- ja/tai vähennys- ..*·* termeillä, saadaan aikaiseksi korkeintaan sellainen säätöstrategia, joka toimii ky- * · « seisessä tilanteessa rullattavalla paperi- tai kartonkilajilla ja kyseisellä kiihtyvyy-·;··· 30 della ja hidastuvuudella sekä ajonopeudella. Näin ollen rullainten, kantotelaleik- * · 3 118962 kureiden ja keskiörullaimien momenttisäätöstrategiat ovat olleet puutteellisia ja ovat saattaneet aiheuttaa rakenteeltaan epätasaisia rullia.

Keksinnön päämääränä on luoda menetelmä rullaimen, kantotelarullai-5 men/keskiörullaimen momenttisäädÖssä, jossa edellä esitetyt tekniikan tasosta tunnettujen ratkaisujen epäkohdat ja ongelmat on eliminoitu tai ainakin minimoitu.

Keksinnön erityisenä päämääränä on saada aikaan rullaimen momenttisäätö, επί 0 tyisesti rullausvoimasäätö, joka pitää rullaan vaikuttavien pintatraktioiden suuruuden riippumattomana nopeusmuutoksista sekä kiihtyvyyden ja hidastuvuuden tuomista inertiatermeistä.

Edellä esitettyjen ja myöhemmin esille tulevien päämäärien saavuttamiseksi on 15 keksinnön mukaiselle menetelmälle pääasiallisesti tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaisesti saadaan aikaan rullaimen momenttisäätö, erityisesti rul-lausvoimasäätö, jossa rullaan vaikuttavien pintatraktioiden suuruus on riippuma-j ·': 20 ton nopeusmuutoksista sekä kiihtyvyyden ja hidastuksen tuomista inertiatermeis- tä. Keksinnön mukaisessa momenttisäädÖssä rullausvoimaa käytetään yhtenä rul- • · ·.· lausparametrina ja rullausvoimaa säädetään siten, että rullan rakenteen kannalta 9 ·,·.·* merkittävimmissä nipeissä, sopivimmin kantotelaleikkureissa ensisijaisesti taka- « · · kantotelan ja rainarullan välinen nippi ja toissijaisesti etukantotelan tai painotelan 25 ja rainarullan välinen nippi sekä keskiörullaimissa ensisijaisesti rullaussylinterin tai -telan ja rainarullan välinen nippi ja toissijaisesti painotelan ja rainarullan vä- *·# • · *··.* linen nippi, rullaan kohdistuvat tangentiaalitraktiot pysyvät asetettuna rullausvoi- mana ajonopeudesta ja sen derivaatasta riippumatta.

• · · • · • · • · · 9 30 Keksinnön tavoitteen mukaisesti, koska rullaan kohdistuu eri nippiteloista erilaisia ·:"* ulkoisia kehänsuuntaisia kuormia, pyritään pitämään kyseiset kuormat hallinnassa 4 118962 ilman että rullauksen aikana esiintyvät nopeusmuutokset vaikuttavat muodostuvan rullan rakenteeseen. Keksinnön edullisten sovellusten mukaiset laskennalliset momentit muodostavat ohjeen käytölle siitä, mitä eri tekijöitä tulee sisällyttää sää-töstrategiaan halutun rullan rakenteen saavuttamiseksi säätämällä rullausvoimaa.

5 Tässä selostuksessa pyorimisvastuksella tarkoitetaan laakerikitkoista yms. aiheutuvaa lisämomenttitarvetta. Rullausvastuksella eli vierimisvastuksella tarkoitetaan nippikontakteissa syntyviä vastusmomentteja. Rullausvastukset ovat nollia kun leikkuria ajetaan ilman paperia. Rullan pyörimisvastus syntyy istukoiden tai hyl-10 sylukkojen pyörimiskitkoista. Teräspintaisilla teloilla ei pyörimisvastusta esiinny, mutta hihnatelastoilla ja pehmeäpintaisilla teloilla esiintyy.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisen piirustuksen kuvioihin viitaten, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus 15 mitenkään ahtaasti raj o ittaa.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti kantotelarullain.

: * * *: Kuviossa 2 on esitetty kaavio llisesti keskiörullain.

··· 20 t · :\ j Kuviossa 3 on kaaviollisesti esitetty keskiörullaimen vapaakappalekuvio.

• · • · · • * · »M * :, ·,: Kuviossa 4 on esitetty kaaviollisesti kantotelarullaimen vapaakappalekuvio.

#·« • · • * #· · 25 Kuviossa 5A on esitetty kaaviollisesti kantotelarullaimen momentti halkaisijan :: funktiona eräässä esimerkkitapauksessa.

• · • · • · M*

Kuviossa 5B on esitetty kaaviollisesti kantotelarullaimen nopeus ja rullausvoima halkaisijan funktiona eräässä esimerkkitapauksessa.

30 • « • · 118962 5

Kuviossa 1 esitetyn mukaisesti kantotelarullain käsittää kaksi kantotelaa, takakan-totelan 12, jolle rullattava raina W tulee ensin, ja etukantotelan 11, joiden tukemana rainarulla 10 rullataan. Rainan W kulkusuuntaa on merkitty viitemerkinnällä SW ja takakantotelan 12 pyörimissuuntaa viitemerkinnällä S. Painotelalla 15 hal-5 Iitaan nippikuormaa rullauksen alussa ja rullauksen edistyessä painotelan 15 pääasiallinen tehtävä on pitää rainarulla 10 paikoillaan kantotelojen 12, 11 varassa. Pituusleikkurin kantotelarullaimessa on tyypillisesti useita rainarullia 10 rullan akselin suunnassa peräkkäin ja näitä osarainarullia kutsutaan asiakasrulliksi ja samanaikaisesti rullaimessa olevat rainarullat ovat muutto.

10

Kuviossa 2 on esitetty kaavallisesti keskiörullain, jossa raina rullataan rullaussy-linterin tai -telan 17 välityksellä rainarullaksi 10. Rainamllan 10 rullausydin voi olla varustettu keskiökäytöllä 18 rainarullan 10 pyörittämiseksi. Lisäksi kuviossa esitetty rullain käsittää painotelan 15. Rainan W kulkusuuntaa on merkitty viite-15 merkinnällä SW.

Seuraavassa kuvioiden 3-4 selostuksessa ja sen kaavoissa käytetään symboleja seuraavassa esitetyn mukaisesti: ··» • « • · «ti • *.: 20 Symboli Selitys Yksikkö • · \*·; F Rullausvoima N/m • · ϊ.ϊ : Fn- Painotelan stattinen pintavoima/leveys N/m *··'·* FPd Etuhihnatelaston staattinen pintavoima / leveys N/m *·· • · ry ***** Ji Rullan massahitausmomentti / leveys Nm/m x s 25 0j Rullan napakulmakoordinaatti rad • · ’;;*' M] Rullan keskiömomentti / leveys Nm/m · *·;** Μιμ Rullan pyörimisvastusmomentti/Ieveys Nm/m Q3 Pintavetotelan (painotelan) ja rullan välinen • · · tangentiaalivoima / leveys N/m *:·*: 30 Ri Rullan säde m R2 Rullaustelan tai takatelan säde m 6 118962 R3 Pintavetotelan tai painotelan säde m R4 1. hihnatelan tai etutelan säde m (^μ Rullausvastusvoima rullaustelan tai takatelan nipissä / leveys N/m 5 ζ>3Γμ Rullausvastusvoima pintavetotelan tai painotelan nipissä / leveys N/m ζ>4Γμ Rullausvastusvoima hihnatelan tai etutelan nipissä / leveys N/m W Ratakireys ennen rullaustelaa tai takatelaa N/m 10 J2 Rullaustelan tai takatelan massahitausmomentti / leveys Nm/m x s Θ2 Rullaustelan tai takatelan napakulmakoordinaatti rad M2 Rullaustelan tai takatelan momentti/leveys Nm/m Μ2μ Rullaustelan tai takatelan 15 pyÖrimisvastusmomentti / leveys Nm/m Μ2τμ Rullaustelan tai takatelan vierimisvastusmomentti/leveys (merkityksellinen ainoastaan jos telassa on pehmeä pinnoite) Nm/m J3 Pintavetotelan tai painotelan massahitausmomentti Nm/m .*·*. xs2 * m • * · **·*. 20 Θ3 Pintavetotelan tai painotelan napakulmakoordinaatti rad • · ·*·.· M3 Pintavetotelan tai painotelan momentti / leveys Nm/m • · • :*: Μ3μ Pintavetotelan tai takatelan «·» · pyÖrimisvastusmomentti / leveys Nm/m :***: M3™ Pintavetotelan tai takatelan ·· · ” 25 vierimisvastusmomentti / leveys (merkityksellinen ainoastaan jos kyseessä on hihnatelasto tai » · · ;...i pehmeäpinnotteinen tela) Nm/m ··· J4 Etutelan tai hihnatelaston massahitausmomentti Nm/m x s2 «··* 04 Etutelan tai 1. hihnatelan napakulmakoordinaatti rad ··» 30 M4 Etutelan tai hihnatelaston momentti/leveys Nm/m • · Μ4μ Etutelan tai hihnatelaston • · 118962 7 pyörimisvastusmomentti / leveys Nm/m Μ»Γμ Etutelan tai hihnatelaston vierimisvastusmomentti/leveys (merkityksellinen ainoastaan jos kyseessä on hihnatelasto tai pehmeäpinnotteinen tela) Nm/m 5 Q38tat Pintavetotelan tai painotelan tangentiaalivoima vakionopeudella kitkattomasti /leveys N/m μια Rullausvastuskerroin rullaustela- tai takatelanipissä

Pr3 Rullausvastuskerroin pintavetotela- tai painotelanipissä pR4 Rullausvastuskerroin hihnatela- tai etutelanipissä 10 P2 Nippikuorma rullaustela- tai takatelanipissä N/m P3 Nippikuorma pintavetotela-tai painotelanipissä N/m P3 Nippikuorma hihnatela-tai etutelanipissä N/m Q+, Q", Qw Rullaimen sisäisiä voimasuureita N/m

Tin, Tout Rullaimen sisäisiä voimasuureita N/m 15

Kuviossa 3 on esitetty keskiörullaimen vapaakappalekuvio rotaatioyhtälöiden kannalta olennaisten termien osalta. Telojen ja rullan kitka- ja rullausvastus termejä ei ole piirretty. Rullassa voi olla keskiömomentti Mi tai pintaveto Q3 (myös t *· * * · · * molemmat voivat olla yhtäaikaa). Rullan pyörimis-tasapainoyhtälö on ! * · * ·' 20 * #· = +(ö+ )/?, +63/¾ —Λ/1μ ~β2,·μ^1 ~03ίμ^1 » O) * · · •·· · • ! * · 4 · · **· .*··, missä Μιμ on rullausaseman pyörimisvastusmomentti ja ja Q3rH ovat paperi- ·· rullan rullausvastuksesta rullaustela- ja pintavetotelanipeissä syntyviä termejä.

• ·*· 25 Esimerkiksi julkaisussa Johnson, K.L., Contact Mechanics. Cambridge University • •9 :***; Press, Cambridge, 1985, sivut 306-311 esitetyn mukaan nämä termit voidaan esit- tää siinä tapauksessa, että hystereesihäviöt ovat alle 5%, seuraavasti: ΦΜ« ·· · • · • * ....· (?2φ = \^R2^1 Qlm ~ M-ä3^3 * (¾ • * 30 • · 8 118962 missä μΚ2 ja ovat rullausvastuskertoimia rullaustela- ja pintavetotelanipeissä ja P2 ja P3 vastaavasti nippikuormat näissä nipeissä. Kaavassa (2) olisi toivottavaa, että rullausvastuskertoimet olisivat vakioita. Todennäköisesti ne kuitenkin riippuvat ainakin ajonopeudesta ja mahdollisesti jonkin verran rullausparametreista.

5 Vaikka kaava (2) ei pätisikään kovin hyvin, niin rullausvastustermien summaa voidaan arvioida melko tarkasti, sillä muut rotaatioyhtälöiden termit ovat suhteellisen helposti määritettävissä. Nipin alla olevan rainanpätkän tasapainoyhtälöstä voidaan mitättöminä suureina jättää pois hitaustermit. Tällöin tasapainoyhtälö on: 10 TM-ff=Q-+T„ (3)

Samoin rullaustelawrapin rainanpätkän tasapainoyhtälö voidaan kirjoittaa ilman sentrifugaali- ja hitaustermejä: 15 T„=W-Q,. (4)

Rullaustelan pyörimistasapainoyhtälö on

• M

,*** J-βί = M2 ~Qw&l +5 -^2 — -^2μ ~^2τ·μ » (^) • · · \ *! 20 • ♦ ♦ ·· • y missä Μ2μ on rullaustelan pyörimisvastus ja viimeinen vierimisvastustermi tarvi- • · · . .·] taan vain jos rullaustela on pinnoitettu. Pintavetotelan pyörimistasapainoyhtälö on • » · ··· • · =A/3 ~Q3R3 -Μ3μ , (6) 25 ·,„ί missä Μ3μ on pintavetotelan pyörimisvastus ja viimeinen vierimisvastustermi tar- • I · vitaan vain jos pintavetotela on pinnoitettu tai hihnallinen.

···· • · ··»

Keksinnön mukaisesti rullausvoimasäädön tavoitteena on pitää rullaan vaikuttavi- • · ....· 30 en pintatraktioiden suuruus riippumattomana nopeusmuutoksista sekä kiihtyvyy- • · 118962 9 den ja hidastuksen tuomista inertiatermeistä. Tässä tarkastelussa ei varsinaiseen kontaktimekaniikkaan tarvitse mennä, sillä kontaktimekaaniset soviteyhtälöt voidaan olettaa riippumattomiksi inertiatermeistä sekä rullaan kohdistuvista netto-kuormista.

5

Ryhmitellään rullan pyörimisyhtälö (1) siten, että vasemmalle puolelle jäävät kaikki rullan pintakuormat, jotka liittyvät rullaustelanippiin. Tällöin saadaan c-e*-a, oo Λ, J\ Λ, 10

Jos siis halutaan, että rullaustelanipissä vaikuttavat samat pintakuormat kaikilla ajonopeuksilla sekä tasaisella nopeudella, hidastuksessa, että kiihdytyksessä on pintaveto Q3 asetettava seuraavasti:

/fl" M

15 β3=^+^+-^+ρ2,μ+ρ3,μ, (8) :’ j missä F on haluttu (staattinen) rullausvoima. Vastaavasti jos rullausvoima tehdään : * * *: momentilla M j, on se asetettava seuraavasti: • · « * · • ·· « · :*:·! 20 e») ·«· • * • · * · ·

Jos voidaan käyttää sekä pintavetoa Q3 sekä keskiömomenttia Mi, voidaan sekä • ·*· ‘•i·* rullaustela- että pintavetotelanipin kuormat pitää riippumattomina ajonopeuden • · muutosnopeudesta. Ryhmitellään yhtälö (7) uudestaan siten, että myös Q3 on yh- * 25 tälön vasemmalla puolella: ··· : : M» (10) *···; Λ] Λ, Λ, 10 11B962

Eli tällöin Mj on valittava myös yhtälön (9) mukaisesti. Lisäksi ryhmittelemällä pintavetotelan momenttiyhtälö (6) uudelleen seuraavasti 5 (H)

Rl 1¾ R, nähdään, että myös Q3 pysyy vakiona jos pintavetotelan momenttia säädetään seuraavasti 10 ^ = 0=-,+^+^, (Π) λ3 ä3 K3 missä Q3stat on pintaveto ajettaessa vakioajonopeudella ja kitkattomasti.

Yhtälöistä (3) ja (4) saadaan 15 Q~-Qw = TMt-Q+-W (13) ··· • ♦ ];··* Sijoittamalla tämä tulos rullaustelan momenttiyhtälöön saadaan • · · • * • · ♦ · * · · ;.·! · (I4)

··♦ S

:20 «·· :***: Tästä saadaan keksinnön mukaisesti laskennalliset momentit pintavedolla varus- ··· tettua keskiörullainta varten: 2 · · • · · ·«· M2 = +Μ2μ +WR1-FRl +Λ/2Γμ (15) *:* 25 f*«· »·· • « n K=¥i+FR,+fJÄ+M,li+Q,rllR,+Q,„Ri+Mlrl, (16) • ### 1 • · u 118962

Edelleen saadaan keksinnön mukaisesti laskennalliset momentit keskiövedolla varustettua keskiörullainta varten: Λ/| = FRt “Η */|θ| + Α/]μ Ί” 5 M2 =72θ2+Λ/2μ +WR2 -FR2+M2r]i (18)

Kantotelarullaimessa, kuvio 4, pyörimisyhtälöihin tulee vielä lisäksi etutelan momentti ja pyörimis- ja vierimisvastukset. Momentti Mi pidetään nollana tässä tar-10 kastelussa. Rullan pyörimistasapainoyhtälö on nyt tä=(<τ-τ„)«, +qa+&«,-*, - (19) missä Q4 on etu- tai hihnatelaston tangentiaalitraktio ja ρ4Γμ tässä nipissä syntyvä 15 paperirullan rullausvastus. Rullaus- ja painotelan tasapainoyhtälöt (5) ja (6) säilyvät muuttumattomina. Uutena yhtälönä on tarkasteltava etu- tai hihnatelaston pyö- .···, rimistasapainoyhtälöä • · ··· *· · • · « • * ···!· , (20) • · :20 ··» · •.:. · missä M4 on etu- tai hihnatelaston momentti, Μ4μ pyörimisvastusmomentti j a Μ4Γμ ··· rullausvastus-momentti. Kantotelarullaimen tapauksessa sopivan rullausvoima-strategian valitseminen on vaikeampaa, sillä rullan rakenteeseen vaikuttavia nip-pejä on useita. Oklahoma State Universityn julkaisussa Web Handling Research ··· • * *·..* 25 Center. Semiannual Technical Review and Industry Advisory Board Meeting, Oc- m >#*l· tober 2000, välilehti 2 esitettyjen tutkimusten mukaan mm. painotelalla on merkit- tävä vaikutus rullan rakenteeseen pienellä rullanhalkaisijalla. Ilmeisesti isommalla rullanhalkaisijalla takatelan osuus on määräävä. Otetaan lähtökohdaksi rullan pyö-

• I

12 11β962 rimistasapainoyhtälö (19) ja kirjoitetaan se siten, että vasemmalle puolelle jäävät kaikki rullan pintakuormat, jotka liittyvät takatelanippiin ra fJ Λ, Λ, 5

Jos halutaan, että takatelan nipissä vaikuttavat samat pintakuormat kaikilla ajonopeuksilla sekä tasaisella nopeudella, hidastuksessa, että kiihdytyksessä on pintat-raktioden summa muissa nipeissä asetettava seuraavasti:

ΓΔ M

10 Ö}+Ö» + + + ^ + 03,-μ+£?4,μ » (22) Ä, Λ, missä F on haluttu staattinen rullausvoima. Koska vasemmalla puolella on pintat-raktioden summa, ei rullausvoiman toteutus ole yksikäsitteinen.

15 Seuraavassa käsitellään muutama keksinnön toteutusesimerkki a-c.

·*** *... * a) Painotelan pintatraktio ja rullausvo ima asetetaan ·· · • « • · • * ^ ^ · '· " Tämä on käytännöllisesti helposti toteutettava tapaus. Ryhmitellään painotelan • * · ••γ 20 pyörimistasa-painoyhtälö (6) uudelleen • · · « · * • f · *»· o Mi» (23) R, h R> *.

• ♦ · * » · ·»· ··· ♦ · • · *** Nähdään, että jos valitaan M3 siten, että ·· ··» 25 ·· ‘~! Ä.jr, + J&+i!iiL+"k, (24) ·:··: Äj J?3 λ, • · 13 118962 niin pintatraktiot ovat β .

n — f F 4+η 4-O +0 Äi 5 edellä siis Fn· on painotelan staattinen pintatraktio.

b) Etutelan tai hihnatelan pintatraktio ja rullausvoima asetetaan Tämän tapauksen toteuttaminen vaatii painotelamoottorilta melko suurta tehoa.

10 Termien uudelleen ryhmittelyllä saadaan etu- tai hihnatelaston momenttiyhtälö (20) muotoon ^ r4 r4 r4 r, } 15 Nähdään, että jos valitaan M4 siten, että ··· • · • · ·** !'V M±sF +£&.+^*L+iiia. oy, • ·.· r4 R4 R4 r4 • m « · • · * • * ·

Ml · ·.·,·* niin pintatraktiot ovat

• M

!...! 20

T(i M

*...: Qi—Ffi- Φ 1 2 3 2 • M··

• M

s.,, ί Edellä Ffd on siis etu/hihnatelaston pmtatraktio.

• · 3 25 c) Käytötön painotela 14 118962 Tämä on esimerkiksi kartonkileikkureilla yleinen ratkaisu. Nyt pintatraktiot ovat Ci — ^^3n ^ ~ r3 r3 r3 ’ .. .. (29) n — f + I ^Ιμ +n +n i n ι 1 2 3^3®3 ι ^3μ μ ^3,-μ β» -^+—+—+0^+ö3r((+&1 +“T-+-^-+-TT"

Aj Aj A3 Aj A3 5 Tästä saadaan keksinnön mukaisesti laskennalliset momentit sellaista kantotela-rullaimea varten, jossa painotelan pintatraktio on asetettu, eli toteutusesimerkissä a.

10 M1=J$1+M2Vi+WR2—FR2+MlrVi (30) M3 -F^R^ +y303 +Λ/3μ +M2rti (31) M, = +3/4„ +^3/, +(&, +&,+&, K +3/., (32) Λ, Λ, « · 1 15 • · · : 1.· Keksinnön mukaisesti saadaan laskennalliset momentit sellaista kantotelarul- • · » · · *. 1: laimea varten, jossa etu/hihnatelaston pintatraktio on asetettu, eli toteutusesimer- • · * 1 1 ··· · kissäb.

• 1 · • 1 · ··· ··· 9 · 20 Mt -Λθ2 +Κ2μ +WR2-FRt +Μ2,μ (33) 25 • · · · 2 • · · «·· C: 3/,-^+(^-^)^+^^+3/,,+^3/,,+(0^+0,,+(2^)4+3/,, (34) • · · ···· 3 • · M4 = +JÄ +M4(I +M4ril (35) · 15 1 1 8962

Keksinnön mukaisesti saadaan laskennalliset momentit sellaista kantotelarul-laimea varten, jossa ei ole painotelakäyttöä, eli toteutusesimerkissä c.

5 M2- J2Ö2 +M2il + WR, -FR2 +M2ril (36) M, = +4-Jfi, +Μ,μ +(&„ +β,„ +a,) R, + Λ, Λ} Ä3 (37) 10

Kuviossa 5Λ ja 5B esitetyt esimerkit ovat kantotelarullaimesta, jossa painotelan pintatraktio ja rullausvoima asetetaan kaavojen (30) - (32) perusteella, joissa rul- lausvoima F=500 N/M, ratakireys W=300 N/m, painotelan pintavoima Fn =100 N/m, ajonopeus v=40m/s, kiihtyvyys a=lm/s2, tiheys 1000kg/m3, rainan paksuus 15 0,1 mm. Kuvioissa 5A ja 5B esitetyt ohuet viivat kuvaavat nykyisen kaltaista oh- .1··. jausta, jossa pintavoima Frr=0. Nykyisen kaltaisella eli ilman keksinnön mukaista • · ·1· menetelmää toteutetulla momenttiohjauksella rullausvoima on liian pieni kiihdy- • ** .‘. j tykeissä ja liian suuri hidastuksissa. Merkittävin virhevaikutus ilman keksinnön • · • mukaista menetelmää esiintyy isolla rullan halkaisijalla, jolloin muuton hitaus on ··· · : 20 suuri. Erityisesti loppuhidastuksissa ohjaus ilman keksinnön mukaista menetelmää *·· : 1 1 1: saattaa helposti tehdä liian kovan rullan pinnan.

··· : Keksintöä on edellä selostettu vain eräisiin sen edullisiin sovellusesimerkkeihin • 1 · • φ · viitaten, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus mitenkään 25 ahtaasti rajoittaa.

···1 ··· • · • · ··· • · 1·

Claims (8)

16 1 1 8962

1, Menetelmä rullaimen momenttisäädÖssä, jossa rullaimessa kuiturainaa rullataan rainarullaksi yhden tai useamman rullausnipin välityksellä, tunnet-5 tu siitä, että menetelmässä säädetään rullausvoimaa siten, että ainakin yh destä rullausnipistä rullaan kohdistuvat tangentiaalitraktiot eli rullaan vaikuttavat ulkoiset kehän suuntaiset kuormat pysyvät asetettuna ajonopeudesta ja/tai kiihtyvyydestä/hidastuksesta riippumatta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetel mässä säädetään rullausvoimaa keskiörullaimessa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä muodostetaan laskennallinen momentti halutun rullan raken- 15 teen saavuttamiseksi säätämällä rullausvoimaa pintavedolla varustettua keskiörullainta varten kaavojen M2 = jg2 +Μ2μ + WR2-FR2 +Mlni (15) • · · • · • · ··♦ ·· ·

20 M, = + FR, + ij-Jfi, + Μ1μ + + α,Λ + Λί,, (16) * « Ai • · 1 • · • * · • » I • M · perusteella. • · · « · • · • * «

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · · *·:·* 25 menetelmässä muodostetaan laskennallinen momentti halutun rullan ra- • · · • · '·;** kenteen saavuttamiseksi säätämällä rullausvoimaa keskiövedolla varustet- .. * · ’ tua keskiörullainta varten kaavojen ·· · • · • * • * · 1 • · Ml = FRy ·*··Α®Ι 4" Qlr^Ry + Qiry.Ry (17) 17 11896 2 M2 = J2&2 +M1Vi+WR1- FR2 + M2ni (18) perusteella. 5

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mentel-mässä säädetään rullausvoimaa kantotelarullaimessa.

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että me* 10 netelmässä muodostetaan laskennallinen momentti kantotelarullainta var ten, jossa painotelan pintatraktio on asetettu, kaavojen M2 -Λ®2+^2μ +WR2-FR2+M2nl (30) (31) 15 Ai4=7/4+(F-i-ir)Ä4+§-7je;+Af4,+-^ww+(e^+ani+a^)Ä,+^„, :***: (32) a·· :*·*: perusteella. • · • a * • ·· a · ·.·*: 20

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1, 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ί,ϊ.ί että menetelmässä muodostetaan laskennallinen momentti kantotelarul- ·»» tainta varten, jossa etu/hihnatelaston pintatraktio on asetettu, kaavojen !···-' M,=J1%2+Mlr+WIt1-FR1+ M2,„ (33) 9 25 • a a ms=j,%+(f-f/4)äjj,e, +mv +^-m„+{Q^+Qirf+&„)*,+m,v (34) a·· Ä| /Cj • a • · is 118962 M4 = FfdR4 + J4Q4 +Μ4μ +M4ril (35) perusteella.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1, 5-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 menetelmässä muodostetaan laskennallinen momentti kantotelarullainta varten, jossa ei ole painotelakäyttöä, kaavojen M2=J2®2 +Μ2μ + WRz - FR} +M2iv (36) M, = Jfi, + FR, +£ Jfr +£ Jfis + + (öw + öJr# + &Γμ) S, + Λ, K3 K3 "ä ‘M 10 (37) perusteella, ·1φ • 1 • t • · · ·· · • · · • · • « • » • · • · · • · • « • · · • » · ··1 » • · · • · · • · 1 ·· 1 • · • · • · · « • · · • · · ··· • · · • · • · «·· • · · ··1· • » · • · • · ··· • · 19 118962