KR860001619B1 - 진동흡수 장치가 부착된 헤드 박스 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

진동흡수 장치가 부착된 헤드 박스

제1도는 본 발명의 진동 흡수기가 부착된 헤드 박스의 정면도.

제2도는 제1도의 구조물의 평면도.

제3도는 제1도와 제2도의 구조물에 설치된 댐핑 수단을 확대 도시한 단면도.

제4도는 본 발명의 수정된 제1 실시예를 도시한 부분 정면도.

제5도는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 헤드 박스의 정면도.

제6도는 제5도의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단한 면을 도시한 단면도.

제7a도는 본 발명의 원리를 설명한 진폭-진동수의 그래프를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 헤드 박스(head box) 19 : 제1세트

20 : 제2세트 21 : 제3세트

본 발명은 제지기에서 헤드 박스의 에너지를 흡수하는 장치에 관한 것인데 상기한 헤드박스에는 제지기 자체에서 파생되는 낮은 주파스의 진동이 있다.

제지기에서 진동이 있게되면 종이의 질을 높이는데 심각한 문제를 유발한다. 진동은 강제 진동 혹은 자연 진동의 형태로 헤드 박스의 인접부에서 기인하게 된다. 따라서 종이의 베이시스 웨이트(basis weight)와 종이의 질을 균일하게 하고, 최상의 종이를 제조하기 위해서 헤드 박스의 진동을 제거해야만 한다. 여기서 베이시스 웨이트는 종이의 종류에 따라 정해진 표준 사이즈의 종이 500장당 파운드 무게를 말하는 것이다.

제지기에서 진동을 흡수하는 장치에 관한 출원은 종래에도 많이 있었다. 예를들어 미합중국 특허 번호 3,487,720은 회전 보링 바(boring bar)의 진동을 횹수하기 위한 장치인데 이 장치는 진동을 흡수할 보링 바내에 중공 비임을 삽입하여 구성한다. 상기한 중공비임의 한쪽 단부주위에는 코일형상의 점-탄성 튜브가 있고, 반대쪽 단부에는 비임내에 포함된 저장 탱크를 구성하는 에어 공급 조절 수단과 튜브로 적당한 압력을 공급하기 위한 압력 조절기가 연결되어 있다.

금속 슬래트(metal slats)는 튜브의 길이 방향으로 외주면을 따라 공급되어 튜브와 중공 보링바 사이에 헐거웁게 배치되어 있다. 이 슬래트들은 튜브 윗쪽으로 보링 바의 안측면에 힘을 가한다. 슬래트는 보링 비의 내면에 가해진 점-탄성 물질과 함께 층상으로 입혀진다. 비임과 보링바 사이에 최적의 고유 진동비를 공급하기 위하여 중공비임을 따라 추를 배치하여 최대 횡 진폭에 대해서는 보링바의 길이를 증가시킴으로써 대핑력을 최대로 할 수 있다.

미합중국 특허번호 4,047,676에는 라이더로울과 같은 진동을 일으키는 부재를 포함하는 윈더(winder) 또는 다른 회전장치가 공지되어 있다. 진동 에너지 흡수 댐퍼는 라이더로울에 연결되어 있고 댐퍼에는 라이더 로울과 함께 패창가능한 비임의 길이를 따라 결합된 중공튜브와 탄성 호스가 코일 형상으로 감겨진 튜브 부재내에 비임이 포함되어 있다.

호스에는 바람이 들어가 부풀려지고 축방향으로 연장된 다수의 금속 슬래트는 부풀려질 수 있는 튜브와 튜브 부재 내측면 사이에 배치되고 라이더 로울의 진동을 흡수하기 위하여 슬래트에는 점-탄성 물질이 입혀 진다.

본 발명에는 헤드 박스의 진동 에너지를 흡수하기 위한 수단이 부착된 개량된 헤드 박스 구조물이 포함되어 있다. 본 발명은 베이이스 웨이트 변화에 따른 격심한 진동을 헤드박스에서 감소시키는 데 있어서 진동 흡수기자체 진동은 없고 넓은 주파수대에 관련이 있다. 본 발명의 진동 흡수기는 헤드박스의 요소들의 고유진동수내에서 일어나는 기계 진동을 흡수하도록 헤드박스에 공급할 수 있다.

헤드박스에는 몇개의 디플렉션 고유 진동수(deflection natural frequeneies)뿐만 아니라 병진 진동과 교번진동을 하는 강체 고유 진동수를 가지고 있다. 이들 고유진동수는 헤드박스의 경계조건에 크게 좌우된다. 강제 진동원(vibration excitation sources)은 고유진동수와 거의 비슷하게 진동을 일으키고 유체의 흐름이나 자체적으로 기계 장치의 구조물을 통하여 헤드박스의 진동을 전달하게 되는 것이다.

여러 진동들 가운데 큰 진동은 쉬트(sheet)상의 화이버(fiber lay)를 관찰하므로써 매우 정확하게 측정할 수 있다. 화이버 레이가 이상 진동원에 의해 방해될때는 쉬트상에 누적물이 거칠게 쌓여 바아가 쉬트의 폭에 가로 방향으로 연장되게 된다. 헤드 박스의 진동수는 이들 바아의 간격들을 측정함으로써 광학적으로 결정할 수도 있다.

진동원에 의한 헤드 박스의 진동은 꼭 고유 진동수에 해당되는 것은 아니다. 진동으로 강체가 강제 운동을 일으킬 수도 있다. 따라서 한계 댐핑 또는 강제 진동의 임계댐핑을 제공할 필요는 없다. 최적의 결과는 댐핑의 특징이 양자(고유 진동수와 임계 대핑) 사이에서 일어날때 얻을 수 있다. 중요한 것은 헤드박스에 공급된 진동흡 수기가 헤드박스에 진동 마디를 일으켜 강제진동 에너지를 흡수하게 되는 것이다.

본 발명에 따르면, 헤드 박스에서 이상 진동 평면에 진동 흡수기를 적어도 한 개 이상설치한다. 진동 흡수기는 진동에너지의 기본진동수로 튜닝되거나 혹은 넓은 주파수대로써 튜닝되지 않을 경우도 있는데, 이것은 모두 진동흡수기의 자체진동과는 무관하다. 본 발명의선택된 제1 실시예에서 진동흡수기는 한쌍의 탄성 쿠숀블록들 사이에서 자유 진동하는 튜닝된 매스들로 구성된 매스 스프링으로 구성되어 있다.

제2 실시예에서는, 튜닝된 매스 스프링 들이 간격이 지게 다수 공급되어 있고 한개의 매스 스프링은 진동 에너지의 기본 진동으로 튜닝되고 나머지 다른 것들은 상기한 한개의 매스 스프링을 조절하므로써 얻어지는 양측 주파 대로 튜닝되어 있다.

제3실시예에는 진동 흡수기에 헤드박스에 부착된 로드가 포함되어 있고 로드상에 다수의 링들이 헐거웁게 공급되어 있으며 링의 내면에는 마찰제가 입혀 있다.

이제부터는 첨부한 도면을 참조하여 설명하겠다.

제1도는 헤드 박스를 도시한 것인데 본 발명의 진동 흡수장치는 어떤 형태를 막론하고 헤드박스에 부착사용할 수 있지만 본 도면에서는 피봇타입 헤드 박스를 도시한 것이다.

제1도에 도시한 헤드박스(10)의 특별한 점은 유압 챔버(11)과 제지 원료 배출챔버가 있는데 제지원료 배출 챔버는 로울(14)에 둘려진 와이어(13)에 현탁액(액상의 제지 원료)을 가하는 슬라이스(12)까지 한정한 것이다. 헤드 박스는 플로어(17)에 결합된 블록(16)에 지지된 피봇 샤프트(15)에 관해 피봇운동 할 수 있게 결합되어 있다. 이 피봇운동은 플로어(17)에 결합된 잭(18)에 의하여 제한된다.

제1도에 도시한 헤드 박스는 매우 다양한 형태의 진동을 한다. 즉, 제지 진행 방향의 유압시스템에서 발생하는 진동과 진행방향에 수직방향으로 보상되는 다른 진동원(震動原)들이 있다.

이같이 다양한 진동에너지원의 역전효과(adverse effect)를 감소시키기 위하여 제1도의 헤드 박스에는 3세트의 진동흡수 장치가 공급되어 있다. 제1 세트(19)는 제지기의 후단에 부착된 것으로서 제지기 진행 방향에 반대측으로 진동시키는 데 사용된다. 제2세트(20)은 수직 방향으로 보상하는 반면 제3세트(21)은 수평 방향으로 보상하도록 되어 있다.

제2도에는 제지기의 진동 흡수 장치가 도시되어 있다. 도면에 도시한 바와같이 일련의 세개의 진동 흡수기가 서로 다른 주파수로 조정되어 있다. 첫번째 것은 브래킷(25)(26)으로 결합된 한쌍의 탄성 지지대(23)(24)에 연결된 추(22)로 구성되어 있다. 두번째 것은 브래킷(30)(31) 사이에 배치된 한쌍의 탄성지지대(28)(29)에 연결된 추(27)로 구성되는 데 이것은 첫번째 것보다 약간 크다.

세번째 것은 한쌍의 브래킷(36)(32)사이에 있는 한쌍의 탄성 지지대에 연결된 더 큰 추(33)로 구성된다.

이러한 것들이 제3도에 더욱 상세히 도시되어 있다. 도면에 도시한 바와 같이, 탄상지지대(33)(34)는 각기 세트 스크루(37)(38)로서 브래킷(35)(36)내에 배치되어 있다.

추(32)와 탄성지지대(33)(34)는 한계 진동 이상의 과진동 에너지를 흡수하도록 대쉬포트 어셈블리(dash pot assembly)와 스프링은 보다 효율적으로 조화 구성되어 있다.

제7a도에는 헤드박스와 정상부와 단일진동 fc의 전폭을 이상화 시켜 도시하였다. 제7b도에는 진동수 fc인 단일진동 흡수 장치를 적용하므로써 진동수(f₁)(f₂)의 두개의 주파대부분이 나타나 있다. 이 밴드의 진동수는 진동 흡수기의 기계적 특성에 달려 있다. 어느 경우에라도 진동의 진폭은 상당히 감소된다.

하지만 실제로, 제7c도에 도시한 바와 같이, 헤드 박스는 가늘고 긴 몇개의 주파대가 유사한 형태로 진동한다. 따라서, 만일 3개의 진동 흡수기가 공급되어 있다면 첫번째 진동 흡수기는 진동수 fc로 맞춰있고 다른 두개는 진동 흡수기에 나오는 것으로 알려진 이론적인주파대 f_l, f₂로 맞춰진다. 이렇게 하떤 제7d도에 도시한 것과 같이 진폭이 본질적으로 감소되어 별 문제가 없다.

제2도로 되돌아 가서 보면, 두번째 진동 흡수기에는 기본 진동수 즉 좌측에는 진동수 차이 흑은 낮은 진동수로 우축에는 총합진동수 흑은 높은 진동수로 맞춰진 추(27)이 포함되어 있다. 제2도와 3도에 도시한 구조물은 질량을 변화시키든지 탄성 지지대(33)(34)의 유효길이를 변화시킴으로써 튜닝(tuning)할 수 있다.

탄성 지지대(33)(34)는 부틸고무나 네오프렌과 같은 탄성 재료로 하는데 이런 탄성 재료는 스프링 뿐만아니라 그들사이의 약간의 진동을 흡수할 수 있도록 한다.

제1도로 되돌아 가서, 진동 흡수수단(20)은 수직방향으로 진동 흡수하도록 조향되어 있다. 여기에는 헤드 박스 구조물의 점상부에 견고히 지지된 브래킷(45)에 결합된 탄성 지지대(43)(44)에 지지된 한쌍의 추(41)(42)가 사용된다.

이와 마찬가지로 진동 흡수기(21)은 브래킷(49)(50)사이에 장착된 한쌍의 탄성 지지대(47)(48)상에 결합된 추(46)을 포함하는 일련의 진동 흡수기를 구성한다. 이들 각 진동 흡수기는 진동 흡수기가 배치된 평면상에서 일어나는 진동 에너지를 특징으로 하는 기본으로 튜닝될 수 있다.

제4도에는 본 발명의 제1 수정 실시예가 도시되어 있다. 여기에서는 추(54)(55)에 각각 배치된 나사 구멍내에 헬리컬 스프링(51)로 되어 있다. 이 헬리컬 스프링(51)은 세트 스크루(51)에 의하여 브래킷(58)내에 공급되어 있다. 헬리컬 스프링(51)의 유효길이는 나사 구멍(52)에 의해서 헬리컬 스프링 단부를 돌려 변화시킬 수 있게 되어 있다. 이것은 전술한 탄성지지대의 수정된 실시예의 길이를 조정할 때도 같은 방법으로 할 수 있다는 특징이 있다.

본 발명의 제2 수정실시예는 제5도와 6도에 도시되어 있다. 제5도에 도시한 것은 헤드 박스 구조물의 후면에 부착된 한쌍의 브래킷(61)(62)가 포함된 진동흡수기와 무관한 진동수를 갖는 것이 특징이다.

브래킷(61)(62) 사이에는 로드(63)이 견고하게 장착되어 있다. 로드(63)에는 일련의 링(64)들이 헐거웁게 공급되어 있다. 제6도에서 알 수 있는 바와같이, 링(64)의 내경에는 마찰제(65)가 코팅되어 있다. 작동시, 헤드 박스가 진동할때, 로드(63)에 관하여 링(64)들이 서서히 회전하게 되어 두 개의 링들 사이에서 일어나는 마찰과 로드(63)과 링(64)사이에 일어나는 마찰로 진동에너지가 발산하게 되는 것이다. 따라서 이상 진동원인으로 부터의 진동에너지를 흡수있 수 있는 댐핑 작용을 공급하게 된다.

전술한 설명을 토대로 제지기에서 발생하는 진동 에너지를 감소하고 헤드박스에 대하여 진동을 흡수하는 본 발명의 개선된 장치를 이해할 수 있을 것이다.

상기한 수정된 실시예는 본 발명의 영역에서 벗어나지 않는다.

Claims (7)

1. 기계 장치에서 이상(extraneous)진동 에너지 근원이 있는 헤드 박스(10)에 있어서, 상기한 이상 진동면에서 헤드 박스에 부착된 진동 흡수기(19),(20),(21)이 적어도 한개 이상있고 헤드박스에 전달되는 진동 에너지의 마디를 만들어 내는 진동흡수기를 포함하는 것을 특징으로하는 헤드 박스.
2. 제1항에 있어서, 상기한 진동 흡수기(19),(20),(21)이 상기한 진동 에너지의 기본 진동수로 튜닝된 것을 특징으로 하는 헤드 박스.
3. 제1항에 있어서, 상기한 진동 흉수기(19),(20),(21)이 튜닝 되지 않은 주파대의 진동 흡수기인것을 특징으로 하는 헤드 박스.
4. 제1항에 있어서, 상기한 진동흡수기(19),(20),(21)은 자체 진동이 없는 것을 특징으로 하는 헤드 박스.
5. 제1항에 있어서, 상기한 진동 흡수기(19), (20),(21)은 튜닝된 매스 스프링인 것을 특징으로 하는 헤드 박스.
6. 제5항에 있어서, 헤드 박스에는 다수의 매스 스프링이 간격이 지게 공급되어 있는데 이들중 하나는 진동 에너지의 기본 진동으로 튜닝되어 있고 나머지 다른 것들은 튜닝된 매스 스프링을 조정하므로써 얻어지는 양측 주파대로 튜닝된 것을 특징으로 하는 헤드 박스.
7. 제1항에 있어서, 상기한 진동 흡수기에는 상기한 헤스 박스(10)에 장착된 로드(16)과 이 로드에 헐거웁게 공급된 단수의 링(64)들과 상기한 링들의 내면에는 마찰제(65)가 코팅된 것을 특징으로 하는 헤드 박스.

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