專利名稱：用于避免起楞現(xiàn)象的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在輥系統(tǒng)中避免起楞現(xiàn)象的方法，該輥系統(tǒng)由至少一個輥子和配對輥組成，其中，所述輥子帶有固定的中間軸和繞該中間軸旋轉(zhuǎn)的輥套以及具有以下特征a)用流體填充位于輥子內(nèi)部的第一腔室，該流體至少可以間接地從中間軸向輥套傳遞液壓支承力；b)第一腔室通過至少一個節(jié)流閥與同樣位于輥子內(nèi)部的第二腔室連通，該節(jié)流閥具有一節(jié)流橫截面和節(jié)流長度；c)第二腔室僅部分由流體填充，因此可以根據(jù)第一腔室中的壓力改變在第二腔室內(nèi)設(shè)定一個可變的液體填充度。
背景技術(shù)：
涉及一種由于其特定的使用而可以被激勵產(chǎn)生不希望的振動的輥子。準確的說， 涉及一種按DE3638070C2所述的輥子，帶有額外的有創(chuàng)造性的結(jié)構(gòu)，以便能實施方法。首先將DE3638070C2的整個權(quán)利要求1作為本發(fā)明的方法權(quán)利要求的前序部分的組成部分。該專利文獻的公開內(nèi)容也吸納到本發(fā)明中。輥子通常具有彈性的表面層，在不利的共振現(xiàn)象中，在表面層中印上縱向條紋狀的圖案。這種圖案會使得生產(chǎn)出的紙的質(zhì)量達不到出售要求。造紙機的壓榨部和平整裝置中的振動問題已經(jīng)在DE3638070C2中述及。如在該專利文獻中所述，這種不希望的振動主要是兩個輥子之間的接觸振動。按本發(fā)明的輥子通常與配對輥，尤其是恒溫輥，形成壓榨間隙，待處理的料幅運行經(jīng)過該間隙。該輥子優(yōu)選可以設(shè)計為撓曲補償輥子，也就是說，本發(fā)明既可以應(yīng)用在S輥子中，也可以用于在帶有支承元件或者在輥子的長度上作用在輥子上的壓靴的撓曲調(diào)整輥子中。在此，在前序部分中所述的腔室可以構(gòu)造在軸內(nèi)或者在軸旁邊、壓靴中、支承元件中或者旋轉(zhuǎn)輥套內(nèi)部的其它自由空間內(nèi)部。當前，對于這種系統(tǒng)的阻尼有多種方案。在專利文獻DE10008800B4中公開了在輥子內(nèi)在200至1000Hz的范圍內(nèi)阻尼或主動地抑制振動。其中所述類型的輥子原則上可單個地或多個地應(yīng)用在輥系統(tǒng)中，例如多輥隙砑光機中。然而，這種方法昂貴并需要顯著的結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)上的開銷，因為通過促動器將主動地相對包套作用的振動壓印在輥套上。此外，這種方案不能輕易地應(yīng)用到浮動輥子上，因為第一腔室中的油容積大多在18升或更大的數(shù)量級(在> 5m的加工寬度時)。對于浮動輥子，由文獻(例如DE102006062^4A1)記載有各種措施。然而，在這些文獻中公開的措施不適合用于在80至500Hz的范圍內(nèi)有效地抑制輥套的起楞，因為輥子內(nèi)部大的油容積妨礙了軸和轉(zhuǎn)動的包套的剛性耦連。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，在阻尼工作方面改進按DE3638070C2所述的輥子。該技術(shù)問題由此解決，S卩，在計算單元中評估通過傳感器接收的、軸和包套的振動特性和包套的轉(zhuǎn)速的信號，并且接著在輥系統(tǒng)的運行過程中這樣地改變-節(jié)流次數(shù)和/或-節(jié)流橫截面積和/或-節(jié)流長度使得輥套的振動和軸的振動之間的相位差為50°至130°的值。本發(fā)明從按DE3638070C2的已知輥類型出發(fā)，其中，在固定的、貫穿輥子的中間軸和圍繞該中間軸旋轉(zhuǎn)的輥套之間設(shè)置至少一個填充流體的第一腔室，并且，該第一腔室通過可以將動能轉(zhuǎn)化為摩擦熱的節(jié)流閥與第二腔室連通。設(shè)計為，位于第二腔室中的流體僅部分填充第二腔室，使得在第二腔室中可以任意調(diào)節(jié)流體容積，也就是尤其以高速改變。在DE3638070C2中，作為基本上被動并且設(shè)定在特定頻率范圍內(nèi)的系統(tǒng)，設(shè)計的出發(fā)點是，必須將中間軸看作較重的質(zhì)量體，其撓曲頻率比輥套的待阻尼的振動頻率小數(shù)倍。做出該發(fā)明時的核心構(gòu)思相應(yīng)地基于一次性地正確設(shè)定的、消耗能量的流體流通過節(jié)流閥特定地選擇的橫截面進入第二腔室、優(yōu)選氣泡存儲腔。對“氣泡”中的壓力的確定最多必要時可變地構(gòu)造?，F(xiàn)在，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這種假定是不完整的。起楞問題在兩種固有模式中出現(xiàn)。這兩種模式是1)第一耦連的磁軛固有頻率，該磁軛固有頻率由恒溫輥和輥套同相的振動以及軸的反相振動表征。該頻率在加工寬度為4至6m、輥直徑為500至800mm的軟砑光機中在 300m/min至1500m/min的生產(chǎn)速度下為約130至^OHz,大多為約200Hz。要注意的是，軸的“第一”磁軛固有頻率在計算中僅在12至35Hz的范圍內(nèi)。僅通過耦連恒溫輥、輥套、軸、 油枕加上紙才能明顯提高系統(tǒng)的固有頻率。2)第一接觸固有頻率，在此輥套和恒溫輥反相地振動并且軸與包套同相地運動， 然而振幅明顯較小。該頻率例如在加工寬度為4至6m、輥子直徑為500至800mm的軟砑光機中在300m/min至1500m/min的生產(chǎn)速度下為約350至550Hz，大多在約400Hz。在此更精確地假定，參與接觸振動的不是軸，而是較重的質(zhì)量體，其不一起運動(參見前述)。為了能夠最佳地協(xié)調(diào)該系統(tǒng)，例如在軸中集成至少一個加速度傳感器，以便檢測軸的振動。此外，檢測輥套的振動/運動(光學的、電容式的、通過渦流傳感器或者通過壓力測量等)。為了實現(xiàn)良好的調(diào)節(jié)特性，有利地在加工寬度上的多個位置同時進行測量。有利的測量點例如是在紙幅的加工寬度的1/3和2/3處。此外，輥子的轉(zhuǎn)動需要一個觸發(fā)信號。獲得的測量結(jié)果被輸送到計算單元。然后根據(jù)評估條件設(shè)定節(jié)流次數(shù)和/或節(jié)流寬度和/或節(jié)流長度。優(yōu)選將輥套的振動和軸的振動之間的相位差設(shè)定到80°至100°的值上。在該范圍內(nèi)有利于最佳的阻尼。有利的是自動地、優(yōu)選在調(diào)節(jié)回路中機械地、電氣地、氣動地或液壓地設(shè)定節(jié)流次數(shù)和/或節(jié)流橫截面和/或節(jié)流長度。為此，需要一個調(diào)節(jié)裝置，例如兩個相嚙合的滑塊， 所述滑塊例如能夠電機驅(qū)動地相對錯移，以便由此相應(yīng)地適應(yīng)節(jié)流阻力。通過這種簡單的方法可以有效地覆蓋并阻尼所有的振動形式。
優(yōu)選根據(jù)評估結(jié)果與存儲在計算單元內(nèi)的存儲器中的特征值的比較改變節(jié)流次數(shù)和/或節(jié)流橫截面積和/或節(jié)流長度。因此，可以根據(jù)運行參數(shù)設(shè)定節(jié)流阻力，為此事先計算并確定可能的共振。在此有利的是，特征值與以下參數(shù)中的至少一個有關(guān)-分別位于輥隙中的紙的克重-紙中的纖維原材料或者填料-線負荷-速度-溫度。考慮所有這些影響因素來最佳地調(diào)節(jié)節(jié)流閥是非常復雜的。然而，現(xiàn)在在試驗中確定了大量的特征值，該特征值為節(jié)流調(diào)節(jié)預先給定相應(yīng)的參考值(Richtgr0fie )。在最簡單的情況下，也就是在腔內(nèi)時大氣壓的情況下，第二腔室是容積補償容器， 其用空氣填充的上部區(qū)域通過充氣和排氣導管與輥子的自由環(huán)境連通。然而大多數(shù)情況下，在第一腔室中設(shè)有過壓。在這種情況下，通常直接設(shè)置在中間軸內(nèi)或上的第二腔室設(shè)計為可彈性撓曲的蓄壓器。氣墊的壓力、彈簧力等與第二腔室中的流體壓力相對作用。優(yōu)選額外地調(diào)節(jié)氣壓或彈簧力的大小，使得可優(yōu)化振動阻尼。當然，可以替代唯一的第二腔室，也可以設(shè)置多個這種類型的腔室，以便實現(xiàn)最佳的阻尼效果。在存在氣墊時，如果在第二腔室中設(shè)置撓曲的隔板，則改善了阻尼效果。因此，氣墊與流體分離并因此避免了，氣泡通過狹窄位置到達第一流體腔中。本發(fā)明的一種非常簡單的優(yōu)選設(shè)計構(gòu)造規(guī)定，以兩端封閉、氣體填充的軟管的形式提供第二腔室中的氣體容積。在輥子的優(yōu)選設(shè)計構(gòu)造中設(shè)計為，中間軸和旋轉(zhuǎn)的輥包套之間的間隙通過縱向密封條和端側(cè)密封件劃分為兩個幾乎一樣大的半環(huán)形的并且由流體填充的腔室；也就是說存在兩個“第一腔室”?，F(xiàn)在重要的是，為每個第一腔室對應(yīng)配設(shè)至少一個設(shè)計為蓄壓器的第二腔室，并且至少一個連接導管(在第一和第二腔室之間)設(shè)計為節(jié)流閥。連接在另一(半環(huán)形)腔上的、通向?qū)?yīng)配設(shè)的第二腔室(或?qū)?yīng)配設(shè)的那些第二腔室)的連接導管可以設(shè)計帶有或不帶有狹窄位置。因此，如果必須考慮到兩個第一腔室不總是完全由流體填充， 那么省略了壓力較低的第一腔室上的狹窄位置并因此暫時預計氣體的容積份額。


參照附圖1至6詳細說明本發(fā)明。圖1是帶有振動阻尼裝置的輥子的示意縱向剖視圖；圖2是類似于圖1中的輥子沿其剖切線II-II的橫截面視圖；圖3是帶有阻尼元件的其它裝置的輥子的橫截面視圖；圖4是帶有可變的節(jié)流橫截面的第二腔室放大的縱截面5是帶有可變的節(jié)流橫截面的第二腔室的俯視圖；圖6示出了帶有控制裝置的輥子的橫截面視圖。
具體實施例方式
5
在圖1中，1表示固定的中間軸，該中間軸在A和B處支承在沒有示出的機器支架或者可運動的杠桿上?？尚D(zhuǎn)的輥套2環(huán)繞該中間軸1支承在自動調(diào)心滾子軸承3上。旋轉(zhuǎn)的包套2在側(cè)面由蓋4封閉。輥套2的內(nèi)部借助于兩個縱向密封件5和端側(cè)密封裝置6 劃分為兩個半環(huán)形的腔室7和8，其中，至少一個在運行狀態(tài)完全由流體填充。從外部到腔室7和8的流體輸入管和排出管沒有示出，但是通常是存在的。在中間軸1中設(shè)置有橫孔 9，10，所述橫孔在這種情況下形成第二腔室并且通過節(jié)流閥11，12與由流體填充的腔室7， 8連通。在圖1中假定，中間軸1在其長度上具有相同的直徑。然而，中間軸1在兩個軸承 3之間范圍內(nèi)的直徑通常略小于輥套的內(nèi)徑，如在其它附圖中所示。在圖2中可見中間軸1以及包圍該中間軸的輥套2和縱向密封件5，該縱向密封件通過彈簧13壓緊在輥套2上。上部的半環(huán)形的腔室7通過節(jié)流閥11 (加工在塞子14中) 與橫孔9連通。氣體填充的、氣密地封閉的軟管部段16位于橫孔9的內(nèi)部。下部的橫孔10通過塞子15中的節(jié)流閥12與下面的流體腔8連通?？伤阶杂蛇\動地相對孔10的壁密封的浮動活塞17位于孔10內(nèi)。位于浮動活塞之間的孔部段用氣體填充。在同樣示出了輥子的橫截面的圖3中，1表示中間軸，2表示輥套，fe表示縱向密封件，7和8表示由流體填充的腔室，18表示源自外部的流體輸入管，而19表示通向外部的排空管。在中間軸1中，在每個縱向密封件如的上方和下方各銑削出一個縱槽20，并且在每個這種縱槽中設(shè)有包含氣體、氣密密封的軟管21。由槽20形成的空腔通過蓋22封閉，在所述蓋中加工有節(jié)流閥11 (例如節(jié)流孔)。軟管21位于其中的槽20在此形成第二腔室。要指出的是，該實施例示出了作為S輥子、也就是所謂的浮動輥子的輥子的優(yōu)選構(gòu)造。但是本發(fā)明同樣可以應(yīng)用在輥子為了調(diào)節(jié)撓曲而具有靜壓支承元件的情況下(例如在DE3638070C2的附圖6中所示)。在這種情況下例如這樣布置第一和第二腔室，使得其兜部壓力作用在包套上的靜壓兜部形成第一腔室，并且在支承元件的下部或內(nèi)部設(shè)置有囊式蓄能器，該囊式蓄能器形成第二腔。圖4和圖5現(xiàn)在示出了用于本發(fā)明的、S輥子的槽20中的蓋22的示例構(gòu)造，該輥子實現(xiàn)了節(jié)流次數(shù)和/或節(jié)流橫截面和/或節(jié)流長度的改變可能性。在圖4中可見縱側(cè)20 的縱向剖切圖，該縱槽形成第二腔。附圖標記21表示軟管。重要的是，蓋21由兩部分，即， 兩個腔室23和M形成，這在圖5中可清楚看出。至少一個所述腔可移動，使得兩個腔相互嵌接的尖頭25可相向地和/或相對于彼此地運動。通過這種運動可以產(chǎn)生或多或少大的孔沈，所述孔最終形成帶有可變的流動阻力的節(jié)流孔。在圖6中示出了最后如何控制所述輥子。用附圖標記30表示配對輥，該配對輥與輥子形成用于處理纖維幅的輥隙。因此示出了最小可能的輥系統(tǒng)。輥子又設(shè)計為帶有中間軸1和輥套2的S輥子。在中間軸1的右邊和左邊可以看見分別一個縱向密封件5，所述縱向密封件因此有助于在中間軸1和包套2之間構(gòu)造兩個半環(huán)形的第一腔室7和8。還示出了流體輸入管18和排空管19。中間軸具有至少一個縱槽20，該縱槽相當于所述的第二腔室。由氣體填充的軟管 21集成在該縱槽中。軟管中的氣體壓力優(yōu)選是可調(diào)的。第二腔室20由蓋22覆蓋，該蓋在按本發(fā)明的這種例子中具有至少一個可移動的梳狀部23。通過移動或大或小地打開節(jié)流閥11的開口橫截面。
為了控制節(jié)流效果，用標記M表示伺服電機。通過與梳狀部機械地、氣動地、電氣地或氣動地連接可以實現(xiàn)這種運動。在評估傳感器的各個測量信號之后，通過計算單元R 控制伺服電機M。這些傳感器包括振動傳感器27，例如用于檢測中間軸1的振動的加速度傳感器。此外，設(shè)置有用于確定包套2的振動的振動傳感器觀。此外，需要用于獲得包套轉(zhuǎn)速的測量裝置四。在確定測量值之后，將測量值與存貯在存儲器S中的特征值比較，再根據(jù)其給出調(diào)節(jié)值，按照調(diào)節(jié)值設(shè)定節(jié)流長度、節(jié)流橫截面或者節(jié)流次數(shù)。在此也考慮其它參數(shù)，例如分別位于輥隙中的紙的克重，紙中的纖維原料或填料，線負荷、速度或溫度。對于尤其兩個系統(tǒng)固有頻率相應(yīng)獲得了以下控制。在第一耦連的磁軛固有頻率中步驟如下例如通過至少一個加速度傳感器27檢測中間軸1的振動。不管振動是否嚴重，首先判斷計算單元R中的觸發(fā)信號。因為僅輥子的轉(zhuǎn)動頻率的整數(shù)倍對于產(chǎn)生條楞才是嚴重的，也僅需要抑制或減小這種頻率。因為中間軸1和包套2反相地振動，可以通過改變節(jié)流閥11的調(diào)節(jié)參數(shù)以及軟管21 (也就是蓄壓器)的剛度迅速半主動地減小或阻尼振動。在該方法中不施加反相的振動，而是適配地阻尼振動，方式是將中間軸1的振動和包套2的振動之間的相位差調(diào)節(jié)到50°至130°。對于第一接觸固有頻率采用以下策略通過加速度傳感器27檢測軸的振動。不管振動是否嚴重，首先通過觸發(fā)信號決定。因為僅輥子的轉(zhuǎn)動頻率的整數(shù)倍對于產(chǎn)生條楞是嚴重的，所以也僅需要阻尼或減小這種頻率。因為中間軸1和包套2同相但是以不同的振幅振動，可以通過改變節(jié)流閥的調(diào)節(jié)參數(shù)以及蓄壓器的剛度迅速適配地減小，也就是阻尼振動。在此不施加反相的振動，而是適配性地阻尼振動，方式是將中間軸1的振動和包套2的振動之間的相位差調(diào)節(jié)到50°至 130°。為了能夠同時抑制兩個頻率必須在多種影響參數(shù)間找到恰當?shù)恼壑?。阻尼器的最佳效果可以在運行中由此調(diào)整，使得振動特性通過1)囊式蓄能器的剛度(氣壓)和幻間隙寬度或節(jié)流直徑這兩個參數(shù)的改變而檢測并記錄并且然后優(yōu)化。因此獲得了對不同的線負荷，速度、溫度和分別生產(chǎn)的紙的克重特別精細的適配。因此還建議，將對應(yīng)于分別希望的運行參數(shù)的、用于最小的振動速度的特性曲線存儲在控制裝置的存儲器S中，使得能夠根據(jù)事先選擇的參數(shù)為調(diào)節(jié)非常簡單地適配。附圖標記清單1中間軸2 輥套3自動調(diào)心滾子軸承4 蓋5，縱向密封件6端側(cè)密封裝置7半環(huán)形的腔室8半環(huán)形的腔室9第二腔室，橫孔
10第二腔室，橫孔
11節(jié)流閥
12節(jié)流閥
13彈簧
14塞子
15塞子
16軟管部段
17浮動活塞
18流體輸入管
19排空管
20第二腔室，縱槽
21軟管
22蓋
23梳狀部
24梳狀部
25齒部
26孔
27振動傳感器
28振動傳感器
29轉(zhuǎn)速測量裝置
30配對輥
A軸承位置
B軸承位置
R計算單元
S存儲單元
M伺服電機。
權(quán)利要求
1.一種用于在輥系統(tǒng)中避免起楞現(xiàn)象的方法，該輥系統(tǒng)由至少一個輥子和配對輥組成，其中，所述輥子帶有固定的中間軸(1)和繞該中間軸旋轉(zhuǎn)的輥套O)以及具有以下特征a)用流體填充位于輥子內(nèi)部的第一腔室(7)，該流體至少可以間接地從中間軸(1)向輥套( 傳遞液壓支承力；b)第一腔室(7)通過至少一個節(jié)流閥(11,1 與同樣位于輥子內(nèi)部的第二腔室(9， 10，20)連接，該節(jié)流閥具有節(jié)流橫截面和節(jié)流長度；c)第二腔室(9，10，20)僅部分由流體填充，因此可以根據(jù)第一腔室(7)中的壓力變化在第二腔室中設(shè)定可變的液體填充度，其特征在于，在計算單元中評估由傳感器接收的、軸和包套的振動特性和包套的轉(zhuǎn)速的信號，并且接著在輥系統(tǒng)的運行過程中這樣地改變節(jié)流次數(shù)和/或節(jié)流橫截面積和/或節(jié)流長度，使得輥套O)的振動和中間軸(1)的振動之間的相位差為50°至130°的值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將輥套(2)的振動和中間軸(1)的振動之間的相位差設(shè)定到80°至100°的值。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，自動地、優(yōu)選在調(diào)節(jié)回路中機械地、電氣地、氣動地或液壓地設(shè)定節(jié)流次數(shù)和/或節(jié)流橫截面和/或節(jié)流長度。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，根據(jù)評估結(jié)果與存儲在計算單元 (R)內(nèi)的存儲器(S)中的特征值的比較，改變節(jié)流次數(shù)和/或節(jié)流橫截面積和/或節(jié)流長度。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，特征值與以下參數(shù)中的至少一個有關(guān)-分別位于輥隙中的紙的克重-紙中的纖維原材料或者填料-線負荷-速度-溫度。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在第二腔室(9，10，20)中額外設(shè)定氣墊的壓力大小、彈簧等的力的大小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在輥系統(tǒng)中避免起楞現(xiàn)象的方法，該輥系統(tǒng)由至少一個輥子和配對輥組成，其中，所述輥子帶有固定的中間軸和繞該中間軸旋轉(zhuǎn)的輥套且由流體填充位于輥子內(nèi)部的第一腔室，該流體至少可間接地從中間軸向輥套傳遞靜壓支承力；第一腔室通過至少一個具有節(jié)流橫截面和節(jié)流長度的節(jié)流閥與同樣位于輥子內(nèi)部的第二腔室連接；第二腔室僅部分由流體填充，因此可根據(jù)第一腔室中的壓力變化在第二腔室中設(shè)定可變的液體填充度。在計算單元中評估通過傳感器接收的、軸和包套的振動特性和包套的轉(zhuǎn)速的信號，并接著在輥系統(tǒng)的運行過程中這樣地改變節(jié)流次數(shù)和/或節(jié)流橫截面積和/或節(jié)流長度，使得輥套和中間軸的振動之間的相位差為50°至130°的值。
文檔編號D21G1/00GK102373645SQ2011102356
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者拉爾夫.范哈格, 拉斯.克魯格, 約切恩.尼曼 申請人:沃依特專利有限責任公司