DE60215792T2

DE60215792T2 - DEVICE FOR CONTROLLING THE VIBRATIONS OF ROTATING ROLLERS

Info

Publication number: DE60215792T2
Application number: DE60215792T
Authority: DE
Inventors: Erno Keskinen; Juha-Matti Kivinen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2022-04-19
Also published as: FI110712B; WO2002086340A1; ATE344399T1; EP1386090A1; FI20010800A0; EP1386090B1; DE60215792D1; FI20010800L

Abstract

An apparatus to observe the vibration of rolling rolls (3), (4) and to control the vibration, during operation, the apparatus comprising a frame (1), into which the bearing housings (7) of both rolling rolls are fixed, a rotary system of the rolls and a system to move and support the bearing housings of the rolls and to produce nip forces and supports between different rolls. The bearing housings of first roll (4) are by means of first upper arm (5) supported in frame, which arm being from its one end fixed to the frame by a joint and the other end of said upper arm fixed to the frame by means of a load cell (10), and further, the apparatus has a separate locking unit (8) loading said end against said load cell and the bearing housings of the second roll (3) are supported in frame by means of the second lower arm (2), which arm is from its one end fixed to the frame by a joint, and further, to support said lower arm with respect to frame the apparatus has a knee-joint linkage (9) affecting the magnitude of nip force and supporting the second arm, the knee-joint of which linkage is affected by a force required in order to increase or decrease the angle of the knee-joint.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der die Schwingung von Walzen, die bei der Rotation miteinander in Kontakt stehen, während des Betriebs kontrolliert werden, wobei die Vorrichtung einen Rahmen aufweist, an dem die Lagerbuchsen der beiden rotierenden Walzen befestigt sind, eine Anordnung, um die Walzen in Drehung zu versetzen, und eine Anordnung, um die Lagergehäuse der Walzen zu bewegen und zu stützen, damit Anpresskräfte zwischen unterschiedlichen Walzen und Stützen für die Walzen erzeugt werden.The The invention relates to a device with which the oscillation of Rolls that contact each other during rotation during the Operational be controlled, the device a frame has, on which the bearing bushes of the two rotating rollers are fixed, an arrangement to set the rollers in rotation, and an arrangement to move the bearing housings of the rollers and to support, so that contact forces be created between different rollers and supports for the rollers.

Bereits bekannt ist unter anderem aus der finnischen Patentschrift FI-101322 ein Rahmentragwerk für Kalander, bei dem die Kalanderwalzen durch einen Hydrozylinder gegeneinander gedrückt werden, der auf die Lagergehäuse der Walzen wirkt. Von den Lagergehäusen der Walzen sind die Lagergehäuse der obersten Walze fest an vertikalen Säulen angebracht, und die Befestigung der untersten Walze erfolgt durch Gleitschienen, die in vertikalen Pfeilern ausgeführt sind, so dass durch die Steuerung der Schubkraft des Zylinders die Anpresskraft gesteuert werden kann, mit der die Walzen gegeneinander gedrückt werden, und in Richtung der Lagergehäuse der unteren Walze.Already is known inter alia from the Finnish patent FI-101322 a framework for Calender, in which the calender rolls by a hydraulic cylinder against each other depressed be on the bearing housings the rollers acts. Of the bearing housings of the rollers, the bearing housing of the top roller firmly attached to vertical columns, and the attachment The bottom roller is made by slide rails, which are vertical Executed pillars are so that by controlling the thrust of the cylinder the Contact force can be controlled with the rollers against each other depressed be, and in the direction of the bearing housing of the lower roller.

Durch eine derartige Lösung können Anpresskräfte unterschiedlicher Größe erzeugt werden, indem der hydrostatische Druck eingestellt wird. Jedoch kann mittels der Lösung die Steifigkeit des Systems beispielsweise zur Vermeidung von Schwingungen nicht gesteuert werden. Stützen oder wechselseitige Flexibilität zwischen Lagergehäusen und Rahmen können nicht eingestellt werden.By such a solution can contact forces different size generated by adjusting the hydrostatic pressure. however can by means of the solution the rigidity of the system, for example to avoid vibrations can not be controlled. Support or mutual flexibility between bearing housings and frames can not be adjusted.

Obwohl dies gewünscht ist, kann die untere Walze nicht mit Lastzylindern gestützt werden – beispielsweise flexibel oder starr –, da der Zylinder nur eine Tragkraft hat, die jedes Mal durch hydrostatischen Druck geregelt wird.Even though this desired is, the lower roller can not be supported with load cylinders - for example flexible or rigid -, because the cylinder only has a lifting capacity, which is hydrostatic each time Pressure is regulated.

Um in der Lage zu sein, die Schwingung der Walzen zu beobachten und zu kontrollieren, die Flexibilität und Steifigkeit des Systems zu ändern und die Aufhängung der Lagergehäuse zu ändern, ist man zu einer neuen Lösung für die Aufhängung der Lagergehäuse gelangt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Lagergehäuse der ersten Walze mittels des ersten Arms in dem Rahmen getragen wird, wobei der Arm an einem seiner Enden durch ein Gelenk an dem Rahmen befestigt ist, und wobei das andere Ende des Arms durch einen Kraftaufnehmer an dem Rahmen gestützt wird, und dadurch, dass die Vorrichtung eine separate Rasteinheit aufweist, die das Ende gegen den Kraftaufnehmer beaufschlagt, und dass das Lagergehäuse der zweiten Walze mittels eines zweiten Arms in dem Rahmen gestützt wird, der an seinem einen Ende durch ein Gelenk an dem Rahmen befestigt ist, und dass zum Stützen des zweiten Arms in dem Rahmen ein Kniegelenkgestänge in der Vorrichtung existiert, welches auf die Größe der Anpresslast wirkt und den zweiten Arm stützt, wobei auf das Kniegelenk des Gestänges eine Kraft wirkt, die erforderlich ist, um den Winkel des Kniegelenks zu vergrößern oder zu verkleinern.Around to be able to observe the vibration of the rollers and to control the flexibility and to change the rigidity of the system and the suspension the bearing housing to change, is one to a new solution for the suspension the bearing housing passes, which is characterized in that the bearing housing of the first roller is carried by the first arm in the frame, the arm being at one of its ends by a hinge on the frame is attached, and wherein the other end of the arm by a force transducer supported on the frame is, and in that the device is a separate detent unit has, which acts on the end against the force transducer, and that the bearing housing the second roller is supported by a second arm in the frame, which is attached to the frame at one end by a hinge is, and that to support of the second arm in the frame, a knee joint linkage in the device exists, which depends on the size of the contact load acts and supports the second arm, wherein a force acts on the knee joint of the linkage required is to increase or decrease the angle of the knee joint.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further embodiments The invention will become apparent from the dependent claims.

Der Vorteil der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung besteht darin, dass die Steifigkeitseigenschaften des Systems sowohl bei normalem Berieb der Vorrichtung als auch bei dynamischen Tests der Vorrichtung modifiziert werden können. Dieselbe Lastvorrichtung kann die Walze entweder steif oder flexibel stützen, wobei die Anpresslast unverändert bleibt. Andererseits ist die Anpresslast vollständig einstellbar, und in ähnlicher Weise können unterschiedliche Stützsteifigkeiten der Walze für jede gewählte Anpresslast frei gewählt werden. Die Vorrichtung ist für die dynamische Prüfung von Kalandern und für die kontinuierliche Verwendung in einer Fertigungsstätte geeignet, wobei die Steifigkeit des Systems nach dem Ändern der Anpresslast auf einfache Weise geändert werden kann, während die Rotationsgeschwindigkeiten der Walzen sich ändern, oder wenn beispielsweise als Folge von Verschleiß aufgrund eines lang andauernden Betriebs die Steifigkeit des Systems geändert werden muss, um Schwingungen zu vermeiden.Of the Advantage of the device according to this Invention is that the stiffness properties of the System both in normal Berieb the device and in dynamic tests of the device can be modified. Same load device can support the roller either stiff or flexible, with the contact load remains unchanged. On the other hand, the contact load is completely adjustable, and more similar Way you can different support stiffnesses the roller for every one chosen Pressing load freely selected become. The device is for the dynamic test from calendering and for suitable for continuous use in a manufacturing facility, the rigidity of the system after changing the contact load in a simple manner changed can be while the rotational speeds of the rollers change, or if, for example as a result of wear due a prolonged operation, the rigidity of the system can be changed must to avoid vibrations.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung offenbart. In der Zeichnung zeigen:The Invention will be described below with reference to the accompanying Drawing revealed. In the drawing show:

1 die Vorrichtung, von einem Ende aus gesehen, und 1 the device, seen from one end, and

2 die Vorrichtung und das Rotationssystem, diagonal von der Seite aus gesehen. 2 the device and the rotation system viewed diagonally from the side.

1 zeigt einen Kalander mit zwei Walzen, vom Ende aus gesehen, wobei die erste Walze, d.h. die obere Walze 4, ein Lagergehäuse 7 aufweist, durch das die Walze 4 am ersten Arm 5 befestigt ist. An seinem anderen Ende ist der Arm 5 durch ein Gelenk an der Rahmensäule 1 befestigt. Das andere Ende des ersten Arms ruht mittels eines Kraftaufnehmers 10 auf einem Stützabsatz in der Säule. Durch den Hydrozylinder 8 kann der erste Arm 5 belastet werden, indem er gegen den Kraftaufnehmer 10 gezogen wird. 1 shows a calender with two rollers, seen from the end, wherein the first roller, ie the upper roller 4 , a bearing housing 7 through which the roller 4 on the first arm 5 is attached. At the other end is the arm 5 through a joint on the frame column 1 attached. The other end of the first arm rests by means of a force transducer 10 on a support heel in the column. Through the hydraulic cylinder 8th can the first arm 5 be charged by it against the force transducer 10 is pulled.

Die zweite Walze 3, d.h. die untere Walze, ist durch das Lagergehäuse 7 am zweiten Arm 2 befestigt. Der zweite Arm 2 ist mit einem seiner Enden an der Säule 1 befestigt. Das andere Ende des zweiten Arms kann sich während des normalen Betriebs zwischen den beiden Stützabsätzen der Säule auf der rechten Seite frei bewegen, ohne die Stützabsätze zu berühren. Der zweite Arm 2 wird durch ein Kniegelenkgestänge 9 gestützt. Das Gelenkgestänge 9 wird in einem gewünschten Winkel θ gehalten. Der Winkel muss größer sein als null.The second roller 3 , ie the lower roller, is through the bearing housing 7 on the second arm 2 attached. The second arm 2 is with one of its ends on the pillar 1 attached. The other end of the second Arms can move freely during normal operation between the two pillars on the right side of the pillar without touching the pedestals. The second arm 2 is through a knee joint linkage 9 supported. The linkage 9 is held at a desired angle θ. The angle must be greater than zero.

Durch den Hydrozylinder 6 wird auf das Gestänge 9 mit dem Kniegelenk gedrückt, wodurch der Winkel verkleinert wird, um den zweiten Arm 2 zu stützen und gleichzeitig eine Andrucklast zwischen den Walzen zu erzeugen. Die Steifigkeit bzw. die Flexibilität des Gestänges 9, kann durch Einstellen des Winkels θ des Kniegelenks erreicht werden. Wenn die Abmessungen der Walzen 3 und 4 konstant bleiben und die Befestigung des ersten Arms 5 unverändert bleibt, wird der Kniegelenkwinkel θ eingestellt, indem die Dicke der Einstellplatte 15 unterhalb des unteren Kniegelenkträgers erhöht oder verringert wird. Die Dicke der Einstellplatte 15 wird so gewählt, dass sie den gewünschten Winkel θ erzeugt. Wenn das Ziel darin besteht, dieselbe Anpresslast aufrechtzuerhalten, muss der hydrostatische Druck des Zylinders 6 auch geändert werden. Die Steifigkeit des Systems nimmt zu, wenn der Winkel θ abnimmt, und die Flexibilität nimmt zu, wenn der Winkel θ zunimmt.Through the hydraulic cylinder 6 gets on the linkage 9 pressed with the knee joint, whereby the angle is reduced to the second arm 2 to support and at the same time to create a pressure load between the rollers. The rigidity or flexibility of the linkage 9 , can be achieved by adjusting the angle θ of the knee joint. When the dimensions of the rollers 3 and 4 remain constant and the attachment of the first arm 5 remains unchanged, the knee joint angle θ is adjusted by the thickness of the adjustment plate 15 is increased or decreased below the lower knee joint support. The thickness of the adjustment plate 15 is chosen to produce the desired angle θ. If the goal is to maintain the same contact load, the hydrostatic pressure of the cylinder must be maintained 6 also be changed. The rigidity of the system increases as the angle θ decreases, and the flexibility increases as the angle θ increases.

Damit der Zylinder 6 horizontal bleibt, ist die Position des Zylinders 6 in Bezug auf den Rahmen 1 in vertikaler Richtung durch Justierschrauben 16 einstellbar. Außerdem müssen zwischen dem Träger des Zylinders 6 und dem Rahmen 1 Einstellplatten verwendet werden, wenn man die Zylinderkolbenposition in dem Zylinder, d.h. den Abstand des Zylinderträ gers, konstant halten will. Dann bleibt auch die hydraulische Steifigkeit des Zylinders konstant, während sich der Kniegelenkwinkel θ ändert. Durch die Wahl des hydrostatischen Drucks des Zylinders 6 kann die gewünschte Anpresskraft erzeugt werden. Der Zylinder 8 ist der Rastzylinder des oberen Arms 5, und die Zugkraft, mit der er das Ende des oberen Arms 5 gegen den Kraftaufnehmer 10 zieht, wird so gewählt, dass sie im Wesentlichen größer ist als die Anpresskraft. Der Zylinder 8 kann beispielsweise durch eine Feder, wie einen Tellerfedersatz, durch Gewichte oder etwas Ähnliches, durch das die erforderliche Vorspannung gegen den Kraftaufnehmer 10 bewirkt wird, ersetzt werden.So the cylinder 6 remains horizontal, is the position of the cylinder 6 in terms of the frame 1 in vertical direction by adjusting screws 16 adjustable. In addition, between the carrier of the cylinder 6 and the frame 1 Adjusting plates are used if you want to keep the cylinder piston position in the cylinder, ie the distance of the Zylinderträ gers, constant. Then, the hydraulic rigidity of the cylinder also remains constant while the knee joint angle θ changes. By choosing the hydrostatic pressure of the cylinder 6 the desired contact pressure can be generated. The cylinder 8th is the locking cylinder of the upper arm 5 , and the pulling force with which he is the end of the upper arm 5 against the force transducer 10 is selected to be substantially greater than the contact force. The cylinder 8th For example, by a spring, such as a disc spring set, by weights or something similar, by the required bias against the force transducer 10 is caused to be replaced.

Die von dem Zylinder 6 erzeugte Anpresskraft neigt dazu, die Last auf den Kraftaufnehmer 10 zu verringern. Die Anpresskraft ergibt sich aus dem Lastunterschied zwischen dem Zylinder 8 und dem Kraftaufnehmer 10. Durch die Lösung werden der erste Arm 5 und das Lagergehäuse 7 des ersten Arms 4 unter Zugspannung gesetzt, während die Walzen sich drehen und der erste Arm 5 eine große Steifigkeit besitzt.The from the cylinder 6 generated contact force tends to the load on the load cell 10 to reduce. The contact pressure results from the load difference between the cylinder 8th and the force transducer 10 , The solution becomes the first arm 5 and the bearing housing 7 of the first arm 4 put under tension while the rollers rotate and the first arm 5 has a high rigidity.

Dem Rastzylinder 8 kann auch ein Druckspeicher hinzugefügt werden, der es dem Zylinder 8 erlaubt, nachzugeben, wenn aus irgendeinem Grund eine Überlastung bei der ersten Walze auftritt. Eine Überlastungssituation tritt ein, wenn der erste Arm 5 keinen Druck mehr auf den Kraftaufnehmer 10 ausübt. Spätestens in dieser Situation sollte der Rastzylinder 8 so eingestellt sein, dass er gegen den Druckspeicher nachgibt. In einer normalen Arbeitssituation drückt der Arm 5 mit beträchtlicher Kraft auf den Kraftaufnehmer. Die Erfassung der geeigneten Steifigkeit für das System erfolgt nach der Montage durch die Wahl des Winkels θ und der Drücke der Zylinder 6 und 8.The locking cylinder 8th An accumulator can also be added to the cylinder 8th allows to give in, if for some reason an overload occurs on the first roller. An overload situation occurs when the first arm 5 no pressure on the force transducer 10 exercises. At the latest in this situation should the locking cylinder 8th be set so that it yields to the accumulator. In a normal work situation, the arm pushes 5 with considerable force on the load cell. The determination of the appropriate rigidity for the system is made after assembly by the choice of the angle θ and the pressures of the cylinders 6 and 8th ,

2 zeigt eine Vorrichtung mit drehbaren Anordnungen. Beide Walzen 3 und 4 werden durch einen eigenen Motor 14, ein Getriebe 13 und eine Gelenkwelle 11, 12 in Drehung versetzt. Der Betrieb der Motoren und der Walzen bildet ein Torsionsschwingungssystem, das von Zahnkontaktsituationen der Getriebe, von der Drehmomentbildung der Elektromotoren und von Schwankungen des Rollwiderstands der Walzenoberflächen Impulse erhält. Um die Torsionsschwingungen zu steuern und zu beobachten, wurde zwischen dem Getriebe 13 und der Gelenkwelle eine Kupplung 17 installiert, deren Biege- und Dämpfungsqualitäten innerhalb gewünschter Grenzen geändert werden können. 2 shows a device with rotatable arrangements. Both rolls 3 and 4 be by a separate engine 14 , a gearbox 13 and a propeller shaft 11 . 12 set in rotation. The operation of the motors and rollers forms a torsional vibration system that receives impulses from tooth contact situations of the transmissions, torque generation of the electric motors, and variations in roll resistance of the roll surfaces. To control and observe the torsional vibrations was between the transmission 13 and the propeller shaft a clutch 17 installed, whose bending and damping qualities can be changed within desired limits.

Die Steuerung der Anpresskraft und das Einhalten des Sollwerts werden eingestellt, beispielsweise durch Übertragung des Signals aus dem Kraftaufnehmer 10 zu dem Proportionalventil, das den Druck der Druckseite (+) des Zylinders 6 steuert. In der Kammer der sekundären Seite (–) des Zylinders 6 wird ein gewisser Druck aufrechterhalten, wenn man die Kammer verwenden will, um passive Schwingungen zu dämpfen.The control of the contact pressure and the maintenance of the setpoint are adjusted, for example by transmitting the signal from the load cell 10 to the proportional valve, the pressure of the pressure side (+) of the cylinder 6 controls. In the chamber of the secondary party (-) of the cylinder 6 A certain pressure is maintained if you want to use the chamber to dampen passive vibrations.

Die Erfindung ist nicht auf die hier eingeschlossene Ausführungsform beschränkt, sondern es sind viele Modifikationen im Rahmen des erfinderischen Konzepts gemäß den Ansprüchen möglich.The The invention is not limited to the embodiment included here limited, but there are many modifications within the scope of the inventive Concept according to the claims possible.

Claims

An apparatus for controlling the vibration of rollers ( 3 ), ( 4 ) which are in contact with each other during operation, said apparatus comprising said rollers and a body ( 1 ), to which the axle jacks ( 7 ) of the two rotating rollers, and a rotating system for rotating the rollers and a system for moving and supporting the axle bushes ( 7 ) of the rollers in order to produce nip forces and supports between the rollers, characterized in that the axle bushing ( 7 ) of the first roll ( 4 ) with the help of the first arm ( 5 ) to the body ( 1 ), which arm is supported by its other end with the help of a joint the body ( 1 ) and the other end of said arm using a force sensor ( 10 ) supported in body, and further, that the apparatus has a separate, said end against the force sensor burdening barrier ( 8th ), and the axle bushings of the second roller ( 3 ) with the help of the second arm ( 2 ) in the body ( 1 ), which arm is fixed by one of its ends to a joint, and further to the said second arm ( 2 ) in relation to body ( 1 ), the apparatus has a knee joint linkage supporting the size of the acting nip force and a second arm ( 9 ), on whose knee joint is acted upon with a desired force, which increases or decreases the angle θ of the knee joint.

An apparatus according to claim 1 characterized in that the knee joint linkage to joint angles θ different Sizes adjustable during supports is about different supporting stiffnesses to produce.

An apparatus according to claim 1, characterized in that the nip force results from the load difference between the barrier ( 8th ) and force sensors ( 10 ) can be calculated.

An apparatus according to claim 1, characterized in that the knee joint linkage ( 9 ), which supports the second arm from the vertical line and the knee joint horizontally with actuator ( 6 ) being affected.

An apparatus according to any preceding claim 1-4, characterized in that the cylinder ( 8th ) a pressure collector has been attached.

An apparatus according to any preceding claim 1-5, characterized in that cylinders ( 6 ) is double-acting, and is directed to both of its pressure chambers controlled pressure.

An apparatus according to any preceding claim 1-5 characterized in that the control of the printing cylinder ( 6 ) which regulates the valve, according to the signal obtained from force sensors ( 10 ) will be arranged.