用于卷繞材料幅的設備和方法技術

本發明專利技術涉及一種用于將材料幅卷繞在卷筒(5)上的設備，所述設備具有至少一個輥子(2，3)，卷筒在卷繞時支承在輥子上并且在卷繞時以最大旋轉頻率轉動，其中，所述輥子在每個輥端各通過一個軸承(7，8)支承在軸承裝置中，并且所述輥子(2，3)及其軸承裝置具有第一固有頻率。也希望能夠在問題盡可能少的情況下卷繞振動臨界的材料幅。為此可將所述第一固有頻率設置為小于輥子的最大旋轉頻率。

【技術實現步驟摘要】
用于卷繞材料幅的設備和方法
本專利技術涉及一種用于將材料幅卷繞成卷筒的設備，所述設備具有至少一個輥子，卷筒在卷繞時支承在該輥子上并且使其在卷繞時以最大旋轉頻率轉動，其中，所述輥子在每個輥端通過軸承支承在軸承裝置中，并且所述輥子及其軸承裝置具有第一固有頻率。此外，本專利技術還涉及一種用于將材料幅卷繞成卷筒的方法，其中，將所述卷筒支承在至少一個輥子上，該輥子在卷繞時以最大旋轉頻率轉動。
技術介紹
下面以紙幅作為材料幅的例子對本專利技術進行說明。然而，本專利技術也可應用于出現類似問題的其它材料幅。用于卷繞紙幅的設備達到大于10米的較寬工作幅寬。其中，在縱向分割幅面的情況下，該設備制出的卷筒的最終直徑可達1.6米或更大。在未分割幅面的情況下，其最終直徑則可以達到3.5米或更大。在卷繞紙幅時，會反復觀察到卷繞設備出現振動。但由于多種原因，這種振動都是不被期望的。一方面，振動會帶來噪音。另一方面，也會降低所制造的卷筒的質量。在臨界狀態下，振動則可能強烈到使卷筒彈出卷繞設備的程度。尤其當卷繞紙幅的靜摩擦值較高時，會導致不期望發生的強烈的振動現象。而所述紙張類型通常指振動臨界的紙。當紙層之間的靜摩擦值大于0.5，特別是達到0.7甚至更大值時，會出現這種情況。人們認為，振動是由于卷筒引起的自激勵效應。由于紙層之間的靜摩擦系數較高，因而大大抑制卷繞紙幅時常見的層錯移。這導致在卷筒外圍上會產生動態決定的卷繞硬度差，從而導致卷筒外周上的半徑改變，因為缺少了層錯移而無法對卷繞硬度差進行足夠的補償。在輥子上的卷筒的任何動態形變或者是說動態卷繞載荷中會剩下一小部分作為位置固定的保留變形，所述變形在重新進入卷繞接觸區域時起到像行程激勵一樣的作用。在卷繞轉數的若干諧波與由輥子和卷筒構成的卷繞系統的特定固有頻率共同作用的情況下，這種再生效應就會導致使振動本身得以強化的自激勵過程。迄今為止，人們都嘗試這樣來解決這個問題，即，將系統的第一固有頻率，也就是最低固有頻率設置得較高，使得卷繞設備在運行時無法達到該固有頻率。因此，這一公知的系統是基于所述輥子的最高轉數而設置的。其中，當卷繞設備啟動時僅允許最高轉數以下的旋轉頻率。當卷筒加速至最大卷繞速度并且在所進入的主卷繞階段仍具有最小直徑時，卷筒有效作用于卷繞輥子的激勵頻率為最大。那么，隨著卷筒直徑的增大并且當材料幅被恒速導入時，卷筒的旋轉頻率和由其作用于卷繞輥子的激勵頻率則又相應地下降。人們還嘗試通過適當的阻尼器來減少振動的出現。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術主要要解決的技術問題是，能夠在問題盡可能少的情況下卷繞振動臨界的材料幅。在上述類型的設備中，通過使得第一固有頻率小于輥子的最大旋轉頻率來解決這一技術問題。在這種構型下，所述設備一達到最大卷繞速度就可以超臨界運行，也就是說，輥子的旋轉頻率大于由輥子和軸承裝置構成的系統的固有頻率。從而能夠在(非圓形)卷筒的行程激勵與振動的輥子連同所承載的卷筒的系統響應之間實現約為180°的相移。即使沒有完全達到所述相移，也可通過對振動進行阻尼或者是說不像此前那么強烈地激勵振動，從而實現十分積極的效果。優選所述卷筒在達到其最大直徑時降低旋轉頻率，并且第一固有頻率小于卷筒的所述降低的旋轉頻率。如上所述，反復以恒定的速度來卷繞材料幅。這導致卷筒的轉數隨著卷筒直徑的遞增而遞減。然后，將由輥子和軸承裝置構成的系統的固有頻率選擇得更小，即小于卷筒在達到其最大直徑時的降低的旋轉頻率。所述最大直徑通常由卷繞設備給定。這同樣適用于材料幅所需的導入速度并因此適用于輥子的最大旋轉頻率，即其在卷繞過程開始將材料幅加速至所需傳輸速度時達到的最大旋轉頻率，而該旋轉頻率通常在主卷繞階段期間基本保持恒定。優選所述軸承裝置具有隨激勵頻率變化的剛度。因此，會得到不同于動剛度的靜態剛度(如輥子的激勵頻率等于零)，當以較高的激勵頻率激勵輥子時，才會出現動剛度。其中，所述剛度為一個輥子的兩個軸承的剛度總和。其中，優選所述軸承裝置具有大于輥子剛度的靜態剛度。因此，該軸承裝置用于低頻(f→0，或f＜0.1Hz)載荷，即相對于長時間作用的載荷是相對剛性的，使得即使出現更大的作用力，如成品卷筒的重力，輥子也不會發生任何位移。其中，優選所述靜態剛度至少為輥子剛度的2倍。因此，可將靜態剛度選定為較大值。優選所述軸承裝置具有小于輥子剛度的動剛度。隨著激勵頻率的增加，軸承裝置的剛度因而下降，使得軸承裝置較少地抑制輥子的振動。因此，軸承裝置在振幅方面回收到確定的限值以內。在卷繞過程中，始終通過多重作用，也即疊加地激勵輥子。所述激勵由于主要是基于卷筒的，因而也會不斷改變。在大范圍內可更好地預測基于輥子實際旋轉頻率的激勵，并且，這種激勵在達到臨界卷繞狀態時起到的作用也是次要的。其中，優選所述動剛度最大為輥子剛度的50％。因此，軸承裝置的動剛度和靜態剛度之間存在巨大差異。所述軸承具有液體靜壓軸承，該液體靜壓軸承具有至少一個被供給液壓流體的第一軸承油室。可以兩種方式：即以恒定體積流或通過節流閥以恒定預壓，將液壓流體供給軸承油室，其中，所述預壓明顯大于軸承油室中的壓力。兩種方式都會導致靜態位置調整。而無論在何種情況下，在軸承油室邊沿上都會根據載荷出現基本平均相等的油隙。然而，也可能承受暫時或者說高速的運動，例如暫時振動或高速振動。由于間隙變化所起到的靜態載荷的作用是非常小的，因此無需例如對輥子定位進行電子調整。優選所述軸承油室通過節流閥與蓄壓器相連。在輥子的振動運動中，該蓄壓器會暫時容納不能通過軸承油室邊沿上的間隙排出的流體，所述流體在輥子的相對運動下再被排出。其中，所述流體流經節流閥，由此實現阻尼。因而，能量也借助該節流閥被導出振動系統。因此，由液體靜壓軸承與設有節流閥的蓄壓器構成的組合使得軸承的動態特性與靜態特性差異明顯，從而可通過簡單的方式實現靜態狀態和動態狀態下的不同剛度。優選所述節流閥具有可調流阻。因而阻尼可調。從而可通過簡單的方式影響軸承的動剛度，使得所述動剛度被設定為產生盡可能小的振動。優選所述節流閥與可從外部操作的調節裝置相連。那么，一旦將節流閥置入軸承內，也可相應地改變動剛度。由此也能夠實現適配的阻尼，也就是說，可根據情況來設定動剛度和阻尼。優選所述液體靜壓軸承與彈簧裝置串聯設置。所述彈簧裝置例如可形成軸承油室方向上的預壓。可用其將將軸承整體調節得更硬。優選至少為另一液體靜壓軸承設置至少一個第二軸承油室，所述第二軸承油室被供給恒定體積流的液壓流體，其中，第二軸承油室與第一軸承油室的工作方向不同。例如可將第一軸承油室的工作方向與第二軸承油室的工作方向之間的角度成90°。由此可從兩個或更多的方向支承軸承。因此，也就不限于僅在重力方向上靜壓地支承所述軸承。優選將至少一個軸承油室分為兩個子油室，其中，各通過一個輸入節流閥為每個子油室供應流體。通過這種構型，可防止軸承相對于軸承油室傾翻。相反，也使得所述軸承始終通過其整個支承面與軸承油室的邊沿保持平行。所述技術問題在上述類型的方法方面通過使輥子超臨界運行而得以解決。卷繞設備一旦達到最大卷繞速度就可以超臨界運行，也就是說，輥子的旋轉頻率要大于由輥子與其軸承裝置即兩個輥端上的軸承構成的系統的固有頻率。如上所述，因此能夠在由卷筒引起的行程激勵與振動的輥子連同支承的卷筒的系統響應之間本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于將材料幅卷繞成卷筒(5)的設備，所述設備具有至少一個輥子(2，3)，卷筒(5)在卷繞時支承在輥子上并且在卷繞時卷筒以最大旋轉頻率轉動，其中，所述輥子(2，3)在每個輥端通過軸承(7，8)支承在軸承裝置中，并且所述輥子(2，3)及其軸承裝置具有第一固有頻率，其特征在于，所述第一固有頻率小于輥子(2，3)的最大旋轉頻率。

【技術特征摘要】
2011.03.25 DE 102011006161.41.一種用于將材料幅卷繞成卷筒(5)的設備，所述設備具有至少一個輥子(2，3)，卷筒(5)在卷繞時支承在輥子上，并且在卷繞時所述輥子以最大旋轉頻率轉動，其中，所述輥子(2，3)在每個輥端通過軸承(7，8)支承在軸承裝置中，并且所述輥子(2，3)及其軸承裝置具有第一固有頻率，其特征在于，所述第一固有頻率小于輥子(2，3)的最大旋轉頻率，其中，所述軸承裝置具有大于輥子(2，3)剛度的靜態剛度。2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述卷筒(5)在達到卷筒(5)的最大直徑時以降低的頻率轉動，并且第一固有頻率小于卷筒(5)的所述降低的頻率。3.根據權利要求1或2所述的設備，其特征在于，所述軸承裝置具有隨激勵頻率變化的剛度。4.根據權利要求3所述的設備，其特征在于，所述靜態剛度至少是輥子(2，3)剛度的兩倍。5.根據權利要求3所述的設備，其特征在于，所述軸承裝置具有小于輥子(2，3)剛度的動剛度。6.根據權利要求5所述的設備，其特征在于，所述動剛度最大為輥子(2，3)剛度的50％。7.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述軸承(7，8)具有液體靜壓軸承，該液體靜壓軸承...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·范哈格，
申請(專利權)人：沃依特專利有限責任公司，
類型：發明
國別省市：