Analyse und Beseitigung der Ursache von Schwingungen in Papierrollmaschinen

  Aufbau einer Papierrollmaschine Urheberrecht: © IGMR
 

Projektstatus

abgeschlossen

 

Doppeltragwalzenroller dienen zum Schneiden und Aufwickeln unterschiedlichster Papiere. Zwischen Abrollung und Tragwalzen wird in der Papierbahn ein Bahnzug, eine Bahnspannung erzeugt, um die Papierbahn fehler- und faltenfrei durch die Schneidepartie zu leiten, wo die Papierbahn in Längsrichtung geschnitten wird. Um einer Faltenbildung vor der Schneidepartie entgegenzuwirken, wird die Papierbahn quer zur Papierlaufrichtung gestreckt und anschließend auf einzelnen Hülsen kontinuierlich aufgerollt.

Schwingungsproblem

Bei dem Betrieb mit hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten treten besonders bei der Verarbeitung von festen Papieren mit hohen Reibwerten immer wieder starke Papierrollenvibrationen auf, die im Extremfall zum Aushebeln einzelner Rollen führen können. Die Papierrollenvibrationen werden derzeit zwar so weit beherrscht, dass ein Rollenauswurf verhindert werden kann, die Schwingungsursache und der Entstehungsmechanismus waren aber noch weitgehend unbekannt. Bei der Untersuchung des dynamischen Verhaltens der Maschine müssen zahlreiche Einflüsse berücksichtigt werden. Hierzu zählen

  • Betriebsparameter wie zum Beispiel die Bahnzugkraft oder die Papierbahngeschwindigkeit
  • Produkteigenschaften wie zum Beispiel das Reibverhalten, Geometriefehler oder die Eindringsteifigkeit und
  • konstruktive Parameter wie zum Beispiel die Maschinengeometrie oder die Art der Bahnführung

Simulationsmodell

Da das komplexe Zusammenspiel aller Einflussgrößen durch Versuche und Messungen nicht vollständig erfasst werden kann, wurde vom Institut für Getriebetechnik und Maschinendynamik ein Mehrkörpermodell des Doppeltragwalzenrollers entwickelt. Das Modell umfasst zahlreiche Modellelemente und Modellparameter, um unterschiedlichste physikalische Effekte nachzubilden. Zu diesen Effekten zählen zum Beispiel

  • Geometriefehler der Papierrolle
  • das gegenseitige Eindringen von Tragwalzen und Papierrolle sowie die damit verbundene Entstehung von Reibungskräften und Schlupf in den Kontaktzonen und
  • die translatorischen und rotatorischen Federungs- und Dämpfungseigenschaften der Walzenkörper und -lager

Partner

VOITH

 

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