Modellierung von Schwingungsphänomenen in Papierkalandern
Modellierung von Schwingungsphänomenen in Papierkalandern
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纸质模型中的 Schwingungsphänomenen
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发表时间:
2011
期刊:
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Steffen Wiendl
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作者:
Steffen Wiendl
In einem der letzten Schritte der Papierherstellung werden in Papierkalandern die fur den spateren Verwendungszweck benotigten Oberflacheneigenschaften erzeugt. Hierbei wird das Papier durch einen oder mehrere Walzenspalte gefuhrt und so geglattet. Im Zusammenhang mit der Kalandrierung kann
es zu Schwingungsphanomenen kommen, die einen wirtschaftlichen Betrieb der Papiermaschine beeintrachtigen. Eines der Schwingungsphanomene wird in der Praxis als plotzliche Instabilitat bezeichnet und ist dadurch charakterisiert, dass es bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten unvermittelt zu Schwingungen der Walzen kommt. Hierbei entstehen in sehr kurzer Zeit grose Schwingungsamplituden und die sich verandernden Kontaktkrafte fuhren zu einer verminderten Oberflachenqualitat des Papiers. Ein weiteres
Schwingungsphanomen ist unter der Bezeichnung „Barring“ bekannt. Charakteristisch hierbei ist, dass sich in einem Zeitraum von mehreren Tagen bis Wochen, parallel zu langsam aufklingenden Walzenschwingungen, irreversible Wellenmuster auf den kunststoffbezogenen Walzen ausbilden. Zusatzlich zu einer verminderten Oberflachenqualitat des Papiers hat das
Barring zur Folge, dass die geschadigten Walzen in regelmasigen Abstanden ausgetauscht und geschliffen werden mussen. Weder das Auftreten von plotzlichen Instabilitaten noch die langsame Bildung von Verschleismustern auf den Walzen sind aus mechanischer Sicht zufriedenstellend erklart. Ein mangelndes Verstandnis der ursachlichen Vorgange verhindert derzeit effiziente Gegenmasnahmen. Mathematisch-mechanische Modelle von Papierkalandern helfen, die ursachlichen maschinendynamischen Prozesse zu
verstehen. Gegenstand dieser Arbeit ist es, solche Modelle zu entwickeln und zu analysieren. Ferner werden Stellschrauben fur die Entwicklung von Gegenmasnahmen aufgezeigt und bewertet.