Wijzigingen in de Kalenderrol-Gap: Wat moet de aandrijfkoppeling accommoderen?

Een kalender is ongebruikelijk onder aangedreven machines omdat de werkgeometrie tijdens normale werking verandert. De rolafstand is verstelbaar, Worpen bewegen opzettelijk ten opzichte van elkaar, en sommige kunnen wijd worden geopend voor schroefdraad en worden gesloten voor productie. Elk van die posities is een positie waarin de aandrijflijn moet werken.

De meeste aandrijflijnspecificaties zijn geschreven voor één uitlijningsvoorwaarde, Meestal is het apparaat waarin de machine staat wanneer het wordt geassembleerd en gecontroleerd. Een kalender heeft geen enkele uitlijningsvoorwaarde. Het heeft een bereik, en het bereik wordt begrensd door de posities waarin niemand een meting uitvoert, omdat ze vluchtig zijn, of ongemakkelijk, of simpelweg niet op de plek waar de machine was opgesteld.

De vraag die de moeite waard is voordat een kalenderaandrijving wordt gespecificeerd of gewijzigd, is niet wat de koppeling kan compenseren. Het is wat van de koppeling wordt gevraagd te compenseren bij de slechtste rolpositie, en of het antwoord binnen de opgegeven capaciteit van de koppeling ligt.

Wat een koppeling wel en niet kan absorberen

Begin met het punt dat de discussie snel beëindigt. Het vermogen van een flexibele koppeling om parallelle offset te accommoderen, Hoekvervreemding, en axiale verplaatsing is een eigenschap van het ontwerp van die koppeling, en binnen een ontwerp, van haar toleranties. Er is geen algemeen cijfer voor "Hoeveel misalignering een flexibele koppeling ondergaat," Omdat het antwoord volledig afhangt van welke koppeling.

Dit wordt direct vermeld in gepubliceerde technische richtlijnen van fabrikanten van laseruitlijningsapparatuur, die vervolgens beschrijft wat er gebeurt wanneer de limiet wordt naderd. Zodra het toegestane werkbereik van een koppeling is opgebruikt, secundaire trillingen en verhoogde herstelkrachten verschijnen zelfs terwijl de misalignering technisch gezien nog binnen de limiet ligt. Die krachten werken op de lagers en afdichtingen van beide machines, en in extreme gevallen op de schachten zelf.

Het praktische gevolg is dat binnen de rating blijven een uitspraak is over of de koppeling kan werken, Niet over hoe lang het zal duren. Een verkeerd uitgelijnde koppeling genereert continu herstellende krachten zolang deze draait, En die krachten groeien met de verplaatsing in plaats van op een vast niveau te blijven. Ze moeten ergens heen, en waar ze heen gaan, is in de lagers en afdichtingen aan beide zijden ervan. Hoeveel levensduur die kost is een vraag voor de eigen gegevens van de koppelingsfabrikant voor die koppeling; Wat de geometrie kan zeggen is dat de krachten aanwezig zijn en dat ze schalen met de verplaatsing.

De vormen van misalignment zijn het waard om precies te benoemen, Omdat kalenderaandrijvingen ze allemaal produceren. Parallelle offset betekent dat de twee asassen lateraal verplaatst zijn maar parallel blijven. Hoekvervreemding betekent dat de assen onder een hoek samenkomen. Axiale verplaatsing betekent dat de asuiteinden naar elkaar toe of van elkaar af bewegen. Echte installaties combineren alle drie, in verhoudingen die veranderen naarmate de machine beweegt.

Misalignment maakt zich nooit bekend als misalignment. Het arriveert als bearing and seal distress, Koppelingsslijtage, Lekkende afdichtingen, losgedraaide funderingsbouten en een trillingsmeting die steeds omhoog kruipt. Dus wordt hij jarenlang component voor component gerepareerd, zonder dat de geometrie ooit gemeten is. Op een kalender verloopt die progressie sneller, Omdat de verplaatsing bij de koppeling geen vaste fout is, maar een variabele die meebeweegt met de rolskloof. Een koppeling die comfortabel is in de productie-instelling kan aan de rand van zijn bereik zitten, op de instelling waarmee de machine wordt ingeschroefd.

Waarom een kalender opzettelijk misalignment veroorzaakt

Op de meeste machines, Misalignment is een fout. Op een kalender, Een deel ervan is ontworpen in.

De rollen zijn niet vast in positie. De hele functie van een kalender is om materiaal door een gecontroleerde opening tussen roterende rollen te laten passeren, en die kloof wordt bepaald door rollende rollen ten opzichte van elkaar bewegen. Afhankelijk van het type machine, Dit kan betekenen dat één worp wordt aangepast ten opzichte van een vaste worp, Verschillende rollen stellen zich aan, of de hele rolstack kan worden geopend. De rolarrangementen zelf variëren sterk: Two-roll, drie-rol, Vier-rol, en er bestaan vijf-rol machines, in L, omgekeerd-L, F, Z, en S-configuraties, en elk plaatst de aandrijfverbindingen op verschillende plaatsen met een andere geometrie.

Hoe de rollen worden aangedreven is een machinespecifieke kwestie. Sommige kalenders sturen elke rol aan vanuit hun eigen motor of hun eigen versnellingsbakuitgang, sommige drijven meerdere rollen aan vanaf een gemeenschappelijke lijnas met vaste tandwiel ertussen, en sommige combineren de twee. Wat de snelheden zijn, en of elke worp onafhankelijk kan worden ingesteld, is een vraag over de tekeningen van de machine en niet een algemene eigenschap van kalenders.

Waar snelheden verschillen, Ze volgen meestal een profiel over de stack in plaats van één enkele waarde: De down-stack rollen lopen vaak steeds sneller om een lichte spanning of oversnelheid in het blad te behouden terwijl het van de ene nip naar de andere gaat, waarbij de exacte verhoudingen worden bepaald door het materiaal en het product. Het profiel is geen universele verzameling getallen. Het is geschreven voor een specifieke verbinding en een specifiek product, en het is een van de eerste dingen die een leverancier van een bepaalde machine zal specificeren en een algemeen artikel kan dat niet. Een aandrijflijn moet het profiel kunnen dragen dat die machine nodig heeft, inclusief over de laatste rol heen, De start, De koeling, en de winding.

Dus een kalenderaandrijving moet meerdere verschillende uitgangssnelheden tegelijk leveren, tot worpen die ten opzichte van elkaar bewegen, via koppelingen waarvan de misalignment verandert terwijl ze bewegen, terwijl het koppel wordt overgedragen dat nodig is om het materiaal in de nip te doorsnijden.

Die combinatie is waarom de aandrijflijn op een kalender gevoeliger is voor geometrie dan de aandrijflijn op een machine met vaste rolcentra.

De tussenas is geen ideale krachtzender

Waar een cardanas of een dubbelgewrichte tussenas een versnellingsbak verbindt met een rol, Er is een onderdeel mechanisch gedrag dat het waard is om te begrijpen voordat je het specificeert.

Een enkel kruisgewricht produceert een niet-uniforme uitgangssnelheid: naarmate de gewrichtshoek toeneemt, De snelheid van de uitgangsas oscilleert tweemaal per invoeromwenteling, waarbij de amplitude toeneemt met de gewrichtshoek. Een dubbel gecombineerde gewricht correct gerangschikt, met de twee gewrichtshoeken gelijk en de jokken in de juiste fase, die oscillatie opheffen en een uniforme uitgang opleveren.

Echte installaties bereiken zelden perfecte gelijkheid, Omdat de geometrie verandert terwijl de rollen bewegen. Een tussenas tussen twee gewrichten draagt dus buigmomenten, die voortkomen uit gewrichtwrijving en door snelheidsfluctuaties die de gewrichtshoeken veroorzaken, en die effecten doorbreken de ideale lineaire relatie tussen input en output.

De buigmomenten zijn het deel dat telt voor de versnellingsbak. Ze blijven niet in de schacht. Ze reageren aan de uiteinden van de as, wat betekent dat ze de uitgaande as van de versnellingsbak en de lagers belasten., en het rollager, met krachten die geen deel uitmaakten van de koppelberekening. Een versnellingsbak die is afgestemd op koppel en is uitgerust met een cardanas onder een grote gewrichtshoek wordt gevraagd een radiale en momentbelasting te dragen die niemand heeft gespecificeerd.

Het mechanisme is het waard om serieus te nemen omdat het belastingspad gemakkelijk te onderschatten is. Er bestaat een gewrichtshoek om te worden geaccommodeerd, en alles wat het huisvest veroorzaakt, veroorzaakt ergens een reactie, wat betekent dat het uitlaatlager van de versnellingsbak en het roll-end lager krachten dragen die geen koppelgetal beschrijft. Hoe groter de gewrichtshoek door het verstelbereik, hoe groter die reacties, en hoe minder van de draagkracht er overblijft voor de belasting waartegen hij is berekend.

Als een kalenderaandrijving cardanassen gebruikt,, De scharnierhoeken bij de extreme rolposities horen in de specificatie. Als de machine een flexibele koppeling gebruikt, De equivalente parameters zijn de offset en de hoekverplaatsing op diezelfde posities.

De slechtste positie controleren, Niet de opstelpositie

De productieve oefening is een positie-voor-positie controle over het volledige rollgap-bereik, En het kost minder tijd dan het klinkt.

Dan, voor elke koppeling, Vergelijk de vereiste compensatie met de nominale capaciteit van de koppeling voor parallelle offset, Hoekvervreemding, en axiale verplaatsing afzonderlijk, en tegen de gecombineerde rating, wat meestal restrictiever is dan elke enkele as.

De versnellingsbakkant van die vergelijking is waar een Zware versnellingsbak voor kalendermachines Komt de specificatie binnen, En de reden dat het hier binnenkomt in plaats van bij de koppelberekening is dat de uitgangslageropstelling en de geometrie van de asuiteinde zijn waarop de koppeling werkt.

De tabel geeft zeven posities weer, En de praktische vraag is waar te beginnen met meten. De slechtste positie is niet automatisch de breedste kloof. Het hangt ervan af waar de rolassen zich daadwerkelijk bevinden binnen het afstelbereik, op de lengte van de tussenas, over hoe thermische beweging en de aanpassingsvector samenwerken, en op welke afwijkingen in dezelfde richting bij dezelfde instelling worden opgeteld. Bij sommige machines komt dat terecht bij de schroefdraadopening, op andere in een enkelzijdige open positie gebruikt voor kroonwerk, en op andere ergens daartussenin. De manier om het te vinden is door offset en hoek te tekenen tegen de positie van de opening uit de eigen tekeningen van de machine, met de lengte van de as en de afstelrichtingen erop, en neem de instelling waar de gecombineerde verplaatsing piekt. De productiekloof is het referentiegeval, niet de regerende, en het is de positie waar een probleem het minst waarschijnlijk is.

Twee vermeldingen op die lijst zijn degenen die verrassingen opleveren.

Een hergrondrol verandert de geometrie, maar niet zoals het eerst lijkt. Slijpen verplaatst de as van de rol niet. De as wordt vastgehouden door de lagers en hun behuizingen, en als die niet worden aangeraakt, De as beweegt niet. Wat verandert is de positie van het roloppervlak, die bij elk punt rond de omtrek met de helft van de diameterreductie naar binnen trekt. Bij een 400 mm rol wordt de kracht afgeslepen tot 392 mm, Het oppervlak ligt 4 mm dichter bij zijn eigen middenlijn.

Waar de as wel beweegt, is daarna, en met een bedrag dat het afstelmechanisme instelt in plaats van de molen. De afstand tussen twee rollen is de middelpuntafstand minus de twee stralen. Het verliezen van 4 mm straal zou de opening met 4 mm vergroten, Dus een operator die dezelfde opening herstelt, moet de rollen 4 mm dichter bij elkaar brengen, en die aanpassing verplaatst de behuizing en daarmee de as. De koppeling aan de aandrijfkant ziet het resultaat van die aanpassing, niet het resultaat van het opnieuw slijpen, en de twee zijn alleen gelijk als de machine wordt teruggezet naar dezelfde gap. Een kalender werd opnieuw ingesteld op een andere opening, of een rol vervangen door een reserve met een andere diameter, verplaatst het aandrijvingsuiteinde met wat de nieuwe instelling vereist. Een koppeling die comfortabel binnen zijn hoekwaarde zat op de oude instelling, kan erbuiten zijn op de nieuwe instelling, en er is niets aan de drive aangeraakt om het te veroorzaken.

Thermische groei is niet uniform. Rollen lopen heet; behuizingen en frames worden minder heet; De versnellingsbak draait op zijn eigen temperatuur. Elk element groeit in zijn eigen mate in zijn eigen richting, en de resulterende verplaatsing bij de koppeling is een vectorsom die niet voorspelbaar is uit de expansie van een enkele component.. Een machine die koud en links is uitgelijnd, is een machine waarvan de uitlijning bij productietemperatuur onbekend is.

Het helpt om de geometrie terug te brengen tot één getal, omdat de koppeling alleen de afstand tussen twee asuiteinden ziet. Neem een rol die via een cardanas wordt aangedreven vanuit een versnellingsbakuitgang, en stel voor de rekenkunde dat hij 40 mm naar de versnellingsbak beweegt om de opening te dichten; De daadwerkelijke slag komt van het afstelmechanisme, niet van deze figuur. De gewrichtshoek van de koppeling verandert met een hoeveelheid die afhangt van de lengte van de as, en de verandering is niet constant gedurende de reis: dezelfde 40 mm vroeg in het bereik is een kleine hoekverandering, en laat in het bereik kan het een grotere zijn. De offset aan het roll-einde verandert ook, omdat de rolas is verschoven en de versnellingsbakas niet. Geen van beide figuren is afzonderlijk nuttig. Waarmee de koppelingswaarde wordt vergeleken, is de gecombineerde verplaatsing op de meest extreme positie, en die positie wordt bepaald door de aanpassingsslag, niet door de productiegap.

De herslijpkast heeft een tweede laag die makkelijk te missen is, en het gaat erom welk oppervlak de machine als zijn referentiepunt behandelt. Neem dezelfde 400 mm rolverharding naar 392 mm, met de lagerbehuizing waar hij was gelaten. Het oppervlak is 4 mm groot; De As is niet bewogen. Als de machine zijn afstand tot het roloppervlak instelt, De opening is 4 mm geopend en de bediener sluit deze door de behuizing 4 mm te verplaatsen, die de as 4 mm verplaatst en het aandrijfuiteinde meebeweegt. Als de machine zijn opening vanaf het rolcentrum instelt, De kloof is wat de woningen aangeven, en de operator ziet een product dat van dikte is veranderd zonder dat er een aanpassing is gemaakt. Dezelfde 4 mm materiaal, Twee totaal verschillende onderhoudsgesprekken, En welke je krijgt hangt af van de tekenconventie in plaats van van de machine.

De draagkracht die volgt

Omdat misalignment herstellende krachten genereert, en omdat cardanschachten buigmomenten genereren, De uitlaatlagers van de versnellingsbak zijn de componenten die betalen voor een geometrie die buiten bereik is verschoven.

Een kalenderversnellingsbakspecificatie die alleen rekening houdt met koppel, levert een eenheid op waarvan de lagers voldoende zijn voor het koppel en marginaal voor de radiale en momentbelastingen van de koppeling. Het symptoom is lagerstoring bij de uitgaande as, wat wordt onderzocht als een lagerprobleem, dan als een smeringsprobleem, en uiteindelijk, Als iemand de uitlijning meet over het rolgap bereik, als een meetkundig probleem.

De meting die het oplost, is een asuitlijningscontrole bij elke walspositie, Niet alleen bij de afstellingspositie, waarbij de koppeling losgekoppeld is van de belasting zodat de werkelijke asposities kunnen worden afgelezen. Dat is een ochtendwerk op een stilstaande machine en het beperkt het probleem direct.

Wat de tekenfase kan uitsluiten

De meeste slechte uitkomsten bij een kalenderaandrijving worden bepaald voordat de versnellingsbak wordt besteld, en ze worden bepaald door weglating in plaats van door een fout. Niemand kiest een koppeling die de hoek op de schroefdraadpositie niet kan aannemen. Wat er gebeurt is dat niemand de schroefdraadpositie controleert, Omdat de tekening de productieomgeving toont en de productieomgeving is waar de machine zijn dienst doorbrengt.

Drie vragen bij de trekkingsfase elimineren de meeste kandidaten.

Wat is de verplaatsing aan elk uiteinde van het afstelbereik, en in de enkelzijdige open positie die wordt gebruikt voor kroonverstelling? Dat zijn de uitersten van de kandidaat, en welke regel moet voortkomen uit de geometrie in plaats van uit een aanname over breedte. Als het antwoord niet op de trekking staat, Het staat niet in de specificatie, hoe compleet de specificatie er ook uitziet. Deze gaat als eerste omdat het de enige van de drie is die een kandidaat direct kan uitsluiten: Een koppeling die de hoek in de besturingspositie niet kan nemen, is geen kandidaat, wat het verder ook kan doen.

Wat verandert wanneer een worp opnieuw wordt geslepen? Elke rol in een kalender is een slijtage-item, en de diameter waartoe het wordt geslepen is een geplande gebeurtenis, Geen toeval. Het oppervlak komt binnen met de helft van de diameterreductie, Dus het herstellen van dezelfde opening vereist de behuizing, en dus de as en het aandrijfuiteinde, om dat bedrag te verplaatsen. Een koppeling gekozen tegen de diameter van vandaag, Zonder te vragen waar de behuizing na de volgende herslijpbeurt zal komen, wordt gekozen tegen een voorwaarde die over drie jaar niet zal bestaan.

En wat is de geometrie bij bedrijfstemperatuur? Rollen lopen heet, De versnellingsbak draait op zijn eigen temperatuur, en het frame werkt koeler dan beide. De verplaatsing bij de koppeling bij temperatuur is niet de som van die expansies omdat ze in verschillende richtingen werken vanuit verschillende ankers. Als het enige uitlijnrecord een cold setup-meting is, De loopconditie is niet gemeten.

Beantwoord die drie en de aandrijflijn kan worden gespecificeerd tegen een bereik in plaats van een punt. Een kalender heeft geen enkele uitlijningsvoorwaarde, Dus een versnellingsbak en een koppeling die voor één voorwaarde zijn gekozen, wordt gevraagd een bereik te behouden waarvoor ze nooit zijn goedgekeurd, en de storing zal verschijnen op de plek die nooit is gecontroleerd.

De drie antwoorden, plus de tekening van het frame en het rolcentrum, De minimale en maximale kloof, de koppeling en tussenasafmetingen, De bedrijfstemperaturen, en de aandrijfopstelling voor elke rol, Zijn waar een aandrijflijnofferte van moet worden opgebouwd. Stuur die set en het bereik wordt de specificatie in plaats van een voetnoot erbij.