Dubbelschroef extruder versnellingsbak retrofit: Controleer eerst de afstand tussen de as en het midden

Een vervanging van een extruder met dubbele schroef begint meestal als een oefening in koppel en overbrengingsverhouding. De bestaande eenheid heeft een bekende uitgaansnelheid en een bekende vermogensclassificatie, Het proces vereist een bepaald specifiek koppel, en de zoektocht begint naar iets dat aan beide getallen voldoet.

Dan komen de tekeningen binnen en stopt het project, Omdat de twee schroefassen van de extruder een vaste afstand uit elkaar liggen, en die afstand is niet onderhandelbaar.

Dit is geen probleem van productietolerantie of het kiezen van de juiste optie uit een catalogus. De middelpuntafstand van de as op een tweeschroevenmachine is een geometrische eigenschap van de loop en de schroefset, Gerepareerd voordat er een versnellingsbak bestaat. Een vervangende unit heeft ofwel de uitgangsassen op de juiste plekken, of hij past niet, ongeacht wat het kan overbrengen.

Waarom de middelpuntafstand vast is

In de co-roterende intermeshing-opstelling, En dat is precies het geval dat dit artikel behandelt, De twee schroeven zitten parallel in de loop, in dezelfde richting draaien terwijl hun vluchten door elkaar heen gaan. Dat vereist een specifieke relatie tussen de schroefdiameter, Vliegdiepte, en de afstand tussen asassen. Verander je de middelpuntafstand en de schroeven botsen ofwel of stoppen met ingrijpen.

De regeling moet worden bevestigd voordat dit allemaal wordt toegepast, Omdat het niet de enige is. Er bestaan tegen-draaiende machines, waarbij de schroeven naar elkaar toe draaien of van elkaar af en de drijfveer die relatie moet opleggen. Niet-intermeshing, of tangentieel, Er bestaan machines, waarbij de trappen elkaar nooit ontmoeten en de assen geometrisch van elkaar vrij zijn. Er bestaan kegelvormige twin-screw machines, waarbij de asassen samenkomen en de middelpuntafstand niet eens constant is langs de loop. Elke keer legt ze andere beperkingen op aan de versnellingsbak, en de tekeningen van de machine in handen bepalen welke er wordt behandeld.

Gepubliceerde patentliteratuur over twin-screw machines beschrijft dit als een vaste middelpuntafstand tussen de parallelle schroeven, als vanzelfsprekend behandeld in de mechanische definitie van de machine. Het is een parameter voor het instellen van loop en schroef, geen schijfparameter.

De consequentie voor de versnellingsbak wordt duidelijk vermeld in de technische literatuur over extrudertransmissies. Omdat de afstand van het schroevenmidden de afstand van de uitgangsas beperkt, De afstand van het midden van de versnellingsbak is eveneens beperkt, en moet klein gemaakt worden. Dat is de bron van het hele ontwerpprobleem bij tweeschroefversnellingsbakken met hoog koppel. Het is niet zo dat het koppel ongewoon groot is. Het is dat het koppel via twee assen moet worden overgedragen waarvan de scheiding door iets heel anders wordt bepaald.

Dus een versnellingsbak voor een twin-screw extruder is een apparaat dat tegelijkertijd aan twee externe beperkingen moet voldoen: een koppel- en snelheidsvereiste van het proces, en een asafstand uit de machinegeometrie. De eerste is onderhandelbaar in de zin dat je een andere koppelklasse kunt kiezen. De tweede is niet.

Wat de architectuur doet met het koppel

Zodra de middelpuntafstand vast en klein is, De versnellingsbakarchitectuur wordt gedwongen tot een compromis, en het begrijpen van dat compromis maakt de compatibiliteitsvraag veel duidelijker.

Een opstelling die in deze klasse te zien is, is de parallelle drie-as indeling, waarbij het vermogen via de ingangsas binnenkomt en wordt verdeeld tussen twee uitgaande assen. Dat is één van de verschillende architectuur, en hoe de scheiding wordt gemaakt en hoe gelijkmatig is een eigenschap van het specifieke ontwerp. Het moet worden gelezen uit de tekeningen in plaats van aangenomen worden: Een eenheid die is gebouwd voor een gelijke verdeling en een eenheid die is gebouwd om een ongelijke last te dragen, zijn verschillende interne opstellingen, en het totale koppelgetal maakt geen onderscheid tussen deze.

Dicht bij elkaar geplaatste uitgaande assen kunnen de afmetingen en capaciteit van het tandwiel beperken, Maar het beperkende element kan niet alleen worden afgeleid uit de asafstand. Afhankelijk van de daadwerkelijke architectuur, Materialen, Geometrie, Lagers, Schachten, en geclassificeerde omstandigheden, De geldende limiet kan verschillen. Bepaal het aan de hand van het ontwerp en de door de fabrikant goedgekeurde classificaties voor de specifieke versnellingsbak.

Dit leidt tot een situatie die mensen verrast die datasheets vergelijken. Twee versnellingsbakken met hetzelfde nominale totaalkoppel kunnen een heel andere interne architectuur hebben, Verschillende splitratio's, Verschillende beperkende componenten, en ander gedrag wanneer de ene fout meer belast dan de andere. Het nummer op het naamplaatje is een samenvatting, en de samenvatting verbergt de structuur.

Sommige fabrikanten publiceren een specifiek koppel- of koppeldichtheidsgetal. Vergelijk dergelijke waarden alleen wanneer elke fabrikant de definitie vermeldt, Eenheden, en gebruikte basis. Zonder uitgelijnde definities en rated voorwaarden, De cijfers ondersteunen geen cross-fabrikant rangschikking of een universele industrielaag.

Het punt van een vervangingsproject is dat koppelklasse en architectuur gekoppeld zijn in plaats van onafhankelijk van elkaar. De interne indeling bepaalt hoeveel koppel er via de uitlaatassen op een gegeven afstand kan worden geleid, Dus een vereiste voor meer koppel kan meestal niet worden voldaan door dezelfde indeling te behouden en verder niets te veranderen. Die koppeling is de reden dat de geometrische vraag eerst beantwoord moet worden.

De weg naar die vraag is de schroeftrek, niet de oude versnellingsbaknaam. Wat de schroefset nodig heeft, volgt uit de schroefdiameter, schroefgeometrie en de procesvereiste, En die komen uit de documentatie van de loop en schroef. Achteruit werken vanaf de waarde van de te vervangen unit is terugwerken vanuit het compromis dat werd gemaakt toen die unit werd gekozen, wat een ruimte- of bezorgbeslissing kan zijn geweest in plaats van een plichtbeslissing. De naamplaat geeft aan wat de machine heeft, Niet wat de machine nodig heeft.

Niet elke twin-screw drive is 1:1

Een aanname die problemen veroorzaakt bij vervangingsprojecten is dat de twee uitgaande assen altijd met dezelfde snelheid draaien. Gepubliceerde octrooiliteratuur beschrijft twin-screw machines waarbij de twee schroeven op verschillende snelheden draaien, een configuratie die is aangenomen om de degradatie van bepaalde materialen te verminderen.

Dat is om twee redenen belangrijk. Eerste, Een versnellingsbak die twee verschillende uitgangssnelheden produceert, heeft een andere interne opstelling dan een die gelijke snelheden produceert, en de twee zijn niet uitwisselbaar. Tweede, Als de bestaande machine de schroeven op verschillende snelheden laat draaien,, een vervangende versnellingsbak met een 1:1 uitgang zal het proces veranderen, niet alleen de hardware.

De rotatierichtingsrelatie is opnieuw een aparte variabele, en het hangt samen met de vraag of de schroeven in elkaar grijpen of niet-verstrengelend zijn, en tot het beoogde overdrachtsgedrag.

De vergelijking die het daadwerkelijk bepaalt

De meeste rijen in deze tabel zijn de vragen die aan een Versnellingsbak met hoog koppel voor dubbelschroef-extruders In de onderzoeksfase, en de vragen die niet beantwoord kunnen worden, zijn meestal de vragen die de aanvraag nog niet heeft opgenomen.

De productieve manier om dit aan te pakken is een tekeningvergelijking, Wordt al gedaan voordat er over koppel wordt gesproken. De vraag is niet welke versnellingsbak beter is. Het gaat erom of de bestaande installatie en een kandidaatvervanger hetzelfde geometrische kader delen.

Rij één en twaalf zijn het paar dat een project het vaakst laat en duur beslist. De middenafstand, gemeten koud op een versnellingsbak die heet loopt, is een getal dat een ander apparaat beschrijft dan het apparaat dat in gebruik is. De loop en de versnellingsbak zetten verschillend uit, en de montage bepaalt hoe die uitbreiding wordt geaccommodeerd. Een eenheid waarvan de afstand tot het koude midden overeenkomt maar waarvan de thermische groei afwijkt van de oorspronkelijke kan een groeiende misalignment ontwikkelen bij de uitgangskoppeling wanneer deze op temperatuur komt, afhankelijk van hoe de twee met elkaar verbonden zijn en hoe de uitbreiding tussen hen wordt gecompenseerd. Het is een rij om te controleren, geen voorspelling dat de passing zal mislukken.

Waar de meting fout gaat

De meting zelf is het vermelden waard, Omdat het door meer mensen wordt gedaan dan die nauwkeurig kunnen doen.

Middelpuntafstand is de afstand tussen de twee uitgangsassen. Op een eenheid in dienst, Dat betekent dat je tussen de twee asoppervlakken moet meten, corrigeren voor de twee stralen, en dit op meer dan één axiale positie doen om eventuele parallelismefouten in de bestaande installatie te detecteren. Als de bestaande versnellingsbak wordt vervangen vanwege een storing, De behuizing kan vervormd zijn, en het meten ervan zal de vervorming veroorzaken in plaats van de ontwerpintentie.

De betrouwbare referentie is de extruder, niet de oude versnellingsbak: De middenafstand van de schroefboring van de loop, genomen uit de looptekening of gemeten aan het uiteinde van de loop. Dat is het aantal dat de nieuwe versnellingsbak moet overeenkomen. De oude versnellingsbak is bewijs van wat er was, en het kan zelf een compromis zijn geweest.

Waar de looptekening ontbreekt, De meting moet op de loop zelf worden uitgevoerd, en het moet goed gemaakt worden. Met de schroeven uitgetrokken, geef elke boring in het eindvlak aan en leid de twee centra af, of gebruik expansiepluggen in beide boringen en meet ertussen. Neem de meting op meer dan één axiale positie langs de loop, omdat een paar boringen parallel kunnen zijn aan de zijkant en verder in parallel, en de versnellingsbak erft de conditie van de loop. Noteer de temperatuur van de loop op het moment van meting; Een boring die op een koude loop wordt gemeten, is de koude figuur, en de unit die erop vastgeschroefd wordt, bereikt tijdens gebruik een andere temperatuur.

Shaft-eindvorm is de tweede veelvoorkomende misser. Twee units kunnen dezelfde middenafstand en verschillende uitgangsas-splines hebben, Verschillende as-einddiameters, of verschillende axiale posities van de asschouder. Al deze zijn zichtbaar op een tekening en geen van hen is zichtbaar op een datasheet.

Wat de schroefset van de schijf wil

Nog iets hoort in de vergelijking, omdat het het antwoord beperkt: De versnellingsbak is niet vrij om zijn eigen idee van load sharing op de schroeven op te leggen.

In een verstrengelde machine worden de schroeven mechanisch gekoppeld via de smelt en via hun eigen geometrie, en het koppel dat elk draagt is een functie van het proces, niet van de versnellingsbak. In een niet-verstrengelde of tangentiële opstelling zijn de twee assen onafhankelijker en kunnen ze met verschillende snelheden draaien, wat betekent dat de directe belastingen op de twee uitgaande assen aanzienlijk kunnen verschillen.

Voor een versnellingsbak, Dit is een vraag over hoe de twee uitgaande assen intern verbonden zijn en wat er gebeurt als de ene een hogere belasting ondervindt dan de ander. Een ontwerp met een gelijke verdeling is een ontwerp dat zich anders zal gedragen dan een ontwerp dat is gebouwd om een ongelijke te accommoderen. Dit is niet iets dat opgelost kan worden door naar het totale koppelcijfer te kijken.

De volgorde waarin de twee vragen gesteld moeten worden

De geometrische vraag komt eerst, en wordt beantwoord via de vattekening of, waarbij die tekening ontbreekt, van een juiste meting van de loopboringen tot de nauwkeurigheid waarvan de pasvorm afhangt. Die meting is een metrologisch werk, Geen cheque met een meetlint: De tolerantie die telt is de tolerantie van de pasvorm, en het wordt gemeten met de instrumenten en de methode die de eigen documentatie van de machine vereist. Een eenheid die aan de koppelvereiste voldoet en de middelafstand mist, is onder geen enkele prijs een kandidaat, en dat vóór het bevel uitvinden kost niets behalve de tijd om goed te meten.

De koppelvraag komt op de tweede plaats, En het is de moeilijkere, Omdat het afhangt van wat de schroefset moet doen, in plaats van wat de bestaande versnellingsbak zegt. Een unit die perfect past en in de verkeerde architectuurklasse valt voor de taak, wordt pas na installatie ontdekt, draaien onder procesomstandigheden waarvoor het nooit ontworpen was, en dat falen een productieseizoen kost.

Beide mislukkingen komen voort uit dezelfde oorzaak, namelijk het behandelen van een dubbelschroefversnellingsbak als een koppelbestendig product in plaats van als de mechanische interface tussen een motor en een vaste schroefgeometrie. Het eerste filter kost niets en elimineert het grootste deel van het veld. De tweede vereist de procesgegevens, en geen enkel datasheet geeft antwoord.

Voor een retrofit-aanvraag, De vier documenten die het geometrische filter verantwoordelijk maken, zijn de bestaande gearbox-tekening, De looptrek met de schroefboringscentra, De schroefschachttekening, en de motor- en koppelingsopstelling. Waar de looptrek niet bestaat, De hierboven beschreven boringmeting vervangt dit. Dat kunnen Verzonden via de contactpagina, en de pasvormvraag kan worden opgelost voordat de koppelvraag wordt geopend.