Änderungen der Kalenderroll-Lücke: Was muss die Antriebskupplung aufnehmen??

Ein Kalender ist unter angetriebenen Maschinen ungewöhnlich, da sich seine Arbeitsgeometrie während des normalen Betriebs ändert. Der Rollabstand ist verstellbar, Würfe bewegen sich absichtlich relativ zueinander, und einige von ihnen können weit zum Gewinden geöffnet und für die Produktion geschlossen werden. Jede dieser Positionen ist eine Position, in der der Antriebsstrang arbeiten muss.

Die meisten Antriebsstrangspezifikationen sind für eine einzige Ausrichtungsbedingung geschrieben, In der Regel das, in dem die Maschine sitzt, wenn es zusammengebaut und überprüft wird. Ein Kalender hat keine einzige Ausrichtungsbedingung. Es hat eine Reichweite, und der Bereich ist durch die Positionen begrenzt, in denen niemand eine Messung vornimmt, weil sie vorübergehend sind, oder unbeholfen, oder einfach nicht dort, wo die Maschine aufgebaut war.

Die Frage, die es wert ist, gestellt zu werden, bevor ein Kalenderlaufwerk festgelegt oder geändert wird, ist nicht, was die Kupplung ausgleichen kann. Es ist das, was die Kupplung bei der schlechtesten Rollposition ausgleichen soll, und ob die Antwort innerhalb der angegebenen Fähigkeit der Kupplung liegt.

Was eine Kopplung absorbieren kann und was nicht

Fang mit dem Punkt an, der die Diskussionen schnell beendet. Die Fähigkeit einer flexiblen Kupplung, parallelen Versatz zu ermöglichen., Winkelverschiebung, und die axiale Verschiebung ist eine Eigenschaft des Designs dieser Kopplung, und innerhalb eines Designs, seiner Toleranzen. Es gibt keine allgemeine Zahl für "Wie viel Fehlausrichtung eine flexible Kupplung benötigt," weil die Antwort ganz davon abhängt, welche Kopplung es gibt.

Dies ist direkt in veröffentlichten technischen Leitlinien von Laserausrichtungsherstellern festgehalten, das beschreibt weiter, was passiert, wenn die Grenze erreicht wird. Sobald der zulässige Betriebsbereich einer Kupplung aufgebraucht ist, Sekundärschwingungen und erhöhte Restaurationskräfte treten selbst auf, wenn die Fehlausrichtung technisch noch innerhalb der Grenze liegt. Diese Kräfte wirken auf die Lager und Dichtungen beider Maschinen, und in extremen Fällen an den Schachten selbst.

Die praktische Folge ist, dass das Bleiben innerhalb der Bewertung eine Aussage darüber ist, ob die Kupplung funktionieren kann, Nicht, wie lange es wird. Eine falsch ausgerichtete Kopplung erzeugt kontinuierlich wiederherstellende Kräfte, solange sie sich dreht, und diese Kräfte wachsen mit der Verschiebung, anstatt auf einem festen Niveau zu bleiben. Sie müssen irgendwohin, und wo sie hingehen, ist in die Lager und Dichtungen auf beiden Seiten. Wie viel Lebensdauer das kostet, ist eine Frage der eigenen Daten des Kupplungsherstellers für diese Kopplung; Was die Geometrie sagen kann, ist, dass die Kräfte vorhanden sind und mit der Verschiebung skalieren.

Die Formen der Fehlausrichtung sind es wert, genau benannt zu werden, Weil Kalenderantriebe alle produzieren. Parallele Versetzung bedeutet, dass die beiden Wellenachsen seitlich verschoben, aber parallel bleiben. Winkelverschiebung bedeutet, dass sich die Achsen in einem Winkel treffen. Axiale Verschiebung bedeutet, dass sich die Wellenenden zueinander oder voneinander entfernen. Reale Installationen kombinieren alle drei, in Proportionen, die sich mit der Bewegung der Maschine ändern.

Fehlanpassung erklärt sich niemals als Fehlanpassung. Es kommt als Lager- und Dichtungsnotlage an, Kupplungsverschleiß, Undichte Dichtungen, gelockerte Fundamentschrauben und eine Vibrationsanzeige, die immer weiter nach oben kriecht. Deshalb wird es jahrelang Teil für Bauteil repariert, ohne dass die Geometrie jemals gemessen wurde. In einem Kalender läuft dieser Fortschritt schneller, Weil die Verschiebung an der Kupplung kein fester Fehler ist, sondern eine Variable, die sich mit dem Rollabstand bewegt. Eine Kupplung, die sich in der Produktionseinstellung wohlfühlt, kann am Rand ihres Bereichs sitzen, an der Einstellung, mit der die Maschine gefädelt wird,.

Warum ein Kalender absichtlich Fehlanpassungen erzeugt

Auf den meisten Geräten, Fehlausrichtung ist ein Fehler. Auf einem Kalender, Einige davon sind in.

Die Rollen sind nicht fest in Position. Die gesamte Funktion eines Kalenders besteht darin, Material durch einen kontrollierten Spalt zwischen rotierenden Walzen zu leiten, und diese Lücke wird durch bewegte Rollen relativ zueinander festgelegt. Je nach Maschinentyp, Das kann bedeuten, dass ein Wurf gegen einen festen Wurf angepasst wird, mehrere Rollen passen sich an, oder der gesamte Rollenstapel kann geöffnet werden. Die Rollenanordnungen selbst variieren stark: Two-Roll, Drei-Roll, Vier-Roll-Modus, und es gibt Fünf-Rollen-Maschinen, in L, invertiert-L, F, Z, und S-Konfigurationen, und jede Anlage setzt die Antriebsverbindungen an verschiedene Stellen mit unterschiedlicher Geometrie.

Wie die Walzen angetrieben werden, ist maschinenspezifisch. Manche Kalender steuern jede Rolle aus ihrem eigenen Motor oder dem eigenen Getriebeausgang, Einige treiben mehrere Rollen von einer gemeinsamen Linienwelle mit festem Getriebe dazwischen an, und einige kombinieren beides. Was sind die Geschwindigkeiten, und ob jeder Wurf unabhängig gesetzt werden kann, ist eine Frage für die Zeichnungen der Maschine und nicht eine allgemeine Eigenschaft von Kalendern.

Wo sich die Geschwindigkeiten unterscheiden, sie folgen meist einem Profil über den Stack hinweg und nicht einem einzelnen Wert: Die Down-Stack-Rollen laufen üblicherweise immer schneller, um eine leichte Spannung oder Übergeschwindigkeit im Blatt aufrechtzuerhalten, während es von einem Nipp zum nächsten wechselt, mit den exakten Verhältnissen, die vom Material und dem Produkt festgelegt werden. Das Profil ist keine universelle Zahlenmenge. Sie ist für eine bestimmte Verbindung und ein bestimmtes Produkt geschrieben, und es ist eines der ersten Dinge, die ein Lieferant einer bestimmten Maschine angibt, und ein allgemeiner Artikel kann das nicht. Ein Antriebsstrang muss in der Lage sein, das gewünschte Profil zu halten, einschließlich des letzten Wurfs, Der Start, Die Kühlung, und das Winden.

Ein Kalenderlaufwerk muss also mehrere verschiedene Ausgangsgeschwindigkeiten gleichzeitig liefern, auf Würfe, die sich relativ zueinander bewegen, durch Kopplungen, deren Fehlausrichtung sich beim Bewegen ändert, während das Drehmoment übertragen wird, das nötig ist, um das Material im Nip zu scheren.

Diese Kombination ist der Grund, warum der Antriebsstrang eines Kalenders empfindlicher auf Geometrie reagiert als der Antriebsstrang einer Maschine mit festen Rollzentren.

Die Zwischenwelle ist kein idealer Kraftsender

Dabei verbindet eine Kardanwelle oder eine doppelt gelenkte Zwischenwelle ein Getriebe mit einer Walze, Es gibt einen Teil mechanischen Verhaltens, den man vor der Spezifikation verstehen sollte..

Ein einzelnes Universalgelenk erzeugt eine nicht gleichmäßige Ausgangsgeschwindigkeit: Wenn der Gelenkwinkel zunimmt, Die Ausgangswellendrehzahl schwingt zweimal pro Eingangsumdrehung, wobei die Amplitude mit dem Gelenkwinkel wächst. Ein doppeltes Universalgelenk, korrekt angeordnet, mit den beiden Gelenkwinkeln gleich und den Jochen in der richtigen Phase, hebt diese Schwingung auf und erzeugt einen gleichmäßigen Ausgang.

Reale Installationen erreichen selten perfekte Gleichheit, weil sich die Geometrie ändert, wenn sich die Rollen bewegen. Eine Zwischenwelle zwischen zwei Universalgelenken führt daher Biegemomente, die sich aus der Gelenkreibung und den Geschwindigkeitsschwankungen ergeben, die die Gelenkwinkel erzeugen, und diese Effekte brechen die ideale lineare Beziehung zwischen Eingabe und Ausgabe.

Die Biegemomente sind der entscheidende Teil für das Getriebe. Sie bleiben nicht im Schacht. Sie reagieren an den Wellenenden, Das bedeutet, dass sie die Getriebe-Ausgangswelle und ihre Lager belasten, und das Rollenblatt, mit Kräften, die nicht Teil der Drehmomentberechnung waren. Ein Getriebe, das auf Drehmoment ausgelegt ist und mit einer Kardanwelle in großem Gelenkwinkel ausgestattet ist, soll eine radiale und momentale Last tragen, die niemand angegeben hat..

Der Mechanismus sollte ernst genommen werden, da der Lastweg leicht unterschätzt werden kann. Ein Gelenkwinkel existiert, um aufgenommen zu werden, Und alles, was sie aufnimmt, löst irgendwo eine Reaktion aus, Das bedeutet, dass das Ausgangslager des Getriebes und das Rollenblattlager Kräfte tragen, die keine Drehmomentzahl beschreibt. Je größer der Gelenkwinkel im Verstellbereich ist, desto größer diese Reaktionen, und je weniger von der Tragfähigkeit für die Belastung übrig bleibt, gegen die sie berechnet wurde.

Wenn ein Kalenderantrieb Kardanwellen verwendet, Die Gelenkwinkel bei den extremen Walzpositionen gehören zur Spezifikation. Wenn die Maschine eine flexible Kupplung verwendet, Die äquivalenten Parameter sind der Versatz und die Winkelverschiebung an denselben Positionen.

Die schlechteste Position überprüfen, Nicht die Setup-Position

Die produktive Übung ist eine positionsbezogene Überprüfung über den gesamten Rollgap-Bereich, Und es dauert weniger lang, als es klingt.

Dann, für jede Kopplung, vergleichen Sie die erforderliche Kompensation mit der Nennkapazität der Kupplung für den Parallelversatz, Winkelverschiebung, und die axiale Verschiebung getrennt, und gegen die kombinierte Bewertung, was in der Regel restriktiver ist als jede einzelne Achse.

Die Getriebeseite dieses Vergleichs ist, dass ein Schwerlastgetriebe für Kalendermaschinen tritt die Spezifikation ein, Und der Grund, warum sie hier eintritt und nicht bei der Drehmomentberechnung, ist, dass die Ausgangslageranordnung und die Geometrie der Wellenende die Wirkung der Kupplung sind.

Die Tabelle listet sieben Positionen auf, Und die praktische Frage ist, wo man mit dem Messen beginnen soll. Die schlechteste Position ist nicht automatisch die breiteste Lücke. Es hängt davon ab, wo sich die Rollachsen tatsächlich im Einstellbereich befinden, auf der Länge der Zwischenwelle, Darüber, wie thermische Bewegung und der Anpassungsvektor zusammenwirken, und auf welche Abweichungen in derselben Richtung bei derselben Einstellung addiert werden. Bei manchen Maschinen landet das am Gewindespalt, auf anderen in einer einseitigen offenen Position, die für Kronenarbeiten genutzt wurde, und auf anderen irgendwo dazwischen. Der Weg, es zu finden, ist, Versatz und Winkel gegen die Lückenposition anhand der eigenen Zeichnungen der Maschine zu zeichnen, mit der Wellenlänge und den Einstellrichtungen darauf, und nehmen wir die Einstellung, in der die kombinierte Verschiebung ihren Höhepunkt erreicht. Die Produktionslücke ist der Referenzfall, nicht die regierende, und es ist die Position, an der ein Problem am wenigsten wahrscheinlich gefunden wird.

Zwei Einträge auf dieser Liste sind diejenigen, die Überraschungen bringen.

Eine neu geschliffene Walze verändert die Geometrie, aber nicht so, wie es zunächst erscheint. Das Schleifen bewegt die Rollachse nicht. Die Achse wird von den Lagern und ihren Gehäusen gehalten, und wenn diese nicht angerührt werden, Die Achse bewegt sich nicht. Was sich ändert, ist die Position der Rollfläche, die sich an jedem Punkt um den Umfang um die Hälfte der Durchmesserreduktion nach innen zurückzieht. Bei einer 400-mm-Rolle wird auf 392 mm abgeschliffen., Die Oberfläche liegt 4 mm näher an ihrer eigenen Mittellinie.

Wo sich die Achse tatsächlich bewegt, ist danach, und um einen bestimmten Betrag, den der Einstellmechanismus anstelle der Mühle einstellt.. Der Abstand zwischen zwei Rollen ist der Mittelpunkt minus der beiden Radien. Der Verlust von 4 mm Radius würde die Lücke um 4 mm vergrößern, Ein Bediener, der denselben Spalt wiederherstellt, muss also die Rollen 4 mm näher heranbringen, und diese Einstellung bewegt das Gehäuse und damit die Achse. Die Kupplung am Antriebsende sieht das Ergebnis dieser Einstellung, nicht das Ergebnis des Nachschleifens, und die beiden sind nur dann gleich, wenn die Maschine auf denselben Spalt zurückgesetzt wird. Ein Kalender setzte auf eine andere Lücke zurück, oder eine Walze wurde gegen eine Ersatzrolle mit anderem Durchmesser ersetzt, bewegt das Laufwerksende um die neue Einstellung. Eine Kupplung, die an der alten Einstellung bequem in ihrer Winkelgröße war, kann an der neuen Einstellung außerhalb davon sein, und nichts am Laufwerk wurde berührt, was das verursacht hätte.

Das thermische Wachstum ist nicht gleichmäßig. Rollen laufen heiß; Gehäuse und Rahmen laufen weniger heiß; Das Getriebe läuft mit eigener Temperatur. Jedes Element wächst in seine eigene Richtung, und die resultierende Verschiebung bei der Kopplung ist eine Vektorsumme, die aus der Entwicklung einer einzelnen Komponente nicht vorhersehbar ist. Eine Maschine, die kalt ausgerichtet ist und dabei gelassen wird, ist eine Maschine, deren Ausrichtung bei Produktionstemperatur unbekannt ist.

Es hilft, die Geometrie auf eine Zahl zu reduzieren, weil die Kupplung nur den Abstand zwischen zwei Wellenenden erkennt. Nehmen Sie eine Rolle, die durch eine Kardanwelle von einem Getriebeausgang getrieben wird., und nehmen wir der Rechnung halber an, dass er sich 40 mm zum Getriebe bewegt, um die Lücke zu schließen; Der eigentliche Hub stammt vom Einstellmechanismus, nicht von dieser Figur. Der Gelenkwinkel der Kupplung ändert sich um einen Betrag, der von der Wellenlänge abhängt, und die Änderungsrate ist während der Reise nicht konstant: Die gleichen 40 mm zu Beginn des Ranges sind eine kleine Winkeländerung, und spät im Bereich kann es ein größeres Spektrum sein. Der Offset am Rollende ändert sich ebenfalls, weil sich die Rollachse bewegt hat und die Getriebewelle nicht. Keine der beiden Figuren ist für sich genommen nützlich. Mit der Kupplungsbewertung wird der kombinierte Verdrängung an der extremsten Position verglichen, und diese Position wird durch den Einstellhub festgelegt, Nicht durch die Produktionslücke.

Das Wiederschleifen-Gehäuse hat eine zweite Schicht, die leicht zu übersehen ist, und es geht darum, welche Oberfläche die Maschine als Bezugspunkt behandelt. Nimm dieselbe 400-mm-Roll-Schleife auf 392 mm, mit dem Lagergehäuse, wo es war, gelassen. Die Oberfläche ist 4 mm lang; Die Achse hat sich nicht bewegt. Wenn die Maschine ihren Spalt von der Walzenfläche einstellt, Der Spalt hat sich um 4 mm geöffnet und der Bediener schließt ihn, indem er das Gehäuse um 4 mm bewegt, wodurch die Achse um 4 mm bewegt wird und das Antriebsende mitbewegt wird. Wenn die Maschine ihren Spalt vom Rollzentrum einstellt, Die Lücke ist das, was die Wohnungsstellen angeben, und der Bediener sieht ein Produkt, dessen Dicke sich geändert hat, ohne dass eine Anpassung vorgenommen wurde.. Gleiches 4 mm Material, Zwei völlig unterschiedliche Gespräche über Wartung, Und welches man bekommt, hängt von der Ziehkonvention ab und nicht von der Maschine.

Die folgende Traglast

Weil Fehlausrichtung wiederherstellende Kräfte erzeugt, und weil Kardanschäften Biegemomente erzeugen, Die Getriebe-Ausgangslager sind die Komponenten, die für eine Geometrie bezahlen, die sich außerhalb des Drehbereichs bewegt hat.

Eine Kalendergetriebespezifikation, die nur das Drehmoment berücksichtigt, erzeugt eine Einheit, deren Lager für das Drehmoment ausreichend und für die radialen und momentartigen Lasten der Kupplung ausreichen. Das Symptom ist ein Lagerversagen an der Ausgangswelle, was als Lagerproblem untersucht wird, dann als Schmierproblem, und schließlich, ob jemand die Ausrichtung über den Rollabschiedsbereich misst, als Geometrieproblem.

Die Messung, die sie löst, ist eine Wellenausrichtungsprüfung an jeder Walzenposition, Nicht nur an der Setup-Position, wobei die Kupplung von der Last getrennt ist, sodass die tatsächlichen Wellenpositionen abgelesen werden können. Das ist morgendliche Arbeit an einer gestoppten Maschine und begrenzt das Problem direkt.

Was die Zeichnungsphase ausschließen kann

Die meisten schlechten Ergebnisse bei einem Kalenderantrieb werden vor der Bestellung des Getriebes entschieden., und sie werden durch Unterlassung und nicht durch Irrtum entschieden. Niemand wählt eine Kupplung, die den Winkel an der Gewindeposition nicht einnehmen kann. Was passiert, ist, dass niemand die Gewindeposition überprüft, Weil die Zeichnung die Produktionsumgebung zeigt und die Produktionsumgebung der Ort ist, an dem die Maschine ihre Schicht verbringt.

Drei Fragen in der Auslosungsphase schließen die meisten Kandidaten aus.

Wie hoch ist die Verschiebung an jedem Ende des Einstellbereichs, und in der einseitigen offenen Position, die für die Kronenjustierung verwendet wird? Das sind die Kandidatenextremen, und welche bestimmt wird, muss aus der Geometrie stammen und nicht aus einer Annahme über die Breite. Wenn die Antwort nicht in der Ziehung liegt, Es steht nicht in der Spezifikation, Wie vollständig die Spezifikation auch aussieht,. Dieses Mal geht zuerst, weil es das einzige der drei ist, das einen Kandidaten komplett ausschließen kann: Eine Kupplung, die den Winkel in der Steuerungsposition nicht einnehmen kann, ist kein Kandidat, was auch immer es sonst noch tun kann.

Was ändert sich, wenn eine Rolle neu geschliffen wird? Jede Rolle in einem Kalender ist ein Wear-Item, und der Durchmesser, auf den es geschliffen wird, ist ein geplantes Ereignis, kein Zufall. Die Oberfläche kommt um die Hälfte der Durchmesserreduktion ein, Deshalb erfordert die Wiederherstellung derselben Lücke das Gehäuse, und daher die Achse und das Antriebsende, um diesen Betrag zu bewegen. Eine Kupplung, die gegen den heutigen Durchmesser gewählt wurde, ohne zu fragen, wo das Gehäuse nach dem nächsten Neuschleifen stehen wird, wird gegen eine Bedingung gewählt, die in drei Jahren nicht mehr existieren wird.

Und wie ist die Geometrie bei Betriebstemperatur? Rollen laufen heiß, Das Getriebe läuft mit eigener Temperatur, und der Rahmen läuft kühler als beide. Die Verschiebung an der Kopplung bei Temperatur ist nicht die Summe dieser Ausdehnungen, da sie in unterschiedliche Richtungen von verschiedenen Ankern wirken. Wenn der einzige Ausrichtungsdatensatz eine Cold Setup-Messung ist, Der Betriebszustand ist ungemessen.

Beantwortet man diese drei, kann der Antriebsstrang anhand eines Bereichs statt eines Punktes angegeben werden. Ein Kalender hat keine einzige Ausrichtungsbedingung, Deshalb wird von einem Getriebe und einer für eine Bedingung gewählten Kupplung verlangt, einen Bereich zu halten, für den sie nie ausgelegt waren, und der Fehler wird an der Position erscheinen, die nie überprüft wurde.

Die drei Antworten, plus die Rahmen- und Walzenmittelzeichnung, Die minimale und maximale Lücke, Die Kupplungs- und Zwischenwellenabmessungen, Die Betriebstemperaturen, und die Antriebsanordnung für jede Rolle, sind das, woraus ein Angebot für den Antriebsstrang aufgebaut werden muss. Schick das Set und der Bereich wird zur Spezifikation statt zu einer Fußnote.