Schweißdrehwalzen: Von der Schweißfahrgeschwindigkeit bis zur Walzendrehzahl und Übersetzungsverhältnis

Das Schweißverfahren verlangt eine Reisegeschwindigkeit, oft als einfache Zahl geschrieben: 600 mm pro Minute, Sagen Sie, für einen gegebenen Pass. Der Wenderollantrieb, Andererseits, ist ein Motor, Ein Getriebe, und ein Satz Walzen, und die Katalogdaten sind in U/min und Verhältnissen geschrieben. Die beiden sprechen unterschiedliche Sprachen, Und die Lücke zwischen ihnen ist der Punkt, an dem Größenfehler entstehen.

Die Schweißgeschwindigkeit ist eine Oberflächengeschwindigkeit entlang der Verbindung. Es ist nicht die Drehzahl des Werkstücks, Und es ist ganz sicher nicht die Drehzahl des Getriebes. Der Übergang von einem zum anderen erfordert vier Schritte in einer festen Reihenfolge. Mach sie in dieser Reihenfolge und die berechneten Geschwindigkeiten stimmen überein; Überspringt einen Schritt oder verwirrt die Level und die Rolle dreht sich mit der falschen Geschwindigkeit. Hier ist die vollständige Kette, mit einem ausgearbeiteten Beispiel.

Warum die Schweißgeschwindigkeit nicht mit der Werkstückdrehzahl übereinstimmt

Die Fahrtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich der Schweißbogen entlang der Verbindung bewegt. Für ein Rundschreiben, Konzentrische Schweißnaht mit einem stationären Brenner, Das Gelenk bewegt sich, weil sich das Werkstück dreht, Die Fahrgeschwindigkeit ist also die Oberflächengeschwindigkeit des Gelenks, wenn es den Lichtbogen passiert. Ein beweglicher Brenner oder eine nichtkreisförmige Verbindung benötigt eine eigene Relativbewegungsberechnung.

Diese Oberflächengeschwindigkeit hängt von zwei Faktoren ab: Wie schnell sich das Werkstück dreht, und wie groß der Gelenkdurchmesser ist. Ein Gefäß mit großem Durchmesser dreht sich langsam, um die gleiche Oberflächengeschwindigkeit zu erzeugen, die ein kleines bei höheren Drehzahlen erreicht. Die gleiche Bewegungsgeschwindigkeit von 600 mm/min bedeutet also eine andere Werkstückdrehzahl bei einer 1200-mm-Hülle als bei einer 600-mm-Drehzahl. Bis der Durchmesser fest ist, Die Fahrgeschwindigkeit sagt dir nichts über die Drehzahl aus, Deshalb beginnt die Umwandlung immer mit dem Durchmesser.

Schritt 1: Werkstücksdrehzahl aus Bewegungsgeschwindigkeit und Schweißdurchmesser

Für diesen kreisförmigen Schweißpfad, Die Beziehung zwischen Oberflächengeschwindigkeit und Rotationsgeschwindigkeit ist:

n_work = v_w / (p × D_w)

wobei v_w ist die Schweißgeschwindigkeit und D_w ist der Durchmesser der Verbindung an der Schweißnaht. Beide müssen in konsistenten Einheiten liegen, Halte also den Durchmesser in Millimetern, um eine Reisegeschwindigkeit in mm pro Minute zu entsprechen, und das Ergebnis ergibt sich in Umdrehungen pro Minute. Konvertiere m/min in mm/min, Oder mm/s zu mm/min, bevor ein Durchmesser in Millimetern verwendet wird.

Ausgearbeitetes Beispiel. Man nimmt eine Bewegungsgeschwindigkeit von 600 mm/min bei einem Gelenkdurchmesser von 1200 mm:

n_work = 600 / (π × 1200) = 600 / 3769,9 = 00,15915 U/min

Das Werkstück macht also etwa 0,16 Umdrehungen pro Minute. Das ist die Zahl, die der Bogen benötigt, Und es ist der Ausgangspunkt für alles flussabwärts.

Schritt 2: Walzendrehzahl aus Werkstückdrehzahl und Kontaktdurchmesser

Das Werkstück dreht sich nicht von selbst; Die Walzen drehen ihn durch Reibung am Kontaktpunkt. Für kreisförmige Kontaktflächen, die konzentrisch mit ihren jeweiligen Rotationsachsen und ohne Gleiten sind, Die Oberflächengeschwindigkeiten stimmen am Kontakt übereinander, Das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten wird also durch das Verhältnis der Durchmesser bestimmt:

n_roller = n_work × D_contact / D_roller

Hier D_contact ist der Durchmesser, mit dem das Werkstück tatsächlich die Walzen berührt, und D_roller ist der effektive Walzdurchmesser der Walze unter der entsprechenden Last. Hier ist der Schritt, in dem ein Stützring zählt. Wenn das Werkstück einen Versteifungsring oder ein Stützband trägt und es dieses Band ist, nicht die Schweißwandoberfläche, die auf den Walzen fahren, dann ist D_contact der Durchmesser des Bandes, nicht der Durchmesser der Verbindung. Wenn man stattdessen den Schweißdurchmesser verwendet, erhält man eine falsche Walzengeschwindigkeit. Verwenden Sie den Durchmesser an der eigentlichen Stützstelle.

Ausgearbeitetes Beispiel. Für diese Illustration, Angenommen, die Walzen berühren direkt die 1200-mm-Hülse, also D_contact = 1200 mm, und nehmen D_roller = 200 mm. Die unabgerundete Werkstücksgeschwindigkeit in der Berechnung beibehalten:

n_roller = [600 / (π × 1200)] × (1200 / 200) = 00,95493 U/min

Die Walze dreht sich mit etwa 0,95 U/min, um ein Werkstück mit 0,16 U/min anzutreiben. Beachten Sie die Größenordnung: Die Walze ist hier schneller als das Werkstück, aber beide liegen unter 1 U/min. Dies lokalisiert das langsame Ende des Laufwerks. Das dort benötigte Drehmoment hängt weiterhin vom Werkstück und seinen Betriebsbedingungen ab.

Schritt 3: Getriebeleistung aus Rollendrehzahl und Endantrieb

Wenn es eine letzte Übertragung gibt, Eine Kette, Ritzel, Fahrwerkspaar, oder offenes Gestell, liegt zwischen dem Getriebeausgang und der Rolle, Diese letzte Phase verändert die Geschwindigkeit erneut. Definieren Sie das Endverhältnis als:

i_final = n_gearbox_out / n_roller

und für die Getriebeausgabe zu lösen:

n_gearbox_out = n_roller × i_final

Für direkte Kupplung zwischen Getriebe und Rolle, i_final = 1. Für einen einfachen Kettenantrieb, Dieses Reduktionsverhältnis ist die angetriebene Zahnanzahl des rollenden Zahnrads, geteilt durch die Zahnanzahl von Getriebe und Ritzel.

Ausgearbeitetes Beispiel. Wenn die Endstufe die Getriebeleistung um ein Verhältnis von 10 auf die Walze reduziert:1, dann ist die Getriebeleistung zehnmal so hoch wie die Walzendrehzahl:

n_gearbox_out = 0,95493 × 10 = 9,5493 U/min

Halten Sie hier die Ebenen gerade, Denn das ist der Schritt, der am häufigsten verworren wird. Die Getriebeleistung beträgt 9,55 U/min, Die Walze bekommt 0,95 U/min, und das Werkstück ist 0,16 U/min. In diesem Beispiel sind es drei rotierende Mitglieder mit drei verschiedenen Geschwindigkeiten. Die Drehzahl des Getriebes entspricht nicht der Rollendrehzahl und entspricht nicht der Werkstücksdrehzahl; Es ist die Geschwindigkeit, die das Getriebe selbst liefert, bevor die letzte Stufe ihn zur Walze bringt.

Schritt 4: Getriebeverhältnis basierend auf der tatsächlichen Motordrehzahl

Mit bekannter Getriebe-Ausgangsdrehzahl, Das Gesamtübersetzungsverhältnis des Getriebes ergibt sich aus der Motordrehzahl, mit der der Antrieb tatsächlich läuft:

i_box = n_motor / n_gearbox_out

Nehmen wir eine beispielhafte Motordrehzahl von 1450 U/min am Arbeitspunkt. Dann:

i_box = 1450 / 9,5493 ≈ 152:1

Das ist die Getriebereduktion in diesem Beispiel; Die separate Endstufe liefert weitere zehn:1 Reduktion. In der Praxis wird das Übersetzungsverhältnis aus den verfügbaren Getriebestufen in der Nähe dieses Werts gewählt, Dann wird die tatsächliche Ausgangsdrehzahl aus dem gewählten Verhältnis und der tatsächlichen Motordrehzahl neu berechnet, So kann die Reisegeschwindigkeit bestätigt werden. Die Kette, In der Reihenfolge, Sieht so aus:

Motor → Getriebe (i_box) → Endphase (i_final) → Walze → Werkstück

Jede Stufe hat eine definierte Geschwindigkeitsbeziehung; Eine direkte Verbindung ist 1:1. Die Beziehung zwischen Walze und Werkstück ergibt sich aus den Kontaktdurchmessern. Ziehe die Kette, bevor du das Getriebe wählst, daher bleibt kein Level undefiniert.

Überprüfung der Niedriggeschwindigkeitsregelung und des effektiven Durchmessers

Zwei Dinge verdienen eine zweite Betrachtung, sobald die Zahlen vorliegen.

Die erste ist die Niedriggeschwindigkeitsregelung. Eine Rolle unter 1 U/min bedeutet für sich genommen nicht, dass der Motor unter der Nenngeschwindigkeit liegt: in diesem Beispiel, Die mechanische Reduzierung sorgt für die langsame Walzendrehzahl, während der Motor mit den angenommenen 1450 U/min läuft. Überprüfen Sie den tatsächlichen Motordrehzahlbereich mit den ausgewählten Übersetzungsverhältnissen, Dann überprüfen Sie, ob das Laufwerk unter Last die erforderliche Fahrgeschwindigkeit hält. Wenn die Drehzahlregelung den Motor unter seinen normalen Betriebsbereich bringt, Überprüfen Sie die anwendbaren Drehmoment- und Kühlgrenzen.

Eine vollständige Auswahl erfordert außerdem Last- und Traktionsprüfungen. Werkstücksträgheit, Exzentrizität, Rollwiderstand und Beschleunigung beeinflussen das erforderliche Drehmoment. Verfügbare Kontaktreibung, Antriebsradlast, Thermische Leistung sowie die Getriebe- und Endstufenwerte sind ebenfalls von Bedeutung. Die Drehzahlberechnung allein bestimmt weder die Drehmomentkapazität noch ein zulässiges Werkstückgewicht.

Der zweite ist der effektive Durchmesser und der Durchrutscher. Die Annahme ohne Schlupfen liefert die ideale Walzengeschwindigkeit; In der Praxis kann der Kontakt rutschen, wenn die erforderliche Traktion die verfügbare Reibung überschreitet, und jede Änderung des Trägerdurchmessers, Ein anderer Ring, Ein anderer Job, ändert D_contact und damit die Walzengeschwindigkeit bei derselben Fahrgeschwindigkeit. Für eine kontrollierte Schweißnaht, Überprüfen Sie vor jedem Auftrag den tatsächlichen Verbindungsdurchmesser und den Kontaktdurchmesser, den die Walzen tatsächlich sehen, Dann überprüfen Sie die gemessene Schweißgeschwindigkeit mit dem Verfahren und passen den Antrieb bei Bedarf an. Ändern Sie die angegebene Schweißgeschwindigkeit nicht nur um ein verfügbares Verhältnis..

Tabelle zur Berechnung der Wendewalzgeschwindigkeit

Die berechneten Geschwindigkeiten gehen davon aus, dass kein Durchrutschen ist und die angegebenen effektiven Durchmesser angegeben sind. Behalten Sie ungerundete Werte durch die Berechnung, und die Fahrgeschwindigkeit nach Auswahl der tatsächlichen Übersetzungsverhältnisse und des Motorbetriebspunkts neu berechnen. Die ungefähren 152:1 Ergebnis ist kein verifiziertes Katalogverhältnis.

FAQ

Kann ich ein Wenderollengetriebe allein anhand der Schweißgeschwindigkeit dimensionieren?? Nein. Reisegeschwindigkeit ist eine Oberflächengeschwindigkeit, und sie wandelt sich erst nach dem Gelenkdurchmesser in Drehzahl um und, weiter flussabwärts, Der Kontaktdurchmesser und das Endübersetzungsverhältnis sind fest. Diese Geschwindigkeiten legen die Geschwindigkeitsanforderung fest; Drehmoment, Traktion, Der Betriebszyklus und die mechanischen Werte müssen noch überprüft werden, bevor der Antrieb ausgewählt wird.

Warum ist die Ausgangsdrehzahl des Getriebes höher als die Geschwindigkeit der Walze und des Werkstücks?? Im ausgearbeiteten Beispiel, A 10:Eine letzte Reduktionsstufe befindet sich zwischen Getriebe und Rolle. Die Getriebeleistung dreht sich schneller, und die letzte Stufe reduziert diese Geschwindigkeit auf die langsame Walzengeschwindigkeit. Wenn das Getriebe die Walze direkt antrieb, ohne Endstufe, die Getriebeleistung entspricht der Walzendrehzahl. Das Vorhandensein oder Fehlen dieser letzten Stufe bestimmt das Niveau.

Technische Referenzen

KOIKEs TR-R Drehwalzenspezifikationen Geben Sie die Umlaufgeschwindigkeit der Walzen in mm/min getrennt von Werkstücks- und Walzendurchmessern auf. Oriental Motors Auswahl-Berechnungsreferenz, Seiten H-3 bis H-6 und H-11 bis H-13, erklärt Geschwindigkeit, Lastdrehmoment, Trägheits- und Beschleunigungsprüfungen. Dies sind Referenzbeispiele; ihre Produktbewertungen belegen nicht die Fähigkeiten einer Mingye-Konfiguration.

Nächster Schritt

Wenn du eine Schweißdrehwalze messen willst und die Geschwindigkeit von Ende zu Ende prüfen möchtest,, Senden Sie uns die Schweißgeschwindigkeit, Die Schweißnaht und die Kontaktdurchmesser, Der effektive Walzendurchmesser, und die Antriebsanordnung. Beziehen Sie die Werkstückmasse ein, Lastverteilung und Startzyklus für die Lastüberprüfung. Bitten Sie uns, die Drehzahlkette und die erforderliche Getriebebelastung mit diesen Eingaben zu überprüfen. Entdecken Sie unser Hochdrehmomentgetriebe zum Schweißen von Drehwalzen und Schweiß-Rotatorgetriebe, oder Kontaktieren Sie uns Um eine Konfigurationsüberprüfung zu beginnen.