Архитектура на стойката на зъбното колело — предназначение и механична конфигурация
Зъбната стенда във валцов стан изпълнява специфична функция, която я отличава от стандартната скоростна кутия с намаляване на скоростта: тя приема входен вал на един двигател и разпределя въртящия момент поравно между два изходни вала - шпинделите, задвижващи горните и долните работни ролки на валцовия стан. В повечето горещопрокатни станове за ленти и плочи, зъбната стенда работи с предавателно число 1:1 - и двата изходни вала се въртят със същата скорост като входния, поддържайки синхронизирана скорост на повърхността на валцоването. Намаляването на скоростта от скоростта на двигателя към скоростта на валцоване се извършва от отделен главен задвижващ редуктор, разположен преди зъбната стенда.
Едно входно спирално зъбно колело (задвижвано от двигателя чрез главния редуктор) се зацепва с две еднакви изходни спирални зъбни колела със същия диаметър. Двете изходни зъбни колела задвижват горния и долния шпиндел на ролките. Съотношението 1:1 означава, че и трите зъбни колела в зъбната станция имат еднакъв брой зъби — входното зъбно колело е разположено между двете изходни зъбни колела, обикновено с еднаква аксиална симетрия, за да се балансират натоварванията на лагерите.
Две тандемни зъбни стенди, свързани последователно, всяка с предавателно число 1:1, позволяващи задвижването на 4-степенен валцов стан (опорни ролки + работни ролки) от един чифт двигатели. Двойната зъбна стенда съдържа четири еднакви винтови зъбни колела, а съвпадението на хлабината между четирите трябва да се провери преди монтажа - сложно изискване за съвпадение, подобно на съвпадението на двойни винтови зъбни колела (чл. 55).
Удар от захапване — определящото събитие на натоварване за спираловидни зъбни колела със зъбни колела
Най-тежкото механично събитие в зъбната станция на валцова мелница възниква, когато водещият ръб на гореща стоманена заготовка, плоча или лента за първи път се докосне до въртящите се работни ролки - събитието „захапване“. В момента на захапване, междината на валците трябва да се компресира, за да започне пластична деформация на детайла, което изисква внезапно и голямо увеличение на въртящия момент на валцоването над стационарния въртящ момент на валцоване:
Коефициент на удар при захапване (съотношение на пиковия към постоянния въртящ момент):
Груба шлифовъчна станция (първо редуциране, дебела плоча ≥ 100 мм): T_захапване/T_валциране = 1.8–3.0
Междинна стойка (умерено намаляване): T_bite/T_roll = 1.4–2.0
Финишна станция (тънка лента, гладък вход): T_bite/T_roll = 1.1–1.5
Продължителност: обикновено 0,05–0,20 секунди (времето, необходимо на водещия ръб да премине през
хлабината при търкаляне и въртящият момент при търкаляне за стабилизиране на постоянната стойност на търкаляне)
Честота: 60–180 събития на захапване на час в непрекъснато работеща машина за чернова обработка на гореща лента
Ударът от захапката се предава директно през стойката на зъбното колело спирална предавка без никакво механично затихване — за разлика от задвижванията на гумобъркачките (Art64), където флуидната връзка частично ограничава пика при стартиране, зъбните колела на валцовите машини имат твърдо задвижване от двигателя към валците. Торсионната динамика на задвижването между двигателя и шпиндела на работните валци превръща събитието на захапване в затихнато трептене — пикът на въртящия момент на захапване се разпространява обратно през шпиндела, спиралните зъбни колела на зъбните колела, главния редуктор и двигателя, възбуждайки торсионни режими на цялата механична система.
Втулкови лагери с маслен филм - защо те променят спецификацията на спиралната предавка
Стойка за пиньон с голям модул спирална предавка — M32, 42CrMo4 индукционно закалена, монтирана върху лагери с маслен филм (хидродинамични втулкови лагери). Втулковият лагер поема цялата сила на разделяне на валците (до 5000–15 000 kN в дебелолистови валяци) и трябва да поддържа целостта на масления филм при всички скорости на валцоване, включително краткия период на ниска скорост в началото и края на всяка валцувана заготовка
Минимално ограничение на скоростта от лагери с маслен филм
Втулковите лагери с маслен филм в стойките на зъбното колело са хидродинамични — масленият филм се генерира от въртенето на вала вътре в лагера. Под минимална скорост на повърхността на вала (обикновено 0,3–0,8 m/s при шийката), масленият филм се разрушава и се получава контакт метал-метал в лагера. Това ограничение на минималната скорост има пряко последствие за стойката на зъбното колело. спирална предавка: валцовата мелница не може да работи под минимална скорост на валцоване и валцоването не трябва да спира, когато детайлът е в междината (което би довело до изсъхване на лагера под силата на разделяне на валцоването). Захващането с ниска скорост — при което скоростта на валцоване е намалена, за да може детайлът да влезе плавно — е ограничено от минималната скорост на масления филм, създавайки минимална скорост на захващане, която влияе върху графика на валцоване и диапазона от дебелини на продукта, които валцовата мелница може да произведе.
Разпределение на натоварването на лагера и натоварване на зъбите на зъбното колело
За разлика от търкалящите лагери (които могат да бъдат предварително натоварени до нулева хлабина), втулковите лагери с маслен филм имат ограничена хлабина при движение (обикновено 0,05–0,20 мм радиално). Тази хлабина означава, че валът на входното зъбно колело може да се отклонява в лагера си, променяйки разстоянието между центъра на входа и изхода. спираловидни зъбни колела при различни натоварвания на захапване. Korea Ever-Power определя заоблени зъби на спираловидно зъбно колело (C_β = 20–50 µm, вижте чл. 46), специално за да компенсира това зависимо от натоварването отклонение на вала в хлабината на втулковия лагер — поддържайки адекватен контакт с повърхността при най-силното ударно натоварване на захапване, без концентрация на ръбове, която би причинила преждевременно смачкване на корпуса по краищата на повърхността.
Избор на материал и модул за спираловидни зъбни колела със стойка за зъбно колело
| Тип мелница | Модул Mn | Ширина на лицето b | Материал | Термична обработка | Типичен изходен въртящ момент |
|---|---|---|---|---|---|
| Стойка за горещо заваряване | М20–М30 | 300–500 мм | 17CrNiMo6 | Карбуризиран HRC 58–62 | 500 000–2 000 000 N·m на станция |
| Стойка за груба обработка на гореща лента | М32–М50 | 500–800 мм | 42CrMo4 или 17CrNiMo6 | Индукционна HRC 50–55 или карбуризирана | 1 000 000–5 000 000 N·m на станция |
| Плоскостов мел (единична стойка) | М40–М60 | 600–1000 мм | 42CrMo4 | Индукционен HRC 50–55 | 2 000 000–10 000 000 N·m |
| Прокатна мелница (малка секция) | М16–М24 | 200–400 мм | 17CrNiMo6 | Карбуризиран HRC 58–62 | 50 000–500 000 N·m |
За стойка за зъбно колело на плоска фреза спираловидни зъбни колела В M40–M60, диаметърът на заготовката от 1500–2500 mm надвишава дълбочината на закаляемост на която и да е цементирана стомана — 17CrNiMo6 надеждно цементира през сечения с диаметър до приблизително 500 mm. При M50 със z = 25, диаметърът на стъпката е приблизително 1330 mm, а диаметърът на заготовката е приблизително 1400–1500 mm. Този размер на сечението изисква индукционно закаляване на 42CrMo4 (закаляване само на повърхността на зъба, оставяйки сърцевината при QT HB 280–320) като единствен практичен път на термична обработка. Постигнатата σ_H lim (820–950 MPa) е по-ниска от цементираната (1600–1800 MPa), но статичната якост на огъване при ударни моменти от захапване всъщност се поддържа по-добре, тъй като по-твърдата QT сърцевина се съпротивлява на разпространението на пукнатини от ударни удари от захапване по-ефективно, отколкото цементираната обвивка с относително крехка високовъглеродна повърхност.
Универсална връзка на шпиндела — интерфейс между стойката на зъбното колело и работната ролка
Изходните валове на зъбната стойка се свързват с шийките на работните ролки чрез универсални шпиндели (наричани още карданни шпиндели или зъбни шпиндели) - гъвкави съединители, които компенсират ъгловото отклонение между централната линия на изходния вал на зъбната стойка и централната линия на шийката на ролката, което варира в зависимост от промяната на отвора на ролката за различни дебелини на продукта. Универсалният шпиндел предава както въртящия момент на валцоване, така и ударния удар към работната ролка, като същевременно позволява ±3–15° ъглово отклонение. Korea Ever-Power доставя зъбната стойка. спирална предавка Задайте размери и изчистете размерите на универсалното фланцово съединение на шпиндела, като потвърдите, че диаметърът на изходния вал и окръжността на фланеца са съвместими със спецификацията на шпиндела на клиента преди производството.
Корея Ever-Power — Доставка на спираловидни зъбни колела за валцовъчни машини
Производство и окончателна проверка на зъбна станция за валцова мелница от Korea Ever-Power спирална предавка — M32, ширина на челото 600 мм, 42CrMo4 индукционно закалена HRC 52. Коефициентът на експлоатация при удар при захапване (KA_eff = 2,5 за тази груба стойка) и извивката на водещия лагер (C_β = 35 µm за компенсация на отклонението на втулковия лагер) са потвърдени в документацията на поръчката.
Корея Ever-Power произвежда спираловидни зъбни колела за зъбни стенди за валцови машини от M16 до M50, ширина на челото 200–1000 мм, от цементирана стомана 17CrNiMo6 (M16–M32) и индукционно закалена стомана 42CrMo4 (M32–M50+). Коефициентът на експлоатация при удар при захапване, спецификацията за заострене на водещата част и проверката за статично огъване при пиковия въртящ момент при захапване са включени стандартно в документацията за поръчката. Като директен... производител на спирални зъбни колела, Korea Ever-Power също така произвежда пълния комплект съчетани зъбни колела (входно зъбно колело + две изходни зъбни колела) с проверени измервания от анализатор на зъбни колела и потвърдено съвпадение между трите зъбни колела - от съществено значение за балансирано разпределение на натоварването. Разгледайте продуктова гама от спирални зъбни колела за валцови машини и тежки промишлени приложения.
Често задавани въпроси
При M32–M50 и скорости на търкаляне от 0,5–10 m/s скорост по линията на стъпката, цилиндричното зъбно колело би имало ε_α = 1,2–1,6 (коефициент на напречен контакт) – което означава, че всяка двойка зъби за кратко носи пълния въртящ момент самостоятелно при преходите между контакт с единична и двойна двойка зъби. За груба стойка, предаваща 2 000 000 N·m с удар на захапване при 2,5× номинално усилие, моментната сила на зъбите при контакт с единична двойка зъби би била огромна. A спирална предавка с β = 15–20° и ширина на челото 600 mm постига ε_β = 1.0–1.3 в допълнение към ε_α, така че нито един момент в цикъла на зацепване не се носи от по-малко от еквивалента на двойки зъби ε_α + ε_β едновременно. Това разпределение на натоварването е причината... спираловидни зъбни колела са заменили цилиндричните зъбни колела във всички съвременни зъбни стенди на валцовите машини: по-плавният преход на силата значително намалява усилването на удара от захапване и възбуждането от торсионен резонанс, което причинява повреда на задвижващия механизъм.
Добре специфицирано зъбно колело на зъбната станция 42CrMo4 с индукционно закаляване (M40, HRC 52) при непрекъснато производство на гореща лента със 120 захапвания на час постига приблизително 5–10 години експлоатация, преди износването или умората на зъбите да изискват подмяна. Основният механизъм на износване е абразивното износване от оксидни частици и частици от окалина, които навлизат в корпуса на зъбната станция (въпреки запечатаните корпуси) и замърсяват маслото на зъбната предавка. 17CrNiMo6 цементирана зъбна станция спираловидни зъбни колела (в по-малките модули M16–M24 за довършителни стендове) обикновено постигат 8–15 години експлоатация с правилно смазване. Ударното повреждане от захапване (умора на корена на зъба от циклични претоварвания) е доминиращият механизъм на умора, а не контактната умора на Hertz — ето защо статичната проверка за огъване при захапващ момент определя стенда на зъбното колело. спирална предавка спецификация, по-голяма от проверката за контактно напрежение при умора при номинален въртящ момент на търкаляне.
Да — Korea Ever-Power доставя стойка за зъбно колело спирална предавка комплекти (и трите или четирите зъбни колела) като съвпадащ комплект с потвърдена непрекъснатост на стъпката между всички зацепвания. Съвпадението е важно, защото: (1) ако двете изходни зъбни колела имат леко различни грешки в стъпката спрямо входното зъбно колело, едната ролка се върти малко по-бързо от другата - което води до кръстосано изкривяване на ролките, което усуква детайла във валцовъчния процеп, създавайки дефект във формата; (2) двете изходни зъбни колела трябва да имат съвпадаща дебелина на зъба (равен хлабинен ход спрямо входното зъбно колело), за да се осигури равномерно разпределение на въртящия момент - несъвпадащ комплект предава пропорционално повече въртящ момент през по-плътното зацепване, претоварвайки едното зъбно колело. Korea Ever-Power измерва всички зъбни колела в стенд за зъбни колела, поставен на един и същ анализатор на зъбни колела, и документира фазирането на стъпката и хлабината за всяка двойка преди доставка.
Стендовете за зъбни колела на валцовите машини използват система за смазване с циркулиращо масло (не чрез пръскане или маслена баня) — маслото се изпомпва от централен резервоар с дебит приблизително 3–10 л/мин на зъбно зацепване, филтрира се до 10–25 µm и се инжектира през дюзи, насочени към зоната на влизане в зъбното зацепване. Същият маслен кръг обикновено обслужва и стенда за зъбни колела. спираловидни зъбни колела, шпинделните муфи и втулковите лагери. Вид масло: Минерално трансмисионно масло ISO VG 220–320 с противоизносни и противопенни добавки е стандартно за повечето приложения на зъбните стенди на валцовите мелници. Формулировки за тежки условия на работа с повишен противоизносен пакет се определят, когато мелницата обработва високоякостни стомани (които генерират по-високи пикове на удари при захапване). Контролът на температурата на маслото е важен — маслото трябва да е над 30–35°C при филтъра и помпата, за да се поддържа адекватен поток, но под 55–60°C при зъбното зацепване, за да се поддържа адекватна дебелина на EHL филма.
Запитване за комплект зъбни колела за валцовъчни машини
Предоставете типа на вашата мелница, модула, скоростта на валцоване, въртящия момент на валцоване и известните данни за ударната сила на захапване. Korea Ever-Power изчислява ефективния коефициент на експлоатация, потвърждава материала и термичната обработка и доставя пълния комплект за съвпадение с документация за анализатор на зъбни колела и сертификат за съвпадение.
M16–M50 · Комплект, съчетаващ се с 3 или 4 предавки · 42CrMo4 индукция · 17CrNiMo6 карбуризирана · Амортисьор за захапване KA_eff · Оловна коронка · Минимално количество за поръчка 1 комплект
Редактор: Cxm
