Architektura stojanu pastorku – účel a mechanická konfigurace
Pastorková stolice ve válcovací stolici slouží specifickému účelu, který ji odlišuje od standardní reduktorové převodovky: má jeden vstupní hřídel motoru a rovnoměrně rozděluje točivý moment mezi dva výstupní hřídele – vřetena pohánějící horní a dolní pracovní válce válcovací stolice. Ve většině válcoven pro válcování pásu a plechů za tepla pracuje pastorková stolice s převodovým poměrem 1:1 – oba výstupní hřídele se otáčejí stejnou rychlostí jako vstupní hřídel, čímž se udržuje synchronizovaná rychlost povrchu válce. Snížení rychlosti z otáček motoru na rychlost válcování se provádí samostatným hlavním reduktorem pohonu před pastorkovou stolicí.
Jedno vstupní šikmé ozubené kolo (poháněné motorem přes hlavní reduktor) zabírá se dvěma identickými výstupními šikmými ozubenými koly stejného průměru. Dvě výstupní ozubená kola pohánějí horní a dolní vřetena válců. Poměr 1:1 znamená, že všechna tři ozubená kola ve stojanu pastorku mají stejný počet zubů – vstupní pastorek je umístěn mezi dvěma výstupními ozubenými koly, obvykle se stejnou axiální symetrií pro vyvážení zatížení ložisek.
Dva tandemové pastorkové stolice zapojené v sérii, každá s převodovým poměrem 1:1, umožňující pohon válcovací stolice se čtyřmi válci (opěrné válce + pracovní válce) z jednoho páru motorů. Dvoupastorková stolice obsahuje čtyři identická šikmá ozubená kola a před montáží je nutné ověřit shodu vůle mezi všemi čtyřmi – což je složitý požadavek na párování podobný párování dvojitých šikmých ozubených kol (článek 55).
Rázový ráz – určující událost zatížení pro šikmá ozubená kola s pastorkem
K nejzávažnější mechanické události ve stolici válcovací tratě dochází, když se náběžná hrana horkého ocelového ingotu, bramy nebo pásu poprvé dotkne rotujících pracovních válců – jde o „zákus“. V okamžiku zákusu musí být mezera válců stlačena, aby se zahájila plastická deformace obrobku, což vyžaduje náhlé a velké zvýšení točivého momentu válců nad ustálený válcovací moment:
Faktor rázového rázu (poměr špičkového a ustáleného točivého momentu):
Hrubovací stolice (první redukce, tlustá brama ≥ 100 mm): T_zákus/T_válec = 1,8–3,0
Meziporost (střední redukce): T_bite/T_roll = 1,4–2,0
Dokončovací stolice (tenký pás, hladký vstup): T_bite/T_roll = 1,1–1,5
Trvání: obvykle 0,05–0,20 sekundy (doba, za kterou náběžná hrana projde
mezera mezi válci a valivý moment pro stabilizaci na ustálené hodnotě valivého momentu)
Frekvence: 60–180 záběrů za hodinu v nepřetržitě běžící hrubovací válcovně za tepla
Rázový ráz se přenáší přímo přes stojan pastorku spirálové ozubené kolo bez jakéhokoli mechanického útlumu – na rozdíl od pohonů míchaček gumy (Art64), kde kapalinová spojka částečně omezuje špičku při rozběhu, mají pastorkové stolice válcovacích stolic tuhý hnací ústrojí od motoru k válcům. Torzní dynamika hnacího ústrojí mezi motorem a vřetenem pracovního válce převádí záběrovou událost na tlumenou oscilaci – špička točivého momentu záběru se šíří zpět přes vřeteno, šroubovicová kola pastorkové stolice, hlavní reduktor a motor, čímž budí torzní režimy celého mechanického systému.
Ložiska s olejovým filmem – proč mění specifikaci šikmého ozubeného kola
Velkomodulový stojan pastorku spirálové ozubené kolo — M32, 42CrMo4 indukčně kalené, namontované na ložiskách s olejovým filmem (hydrodynamické kluzné ložisko). Kluzné ložisko nese celou oddělovací sílu válců (až 5 000–15 000 kN ve válcovnách tlustých plechů) a musí udržovat integritu olejového filmu při všech válcovacích rychlostech včetně krátkého období nízkých otáček na začátku a na konci každého válcovaného kusu
Minimální omezení rychlosti z ložisek olejového filmu
Ložiska s olejovým filmem v ložiskových stojanech pastorku jsou hydrodynamická – olejový film vzniká otáčením hřídele uvnitř ložiska. Pod minimální rychlostí na povrchu hřídele (obvykle 0,3–0,8 m/s na čepu) se olejový film rozruší a dochází ke kontaktu kovu na kov v ložisku. Toto omezení minimální rychlosti má přímý důsledek pro ložiskový stojan pastorku. spirálové ozubené kolo: válcovací stolice nemůže pracovat pod minimální rychlostí válcování a válcování se nesmí zastavit, když je obrobek v mezeře (což by způsobilo, že ložisko by v důsledku oddělovací síly válců vyschlo). Nízkorychlostní záběr – kdy je rychlost válcování snížena, aby se umožnil jemný vstup obrobku – je omezen minimální rychlostí olejového filmu, což vytváří minimální rychlost záběru, která ovlivňuje válcovací plán a rozsah tlouštěk výrobků, které může válcovací stolice vyrobit.
Rozložení zatížení ložiska a zatížení zubů ozubeného kola
Na rozdíl od valivých ložisek (která lze předpnout na nulovou vůli) mají ložiska s olejovým filmem konečnou vůli v chodu (obvykle 0,05–0,20 mm radiálně). Tato vůle znamená, že se hřídel vstupního pastorku může v ložisku vychýlit, čímž se změní osová vzdálenost mezi vstupem a výstupem. šikmá ozubená kola při proměnném zatížení záběru. Společnost Korea Ever-Power specifikuje vyklenutí zubů šroubovitého ozubeného kola stojanu pastorku (C_β = 20–50 µm, viz článek 46), konkrétně pro kompenzaci tohoto zatížením závislého průhybu hřídele v rámci vůle pouzdrového ložiska – aby se zachoval dostatečný kontakt s čelní plochou při nejhorším rázovém zatížení záběru bez koncentrace hran, která by mohla způsobit předčasné zmačkání pouzdra na koncích čel.
Výběr materiálu a modulu pro stojan pastorku se spirálovými ozubenými koly
| Typ mlýna | Modul Mn | Šířka obličeje b | Materiál | Tepelné zpracování | Typický výstupní točivý moment |
|---|---|---|---|---|---|
| Stol pro dokončování za tepla | M20–M30 | 300–500 mm | 17CrNiMo6 | Cementované HRC 58–62 | 500 000–2 000 000 N·m na stojan |
| Stol pro hrubování za tepla | M32–M50 | 500–800 mm | 42CrMo4 nebo 17CrNiMo6 | Indukční HRC 50–55 nebo cementace | 1 000 000–5 000 000 N·m na stojan |
| Plošná válcovna (jednostolní) | M40–M60 | 600–1 000 mm | 42CrMo4 | Indukční HRC 50–55 | 2 000 000–10 000 000 N·m |
| Valcovna tyčí a tyčí (malá sekce) | M16–M24 | 200–400 mm | 17CrNiMo6 | Cementované HRC 58–62 | 50 000–500 000 N·m |
Pro stojan pastorku pro deskové frézky šikmá ozubená kola U M40–M60 průměr polotovaru 1 500–2 500 mm překračuje hloubku prokalitelnosti jakékoli cementační oceli – 17CrNiMo6 spolehlivě cementuje průřezy až do průměru přibližně 500 mm. U M50 s z = 25 je průměr rozteče přibližně 1 330 mm a průměr polotovaru je přibližně 1 400–1 500 mm. Tato velikost průřezu vyžaduje indukční kalení 42CrMo4 (kalení pouze povrchu zubu, přičemž jádro je ponecháno na QT HB 280–320) jako jedinou praktickou cestu tepelného zpracování. Dosažená hodnota σ_H lim (820–950 MPa) je nižší než u cementace (1 600–1 800 MPa), ale statická ohybová pevnost při rázových momentech záběru je ve skutečnosti lépe udržována, protože tvrdší QT jádro odolává šíření trhlin od rázových rázů účinněji než cementované jádro s relativně křehkým povrchem s vysokým obsahem uhlíku.
Univerzální připojení vřetena – rozhraní mezi stojanem pastorku a pracovním válcem
Výstupní hřídele pastorkového stolu jsou spojeny s krky pracovních válců pomocí univerzálních vřeten (nazývaných také kardanová vřetena nebo ozubená vřetena) – pružných spojek, které vyrovnávají úhlové vychýlení mezi středovou osou výstupního hřídele pastorkového stolu a středovou osou krku válce, které se mění se změnou otvoru válcovací mezery pro různé tloušťky výrobku. Univerzální vřeteno přenáší jak válcovací moment, tak i rázový moment na pracovní válec a zároveň umožňuje úhlovou výchylku ±3–15°. Pastorkový stolec dodává společnost Korea Ever-Power. spirálové ozubené kolo Nastavte rozměry a vyčistěte rozměry univerzálního přírubového spojení vřetena a před výrobou ověřte, že průměr výstupního hřídele a roztečná kružnice přírubových šroubů jsou kompatibilní se specifikací vřetena zákazníka.
Korea Ever-Power — Dodávka šikmých ozubených kol pro válcovací stolice
Výroba a finální kontrola pastorkového stolu válcovací stolice společností Korea Ever-Power spirálové ozubené kolo — M32, šířka čelní plochy 600 mm, indukčně kalená ocel 42CrMo4 HRC 52. Provozní faktor rázového záběru (KA_eff = 2,5 pro tento hrubovací stolec) a stoupání stoupání (C_β = 35 µm pro kompenzaci průhybu kluzného ložiska) jsou potvrzeny v dokumentaci objednávky.
Korea Ever-Power vyrábí ozubená kola se šroubovicovým řezem Pro pastorkové stolice válcovacích stolic od M16 do M50, šířky čelní plochy 200–1 000 mm, z cementované oceli 17CrNiMo6 (M16–M32) a indukčně kalené oceli 42CrMo4 (M32–M50+). Provozní faktor rázového namáhání při záběru, specifikace zaoblení náběhu a statická ohybová kontrola při maximálním krouticím momentu při záběru jsou standardně zahrnuty v dokumentaci objednávky. Jako přímý výrobce šikmých ozubených kolSpolečnost Korea Ever-Power také vyrábí kompletní párovanou sadu (vstupní pastorek + dva výstupní pastorky) s ověřenými měřeními analyzátoru ozubených kol a potvrzeným párováním mezi všemi třemi ozubenými koly – což je nezbytné pro vyvážené rozdělení zátěže. Prohlédněte si sortiment šikmých ozubených kol pro válcovny a těžké průmyslové aplikace.
Často kladené otázky
Při rychlostech M32–M50 a rychlostech válcování 0,5–10 m/s na ose stoupání by čelní ozubené kolo mělo ε_α = 1,2–1,6 (příčný kontaktní poměr) – což znamená, že každý pár zubů krátkodobě nese plný točivý moment sám při přechodech mezi kontaktem jednoho páru a dvou párů. Pro hrubovací stolici přenášející 2 000 000 N·m s rázem v záběru při 2,5× jmenovité síle by okamžitá síla zubu při kontaktu jednoho páru byla enormní. A spirálové ozubené kolo s β = 15–20° a šířkou čela 600 mm dosahuje ε_β = 1,0–1,3 kromě ε_α, takže žádný moment v síťovém cyklu není přenášen méně než ekvivalentem párů zubů ε_α + ε_β současně. Toto rozdělení zatížení je důvodem šikmá ozubená kola nahradily čelní ozubená kola ve všech moderních pastorkových stolicích válcovacích stolic: plynulejší přechod síly výrazně snižuje zesílení rázů v záběru a buzení torzní rezonancí, které způsobuje poškození hnacího ústrojí.
Dobře specifikovaný pastorek hrubovacího stolice z indukčně kalené oceli 42CrMo4 (M40, HRC 52) dosahuje při kontinuální výrobě za tepla opracovaného pásu při 120 záběrech za hodinu přibližně 5–10 let provozu, než je nutné vyměnit zuby z důvodu opotřebení nebo únavy materiálu. Primárním mechanismem opotřebení je abrazivní opotřebení způsobené oxidovými okujemi a částicemi válcovacích okují, které vstupují do skříně stolice pastorku (navzdory utěsněným skříním) a kontaminují převodový olej. Cementovaný pastorek 17CrNiMo6 šikmá ozubená kola (v menších modulech M16–M24 pro dokončovací stolice) obvykle dosahují 8–15 let provozu při správném mazání. Dominantním mechanismem únavy je poškození rázem v důsledku záběru (únava kořene zubu v důsledku cyklického přetížení) spíše než Hertzova kontaktní únava – proto je pro pastorkový stolec určující statická kontrola ohybu při záběrovém momentu. spirálové ozubené kolo specifikace více než kontrola únavového kontaktního napětí při jmenovitém valivém momentu.
Ano — Korea Ever-Power dodává stojan s pastorkem spirálové ozubené kolo sady (všechny tři nebo čtyři ozubená kola) jako spárovanou sadu s potvrzenou kontinuitou stoupání mezi všemi záběry. Shoda je důležitá, protože: (1) pokud mají dvě výstupní ozubená kola mírně odlišné chyby stoupání vzhledem ke vstupnímu pastorku, jeden válec se otáčí nepatrně rychleji než druhý – což způsobuje zkřížení válců, které kroutí obrobek ve válcovací mezeře a vytváří tvarovou vadu; (2) dvě výstupní ozubená kola musí mít shodnou tloušťku zubu (stejnou vůli vůči vstupnímu pastorku), aby bylo zajištěno rovnoměrné rozložení točivého momentu – nesourodá sada přenáší proporcionálně větší točivý moment přes těsnější záběr a přetěžuje jedno ozubené kolo. Společnost Korea Ever-Power měří všechna ozubená kola v pastorkovém stolici instalovaném na stejném analyzátoru ozubených kol a před odesláním dokumentuje fázování stoupání a vůli pro každý pár.
Pastorkové stolice válcovacích stolic používají systém mazání s cirkulujícím olejem (ne rozstřikováním ani olejovou lázní) – olej se čerpá z centrální nádrže průtokem přibližně 3–10 l/min na záběr ozubeného kola, filtruje se na 10–25 µm a vstřikuje se tryskami namířenými do vstupní zóny záběru zubů. Stejný olejový okruh obvykle slouží i pro pastorkový stolec. šikmá ozubená kola, spojky vřetena a kluzná ložiska. Druh oleje: Minerální převodový olej ISO VG 220–320 s přísadami proti opotřebení a pěnění je standardem pro většinu aplikací pastorkových stolic válcovacích stolic. Vysoce odolné formulace se zvýšeným balíčkem proti opotřebení se předepisují, když válcovna zpracovává vysokopevnostní oceli (které generují vyšší rázové špičky při záběru). Důležitá je regulace teploty oleje – teplota oleje musí být u filtru a čerpadla nad 30–35 °C, aby se udržel dostatečný průtok, ale pod 55–60 °C v oblasti záběru ozubeného kola, aby se udržela dostatečná tloušťka filmu EHL.
Poptávka po stojanu pastorku válcovací stolice a sadě šikmých ozubených kol
Uveďte typ válcovacího válce, modul, rychlost válcování, válcovací moment a známé údaje o rázovém zatížení. Korea Ever-Power vypočítá efektivní servisní faktor, potvrdí materiál a tepelné zpracování a dodá kompletní párovanou sadu s dokumentací analyzátoru ozubených kol a certifikátem o shodě.
M16–M50 · Párovaná sada (3 nebo 4 převody) · 42CrMo4 indukční · 17CrNiMo6 cementované · Tlumič záběru KA_eff · Olovené korunky · Minimální objednávací množství 1 sada
Střihač: Cxm
