Architektúra stojanu pastorka – účel a mechanická konfigurácia
Pastorkový stojan vo valcovni slúži špecifickému účelu, ktorý ho odlišuje od štandardnej prevodovky s redukciou rýchlosti: má jeden vstupný hriadeľ motora a krútiaci moment rovnomerne rozdeľuje medzi dva výstupné hriadele – vretená poháňajúce horné a dolné pracovné valce valcovacej stolice. Vo väčšine valcovní na pásy a plechy za tepla pracuje pastorkový stojan s prevodovým pomerom 1:1 – oba výstupné hriadele sa otáčajú rovnakou rýchlosťou ako vstup, čím sa udržiava synchronizovaná rýchlosť povrchu valca. Zníženie rýchlosti z otáčok motora na rýchlosť valcovania sa vykonáva samostatným hlavným reduktorom pohonu pred pastorkovým stojanom.
Jedno vstupné špirálové ozubené koleso (poháňané motorom cez hlavný reduktor) zaberá s dvoma identickými výstupnými špirálovými ozubenými kolesami rovnakého priemeru. Dve výstupné ozubené kolesá poháňajú horné a dolné vreteno valca. Pomer 1:1 znamená, že všetky tri ozubené kolesá v stojane pastorka majú rovnaký počet zubov – vstupné pastorkové koleso je umiestnené medzi dvoma výstupnými ozubenými kolesami, zvyčajne s rovnakou axiálnou symetriou, aby sa vyvážilo zaťaženie ložísk.
Dva tandemové pastorkové stolice zapojené sériovo, každá s prevodovým pomerom 1:1, umožňujú poháňať valcovaciu stolicu so 4 výškou (podporné valce + pracovné valce) z jedného páru motorov. Dvojpastorková stolica obsahuje štyri identické špirálové ozubené kolesá a pred montážou sa musí overiť zhoda vôle medzi všetkými štyrmi – čo je zložitá požiadavka na zhodu podobná zhode dvojitých špirálových ozubených kolies (článok 55).
Šok z uhryznutia – určujúca udalosť zaťaženia pre špirálové ozubené kolesá s pastorkom
Najzávažnejšia mechanická udalosť v pastorku valcovacej stolice nastáva, keď sa predná hrana horúceho oceľového predvalku, bramy alebo pásu prvýkrát dotkne rotujúcich pracovných valcov – udalosť „záberu“. V momente záberu sa musí medzera valcov stlačiť, aby sa začala plastická deformácia obrobku, čo si vyžaduje náhle a veľké zvýšenie krútiaceho momentu valcov nad ustálený krútiaci moment:
Faktor rázového momentu pri zábere (pomer špičkového a ustáleného krútiaceho momentu):
Hrubovacia stolica (prvé zníženie, hrubá brama ≥ 100 mm): T_zárez/T_valcovanie = 1,8–3,0
Stredný porast (mierna redukcia): T_bite/T_roll = 1,4–2,0
Dokončovacia stolica (tenký pás, hladký vstup): T_bite/T_roll = 1,1–1,5
Trvanie: typicky 0,05 – 0,20 sekundy (čas, ktorý je potrebný na prechod nábežnej hrany cez
medzera medzi valivými bodmi a valivý moment na stabilizáciu na ustálenej hodnote valivého momentu)
Frekvencia: 60 – 180 záberov za hodinu v nepretržite bežiacej hrubovacej valcovni za tepla
Šok od záberu sa prenáša priamo cez stojan pastorka špirálové ozubené koleso bez akéhokoľvek mechanického tlmenia – na rozdiel od pohonov miešačiek gumy (Art64), kde kvapalinová spojka čiastočne obmedzuje špičku pri rozbehu, pastorkové stolice valcovní majú pevný pohon od motora k valcom. Torzná dynamika pohonu medzi motorom a vretenom pracovného valca premieňa záberovú udalosť na tlmenú osciláciu – špička krútiaceho momentu záberu sa šíri späť cez vreteno, špirálové ozubené kolesá pastorkového stola, hlavný reduktor a motor, čím sa vyvolávajú torzné režimy celého mechanického systému.
Ložiská s olejovým filmom – prečo menia špecifikáciu špirálového ozubeného kolesa
Veľkomodulový stojan pastorka špirálové ozubené koleso — M32, 42CrMo4 indukčne kalené, namontované na ložiskách s olejovým filmom (hydrodynamické puzdro). Puzdro prenáša celú silu oddeľovania valcov (až do 5 000 – 15 000 kN vo valcovacích valcoch hrubých plechov) a musí udržiavať integritu olejového filmu pri všetkých rýchlostiach valcovania vrátane krátkeho obdobia nízkej rýchlosti na začiatku a na konci každého valcovaného kusu
Minimálne obmedzenie rýchlosti z ložísk olejového filmu
Ložiská s olejovým filmom v ložiskách pastorka sú hydrodynamické – olejový film sa vytvára otáčaním hriadeľa vo vnútri ložiska. Pod minimálnou rýchlosťou na povrchu hriadeľa (typicky 0,3 – 0,8 m/s na čape) sa olejový film rozpadne a dochádza ku kontaktu kovu s kovom v ložisku. Toto obmedzenie minimálnej rýchlosti má priamy dôsledok pre stojan pastorka. špirálové ozubené koleso: valcová ...
Rozloženie zaťaženia ložiska a zaťaženie zubov ozubeného kolesa
Na rozdiel od valivých ložísk (ktoré je možné predpnúť na nulovú vôľu) majú ložiská s olejovým filmom konečnú vôľu v chode (zvyčajne 0,05 – 0,20 mm radiálne). Táto vôľa znamená, že vstupný pastorok sa môže v ložisku vychýliť, čím sa zmení stredová vzdialenosť medzi vstupom a výstupom. špirálové ozubené kolesá pri rôznych zaťaženiach v zábere. Spoločnosť Korea Ever-Power špecifikuje vyklenutie zubov špirálových ozubených kolies stojana pastorka (C_β = 20–50 µm, pozri článok 46) špeciálne na kompenzáciu tohto od zaťaženia závislého vychýlenia hriadeľa v rámci vôle puzdrového ložiska – čím sa zachová primeraný kontakt s čelnou plochou pri najväčšom rázovom zaťažení v zábere bez koncentrácie hrán, ktorá by spôsobila predčasné stlačenie puzdra na koncoch čelnej plochy.
Výber materiálu a modulu pre špirálové ozubené kolesá s pastorkom
| Typ mlyna | Modul Mn | Šírka tváre b | Materiál | Tepelné spracovanie | Typický výstupný krútiaci moment |
|---|---|---|---|---|---|
| Stol pre dokončovanie horúceho pásovania | M20–M30 | 300 – 500 mm | 17CrNiMo6 | Cementované HRC 58–62 | 500 000 – 2 000 000 N·m na stojan |
| Stol pre hrubé obrábanie za tepla | M32–M50 | 500 – 800 mm | 42CrMo4 alebo 17CrNiMo6 | Indukcia HRC 50–55 alebo cementácia | 1 000 000 – 5 000 000 N·m na stojan |
| Dosková valcovňa (jednostolicová) | M40–M60 | 600 – 1 000 mm | 42CrMo4 | Indukcia HRC 50–55 | 2 000 000 – 10 000 000 N·m |
| Valcová linka na tyče a tyče (malá sekcia) | M16–M24 | 200 – 400 mm | 17CrNiMo6 | Cementované HRC 58–62 | 50 000 – 500 000 N·m |
Pre stojan pastorka doskového mlyna špirálové ozubené kolesá V M40–M60 priemer polotovaru 1 500 – 2 500 mm presahuje hĺbku kaliteľnosti akejkoľvek cementovanej ocele – 17CrNiMo6 spoľahlivo cementuje cez profily až do priemeru približne 500 mm. Pri M50 so z = 25 je priemer rozstupu približne 1 330 mm a priemer polotovaru je približne 1 400 – 1 500 mm. Táto veľkosť profilu vyžaduje indukčné kalenie 42CrMo4 (kalenie iba povrchu zuba, pričom jadro zostáva pri QT HB 280 – 320) ako jediný praktický spôsob tepelného spracovania. Dosiahnutá hodnota σ_H lim (820 – 950 MPa) je nižšia ako pri cementácii (1 600 – 1 800 MPa), ale statická pevnosť v ohybe pri rázových momentoch pri záberoch sa v skutočnosti lepšie udržiava, pretože tvrdšie jadro QT odoláva šíreniu trhlín z rázových nárazov pri záberoch účinnejšie ako cementované puzdro s relatívne krehkým povrchom s vysokým obsahom uhlíka.
Univerzálne pripojenie vretena – rozhranie medzi stojanom pastorka a pracovným valcom
Výstupné hriadele pastorkového stojana sú pripojené k hrdlám pracovných valcov prostredníctvom univerzálnych vretien (nazývaných aj kardanové vretená alebo ozubené vretená) – flexibilných spojok, ktoré vyrovnávajú uhlové vychýlenie medzi osou výstupného hriadeľa pastorkového stojana a osou hrdla valca, ktoré sa mení so zmenou otvoru medzery valcov pre rôzne hrúbky výrobkov. Univerzálne vreteno prenáša valcovací krútiaci moment aj rázový moment na pracovný valec, pričom umožňuje uhlovú výchylku ±3–15°. Pastorkový stojan dodáva spoločnosť Korea Ever-Power. špirálové ozubené koleso Nastavte rozmery a vyčistite rozmery prírubového pripojenia univerzálneho vretena a pred výrobou overte, či sú priemer výstupného hriadeľa a rozteč skrutiek príruby kompatibilné so špecifikáciou vretena zákazníka.
Korea Ever-Power — Dodávka špirálových ozubených kolies pre stojan valcovne
Výroba a záverečná kontrola pastorkového stola valcovne spoločnosťou Korea Ever-Power špirálové ozubené koleso — M32, šírka čela 600 mm, indukčne kalená oceľ 42CrMo4 HRC 52. Prevádzkový faktor rázového zahryznutia (KA_eff = 2,5 pre tento hrubovací stojan) a zaoblenie stúpania (C_β = 35 µm pre kompenzáciu priehybu klzného ložiska) sú potvrdené v dokumentácii objednávky.
Kórejská spoločnosť Ever-Power vyrába ozubené kolesá so špirálovým rezom pre pastorkové stojany valcovní od M16 do M50, šírky čela 200 – 1 000 mm, z cementovanej ocele 17CrNiMo6 (M16 – M32) a indukčne kalenej ocele 42CrMo4 (M32 – M50+). Prevádzkový faktor rázového zaťaženia pri zábere, špecifikácia zaoblenia stúpania a statická kontrola ohybu pri špičkovom krútiacom momente pri zábere sú štandardne zahrnuté v dokumentácii objednávky. Ako priamy výrobca špirálových ozubených koliesSpoločnosť Korea Ever-Power vyrába aj kompletnú párovanú sadu (vstupný pastorok + dva výstupné pastorky) s overenými meraniami analyzátora ozubených kolies a potvrdeným párovaním medzi všetkými tromi ozubenými kolesami – čo je nevyhnutné pre vyvážené rozdelenie záťaže. Prezrite si sortiment špirálových ozubených kolies pre valcovne a ťažké priemyselné aplikácie.
Často kladené otázky
Pri M32–M50 a rýchlostiach valcovania 0,5–10 m/s rýchlosti na čiare rozstupu by čelné ozubené koleso malo ε_α = 1,2–1,6 (priečny kontaktný pomer) – čo znamená, že každý pár zubov krátkodobo prenáša plný krútiaci moment samostatne pri prechodoch medzi kontaktom jedného páru a dvoch párov. Pre hrubovací stolec prenášajúci 2 000 000 N·m s rázom v zábere pri 2,5-násobku menovitého výkonu by okamžitá sila zubov pri kontakte jedného páru bola obrovská. A špirálové ozubené koleso s β = 15–20° a šírkou čela 600 mm dosahuje ε_β = 1,0–1,3 okrem ε_α, takže žiadny moment v cykle siete nie je prenášaný menším počtom ako ekvivalentom párov zubov ε_α + ε_β súčasne. Toto rozdelenie zaťaženia je dôvodom špirálové ozubené kolesá nahradili čelné ozubené kolesá vo všetkých moderných stoliciach valcovní: plynulejší prechod sily výrazne znižuje zosilnenie rázov v zábere a budenie torznou rezonanciou, ktoré spôsobuje poškodenie hnacieho ústrojenstva.
Dobre špecifikovaný pastorok hrubovacieho stojana z indukčne kaleného materiálu 42CrMo4 (M40, HRC 52) pri kontinuálnej výrobe horúceho pásu pri 120 záberoch za hodinu dosahuje približne 5 – 10 rokov prevádzky, kým si opotrebovanie alebo únava zubov vyžaduje výmenu. Primárnym mechanizmom opotrebenia je abrazívne opotrebenie spôsobené oxidovými okovinami a časticami okuje, ktoré vstupujú do telesa stojana pastorka (napriek utesneným telesám) a kontaminujú prevodový olej. Cementovaný pastorok 17CrNiMo6 špirálové ozubené kolesá (v menších moduloch M16–M24 pre dokončovacie stolice) zvyčajne dosahujú 8–15 rokov prevádzky pri správnom mazaní. Dominantným mechanizmom únavy je poškodenie nárazom od záberu (únava od ohybu koreňa zuba v dôsledku cyklického preťaženia) a nie Hertzova kontaktná únava – preto je pastorkový stojan riadený statickou ohybovou kontrolou pri krútiacom momente záberu. špirálové ozubené koleso špecifikácia viac ako kontrola únavového kontaktného napätia pri menovitom valivom krútiacom momente.
Áno — Korea Ever-Power dodáva stojan s pastorkom špirálové ozubené koleso súpravy (všetky tri alebo štyri ozubené kolesá) ako zosúladená súprava s potvrdenou kontinuitou rozstupu medzi všetkými zábermi. Zhoda je dôležitá, pretože: (1) ak majú dva výstupné ozubené kolesá mierne odlišné chyby rozstupu vzhľadom na vstupný pastorok, jeden valec sa otáča zlomkovo rýchlejšie ako druhý – čo spôsobuje skrútenie valcov, ktoré skrúca obrobok vo valcovacej medzere a vytvára tvarovú chybu; (2) dva výstupné ozubené kolesá musia mať zhodnú hrúbku zubov (rovnakú vôľu ako vstupný pastorok), aby sa zabezpečilo rovnomerné rozloženie krútiaceho momentu – nezhodná súprava prenáša proporcionálne väčší krútiaci moment cez hustejší záber, čím preťažuje jeden ozubený koleso. Spoločnosť Korea Ever-Power meria všetky ozubené kolesá v stojane na pastorok umiestnenom na rovnakom analyzátore ozubených kolies a pred odoslaním dokumentuje fázovanie rozstupu a vôľu pre každý pár.
Pastorkové stolice valcovníc používajú systém mazania s obehovým olejom (nie rozstrekovaním ani olejovým kúpeľom) – olej sa čerpá z centrálnej nádrže prietokom približne 3 – 10 l/min na záber ozubeného kolesa, filtruje sa na 10 – 25 µm a vstrekuje sa cez trysky nasmerované do vstupnej zóny záberu zubov. Ten istý olejový okruh zvyčajne slúži aj pre pastorkový stojan. špirálové ozubené kolesá, spojky vretena a klzné ložiská. Kvalita oleja: Minerálny prevodový olej ISO VG 220–320 s prísadami proti opotrebeniu a peneniu je štandardom pre väčšinu aplikácií pastorkov valcovacích stolíc. Ťažko prevádzkové formulácie so zvýšeným balíkom proti opotrebeniu sa predpisujú, keď valcová stolica spracováva vysokopevnostné ocele (ktoré generujú vyššie rázové špičky pri zábere). Dôležitá je regulácia teploty oleja – teplota oleja musí byť nad 30 – 35 °C pri filtri a čerpadle, aby sa udržal dostatočný prietok, ale pod 55 – 60 °C pri zábere ozubeného kolesa, aby sa udržala dostatočná hrúbka filmu EHL.
Dopyt na stojan pastorka valcovne a súpravu ozubených kolies s špirálovým ozubeným kolesom
Uveďte typ valcovacej valcovacej valcovacej valcovej ...
M16–M50 · Párovaná sada (3 alebo 4 prevody) · 42CrMo4 indukcia · 17CrNiMo6 cementácia · Tlmič záberu KA_eff · Olovené korunky · MOQ 1 sada
Redaktor: Cxm
