Архитектура сталака зупчаника — намена и механичка конфигурација
Зупчано стајалиште у ваљаоници служи посебној сврси која га разликује од стандардног мењача са смањењем брзине: користи једно улазно вратило мотора и подједнако дели обртни момент између два излазна вратила - вретена која покрећу горњи и доњи радни ваљак ваљаонице. У већини ваљаоница за вруће траке и плоче, зупчано стајалиште ради са преносним односом 1:1 - оба излазна вратила се окрећу истом брзином као и улаз, одржавајући синхронизовану брзину површине ваљка. Смањење брзине са брзине мотора на брзину ваљања врши се помоћу посебног главног погонског редуктора узводно од зупчаног стајалишта.
Један улазни спирални зупчаник (који покреће мотор преко главног редуктора) спаја се са два идентична излазна спирална зупчаника истог пречника. Два излазна зупчаника покрећу горње и доње вретено ваљка. Однос 1:1 значи да сва три зупчаника у постољу зупчаника имају исти број зубаца — улазни зупчаник је постављен између два излазна зупчаника, обично са једнаком аксијалном симетријом како би се уравнотежила оптерећења лежајева.
Два тандемска зупчаника у серији, сваки са односом 1:1, омогућавају погон ваљаонице са 4 висине (резервни ваљци + радни ваљци) из једног пара мотора. Двоструко зупчаник садржи четири идентична спирална зупчаника, а подударање зазора између сва четири мора се проверити пре монтаже — сложен захтев за подударање сличан подударању двоструких спиралних зупчаника (члан 55).
Удар угриза — дефинишући догађај оптерећења за спиралне зупчанике са зупчаником
Најтежи механички догађај у стајалишту зупчаника ваљаонице дешава се када предња ивица врућег челичног греда, плоче или траке први пут дође у контакт са ротирајућим радним ваљцима – догађај „загриза“. У тренутку загриза, размак ваљака мора бити компресован да би се започела пластична деформација радног предмета, што захтева нагло и велико повећање обртног момента ваљања изнад стационарног обртног момента ваљања:
Фактор ударног момента загриза (однос вршног и сталног обртног момента):
Груба обрада (прво смањење, дебела плоча ≥ 100 mm): T_загризање/T_ваљање = 1,8–3,0
Средњи стаб (умерено смањење): T_загриз/T_рол = 1,4–2,0
Завршна обрада (танка трака, гладак улаз): T_загриз/T_ваљак = 1,1–1,5
Трајање: типично 0,05–0,20 секунди (време потребно да предња ивица прође кроз
размак котрљања и обртни момент котрљања за стабилизацију на сталној вредности котрљања)
Учесталост: 60–180 загриза на сат у ваљку за грубу обраду вруће траке који ради континуирано
Удар угриза се преноси директно кроз сталак зупчаника спирални зупчаник подешено без икаквог механичког слабљења — за разлику од погона мешалице гуме (чл. 64) где флуидна спојница делимично ограничава врхунац покретања, зупчаници ваљаонице имају крути погонски склоп од мотора до ваљака. Торзиона динамика погонског склопа између мотора и вретена радног ваљка претвара догађај загриза у пригушену осцилацију — врх обртног момента загриза се шири назад кроз вретено, спиралне зупчанике зупчаника стајалишта, главни редуктор и мотор, побуђујући торзионе модове целог механичког система.
Лежајеви са уљним филмом - зашто мењају спецификацију спиралног зупчаника
Постоље зупчаника великог модула спирални зупчаник — M32, 42CrMo4 индуктивно каљено, монтирано на лежајеве са уљним филмом (хидродинамичке чауре). Клинасти лежај подржава целокупну силу раздвајања ваљака (до 5.000–15.000 kN у ваљцима за дебеле плоче) и мора одржавати интегритет уљног филма при свим брзинама ваљања, укључујући кратак период мале брзине на почетку и крају сваког ваљаног комада
Минимално ограничење брзине од лежајева уљног филма
Кључни лежајеви са уљним филмом у носачима зупчаника су хидродинамички — уљни филм настаје ротацијом вратила унутар лежаја. Испод минималне брзине површине вратила (обично 0,3–0,8 м/с на чаураку), уљни филм се ломи и долази до контакта метала са металом на лежају. Ово ограничење минималне брзине има директне последице по носач зупчаника. спирални зупчаник: млин не може да ради испод минималне брзине ваљања, а ваљање не сме да се заустави са радним предметом у размаку (што би проузроковало да лежај ради на суво под силом раздвајања ваљка). Загризање малом брзином — где је брзина ваљања смањена како би се омогућило да комад нежно уђе — ограничено је минималном брзином уљаног филма, стварајући минималну брзину загризања која утиче на распоред ваљања и опсег дебљина производа које млин може да произведе.
Расподела оптерећења лежаја и оптерећење зубаца зупчаника
За разлику од котрљајућих лежајева (који се могу претходно оптеретити до нултог зазора), лежајеви са уљним филмом имају коначан радни зазор (обично 0,05–0,20 мм радијално). Овај зазор значи да се улазно вратило зупчаника може савити унутар свог лежаја, мењајући међуосно растојање између улаза и излаза. спиралних зупчаника под различитим оптерећењима загриза. Кореа Евер-Пауер специфицира заобљење олова на зубима спиралног зупчаника стала зупчаника (C_β = 20–50 µm, видети члан 46) посебно да би компензовао ово одступање вратила зависно од оптерећења унутар зазора чаурног лежаја — одржавајући адекватан контакт површине под најгорим ударним оптерећењем загриза без концентрације ивица која би изазвала прерано гњечење кућишта на крајевима површине.
Избор материјала и модула за спиралне зупчанике са постољем зупчаника
| Тип млина | Модул Мн | Ширина лица б | Материјал | Термичка обрада | Типични излазни обртни момент |
|---|---|---|---|---|---|
| Стајалиште за врућу завршну обраду траке | М20–М30 | 300–500 мм | 17CrNiMo6 | Карбуризовано HRC 58–62 | 500.000–2.000.000 N·m по стајалишту |
| Стајалиште за грубу врућу траку | М32–М50 | 500–800 мм | 42CrMo4 или 17CrNiMo6 | Индукционо HRC 50–55 или карбуризовано | 1.000.000–5.000.000 N·m по стајалишту |
| Плочани млин (једноструки сто) | М40–М60 | 600–1.000 мм | 42CrMo4 | Индукција HRC 50–55 | 2.000.000–10.000.000 N·m |
| Млин за шипке и штапове (мали део) | М16–М24 | 200–400 мм | 17CrNiMo6 | Карбуризовано HRC 58–62 | 50.000–500.000 N·m |
За сталак зупчаника глодалице спиралних зупчаника Код M40–M60, пречник бланко пресека од 1.500–2.500 мм превазилази дубину каљења било ког челика за цементацију — 17CrNiMo6 поуздано цементира пресеке до пречника од приближно 500 мм. Код M50 са z = 25, пречник корака је приближно 1.330 мм, а пречник бланко је приближно 1.400–1.500 мм. Ова величина пресека захтева индукционо каљење 42CrMo4 (каљење само површине зуба, остављајући језгро на QT HB 280–320) као једини практични пут термичке обраде. Постигнута σ_H lim (820–950 MPa) је нижа него код цементизованог (1.600–1.800 MPa), али се статичка чврстоћа на савијање при обртним моментима удара загриза заправо боље одржава јер чвршће QT језгро ефикасније одолева ширењу пукотина од удара удара загриза него цементизовано кућиште са релативно крхком површином са високим садржајем угљеника.
Универзални прикључак вретена — Интерфејс између сталака зупчаника и радног ваљка
Излазна вратила зупчаног сталака повезана су са вратовима радних ваљака преко универзалних вретена (такође названих карданска вретена или зупчаста вретена) — флексибилних спојница које прилагођавају угаоно неусклађење између средишње линије излазног вратила зупчаног сталака и средишње линије врата ваљка, које се мења како се мења отвор зазора ваљка за различите дебљине производа. Универзално вретено преноси и обртни момент ваљања и удар загриза на радни ваљак, уз истовремено омогућавање угаоног отклона од ±3–15°. Кореа Евер-Пауер испоручује зупчано сталак. спирални зупчаник Поставите димензионе и очистите димензије споја прирубнице универзалног вретена, потврђујући да су пречник излазног вратила и круг вијака прирубнице компатибилни са спецификацијама вретена купца пре производње.
Кореја Евер-Пауер — Снабдевање зупчаницима за сталак зупчаника ваљаонице
Производња и завршна инспекција зупчаника ваљаонице компаније Korea Ever-Power спирални зупчаник — M32, ширина чела 600 mm, 42CrMo4 индукцијско каљено HRC 52. Фактор ударног загризања (KA_eff = 2,5 за овај стан за грубу обраду) и заобљење водећег дела (C_β = 35 µm за компензацију угиба чаурног лежаја) су потврђени у документацији поруџбине.
Кореја Евер-Пауер производи спирално сечени зупчаници за сталак зупчаника ваљаоница од M16 до M50, ширине чела 200–1.000 mm, од цементираног 17CrNiMo6 (M16–M32) и индукцијски каљеног 42CrMo4 (M32–M50+). Фактор ударног захвата, спецификација крунисања водећег дела и статичка провера савијања при вршном обртном моменту захвата су стандардно укључени у документацију о поруџбини. Као директан произвођач спиралних зупчаника, Кореа Евер-Пауер такође производи комплетан упарени сет (улазни зупчаник + два излазна зупчаника) са верификованим мерењима анализатора зупчаника и потврђеним подударањем између сва три зупчаника — што је неопходно за уравнотежену расподелу оптерећења. Прегледајте асортиман производа са спиралним зупчаницима за ваљаонице и тешке индустријске примене.
Често постављана питања
При M32–M50 и брзинама котрљања од 0,5–10 m/s на линији корака, зупчаник са цилиндричним зупчаником би имао ε_α = 1,2–1,6 (однос попречног контакта) — што значи да сваки пар зубаца кратко носи пуни обртни момент сам на прелазима између контакта једног пара и контакта два пара. За грубу обраду која преноси 2.000.000 N·m са ударним захватом при 2,5× номиналној снази, тренутна сила зубаца при контакту једног пара била би огромна. А спирални зупчаник са β = 15–20° и ширином чела 600 mm постиже ε_β = 1,0–1,3 поред ε_α, тако да ниједан момент у циклусу мреже не носи мање од еквивалента ε_α + ε_β парова зубаца истовремено. Ова подела оптерећења је разлог зашто спиралних зупчаника заменили су цилиндричне зупчанике у свим модерним станицама зупчаника ваљаоница: глаткији прелаз силе значајно смањује појачање удара загриза и торзионо резонантно побуђивање које узрокује оштећење погонског склопа.
Добро специфицирани зупчаник зупчаника од индукцијски каљеног стајалишта за грубу обраду од 42CrMo4 (M40, HRC 52) у континуираној производњи вруће траке са 120 загриза на сат постиже приближно 5–10 година рада пре него што хабање или замор зубаца захтевају замену. Примарни механизам хабања је абразивно хабање од оксидне окалине и честица окалине које улазе у кућиште стајалишта зупчаника (упркос заптивљеним кућиштима) и контаминирају уље за преносник. Стајалиште зупчаника са наугљениченим стајалиштем од 17CrNiMo6 спиралних зупчаника (у мањим модулима M16–M24 за завршне постоље) обично постижу 8–15 година рада уз правилно подмазивање. Оштећење од удара загриза (замор од савијања корена зуба услед цикличног преоптерећења) је доминантан механизам замора, а не Херцов контактни замор — због чега статичка провера савијања при обртном моменту загриза управља постољем зупчаника спирални зупчаник спецификација више од провере контактног напона замора при номиналном моменту котрљања.
Да — Кореја Евер-Повер испоручује сталак за зупчанике спирални зупчаник комплети (сва три или четири зупчаника) као усклађени сет са потврђеним континуитетом корака између свих мрежа. Усклађивање је важно јер: (1) ако два излазна зупчаника имају мало различите грешке корака у односу на улазни зупчаник, један ваљак се окреће делимично брже од другог — што узрокује искривљење укрштених ваљака које увија радни предмет у зазору ваљања, стварајући дефект облика; (2) два излазна зупчаника морају имати усклађену дебљину зуба (једнак зазор у односу на улазни зупчаник) како би се осигурала једнака расподела обртног момента — неусклађени сет преноси пропорционално већи обртни момент кроз гушћу мрежу, преоптерећујући један зупчаник. Korea Ever-Power мери све зупчанике у постољу за зупчанике постављеном на истом анализатору зупчаника и документује фазирање корака и зазор за сваки пар пре испоруке.
Стала зупчаника ваљаонице користе систем за подмазивање циркулацијом уља (не прскањем или уљном купком) — уље се пумпа из централног резервоара брзином од приближно 3–10 Л/мин по захвату зупчаника, филтрира се до 10–25 µм и убризгава се кроз млазнице усмерене ка зони уласка у захват зубаца. Исти круг уља обично служи и за стајалиште зупчаника. спиралних зупчаника, спојнице вретена и клизне лежајеве. Врста уља: Минерално уље за зупчанике ISO VG 220–320 са адитивима против хабања и пене је стандардно за већину примена зупчаника ваљаоница. Формулације за тешке услове рада са повећаним пакетом против хабања су специфициране када ваљаоница обрађује челике високе чврстоће (који генеришу веће вршне ударе загриза). Контрола температуре уља је важна — уље мора бити изнад 30–35°C на филтеру и пумпи да би се одржао адекватан проток, али испод 55–60°C на мрежи зупчаника да би се одржала одговарајућа дебљина EHL филма.
Упит за сто за зупчанике ваљаонице
Наведите тип вашег млина, модул, брзину ваљања, обртни момент ваљања и познате податке о ударном удару. Korea Ever-Power израчунава ефективни фактор сервиса, потврђује материјал и термичку обраду и испоручује комплетан упарени сет са документацијом анализатора зупчаника и сертификатом о упаривању.
M16–M50 · Усклађени сет (3 или 4 зупчаника) · 42CrMo4 индукциони · 17CrNiMo6 карбуризовани · Амортизер KA_eff · Оловно крунисање · Минимална количина 1 сет
Уредник: Cxm
