Cambios en la brecha del rollo del calendario: ¿Qué debe incluir el acoplamiento de transmisión?

Un calendario es inusual entre máquinas accionadas porque su geometría de funcionamiento cambia durante el funcionamiento normal. El espacio de balanceo es ajustable, Las tiradas se mueven intencionadamente entre sí, y algunos pueden abrirse de par en par para enroscar y cerrarse para la producción. Cada una de esas posiciones es una posición en la que la transmisión debe trabajar.

La mayoría de las especificaciones del tren motriz están escritas para una condición de alineación, Normalmente el que coloca la máquina cuando se monta y revisa. Un calendario no tiene una única condición de alineación. Tiene un rango, y el rango está acotado por las posiciones en las que nadie toma una medición, porque son transitorios, o incómodo, o simplemente no donde estaba configurada la máquina.

La pregunta que merece la pena plantearse antes de especificar o cambiar un sistema de variación de calendario no es qué puede compensar el acoplamiento. Es lo que se le pide al acoplamiento para compensar en la peor posición de balanceo, y si la respuesta está dentro de la capacidad nominal del acoplamiento.

Lo que un acoplamiento puede y no puede absorber

Empieza por el punto que pone fin rápidamente a las discusiones. La capacidad de un acoplamiento flexible para acomodar desplazamiento paralelo, Desalineación angular, y el desplazamiento axial es una propiedad del diseño de ese acoplamiento, y dentro de un diseño, de sus tolerancias. No existe una cifra general para "cuánto desalineamiento requiere un acoplamiento flexible," Porque la respuesta depende enteramente de qué acoplamiento.

Esto se indica directamente en la guía técnica publicada por fabricantes de equipos de alineación láser, que continúa describiendo lo que ocurre cuando se alcanza el límite. Una vez que se agota el rango de funcionamiento permitido de un acoplamiento, La vibración secundaria y el aumento de las fuerzas restauradoras aparecen incluso cuando la desalineación técnicamente sigue dentro del límite. Esas fuerzas actúan sobre los rodamientos y sellos de ambas máquinas, y en casos extremos en los propios ejes.

La consecuencia práctica es que mantenerse dentro de la calificación indica si el acoplamiento puede funcionar, No sobre cuánto tiempo durará. Un acoplamiento desalineado genera fuerzas restauradoras de forma continua mientras gira, y esas fuerzas crecen con el desplazamiento en lugar de mantenerse en un nivel fijo. Tienen que ir a algún sitio, y donde van es en los rodamientos y sellos a ambos lados. Cuánto cuesta la vida útil es una cuestión para los datos del propio fabricante de acoplamientos sobre ese acoplamiento; Lo que la geometría puede decir es que las fuerzas están presentes y que escalan con el desplazamiento.

Las formas de desalineación merecen ser nombradas con precisión, porque los impulsos calendarios producen todos ellos. El desplazamiento paralelo significa que los dos ejes del eje están desplazados lateralmente pero permanecen paralelos. Desalineación angular significa que los ejes se encuentran en ángulo. El desplazamiento axial significa que los extremos del eje se mueven hacia o se alejan unos de otros. Las instalaciones reales combinan las tres, en proporciones que cambian a medida que la máquina se mueve.

El desalineamiento nunca se presenta como desalineado. Llega como rodamiento y sello de dificultad, Desgaste de acoplamiento, Sellos con fugas, tornillos de cimentación aflojados y una lectura de vibración que sigue subiendo. Así que se va reparando componente por componente durante años, sin que la geometría se midiera nunca. En un calendario, la progresión es más rápida, Porque el desplazamiento en el acoplamiento no es un error fijo, sino una variable que se mueve con el separamiento de balanceo. Un acoplamiento cómodo en el entorno de producción puede situarse en el límite de su rango en el ajuste utilizado para roscar la máquina.

Por qué un calendario produce desalineación a propósito

En la mayoría de las máquinas, La desalineación es un error. En un calendario, Parte de ella está diseñada en.

Los rollos no están fijos en su posición. La función principal de un calendario es pasar el material a través de un espacio controlado entre rodillos giratorios, y ese hueco se establece moviendo las tiradas unas respecto a otras. Dependiendo del tipo de máquina, Esto puede significar que una tirada se ajuste contra una tirada fija, varios rodillos se ajustan, o se puede abrir toda la pila de rodillos. La disposición de los rollos en sí varía mucho: Dos rollos, Tres rollos, Cuatro rollos, y existen máquinas de cinco rodillos, en L, L invertida, F, Z, y configuraciones S, y cada uno coloca las conexiones de los discos en diferentes lugares con geometría distinta.

Cómo se accionan los rodillos es un asunto específico de cada máquina. Algunos calendarios accionan cada rodillo desde su propio motor o la salida de su propia caja de cambios, algunos accionan varios rodillos desde un eje de línea común con engranajes fijos entre ellos, y algunos combinan ambos. ¿Cuáles son las velocidades?, y si cada tirada puede establecerse de forma independiente, es una cuestión sobre los planos de la máquina más que una propiedad general de los calendarios.

Donde las velocidades sí difieren, Normalmente siguen un perfil a lo largo de la pila en lugar de un solo valor: Los rollos de pila inferior suelen ir progresivamente más rápido para mantener una ligera tensión o sobrevelocidad en la hoja al pasar de un pincho a otro, con las proporciones exactas establecidas por el material y el producto. El perfil no es un conjunto universal de números. Está escrito para un compuesto específico y un producto concreto, y es una de las primeras cosas que un proveedor de una máquina determinada especificará y que un artículo general no puede. Un tren motriz debe poder soportar el perfil que esa máquina requiera, incluyendo a lo largo del último tirado, El despegue, La refrigeración, y el devanado.

Por tanto, un disco de calendario debe ofrecer varias velocidades de salida diferentes a la vez, a tiradas que se mueven entre sí, a través de acoplamientos cuyo desalineamiento cambia a medida que se desplazan, mientras transmitía el par necesario para cortar el material en el nip.

Esa combinación es la razón por la que el tren motriz de un calendario es más sensible a la geometría que el tren motriz en una máquina con centros de rodamiento fijos.

El eje intermedio no es un transmisor de fuerza ideal

Donde un eje cardán o un eje intermedio de doble junta conecta una caja de cambios con un rodillo, Hay un aspecto del comportamiento mecánico que merece la pena entender antes de especificarlo.

Una sola junta universal produce una velocidad de salida no uniforme: a medida que aumenta el ángulo de la unión, La velocidad del eje de salida oscila dos veces por revolución de entrada, con la amplitud que crece con el ángulo de la articulación. Una doble unión universal dispuesta correctamente, con los dos ángulos de la unión iguales y los yugos en la fase correcta, cancela esa oscilación y produce una salida uniforme.

Las instalaciones reales rara vez alcanzan la igualdad perfecta, porque la geometría cambia a medida que se mueven las tiradas. Por tanto, un eje intermedio entre dos juntas universales lleva momentos flectores, Derivados de la fricción de la articulación y de las fluctuaciones de velocidad que producen los ángulos de la articulación, y esos efectos rompen la relación lineal ideal entre entrada y salida.

Los momentos de flexión son la parte que importa para la caja de cambios. No permanecen en el eje. Se reaccionan en los extremos del eje, Lo que significa que cargan el eje de salida de la caja de cambios y sus rodamientos, y el rodamiento del extremo de rodamiento, con fuerzas que no formaban parte del cálculo del par. Se pide que una caja de cambios de tamaño para par motor e instalada con un eje de cardán con un gran ángulo de la unión soporte una carga radial y de momento que nadie especificó.

El mecanismo merece la pena tomarlo en serio porque la trayectoria de carga es fácil de subestimar. Existe un ángulo articular que debe ser acomodado, y todo lo que lo acomoda produce una reacción en algún lugar, lo que significa las fuerzas de carga del cojinete de salida de la caja de cambios y del rodamiento en el extremo de rodamiento que ninguna figura de par describe. Cuanto mayor es el ángulo de la articulación a lo largo del rango de ajuste, Cuanto mayores sean esas reacciones, y menor será la capacidad de carga para el impuesto contra el que fue dimensionada.

Si un sistema de transmisión de calendario utiliza ejes cardáneos, Los ángulos de las uniones en las posiciones extremas de balanceo pertenecen a la especificación. Si la máquina utiliza un acoplamiento flexible, Los parámetros equivalentes son el desplazamiento y el desplazamiento angular en esas mismas posiciones.

Comprobando la peor posición, No la posición de preparación

El ejercicio productivo consiste en una comprobación posición por posición a lo largo de todo el rango de roll gap, Y lleva menos tiempo del que parece.

Entonces, para cada acoplamiento, Compare la compensación requerida con la capacidad nominal del acoplamiento para el desplazamiento paralelo, Desalineación angular, y desplazamiento axial por separado, y contra la clasificación combinada, que suele ser más restrictivo que cualquier eje individual.

La parte de la caja de cambios de esa comparación es donde una Caja de cambios de alta resistencia para máquinas de calendrado Entra en la especificación, Y la razón por la que entra aquí en lugar de en el cálculo de par es que la disposición del cojinete de salida y la geometría del extremo del eje son sobre lo que actúa el acoplamiento.

La tabla enumera siete posiciones, Y la cuestión práctica es por dónde empezar a medir. La peor posición no es automáticamente la brecha más amplia. Depende de dónde se sientan realmente los ejes de rodamiento en el rango de ajuste, a lo largo del eje intermedio, sobre cómo se combinan el movimiento térmico y el vector de ajuste, y sobre qué desviaciones se suman en la misma dirección y en la misma configuración. En algunas máquinas eso aterriza en la separación de roscado, en otras en una posición abierta de un solo lado utilizada para trabajos de corona, y en otros en algún punto intermedio. La forma de encontrarlo es trazar el desplazamiento y el ángulo en función de la posición de la brecha a partir de los propios planos de la máquina, con la longitud del eje y las direcciones de ajuste en ellos, y tomemos el ajuste donde el desplazamiento combinado alcanza su máximo. La brecha de producción es el caso de referencia, no el que gobierna, y es la posición en la que es menos probable que se encuentre un problema.

Dos entradas de esa lista son las que generan sorpresas.

Un rodillo de rectificado cambia la geometría, pero no de la forma en que parece al principio. El rectificado no mueve el eje del rodillo. El eje está sujeto por los rodamientos y sus alojamientos, y si no se tocan, El eje no se mueve. Lo que cambia es la posición de la superficie del rodillo, que retrocede hacia el interior por la mitad de la reducción del diámetro en cada punto alrededor de la circunferencia. En un rodillo de 400 mm, rectificado hasta 392 mm, La superficie se sitúa 4 mm más cerca de su propia línea central.

Donde el eje sí se mueve es después, y por una cantidad que se ajusta el mecanismo de ajuste en lugar del molinillo. La distancia entre dos rollos es la distancia central menos los dos radios. Perder 4 mm de radio abriría la distancia en 4 mm, por lo tanto, un operador que restaura el mismo hueco debe acercar los rollos 4 mm, y ese ajuste mueve la carcasa y con ella el eje. El acoplamiento en el extremo de la transmisión muestra el resultado de ese ajuste, no es resultado del rectificado, y ambos solo son iguales si la máquina se está colocando en el mismo espacio. Un calendario se reinicia a un hueco diferente, o un rollo cambiado por uno de repuesto de diámetro diferente, Mueve el extremo del disco según lo que requiera el nuevo ajuste. Un acoplamiento que estaba cómodamente dentro de su clasificación angular en la configuración antigua puede estar fuera de ella en la nueva, Y nada del impulso se tocó para provocarlo.

El crecimiento térmico no es uniforme. Los rollos se calientan; Las carcasas y los bastidores se calientan menos; La caja de cambios funciona a su propia temperatura. Cada elemento crece por su propia cantidad en su propia dirección, y el desplazamiento resultante en el acoplamiento es una suma vectorial que no es predecible a partir de la expansión de ningún componente individual. Una máquina alineada en frío y dejada en ese lugar es una máquina cuyo alineamiento a temperatura de producción es desconocido.

Ayuda a reducir la geometría a un solo número, porque el acoplamiento solo ve la distancia entre dos extremos del eje. Toma un rodillo accionado a través de un eje de cardán desde la salida de una caja de cambios, y supongamos, por efectos aritméticos, que se mueve 40 mm hacia la caja de cambios para cerrar la distancia; La carrera real proviene del mecanismo de ajuste, No por esta cifra. El ángulo de la unión del acoplamiento cambia en una cantidad que depende de la longitud del eje, y la velocidad de cambio no es constante durante el viaje: Los mismos 40 mm al principio del rango suponen un pequeño cambio de ángulo, y al final del rango puede ser más grande. El desplazamiento en el extremo del rollo también cambia, porque el eje de balanceo se ha movido y el eje de la caja de cambios no. Ninguna de las dos figuras es útil por separado. Con lo que se compara la clasificación de acoplamiento es el desplazamiento combinado en la posición más extrema, y esa posición se establece mediante el trazo de ajuste, no por la brecha de producción.

La funda de remolido tiene una segunda capa que es fácil pasar por alto, y es sobre qué superficie la máquina trata como su dato. Toma el mismo rodillo de 400 mm a 392 mm, con la carcasa del rodamiento donde estaba. La superficie ha llegado en 4 mm; El eje no se ha movido. Si la máquina establece su separación respecto a la superficie del rollo, La rendija se ha abierto 4 mm y el operador la cierra moviendo la carcasa 4 mm, que mueve el eje 4 mm y mueve el extremo de transmisión con él. Si la máquina coloca su espacio desde el centro del rodillo, La brecha es lo que digan los puestos de vivienda, y el operador ve un producto que ha cambiado de grosor sin que se haya hecho ningún ajuste. Mismos 4 mm de material, Dos conversaciones de mantenimiento completamente diferentes, Y cuál consigues depende de la convención de dibujo más que de la máquina.

La carga de carga que sigue

Porque la desalineación genera fuerzas restauradoras, y porque los ejes cardanos generan momentos de flexión, Los rodamientos de salida de la caja de cambios son los componentes que compensan una geometría que se ha desplazado fuera de rango.

Una especificación de caja de cambios de calendario que considere solo el par producirá una unidad cuyos rodamientos sean adecuados para el par y marginales para las cargas radial y de momento del acoplamiento. El síntoma es la falla de los rodamientos en el eje de salida, que se investiga como un problema de rodamientos, entonces como problema de lubricación, y finalmente, Si alguien mide la alineación a lo largo del rango de espacio de balanceo, Como problema de geometría.

La medida que lo resuelve es una comprobación de alineación del eje en cada posición de balanceo, No solo en la posición de preparación, con el acoplamiento desconectado de la carga para que se puedan leer las posiciones reales de los ejes. Eso es una mañana de trabajo en una máquina parada y encaja directamente con el problema.

Lo que la fase de dibujo puede descartar

La mayoría de los malos resultados en una unidad de calendario se deciden antes de que se ordene la caja de cambios, y se deciden por omisión más que por error. Nadie elige un acoplamiento que no pueda mantener el ángulo en la posición de roscado. Lo que pasa es que nadie comprueba la posición del enhebrado, porque el dibujo muestra el ajuste de producción y el ajuste de producción es donde la máquina pasa su turno.

Tres preguntas en la fase de sorteo eliminan a la mayoría de los candidatos.

¿Cuál es el desplazamiento en cada extremo del rango de ajuste, y en la posición abierta de un solo lado usada para el ajuste de la corona? Esos son los extremos de los candidatos, y cuál gobierna debe provenir de la geometría más que de una suposición sobre la anchura. Si la respuesta no está en el dibujo, no está en la especificación, Independientemente de la definición que se vea. Este va primero porque es el único de los tres que puede eliminar a un candidato directamente: un acoplamiento que no puede tomar el ángulo en la posición gobernante no es un candidato, lo que sea que pueda hacer.

Qué cambia cuando una tirada se vuelve a esmerilar? Cada rollo en un calendario es un desgaste, y el diámetro al que se rectificará es un evento planificado, No fue un accidente. La superficie se reduce por la mitad del diámetro, Así que restaurar el mismo hueco requiere la carcasa, y por tanto el eje y el extremo de la transmisión, moverse por esa cantidad. Un acoplamiento elegido en contra del diámetro actual, Sin preguntar dónde se colocará la carcasa después del próximo rectificado, se elige en contra de una condición que no existirá dentro de tres años.

¿Y cuál es la geometría a temperatura de funcionamiento? Los rollos se calientan, La caja de cambios funciona a su propia temperatura, y el chasis funciona más frío que cualquiera de los dos. El desplazamiento en el acoplamiento a temperatura no es la suma de esas expansiones porque actúan en diferentes direcciones desde distintos anclajes. Si el único registro de alineación es una lectura de configuración en frío, La condición de funcionamiento no se mide.

Responde a esos tres y el tren motriz puede especificarse en función de un rango en lugar de un punto. Un calendario no tiene una única condición de alineación, Así que se pide que una caja de cambios y un acoplamiento elegidos para una condición mantengan un rango para el que nunca fueron calificados, y el fallo aparecerá en la posición que nunca se ha comprobado.

Las tres respuestas, además del marco y el dibujo del centro del rollo, La brecha mínima y máxima, Las dimensiones del acoplamiento y del eje intermedio, Las temperaturas de funcionamiento, y la disposición de transmisión para cada rodillo, ¿De qué se debe construir una cotización para el tren motriz?. Envía ese set y el rango se convierte en la especificación en lugar de una nota al pie.