Rodillos de torneado de soldadura: Desde la velocidad de recorrido de la soldadura hasta las revoluciones de los rodillos y la relación de la caja de cambios

El procedimiento de soldadura requiere una velocidad de recorrido, a menudo escrito como un número simple: 600 mm por minuto, di, para un paso dado. La transmisión de giro y rodamiento, Por otro lado,, es un motor, Una caja de cambios, y un juego de rodillos, y sus datos de catálogo están escritos en rpm y ratios. Ambos hablan idiomas diferentes, Y la diferencia entre ellos es donde se cometen errores de talla.

La velocidad de recorrido de soldadura es una velocidad superficial a lo largo de la unión. No es la rpm de la pieza de trabajo, Y desde luego no es la salida de la caja de cambios. Pasar de una a otra requiere cuatro pasos en una secuencia fija. Hazlas en esa secuencia y las velocidades calculadas coinciden; Salta un paso o confunde los niveles y la tirada gira a una velocidad incorrecta. Aquí tienes la cadena completa, con un ejemplar trabajado.

Por qué la velocidad de recorrido de la soldadura no es la misma que las RPM de la pieza

La velocidad de desplazamiento es la velocidad a la que se mueve el arco de soldadura a lo largo de la unión. Para un circular, Soldadura concéntrica con soplete fijo, La unión se mueve porque la pieza gira, Así que la velocidad de recorrido es la velocidad superficial de la unión al pasar el arco. Un soplete móvil o una unión no circular necesita su propio cálculo de movimiento relativo.

Esa velocidad superficial depende de dos cosas: Qué tan rápido gira la pieza, y el tamaño del diámetro de la articulación. Un recipiente de gran diámetro gira lentamente para alcanzar la misma velocidad superficial que uno pequeño alcanza a altas revoluciones. Así que la misma velocidad de recorrido de 600 mm/min significa revoluciones diferentes en una carcasa de 1200 mm que en una de 600 mm. Hasta que el diámetro esté fijado, La velocidad de viaje no te dice nada sobre las rpm, Por eso la conversión siempre comienza desde el diámetro.

Paso 1: RPM de la pieza de trabajo por velocidad de recorrido y diámetro de soldadura

Para ese camino circular de soldadura, La relación entre la velocidad superficial y la velocidad de rotación es:

n_work = v_w / (p × D_w)

donde v_w es la velocidad de recorrido de soldadura y D_w es el diámetro de la unión en la soldadura. Ambos deben estar en unidades consistentes, Así que mantén el diámetro en milímetros para igualar la velocidad de recorrido en mm por minuto, y el resultado se produce en revoluciones por minuto. Convierte m/min a mm/min, o mm/s a mm/min, antes de usar un diámetro en milímetros.

Ejemplo recorrido. Toma una velocidad de recorrido de 600 mm/min en una unión de 1200 mm de diámetro:

n_work = 600 / (π × 1200) = 600 / 3769,9 = 0.15915 rpm

Así que la pieza de trabajo produce aproximadamente 0,16 de revolución por minuto. Ese es el número que necesita el arco, y es el punto de partida para todo lo que viene río abajo.

Paso 2: RPM del rodillo desde la RPM de la pieza y diámetro de contacto

La pieza no gira sola; los rodillos la hacen girar por fricción en el punto de contacto. Para superficies de contacto circulares concéntricas con sus respectivos ejes de rotación y sin deslizamiento, Las velocidades de la superficie coinciden en el contacto, Así, la razón de velocidades de rotación se determina por la razón de diámetros:

n_roller = n_work × D_contact / D_roller

Aquí D_contact es el diámetro en el que la pieza realmente toca los rodillos, y D_roller es el diámetro efectivo de rodamiento del rodillo bajo la carga correspondiente. Este es el paso en el que importa un anillo de soporte. Si la pieza lleva un anillo de refuerzo o una banda de soporte, es esa banda, no la superficie de la pared soldada, que se apoya en los rodillos, entonces D_contact es el diámetro de la banda, no el diámetro de la unión. Usar el diámetro de la soldadura en su lugar da una velocidad incorrecta del rodillo. Utiliza el diámetro en el punto de soporte real.

Ejemplo recorrido. Para esta ilustración, Supongamos que los rodillos contactan directamente con la carcasa de 1200 mm, así que D_contact = 1200 mm, y tomar D_roller = 200 mm. Manteniendo la velocidad de la pieza sin redondear en el cálculo:

n_roller = [600 / (π × 1200)] × (1200 / 200) = 0.95493 rpm

El rodillo gira aproximadamente a 0,95 rpm para accionar una pieza que gira a 0,16 rpm. Fíjate en el orden de magnitud: El rodillo es más rápido que la pieza aquí, Pero ambos están por debajo de 1 rpm. Esto localiza el extremo lento del recorrido. El par necesario allí sigue dependiendo de la pieza y sus condiciones de funcionamiento.

Paso 3: Salida de la caja de cambios a partir de las RPM de rodillos y la relación final de transmisión

Si una transmisión final, Una cadena, Piñón dentado, Par de engranajes, o de marcha abierta, se sitúa entre la salida de la caja de cambios y el rodillo, Esa etapa final cambia de nuevo la velocidad. Definamos la razón final como:

i_final = n_gearbox_out / n_roller

y resolver la salida de la caja de cambios:

n_gearbox_out = n_roller × i_final

Para acoplamiento directo entre la caja de cambios y el rodillo, i_final = 1. Para una transmisión por cadena sencilla, Esta relación de reducción es el recuento de dientes rodillo-piñón accionado dividido por el conteo de dientes de la caja de engranajes.

Ejemplo recorrido. Si la etapa final reduce la salida de la caja de cambios hasta el rodillo en una relación de 10:1, entonces la salida de la caja de cambios es diez veces la velocidad del rodillo:

n_gearbox_out = 0,95493 × 10 = 9,5493 rpm

Mantén los niveles claros aquí, Porque este es el paso que más a menudo se confunde. La salida de la caja de cambios es de 9,55 rpm, El rodillo es de 0,95 rpm, y la pieza de trabajo es de 0,16 rpm. En este ejemplo son tres elementos giratorios a tres velocidades diferentes. La salida de rpm de la caja de cambios no es la rpm del rodillo ni la rpm de la pieza; Es la velocidad que entrega la propia caja de cambios, antes de que la etapa final baje hasta el rodillo.

Paso 4: Relación de la caja de cambios respecto a la velocidad real del motor

Con la velocidad de salida de la caja de cambios conocida, La relación total de la caja de cambios se deduce de la velocidad del motor a la que realmente funcionará el sistema de transmisión:

i_box = n_motor / n_gearbox_out

Toma una velocidad de motor ilustrativa de 1450 rpm en el punto de trabajo. Entonces:

i_box = 1450 / 9,5493 ≈ 152:1

Esa es la reducción de la caja de cambios en este ejemplo; la etapa final separada suministra otros 10:1 Reducción. En la práctica, la relación se elige entre los pasos disponibles de la caja de cambios cercanos a esta cifra, Luego se recalcula la velocidad real de salida a partir de la relación elegida y la velocidad real del motor, Así que se puede confirmar la velocidad de viaje. La cadena, en orden, Se parece a esto:

Motor → caja de cambios (i_box) → etapa final (i_final) → rodillo → pieza de trabajo

Cada etapa tiene una relación de velocidad definida; una conexión directa es 1:1. La relación rodillo-pieza proviene de los diámetros de contacto. Tira la cadena antes de elegir la caja de cambios, así que ningún nivel queda indefinido.

Comprueba el control de baja velocidad y el diámetro efectivo

Dos cosas merecen ser analizadas una vez que los números estén listos.

La primera es el control a baja velocidad. Un rodillo por debajo de 1 rpm no significa por sí solo que el motor esté por debajo de la velocidad nominal: En este ejemplo, La reducción mecánica proporciona la baja velocidad del rodillo mientras el motor funciona a las supuestas 1450 rpm. Comprueba el rango real de velocidades del motor con las relaciones seleccionadas, Luego confirma que el disco mantiene la velocidad de recorrido requerida bajo carga. Si el control de velocidad lleva el motor por debajo de su rango normal de funcionamiento, Comprueba los límites de par y refrigeración aplicables.

La selección completa también requiere comprobaciones de carga y tracción. Inercia de la pieza, Excentricidad, La resistencia al rodamiento y la aceleración afectan al par requerido. Fricción de contacto disponible, Carga en las ruedas motrizes, También importan las capacidades térmicas y las clasificaciones de la caja de cambios y de la etapa final. El cálculo de velocidad por sí solo no establece la capacidad de par ni el peso permitido de la pieza.

La segunda es el diámetro efectivo y el deslizamiento. La suposición de no deslizamiento da la velocidad ideal del rodillo; En la práctica, el contacto puede deslizarse si la tracción requerida supera la fricción disponible, y cualquier cambio en el diámetro del soporte, un anillo diferente, un trabajo diferente, cambia D_contact y por tanto la velocidad del rodillo para la misma velocidad de recorrido. Para una soldadura controlada, Verifica el diámetro real de la junta antes de cada trabajo y confirma el diámetro de contacto que los rodillos realmente detectan, luego verifica la velocidad de desplazamiento de soldadura medida en relación con el procedimiento y ajusta el accionamiento según sea necesario. No cambies la velocidad de soldadura especificada solo para ajustarla a una proporción disponible.

Tabla de cálculo de la velocidad de giro y rodamiento

Las velocidades calculadas asumen que no hay deslizamiento y los diámetros efectivos indicados. Mantén los valores sin redondear durante el cálculo, y recalcular la velocidad de viaje tras seleccionar las relaciones reales y el punto de funcionamiento del motor. El aproximadamente 152:1 resultado no es una proporción de catálogo verificada.

Preguntas frecuentes

¿Puedo dimensionar una caja de cambios de rodillos giratorios solo con la velocidad de recorrido de la soldadura?? No. La velocidad de desplazamiento es una velocidad superficial, y solo se convierte a rpm después del diámetro de la unión y, más abajo, el diámetro de contacto y la relación final de transmisión están fijos. Esas velocidades establecen el requisito de velocidad; Par motor, Tracción, Todavía hay que comprobar el ciclo de trabajo y las especificaciones mecánicas antes de seleccionar el disco.

¿Por qué la velocidad de salida de la caja de cambios es mayor que la de los rodillos y la pieza de trabajo?? En el ejemplo trabajado, A 10:Una etapa final de reducción se sitúa entre la caja de cambios y el rodillo. La salida de la caja de cambios gira más rápido, y la etapa final reduce esa velocidad a la lenta velocidad del rodillo. Si la caja de cambios accionaba el rodillo directamente sin etapa final, La salida de la caja de cambios igualaría la velocidad del rodillo. La presencia o ausencia de esa etapa final es lo que marca el nivel.

Referencias técnicas

Especificaciones del rodillo giratorio TR-R de KOIKE Indica la velocidad periférica del rodillo en mm/min por separado del diámetro de la pieza y el rodillo. Referencia de cálculo de selección de Oriental Motor, páginas H-3 a H-6 y H-11 a H-13, Explica la velocidad, Par de carga, Comprobaciones de inercia y aceleración. Estos son ejemplos de referencia; sus valoraciones de productos no establecen las capacidades de una configuración Mingye.

Siguiente paso

Si estás ajustando el tamaño de un rodillo de soldadura y quieres que la cadena de velocidad se revise de principio a extremo, Mándanos la velocidad de recorrido de la soldadura, los diámetros de soldadura y contacto, el diámetro efectivo del rodillo, y la disposición de transmisión. Incluye la masa de la pieza, Distribución de carga y ciclo de inicio para la revisión de carga. Pídenos que compruebemos la cadena de velocidad y la función requerida de la caja de cambios con esas entradas. Explora nuestro Caja de cambios de alto par para soldar rodillos de torneado y Caja de engranajes rotadora de soldadura, o Contacta con nosotros Para iniciar una revisión de configuración.