Rétrofit de la boîte de vitesses à extrudeuse à double vis: Vérifiez d’abord la distance entre l’arbre et le centre

Un remplacement de boîte de vitesses à double vis d’extrudeur commence généralement par un exercice de couple et de rapport. L’unité existante possède une vitesse de sortie et une puissance nominale connues, Le procédé nécessite un couple spécifique, et la recherche commence pour trouver quelque chose qui correspond aux deux chiffres.

Puis les dessins arrivent et le projet s’arrête, car les deux arbres de vis de l’extrudeur sont à une distance fixe l’un de l’autre, et que la distance n’est pas négociable.

Ce n’est pas un problème de tolérance de fabrication ni une question de choisir la bonne option dans un catalogue. La distance centrale de l’arbre sur une machine à double vis est une propriété géométrique du canon et du jeu de vis, réparé avant l’existence de toute boîte de vitesses. Une unité de remplacement a soit des arbres de sortie aux bons endroits, soit elle ne s’adapte pas, Peu importe ce qu’il peut transmettre.

Pourquoi la distance centrale est fixe

Dans l’arrangement intermêlé co-rotatif, C’est le cas que cet article aborde, Les deux vis sont placées parallèlement dans le canon, tournant dans la même direction, leurs vols se croisant. Cela nécessite une relation spécifique entre le diamètre des vis, Profondeur de vol, et la distance entre les axes de l’arbre. Changez la distance centrale et les vis entrent en collision ou cessent de s’entrelacer.

L’arrangement doit être confirmé avant que tout cela ne soit appliqué, Parce que ce n’est pas le seul. Des machines à rotation opposée existent, où les vis tournent l’une vers l’autre ou s’éloignent et le moteur doit imposer cette relation. Non-entrelacement, ou tangentiel, Les machines existent, où les vols ne se rencontrent jamais et où les arbres sont géométriquement libres les uns des autres. Des machines à double vis conique existent, où les axes de l’arbre convergent et la distance centrale n’est même pas constante le long du canon. Chacun impose des contraintes différentes à la boîte de vitesses, et les plans de la machine en main sont ce qui permet d’établir laquelle est traitée.

La littérature publiée sur les brevets sur les machines à double vis décrit cela comme une distance centrale fixe entre les vis parallèles, traité comme un donné dans la définition mécanique de la machine. C’est un paramètre de canon et de vis, Pas un paramètre de disque.

La conséquence pour la boîte de vitesses est clairement exposée dans la littérature technique sur les transmissions extrudeuses. Parce que la distance entre les centres de vis limite l’espacement de l’arbre de sortie, La distance centrale de la boîte de vitesses est également limitée, et doit être réduit. C’est la source de toute la difficulté de conception des boîtes de vitesses à double vis à couple élevé. Ce n’est pas que le couple soit exceptionnellement élevé. C’est que le couple doit être transmis à travers deux arbres dont la séparation est déterminée par quelque chose d’entièrement différent.

Ainsi, une boîte d’engrenages pour une extrudeuse à double vis est un dispositif qui doit satisfaire deux contraintes externes à la fois: une exigence de couple et de vitesse liée au procédé, et une exigence d’espacement des arbres à partir de la géométrie de la machine. La première est négociable dans le sens où vous pouvez choisir une autre classe de couple. La seconde n’est pas.

Ce que l’architecture fait au couple

Une fois que la distance centrale est fixe et petite, L’architecture de boîte de vitesses est contrainte à un compromis, Et comprendre ce compromis rend la question de compatibilité beaucoup plus claire.

Une disposition observée dans cette catégorie est la configuration parallèle à trois arbres, où la puissance entre par l’arbre d’entrée et est répartie entre deux arbres de sortie. C’est une architecture parmi plusieurs, et comment la division est réalisée et à quel point elle est une propriété du design spécifique. Il faut le lire à partir de ses dessins plutôt que supposer: Une unité conçue pour une division équilibrée et une autre conçue pour supporter une charge inégale sont des arrangements internes différents, et le couple total ne les distingue pas.

Des arbres de sortie rapprochés peuvent contraindre les dimensions et la capacité des engrenages, mais l’élément limitant ne peut pas être déduit uniquement à partir de l’espacement des arbres. Selon l’architecture réelle, Matériaux, Géométrie, Paliers, Arbres, et conditions évaluées, La limite de gouvernance peut différer. Établissez-le à partir de la conception et des notes approuvées par le constructeur pour la boîte de vitesses spécifique.

Cela produit une situation qui surprend les gens en comparant les fiches techniques. Deux boîtes de vitesses avec le même couple total nominal peuvent avoir des architectures internes assez différentes, Différents ratios de répartition, Différents composants limitants, et un comportement différent quand une vis se rechargeait plus que l’autre. Le numéro sur la plaque nominative est un résumé, et le résumé masque la structure.

Certains fabricants publient une figure spécifique de couple ou de densité de couple. Comparez ces valeurs uniquement lorsque chaque fabricant donne la définition, Unités, et base utilisée. Sans définitions alignées ni conditions notées, Les chiffres ne soutiennent pas un classement inter-fabricants ni un niveau industriel universel.

L’objectif d’un projet de remplacement est que la classe de couple et l’architecture soient couplées plutôt qu’indépendantes. La disposition interne fixe la quantité de couple pouvant être transmise à travers les arbres de sortie à un espacement donné, Ainsi, une exigence de couple supplémentaire ne peut généralement pas être satisfaite en gardant la même disposition et en ne changeant rien d’autre. Ce couplage est la raison pour laquelle la question géométrique doit d’abord être répondue.

La façon de répondre à cette question est le dessin de la vis, Pas l’ancienne plaque nominative de boîte de vitesses. Ce dont le jeu de vis a besoin découle du diamètre de la vis, Géométrie des vis et exigences du procédé, et cela provient de la documentation du canon et de la vis. Travailler à rebours à partir de la valeur nominale de l’unité à remplacer revient à remonter à partir du compromis trouvé lors du choix de cette unité, qui pouvait être une décision d’espace ou de livraison plutôt qu’une décision de devoir. La plaque nominative indique ce que possède la machine, Ce n’est pas ce dont la machine a besoin.

Tous les lecteurs à double vis ne sont pas 1:1

Une hypothèse qui pose problème dans les projets de remplacement est que les deux arbres de sortie tournent toujours à la même vitesse. La littérature publiée sur les brevets décrit des machines à double vis dans lesquelles les deux vis fonctionnent à des vitesses différentes, une configuration adoptée pour réduire la dégradation de certains matériaux.

Cela compte pour deux raisons. Première, Une boîte de vitesses produisant deux vitesses de sortie différentes a une disposition interne différente de celle qui produit des vitesses égales, et les deux ne sont pas interchangeables. Deuxième, si la machine existante fait fonctionner les vis à des vitesses différentes, une boîte de vitesses de remplacement avec un 1:1 sortie changera le processus, Pas seulement le matériel.

La relation de direction de rotation est à nouveau une variable distincte, et elle est liée à la question de savoir si les vis s’entremêlent ou non, et au comportement de transmission prévu.

La comparaison qui décide réellement

La plupart des lignes de ce tableau sont les questions posées à un Boîte de vitesses à fort couple pour extrudeuses à double vis À l’étape de l’enquête, et celles auxquelles il n’est pas possible de répondre sont généralement celles que l’enquête n’a pas encore incluses.

La manière productive d’aborder cela est de faire une comparaison par dessin, Fait avant toute discussion sur le couple. La question n’est pas de savoir quelle boîte de vitesses est la meilleure. Il s’agit de savoir si l’installation existante et un remplacement candidat partagent le même cadre géométrique.

Les rangées un et douzième sont celles qui décident le plus souvent d’un projet en retard et coûteusement. La distance centrale mesurée à froid sur une boîte de vitesses qui fonctionne à chaud est un chiffre qui décrit une machine différente de celle en service. Le canon et la boîte de vitesses se dilatent de différentes quantités, et la disposition de montage détermine comment cette expansion est prise en charge. Une unité dont la distance entre le centre froid correspond mais dont la croissance thermique diffère de l’originale peut développer un désalignement croissant au niveau du couplage de sortie à mesure qu’elle atteint la température, Cela dépend de la façon dont les deux sont connectés et de la compensation de l’expansion entre eux. C’est une dispute à vérifier, Pas une prédiction que l’ajustement échouera.

Là où la mesure se trompe

La mesure elle-même mérite d’être notée, Parce que c’est fait par plus de personnes que celles équipées pour le faire avec précision.

La distance centrale est la distance entre les deux axes de sortie de l’arbre. Sur une unité en service, Cela signifie mesurer entre les deux surfaces de l’arbre, correction pour les deux rayons, et le faire à plusieurs positions axiales pour détecter toute erreur de parallélisme dans l’installation existante. Si la boîte de vitesses existante est remplacée à cause d’une panne, Le boîtier peut être déformé, et la mesure produira la distorsion plutôt que l’intention de conception.

La référence fiable est l’extrudeur, Pas l’ancienne boîte de vitesses: Distance centrale de l’alésage de la vis du canon, Pris à partir du dessin du canon ou mesurés à la face du canon. C’est le nombre que la nouvelle boîte doit égaler. L’ancienne boîte de vitesses est la preuve de ce qu’il y avait, et cela aurait pu être un compromis.

Là où le dessin du canon manque, la mesure doit être faite sur le canon lui-même, Et il faut que ce soit bien fait. Avec les vis retirées, indiquez chaque alésage dans la face d’extrémité et dérivez les deux centres, ou utiliser des bouchons expansifs dans les deux orages et mesurer entre eux. Prendre la lecture à plusieurs positions axiales le long du trou, car une paire de trous peut être parallèle à la face et hors parallèle plus loin, et la boîte de vitesses héritera de l’état du canon. Enregistrer la température du canon au moment de la mesure; Un alésage mesuré sur un canon froid est la figure froide, et l’unité qui y est fixée atteindra une température différente en service.

La forme de l’extrémité de l’arbre est la deuxième erreur fréquente. Deux unités peuvent avoir la même distance centrale et des cannelures d’arbre de sortie différentes, Diamètres différents des extrémités d’arbre, ou différentes positions axiales de l’épaule de l’arbre. Tous ces éléments sont visibles sur un dessin et aucun n’est visible sur une fiche technique.

Ce que le jeu de vis attend du lecteur

Une chose de plus mérite de faire partie de la comparaison car elle contraint la réponse: La boîte de vitesses n’est pas libre d’imposer sa propre idée de partage de charge sur les vis.

Dans une machine à entrelacement, les vis sont couplées mécaniquement à travers la fusion et à travers leur propre géométrie, et le couple que chacun porte dépend du processus, Pas de la boîte de vitesses. Dans une disposition non entrelacée ou tangentielle, les deux arbres sont plus indépendants et peuvent fonctionner à des vitesses différentes, ce qui signifie que les charges instantanées sur les deux arbres de sortie peuvent différer considérablement.

Pour une boîte de vitesses, Il s’agit d’une question sur la façon dont les deux arbres de sortie sont connectés en interne et ce qui se passe lorsque l’un subit une charge plus élevée que l’autre. Un design avec une répartition égale supposée est un design qui se comportera différemment d’un modèle conçu pour accueillir un modèle inégal. Ce n’est pas quelque chose qui peut se résoudre en regardant le couple total.

L’ordre dans lequel les deux questions doivent être posées

La question géométrique vient en premier, et elle est répondue à partir du dessin en tonneau ou, où ce dessin manque, de la bonne mesure des alésages du canon à la précision dont dépend l’ajustement. Cette mesure relève d’un travail de métrologie, Pas un chèque avec un mètre ruban: La tolérance qui compte, c’est la tolérance de l’ajustement, et elle est mesurée avec les instruments et la méthode que la documentation de la machine exige. Une unité qui répond à l’exigence de couple et manque la distance médiane n’est en aucun cas un candidat, et le constater avant la commande ne coûte rien sauf le temps nécessaire pour mesurer correctement.

La question du couple vient ensuite, Et c’est la plus difficile, Parce que cela dépend de ce que le jeu de vis est demandé de faire plutôt que de ce que dit la boîte de vitesses existante. Une unité qui s’adapte parfaitement et qui n’est pas dans la mauvaise catégorie architecturale pour la tâche n’est découverte qu’après l’installation, fonctionnant dans des conditions de procédé pour lesquelles il n’a jamais été conçu, et cet échec coûte une saison de production.

Les deux défaillances proviennent de la même racine, ce qui consiste à traiter une boîte de vitesses à double vis comme une marchandise nominale en couple plutôt que comme l’interface mécanique entre un moteur et une géométrie à vis fixe. Le premier filtre ne coûte rien et élimine la majeure partie du champ. La seconde nécessite les données de procédé, et aucune fiche technique ne répond.

Pour une demande de rétrofit, Les quatre documents qui rendent le filtre géométrique responsable sont le dessin existant de la boîte de vitesses, Le tirage du canon avec les centres de l’alésage de la vis, Le dessin de la tige de vis, et le moteur et l’agencement d’attelage. Où le dessin du canon n’existe pas, La mesure du canon décrite ci-dessus le représente. Ça peut être envoyé via la page de contact, et la question de l’ajustement peut être tranchée avant que la question du couple ne soit ouverte.