WPROWADZENIE
Podstawowymi elementami układu nośnego walczaka obrotowego są pierścienie biegowe
oraz rolki nośne (toczne). Głównym ruchem walczaka jest ruch obrotowy. Ruchowi temu towarzyszą
przemieszczenia walczaka wzdłuż jego osi. Opory obu tych ruchów są ściśle zależne
od warunków kontaktu pomiędzy powierzchniami współpracy rolek i pierścieni. Właściwe
warunki współpracy pierścienia biegowego z rolką nośną mogą być zapewnione jedynie
wówczas, gdy bieżnie tych elementów posiadają walcowy kształt.
Niestety, nawet w trakcie normalnej eksploatacji, walczak obrotowy narażony jest
na liczne czynniki, które w krótszej lub dłuższej perspektywie czasowej powodują
deformacje powierzchni współpracy, w ten sposób, że elementy toczne, w mniejszym
lub większym stopniu, zatracają swój pierwotny walcowy kształt.
Czynnikami tymi są:
- skoszenia wałów rolek nośnych /1/,
- bicie osiowe pierścieni /2/.
Powodują one nadmierne i nierównomiernie rozłożone naciski na styku pierścienia
z rolkami.
Całkowite wyeliminowanie powyższych czynników jest trudne, a nieraz wręcz niemożliwe.
Nieuniknione są więc również błędy kształtu (
/3/,
/4/), których wielkość
i tempo powstawania uzależnione są od liczebności oraz wartości występujących uchybień.
Błędy, nawet te najmniejsze, zakłócają właściwy rozkład sił w układzie nośnym walczaka,
wprowadzając punkty o naciskach jednostkowych przekraczających wartości dopuszczalne
/5/.
W ekstremalnym przypadku mogą być również przyczyną poważnych utrudnień w jego ruchu,
zarówno obrotowym, jak i osiowym.
Opory ruchu i niewłaściwy rozkład sił, doprowadzać mogą do licznych uszkodzeń, wśród
których warto wymienić:
- wytarcia, zerwania stop-bloków oporowych
/6/,
- uszkodzenia panewek spowodowane nadmiernymi naciskami (nierównomiernym obciążeniem)
/7/,
- zerwania kołnierzy oporowych wałów rolek,
- przyspieszona degradacja powierzchni bieżni rolek i pierścieni biegowych na skutek
zwiększonych nacisków jednostkowych na ich styku /8/, /9/.
Negatywne skutki zaistniałych oporów ruchu odczuwalne są również w obrębie sekcji
napędowej, gdzie dochodzi wówczas do przyspieszonego zużywania się zębów przekładni
/10/, a to w sprzężeniu zwrotnym skutkuje dalszym zniekształceniem
bieżni pierścieni biegowych, tym razem w postaci charakterystycznych prążków
/11/.
Eliminacja zaistniałych uszkodzeń wiąże się z poważnymi kosztami, wynikającymi zarówno
z przestojów produkcyjnych, jak i z kosztów usunięcia skutków awarii.
ROLKI OPOROWE
Innym, ważnym elementem układu nośnego walczaka są rolki oporowe. Przejmując część
osiowych sił działających na układ nośny obiektu, są one często narażone na działanie
znacznych obciążeń. Z tego względu istotne jest zapewnienie właściwego ich wypozycjonowania
oraz przylegania ich bieżni do czołowej powierzchni pierścienia biegowego tak, aby
rozkład sił był równomierny i nie powodował powstawania nadmiernych naprężeń, czy
też sił pionowych - nadmiernie dociskających rolkę do ramy fundamentowej lub ją
podrywających, doprowadzając w skrajnym przypadku do całkowitego uszkodzenia konstrukcji
rolki oporowej lub zniszczenia elementów osadzenia pierścienia biegowego na płaszczu.
Okresowa kontrola oraz przywracanie właściwych kształtów bieżniom pierścieni biegowych
i bieżniom rolek nośnych i oporowych są więc, z technicznego punktu widzenia, pożądane,
a od strony ekonomii - ze wszech miar uzasadnione.
OBRÓBKA TRADYCYJNA
Przywracanie kształtu można realizować w sposób tradycyjny - poprzez demontaż i
obróbkę (toczenie) na urządzeniach stacjonarnych (tokarkach). W tym przypadku należy się jednakże liczyć
z wyłączeniem obiektu z eksploatacji, w przypadku regeneracji rolek nośnych - nieco
krótszym (kilkadziesiąt godzin), w przypadku pierścienia bardzo długim (kilka tygodni).
Nie bez znaczenia są również ponoszone koszty realizacji samej operacji, w tym:
- demontażu i montażu (w przypadku pierścienia niejednokrotnie wymagane jest przecięcie
płaszcza pieca),
- transportu (utrudnienia związane z gabarytami obiektu),
- obróbki (nieliczne i drogie w eksploatacji obrabiarki).
Powyższe wydatki można wyeliminować lub ograniczyć stosując obróbkę na ruchu obiektu,
nawet w warunkach jego normalnej eksploatacji, a więc bez konieczności
demontażu regenerowanego detalu.
W przypadku rolek nośnych i oporowych, charakteryzujących się względną stałością
położenia osi obrotu, stosować można zarówno toczenie jak i szlifowanie, wykorzystując
mniej lub bardziej przystosowane do tego celu obrabiarki tradycyjne.
W przypadku pierścieni biegowych, zmienność położenia jego osi wymusza zastosowanie
o wiele bardziej przemyślanej i wyrafinowanej technologii, niedostępnej w powszechnym
wydaniu.
W trakcie obróbki niezbędna jest również gruntowna wiedza i bogate doświadczenie
z zakresu pomiarów oraz regulacji tego typu obiektów tak, aby skutecznie i szybko
korygować zmiany osiowości układu nośnego spowodowane obróbką jego elementów.
NOWE ROZWIĄZANIE
Wiedza i doświadczenie jakim dysponują inżynierowie z ZMP, a także najnowocześniejszy
sprzęt będący w naszym posiadaniu, pozwalają na efektywną regenerację powierzchni
pierścieni biegowych, rolek nośnych i oporowych bez konieczności ich demontażu.
Występujące zawsze w przypadku pierścieni biegowych i sporadycznie również w przypadku
rolek nośnych, przemieszczenia osi obrabianego elementu kompensowane są dzięki zastosowaniu
w konstrukcji obrotowych przegubów, umożliwiających nadążną zmianę pozycji urządzenia.
Stałość średnicy po obróbce zapewniona jest dzięki odpowiednio zaprojektowanemu,
rolkowemu, systemowi prowadzącemu. Ideą rozwiązania jest trzypunktowa metoda określenia
średnicy okręgu. Stały docisk zapewnia siłownik pneumatyczny, dzięki temu niezmienne
są parametry skrawania co pozwala uzyskać dobrą jakość powierzchni
po szlifowaniu oraz optymalną szybkość obróbki.
ZAKRES USŁUGI
Mając do dyspozycji tak wyspecjalizowane urządzenia oraz posiadając niezbędną wiedzę
inżynierską z zakresu problematyki walczaków obrotowych, możemy Państwu zaproponować
kompleksową usługę regeneracji bieżni rolek i pierścieni biegowych oraz rolek oporowych,
obejmującą:
- analizę wstępną, mającą na celu określenie zasadności i możliwości realizacji usługi
regeneracji powierzchni;
- asystę pomiarową i nadzór nad niezbędnymi w trakcie procesu regulacjami pozycji
rolek nośnych;
- regenerację bieżni rolek /12/ / pierścieni /13/ / z kontrolą średnicy i kształtu
tworzącej obrabianego detalu;
- szlifowanie rolek oporowych - przywrócenie pierwotnego kształtu tworzącej
/14/;
- szlifowanie powierzchni czołowej pierścienia współpracującej z rolką oporową – przywrócenie zarysu i/lub kąta pochylenia tworzącej
/15/.
ZALETY METODY
- obróbka na ruchu bez konieczności kosztownego i pracochłonnego demontażu oraz montażu obrabianego
elementu;
- eliminacja kosztownego transportu do i z miejsca obróbki;
- możliwość minimalizacji strat produkcyjnych (jedynie w skrajnych przypadkach obróbka
może powodować zakłócenia w procesie produkcyjnym; konieczność zmniejszenia prędkości
obrotowej walczaka w przypadku zbyt dużego poziomu drgań szlifowanych elementów
lub najbliższego otoczenia);
- bazowanie na rzeczywistej osi obrotu elementu podczas obróbki (wysoka dokładność
- niewielkie błędy kształtu);
- niska chropowatość zregenerowanej powierzchni;
- niewielkie koszty usługi w odniesieniu do uzyskanego efektu; (poprawa działania
oraz zwiększenie trwałości i niezawodności obiektu).
ZASTOSOWANIE
- szlifowanie bieżni rolek nośnych, pierścieni biegowych – bieżni tocznych i powierzchni czołowych oraz rolek oporowych walczaków obrotowych bez ich demontażu;
- szlifowanie innych elementów obrotowych o znacznych gabarytach (średnica powyżej 2m), bez konieczności
ich demontażu (niezbędny ruch obrotowy obrabianego detalu).
Patrz również: