Rolos de Torneamento de Soldagem: Da velocidade de movimento da solda ao RPM dos rolos e à relação da caixa de câmbio

O procedimento de solda exige uma velocidade de deslocamento, frequentemente escrito como um número simples: 600 mm por minuto, diga, para uma passagem determinada. O acionamento de rotação por rolamento, Por outro lado,, é um motor, uma caixa de câmbio, e um conjunto de rolos, e seus dados de catálogo são escritos em RPM e razões. Os dois falam línguas diferentes, E a diferença entre eles é onde ocorrem erros de tamanho.

A velocidade de deslocamento da solda é uma velocidade superficial ao longo da junta. Não é a rotação da peça de trabalho, E certamente não é o RPM da caixa de câmbio. Ir de um para o outro leva quatro passos em uma sequência fixa. Faça essas sequências e as velocidades calculadas coincidem; Pular um passo ou confundir os níveis faz com que a rolagem gire na velocidade errada. Aqui está a cadeia completa, com um exemplo resolvido.

Por que a velocidade de movimento da solda não é a mesma que a RPM da peça

A velocidade de deslocamento é a velocidade com que o arco de soldagem se move ao longo da junta. Para um circular, Solda concêntrica com maçarico estacionário, a junta se move porque a peça gira, Então, a velocidade de curso é a velocidade superficial da junta ao passar pelo arco. Uma tocha móvel ou uma junta não circular precisa de seu próprio cálculo de movimento relativo.

Essa velocidade de superfície depende de duas coisas: Quão rápido a peça gira, e o tamanho do diâmetro da junta. Um recipiente de grande diâmetro gira lentamente para obter a mesma velocidade de superfície que um pequeno atinge em rotações mais altas. Assim, a mesma velocidade de deslocamento de 600 mm/min significa uma rotação diferente da peça em um projétil de 1200 mm do que em um de 600 mm. Até que o diâmetro seja fixo, A velocidade de viagem não diz nada sobre RPM, Por isso a conversão sempre começa pelo diâmetro.

Passo 1: RPM da peça de trabalho devido à velocidade de deslocamento e ao diâmetro da solda

Para esse caminho circular de solda, A relação entre velocidade de superfície e velocidade rotacional é:

n_work = v_w / (p × D_w)

onde v_w é a velocidade de deslocamento da solda e D_w é o diâmetro da junta na solda. Ambos devem estar em unidades consistentes, Então mantenha o diâmetro em milímetros para igualar a velocidade de deslocamento em mm por minuto, e o resultado aparece em raparigas por minuto. Converter m/min para mm/min, ou mm/s para mm/min, antes de usar um diâmetro em milímetros.

Exemplo resolvido. Faça uma velocidade de curso de 600 mm/min em um diâmetro da junta de 1200 mm:

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

Então a peça faz cerca de 0,16 de uma revolução por minuto. Esse é o número que o arco precisa, E é o ponto de partida para tudo que vai a jusante.

Passo 2: RPM do rolo a partir do RPM da peça e diâmetro de contato

A peça não gira sozinha; Os rolos giram por atrito no ponto de contato. Para superfícies de contato circulares concêntricas com seus respectivos eixos de rotação e sem deslizamento, As velocidades da superfície correspondem ao contato, Assim, a razão das velocidades de rotação é definida pela razão dos diâmetros:

n_roller = n_work × D_contact / D_roller

Aqui D_contact é o diâmetro no qual a peça realmente toca os rolos, e D_roller é o diâmetro efetivo de rolamento do rolo sob a carga relevante. Esse é o passo em que um anel de suporte importa. Se a peça carrega um anel de reforço ou uma faixa de suporte, e é essa faixa, não a superfície da parede de solda, que anda nos rolos, então D_contact é o diâmetro da faixa, não o diâmetro da junta. Usar o diâmetro da solda em seu lugar gera uma velocidade errada do rolo. Use o diâmetro no ponto real de suporte.

Exemplo resolvido. Para esta ilustração, Suponha que os rolos entrem em contato direto com a cápsula de 1200 mm, Então D_contact = 1200 mm, e tomar D_roller = 200 mm. Mantendo a velocidade da peça não arredondada no cálculo:

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

O rolo gira a cerca de 0,95 rpm para acionar uma peça girando a 0,16 rpm. Note a ordem de magnitude: O rolo é mais rápido que a peça aqui, mas ambos estão abaixo de 1 rpm. Isso localiza a ponta lenta da condução. O torque necessário ali ainda depende da peça e de suas condições de operação.

Passo 3: Saída da caixa de câmbio a partir do RPM dos rolos e a relação final de transmissão

Se uma transmissão final, uma corrente, Pinhão, Par de engrenagens, ou engrenagem aberta, fica entre a saída da caixa de câmbio e o rolo, Essa etapa final muda a velocidade novamente. Defina a razão final como:

i_final = n_gearbox_out / n_roller

e resolver a saída da caixa de câmbio:

n_gearbox_out = n_roller × i_final

Para acoplamento direto entre a caixa de câmbio e o rolo, i_final = 1. Para uma transmissão simples por corrente, Essa razão de redução é a contagem de dentes entre rolo e rodapê acionado dividida pela contagem de dentes da caixa de engrenagem e do pinhão.

Exemplo resolvido. Se o estágio final reduzir a saída da caixa de câmbio até o rolo em uma razão de 10:1, Então a saída da caixa de câmbio é dez vezes a velocidade do rolo:

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

Mantenha os níveis diretos aqui, Porque esse é o passo mais frequentemente confuso. A saída da caixa de câmbio é 9,55 rpm, O rolo é de 0,95 rpm, e a peça de trabalho é de 0,16 rpm. Neste exemplo, são três membros rotativos a três velocidades diferentes. A rotação de saída da caixa de engrenagem não é a rpm do rolo e não é a rpm da peça de trabalho; É a velocidade que a própria caixa de câmbio entrega, antes da etapa final levar até o rolo.

Passo 4: Relação da caixa de câmbio a partir da Velocidade Real do Motor

Com a velocidade de saída da caixa de câmbio conhecida, A relação total da caixa de câmbio decorre da velocidade do motor em que o acionamento realmente irá funcionar:

i_box = n_motor / n_gearbox_out

Observe uma velocidade de motor ilustrativa de 1450 rpm no ponto de trabalho. Então:

i_box = 1450 / 9,5493 ≈ 152:1

Essa é a redução da caixa de câmbio para este exemplo; a fase final separada fornece mais 10:1 Redução. Na prática, a relação é escolhida entre os passos disponíveis da caixa de câmbio próximos a esse valor, Depois, a velocidade real de saída é recalculada a partir da razão escolhida e da velocidade real do motor, Assim, a velocidade de viagem pode ser confirmada. A corrente, em ordem, Parece assim:

Motor → caixa de câmbio (i_box) → etapa final (i_final) → rolete → peça de trabalho

Cada estágio possui uma relação de velocidade definida; uma conexão direta é 1:1. A relação rolo-peça vem dos diâmetros de contato. Puxe a corrente antes de escolher a caixa de câmbio, Assim, nenhum nível fica indefinido.

Verifique o controle de baixa velocidade e o diâmetro efetivo

Duas coisas merecem uma segunda análise quando os números estiverem definidos.

A primeira é o controle em baixa velocidade. Um rolo abaixo de 1 rpm não significa que o motor está abaixo da velocidade nominal: Neste exemplo, A redução mecânica proporciona a velocidade lenta do rolo enquanto o motor funciona a 1450 rpm assumidas. Verifique a faixa real de velocidades do motor com as proporções selecionadas, Depois, confirme que o drive mantém a velocidade de deslocamento necessária sob carga. Se o controle de velocidade levar o motor abaixo da faixa normal de operação, Verifique os limites de torque e resfriamento aplicáveis.

A seleção completa também exige verificações de carga e tração. Inércia da peça de trabalho, Excentricidade, A resistência ao rolamento e a aceleração afetam o torque necessário. Fricção de contato disponível, Carga nas rodas motrizes, O serviço térmico e as classificações da caixa de câmbio e do estágio final também importam. O cálculo de velocidade sozinho não estabelece a capacidade de torque nem o peso permitido da peça.

A segunda é o diâmetro efetivo e o deslizamento. A suposição de não derrapagem dá a velocidade ideal do rolo; na prática, o contato pode deslizar se a tração necessária exceder o atrito disponível, e qualquer alteração no diâmetro do suporte, um anel diferente, um trabalho diferente, muda D_contact e, portanto, a velocidade do rolo para a mesma velocidade de deslocamento. Para uma solda controlada, Verifique o diâmetro real da junta antes de cada trabalho e confirme o diâmetro de contato que os rolos realmente veem, Depois, verifique a velocidade de deslocamento da solda medida em relação ao procedimento e ajuste o acionamento conforme necessário. Não altere a velocidade de soldagem especificada apenas para se adequar a uma proporção disponível.

Tabela de Cálculo da Velocidade de Rotação

As velocidades calculadas assumem que não há deslizamento e os diâmetros efetivos declarados. Mantenha valores não arredondados durante o cálculo, e recalcular a velocidade de viagem após selecionar as razões reais e o ponto de operação do motor. Os aproximadamente 152:1 resultado não é uma razão de catálogo verificada.

Perguntas Freqüentes

Posso dimensionar uma caixa de câmbio de rolo rotativo apenas pela velocidade de curso da solda? Não. Velocidade de deslocamento é uma velocidade de superfície, e ele converte para rpm somente após o diâmetro da junta e, Mais rio abaixo, O diâmetro de contato e a razão final de acionamento são fixos. Essas velocidades estabelecem o requisito de velocidade; Torque, Tração, O ciclo de trabalho e as classificações mecânicas ainda precisam ser verificados antes de selecionar o acionamento.

Por que a velocidade de saída da caixa de engrenagem é maior do que a velocidade dos rolos e da peça de trabalho?? No exemplo do trabalho, A 10:Um estágio final de redução fica entre a caixa de câmbio e o rolo. A saída da caixa de câmbio gira mais rápido, e o estágio final reduz essa velocidade para a velocidade lenta do rolo. Se a caixa de câmbio acionasse o rolo diretamente sem estágio final, a saída da caixa de câmbio seria igual à velocidade do rolo. A presença ou ausência dessa fase final é o que define o nível.

Referências técnicas

Especificações do rolo giratório TR-R da KOIKE Liste a velocidade periférica dos rolos em mm/min separadamente dos diâmetros da peça e dos rolos. Referência de cálculo de seleção do Oriental Motor, páginas H-3 a H-6 e H-11 a H-13, Explica a velocidade, Torque de carga, Verificações de inércia e aceleração. Estes são exemplos de referência; suas classificações de produtos não estabelecem as capacidades de uma configuração Mingye.

Próximo passo

Se você está dimensionando um rolo de torneio de soldagem e quer verificar a corrente de velocidade de ponta a ponta, Envie a velocidade de curso da solda, Os diâmetros da solda e do contato, Diâmetro efetivo do rolo, e o arranjo de transmissão. Inclua a massa da peça de trabalho, Distribuição de carga e ciclo inicial para a revisão de carga. Peça para conferirmos a corrente de velocidade e a função necessária da caixa de câmbio com essas entradas. Explore nosso Caixa de câmbio de alto torque para soldar rolos de torneamento e Caixa de engrenagens rotadora de soldagem, ou Entre em contato conosco para iniciar uma revisão de configuração.