Veiligheidskoppeling, voor zware toepassingen

De gepresenteerde Veiligheid koppelingen van de ST-serie R + W zijn verkrijgbaar in vier verschillende maten voor koppels van 1000 tot 160.000 Nm. Dit maakt ze bijzonder geschikt om de hoge stilstandkosten in de zware machinebouw te verminderen. Asdiameters van 40 tot 290 mm kunnen worden aangepast. De koppelingen zijn absoluut spelings- en onderhoudsvrij en hebben in vergelijking met andere veiligheidskoppelingen tot wel 23% kleinere buitendiameter.

inhoud

• Staalproductie en zware techniek
• Vergelijking van de mechanische koppelbegrenzers
• Technische gegevens van de slipkoppeling
• Opbouw en werkingsprincipe van de veiligheidskoppeling

Staalproductie en zware techniek

State-of-the-art staalfabrieken over de hele wereld produceren alle variaties en legeringen van het metaal, zodat aan de enorme mondiale vraag kan worden voldaan. In elektronische vlamboogovens wordt het basis- of gerecyclede materiaal in batches geproduceerd tot 100 ton gesmolten. De daaropvolgende verdere verwerking van het staal in continugietinstallaties tot bloemen of knuppels moet onmiddellijk plaatsvinden. Na een afkoelperiode van enkele uren vindt in de walserij de laatste stap van de moderne staalproductie plaats. In dit deel van de productie wordt het vormen van staafstaal (op aardgas gestookte loopoven) of betonstaal (op aardgas gestookte duwoven) uitgevoerd op verschillende walserijen.

XNUMX/XNUMX werking

Deze grootschalige systemen in de zware machinebouw zijn of moeten meestal... 3 ploegen 7 dagen per week geopereerd worden. Het uitschakelen of uitschakelen van de systemen voor onderhoudsintervallen van de afzonderlijke componenten zoals motoren, tandwielkasten, lagers of koppelingen wordt indien mogelijk vermeden, omdat het zogenaamde bevriezen van het systeem (bijv. slakkenbad) moet worden voorkomen. Hierdoor worden zoveel mogelijk onderhoudsvrije mechanische componenten gebruikt. Over het geheel genomen is het systeem veilig bij normaal gebruik. Maar wat gebeurt er buiten de normale bedrijfsvoering:

• als er bij het afzonderlijke onderdeel materiaalmoeheid optreedt die niet vooraf kan worden gedetecteerd?
• als er een knuppel vast komt te zitten in de continugietinstallatie?
• als er in de walserij een verkeerde druk of een verkeerd slagpad is ingesteld? 

Dit is waar het staat economie van het systeem bovenaan. De grootschalige zware machinerie moet onder alle omstandigheden zo snel mogelijk weer in bedrijf worden genomen! Op dit punt biedt een mechanische veiligheidskoppeling van R+W Antriebselemente GmbH maximale bescherming tegen vernietiging van de componenten in de aandrijflijn. Bij het ontwerp is de veiligheidskoppeling gedimensioneerd met een factor 1,3 tot 2,0 ten opzichte van bijvoorbeeld het kantel- of zadelkoppel van de motor.

Als er tijdens normaal bedrijf een crash dreigt, neemt het koppel toe powertrain onevenredig. De koppeling scheidt binnen milliseconden de crashkant van de nog intacte kant en voorkomt totale uitval van alle componenten. Door de veiligheidskoppeling snel los te koppelen hoeft de monteur in het beste geval alleen de verstopping te vervangen of te verhelpen. Dankzij het onderhoudsvrije en vooral herinschakelbare werkingsprincipe van de koppeling kan het systeem binnen enkele minuten weer in bedrijf worden genomen.

Vergelijking van de mechanische koppelbegrenzers

Het beschreven onderwerp is al tientallen jaren bekend in de zware machinebouw. Voor de Crashgeval De ontwerper kan kiezen uit breekboutkoppelingen of hydraulische koppelingen. De nadelen ten opzichte van de mechanische veiligheidskoppeling van R+W zijn duidelijk. Hoewel een breekpenkoppeling goedkoper in aanschaf is, vergt de montage veel langere montagetijd om deze weer in gebruik te nemen.

Kenmerken van de breekpenkoppeling

De Bolzen (meestal inclusief bussen) moet volledig worden gedemonteerd. Vervolgens moet de koppeling opnieuw worden afgesteld voordat de nieuwe pinnen en stopcontacten kunnen worden geplaatst, wat een enorme montage-inspanning vergt. De aankoopprijs, die aanvankelijk voordelig was, wordt uiterlijk bij het eerste activeringsproces in perspectief geplaatst. Bovendien vergt het weer in gebruik nemen van de koppeling een hoge mate van ervaring van de monteur, want als de koppeling verkeerd wordt “gerepareerd”, zal deze in de toekomst met verschillende koppels ontkoppelen! Wat in totaal extreme kosten tijdens stilstand veroorzaakt.

Een Overbelastingskoppeling die volgens een hydraulisch principe werkt, scoort in eerste instantie met zijn extreem compacte ontwerp. Als de koppeling door overbelasting loslaat, wordt de olie, die onder een druk van maximaal 1000 bar staat, via verschillende breekkleppen uit de koppeling geslingerd.

metalen balgkoppeling | Innovaties, toepassingen en speciale kenmerken

De vervuiling van de machineonderdelen in de directe nabijheid van de koppeling zijn extreem. Nadat het systeem is gestopt, moeten de afzonderlijke kleppen worden vervangen en gevuld met een speciale pomp (exacte drukweergave). Op dit punt moet de exacte druk worden gehandhaafd, anders verandert het loskoppel. Bij overbelasting scheidt deze hydraulische veiligheidskoppeling de in- en uitgangszijde naar het nominale koppel. De afzonderlijke componenten beginnen echter pas na een bepaalde tijdsvertraging te draaien. Dit kan mogelijk leiden tot verdere schade aan componenten.

Over het geheel genomen combineert de mechanische veiligheidskoppeling alle nadelen en plaatst ze in perspectief. Het mechanische werkingsprincipe kan direct weer in bedrijf worden gesteld (schotelveren). Er hoeven geen slijtdelen zoals bouten of kleppen achteraf te worden gemonteerd. Er vindt geen vervuiling van de componenten plaats. Maar het belangrijkste op dit moment is: de installateur of de exploitant van het systeem heeft het 100% gegarandeerde veiligheiddat de koppeling met precies het vereiste koppel ontkoppelt als er opnieuw schade optreedt. Door het R+W-principe is een onjuiste herstart onmogelijk.

Technische gegevens van de slipkoppeling

Vergeleken met andere mechanische veiligheidskoppelingen bouwt deze koppeling op 23% compacter in verhouding tot de buitendiameter. In het meest extreme geval bedraagt ​​het verschil in het totale gewicht van de koppeling 1 ton. Hierdoor kunnen bij de betreffende koppelingsgroottes aanzienlijk hogere omtreksnelheden worden toegestaan. Over het geheel genomen verbetert de nieuwe ontwikkeling van de ST-veiligheidskoppeling de afmetingen, het totale gewicht en de maximaal toegestane bedrijfssnelheid.

De individuele verbeteringen, vooral qua omvang, werden direct door de markt gevraagd. Omdat een reductie (tot 73%) maakt een eenvoudigere montage van de koppeling mogelijk. Hierdoor wordt de gehele aandrijflijn lichter en kan deze eventueel in een voormontageproces worden geassembleerd. Ten slotte vermindert het lagere totaalgewicht ook het traagheidsmoment als gevolg van de lagere vliegwielmassa's. Naast het verkorten van het optrek- en remproces realiseert het systeem een ​​hogere dynamiek, wat uiteindelijk een hogere productiviteit voor de eindklant betekent.

Opbouw en werkingsprincipe van de veiligheidskoppeling

De veiligheidskoppeling bestaat uit twee flenzen, die met zogenaamde schakeldelen (ST) zijn verbonden. De schakeldelen zijn in bepaalde mate op flens 1 gemonteerd. De aan het hoofdeinde zittende kogel kan met behulp van schotelveren met een gedefinieerde kracht in het tegenoverliggende vergrendelingssegment worden gedrukt. De koppeling wordt afgesteld via de fysieke relatie kracht x hefboomarm = koppel.

Elk schakeldeel kan in één zijn vooraf bepaald krachtbereik worden ingesteld. In tegenstelling tot de momenteel beschikbare schakelsegmenten is het instelbereik duidelijk aangegeven op een schaal in de standaard van R+W. Er zijn geen complexe metingen van de diepte van de plunjer of conclusies over het ontkoppelingskoppel met behulp van grafieken en insteldiagrammen nodig. De tijdsbesparing bij het instellen van het loskoppel is nu duidelijk. Tenslotte heeft ieder schakeldeel een vaste aanslag in de stelmoer.

Een verkeerde bediening (het vergrendelen van de koppeling) is daardoor ook onmogelijk. De veiligheidskoppeling van de ST-serie strekt zich uit tot een koppellimiet van 160.000 Nm. Wanneer de koppeling wordt geleverd, is deze volledig functioneel en vereist geen extra onderhoud of smering. Afhankelijk van het loskoppel zijn er 3, 6 of 9 schakeldelen symmetrisch verdeeld over de omtrek. Dankzij de 9 geleidegaten in alle drie de versies kan de klant op elk moment individuele schakelonderdelen achteraf monteren.

In extreme gevallen (zeer compacte inbouwpositie met extreem hoge koppels) kan het aantal schakeldelen worden verminderd van 9 tot 12 of het aantal schotelveren (hogere kracht) kan worden vergroot. Dit resulteert in een prestatieverbetering van maximaal 25% van de gehele koppelingseenheid. Ook op de Hannover Messe kon de fabrikant verbeteringen op het gebied van hervergrendelen presenteren. Een omtreksgroef biedt een hefboompunt voor het beter en gemakkelijker opnieuw aangrijpen van de afzonderlijke plunjers. Dit voordeel vermindert de stilstandtijd totdat het systeem weer in gebruik wordt genomen.

ST-modelserie voor directe aandrijvingen

De veiligheidskoppeling van de ST-serie is ervoor indirecte aandrijvingen (ST1-modelserie). Technische parameters zoals radiale zijdelingse krachten veroorzaakt door ketting- of riemwielen worden gecompenseerd door speciale schouderlagers. Deze lagers zorgen er ook voor dat de afzonderlijke vliegwielen vrijwel onbeperkt lang tot stilstand kunnen worden afgeremd.

Het belangrijkste verbindingstype voor de ST1-modelserie is aandrijfassen of cardanassen. Deze verbindingselementen worden meestal gebruikt voor krachtoverbrenging in de zware techniek. Door het compacte ontwerp is de buitendiameter van de gehele cardanassen slechts iets groter. Een eenvoudige oplossing met een aansluitflens wordt aangeboden als aansluiting op de doorgaans kleinere DIN-flenzen van de cardanas.

Naast de indirecte aandrijvingen zijn er nog twee andere modellen voor directe aandrijvingen op de markt. Naast het veiligheidssegment heeft de ST2-serie een elastisch segment een vergoedingelement. Deze kunststof in de vorm van natuurlijk of synthetisch rubber compenseert de afwijkingen die optreden in axiale, laterale en hoekrichting. Bovendien worden koppelstoten of trillingen gefilterd. De tweede serie voor directe aandrijvingen (model ST3) wordt aangeboden als torsiebestendige versie. Kenmerken omvatten nauwkeurige koppeloverdracht, zeer hoge robuustheid en compensatie voor alle drie soorten verkeerde uitlijning die optreden bij zeer lage herstelkrachten.