Riešenie na automatické vyrovnávanie oceľových hriadeľov a tyčí

Oceľové hriadele a časti valcového tyčového typu môžu po tepelnom spracovaní vyvinúť oblúkové a radiálne hádzanie, sústruženie, brúsenie, skladovanie alebo manipulácia. Keď obrobok obsahuje niekoľko priemerov, problém s korekciou nie je jednoducho „vyrovnať tyč“: stroj musí otáčať diel v dohodnutom nulovom bode, merať iba schválené priemery, vyberte jeden alebo viac bezpečných korekčných bodov a chráňte špecifikovanú povrchovú úpravu.

Toto navrhované riešenie je založené na 25 oceľ alebo ekvivalentný materiál, tvrdosť HB 241–302, dĺžky od 183 do 720 mm a meracie priemery od 14 do 23.5 mm. Zákazník zaznamená maximálny prichádzajúci nábeh z 0.5 mm a cieľové hádzanie vonkajšieho priemeru 0.2 mm, s 1–5 vyrovnávacími bodmi. Toto sú vstupy projektu a musia byť v korelácii s výkresom, dátum, meracích pozícií a reprezentatívnych skúšok vzoriek predtým, ako sa stanú zárukami akceptácie stroja.

Automatic straightening machine with a batch of cylindrical steel shaft or bar stock

Oceľový hriadeľ / Požiadavka na lištu a projekt

Údaje zákazníka rozlišujú merné a nemerné priemery, čo naznačuje skôr problém s kontrolou rotujúceho hriadeľa/hádzania ako jednoduchú kontrolu pravítka po celej dĺžke. Konečný výkres musí identifikovať funkčný základ, presné meracie priemery a funkcie, ktoré možno použiť na podporu, otáčanie a lisovanie.

Verejné projektové video má názov stroj na vyrovnávanie rúr a zobrazuje dávku valcového materiálu vstupujúceho do viacbodovej meracej/lisovacej stanice. Pretože nie je jasne viditeľná žiadna čelná plocha, zábery nepreukazujú, či sú diely plné tyče alebo duté rúry, ani nedokazuje, že sú uvedené 25 oceľové obrobky. Tento článok preto používa zákaznícku špecifikáciu na definovanie návrhu oceľového hriadeľa/tyče a video používa iba ako dôkaz všeobecnej koncepcie automatizácie valcového skladu.

Projektová položkaZákaznícky vstup / Stav
ObrobokOceľový hriadeľ / časť valcového tyčového typu; konečná žiadosť bude potvrdená
Materiál25 oceľ alebo ekvivalent; vyžaduje sa presný štandard a certifikát
Drsnosť povrchuRa 1.25 μm
TvrdosťHB 241–302
Maximálny prichádzajúci beh0.5 mm vstup zákazníka
Target OD Runúť0.2 mm požiadavka zákazníka; údaj a metóda merania sa majú potvrdiť
Merací priemer14.0-23,5 mm
Iný priemer14.0-28,5 mm
Dĺžka183– 720 mm
Rovnacie polohy1– 5 zákazníckych vstupov; vyžaduje sa definícia meracieho/korekčného bodu
Navrhovaná metódaAutomatické rotačné meranie s bodovým lisovaním a úplným premeraním

Radiálne hádzanie je definované referenčným bodom

Radiálne hádzanie je rozdiel medzi maximálnymi a minimálnymi hodnotami sondy, keď sa obrobok otáča okolo definovanej osi. Ak je hriadeľ podopretý v stredoch, dva denníky, valčeky alebo iný pár priemerov, každé nastavenie môže priniesť iný výsledok. The customer's 0.2 mm terč musí byť preto pripojený k rovnakému nulovému bodu, aký bol použitý pri výstupnej kontrole.

Rovnosť a hádzanie spolu súvisia, ale nie sú vzájomne zameniteľné. Rovný povrch môže stále vykazovať hádzanie, ak je základný bod excentrický, a zjavne prijateľné hádzanie pri jednom priemere môže skrývať ohyb v inej axiálnej polohe. Recept stroja by mal identifikovať každý požadovaný merací bod, jeho priemer, povolený kontaktný oblúk sondy a limit prijatia.

Kontrolná položkaPovinná definícia
Dátumcentrá, vybrané čapy alebo špecifikované referenčné priemery
Meranie priemerovPresné polohy v rámci uvedeného rozsahu 14–23,5 mm
Limit prichádzajúcichMaximálne 0.5 hádzanie mm; potvrdiť, či to platí v každom bode
Konečný cieľ0.2 mm OD runúť; požiadavka zákazníka, zatiaľ neakceptovaný výsledok
Rovnacie polohy1–5 schválených axiálnych lisovacích zón; nie sú automaticky identické s meracími bodmi
Stav povrchuRa 1.25 μm a povolené kontaktné plochy podpery/sondy/lisu
Záverečná kontrolaRovnaká základná logika, rotačný spôsob a filtrovanie ako dohodnuté meradlo zákazníka

Prečo je ťažké narovnať túto rodinu hriadeľov a tyčí

Dĺžka sa mení takmer štvornásobne a obálka priemeru zahŕňa meracie aj nemeracie úseky. A 720 mm časť pri menšom priemere je oveľa pružnejšia ako krátka časť pri najväčšom priemere. Jedno pevné rozpätie podpery alebo zdvih lisu nemôže bezpečne pokryť rodinu.

Odchýlka tvrdosti od HB 241 do 302 tiež mení pruženie a množstvo trvalej korekcie vyvolanej rovnakým zdvihom. Ra 1.25 μm povrch musí zostať bez neprijateľných škrabancov sondy, podporné značky alebo tlačové výtlačky. Ak časť obsahuje ramená, drážky, krížové otvory, vlákna alebo iné prechody, ktoré nie sú uvedené v aktuálnych údajoch, môžu vytvárať koncentrácie napätia a dodatočné zóny bez tlaku.

Výzva pre konkrétny obrobokRizikoPožadovaná kontrola
183Rozsah dĺžky - 720 mmNesprávny rozsah podpory a nestabilná odozvaPodporné pozície a recepty špecifické pre daný model
Meracie vs. nemeracie priemerySonda na nesprávnom povrchu alebo nesúlad nulyDefinícia meracieho bodu a dráha snímača založená na výkrese
Rozsah tvrdosti HB 241–302Variabilné odpruženie, riziko nadmernej korekcie alebo prasknutiaAdaptívny zdvih, konzervatívne limity a overenie šarže/vzorky
Ra 1.25 μm povrchuKontaktné značky alebo hlučné meranieČisté tvarované podpery, vhodná sila sondy a schválené kontaktné zóny
1–5 korekčných polôhJedno stlačenie zmení susedné bodyMeranie po celej dĺžke a overená sekvencia korekcií
Možné prechody sekciíLokálna koncentrácia stresuZóny bez lisovania a vhodná geometria razníka/podpory
Žiadosť o výmenu konkurentaNepodporovaná ekvivalencia alebo nárok na cenuReferenčná hodnota rovnakej vzorky s dohodnutými kritériami prijatia

Odporúčaná metóda vyrovnávania

Automatické vyrovnávanie bodov lisovaním je preferovanou počiatočnou metódou, pretože diel sa meria pomocou radiálneho hádzania v niekoľkých možných axiálnych miestach. Systém otáča hriadeľom, identifikuje veľkosť ohybu a smer uhla, umiestni obrobok alebo lis na schválený korekčný bod, aplikuje kontrolované prehýbanie a potom zopakuje celé meranie.

Kontinuálny valčekový vyrovnávač môže byť vhodný, ak je konečným obrobkom tyč s konštantným priemerom s rovnomerným zakrivením a požiadavkou na priepustnosť, ktorá uprednostňuje spracovanie s priebežným posuvom. Menej vhodné je, keď má dielec niekoľko priemerov, chránené hotové povrchy alebo špecifických 1–5 lisovacích zón. Ak je skutočnou časťou dutá rúrka a nie plná hriadeľ/tyč, hrúbka steny, Pred výberom metódy je potrebné pridať limity vnútorného priemeru a kolapsu/ovality.

Navrhovaný proces automatického vyrovnávania

Súvisiace 16-sekundové video ukazuje valcový materiál na podávacom zásobníku a kompaktnú stanicu s viacerými podperami, meracie komponenty a vertikálna lisovacia hlava. Demonštruje koncept materiálového toku a stanice, ale neoveruje materiál obrobku, pevná/dutá konštrukcia, 0.5-do-0.2 mm výsledok, Rozsah HB, čas cyklu alebo konečná konfigurácia projektu.

KrokProcesInžiniersky účel
1Identifikácia dielov a výber receptúryDĺžka zápasu, priemerov, dátum, body a limity
2Kŕmenie a oddeľovaniePreneste jednu valcovú časť bez poškriabania alebo dvojitého podávania
3Umiestnenie a rotácia vzťažného boduVytvorte opakovateľnú os na meranie hádzania
4Počiatočné viacbodové meranieZaznamenajte prichádzajúce hádzanie pri každom požadovanom priemere
5Overenie signálu a výpočet ohybuOddeľte skutočný ohyb od drsnosti, výstredné alebo rysové efekty
6Korekčný bod a uhlové polohovanieZarovnajte jednu zo schválených 1–5 lisovacích zón s baranidlom
7Kontrolované nadmerné ohýbanieKompenzujte spätné pruženie v rámci limitov sily/zdvihu
8Kompletné premeraniePo každej korekcii vyhodnoťte všetky body
9Adaptívna korekcia alebo rozhodnutie NOKPokračujte iba v okne overeného procesu
10Konečné triedenie a evidencia údajovOddeľte diely OK/NOK a zachovajte požadované hodnoty kvality

Kŕmenie a kontrola modelu

Odkladacia podnos alebo zásobník môžu do stanice prezentovať valcové časti. Vodiace lišty, separátory a kontaktné materiály musia pokrývať obálku s priemerom 14–28,5 mm bez zaseknutia, zmiešanie dvoch častí alebo poškodenie Ra 1.25 μm povrchu. Zmiešané modely vyžadujú overenie receptúry prostredníctvom ID dielu, kontrola dĺžky, kontrola priemeru alebo ekvivalentná metóda poka-yoke.

Cylindrical steel stock arranged in the feeding tray of a straightening machine

Video nedokazuje, že zobrazený zásobník pokrýva všetky uvedené dĺžky a priemery. Konečný systém podávania by sa mal overiť pomocou najkratšieho, najdlhšie, najmenší a najväčší skutočný variant.

Viacbodová rotácia a meranie

Diel sa otáča v dohodnutom dátume, zatiaľ čo kontaktné sondy alebo laserové snímače zachytávajú hádzanie pri špecifikovaných meracích priemeroch. Sila sondy, rozsah snímača a filtrovanie by sa mali zvoliť pre povrch a rýchlosť otáčania. Drsnosť povrchu, chyba kruhovitosti alebo znečistenie sa nesmie zamieňať s ohybom hriadeľa.

Multi-point measuring and press station for cylindrical shaft or bar stock

1–5 pozícií vyrovnávania by sa malo mapovať oddelene od meracích bodov. Sonda môže merať funkčný čap, zatiaľ čo najbezpečnejšie miesto lisu leží na susednom mieste, silnejší úsek. Riadiaca jednotka musí použiť vzťah medzi týmito bodmi namiesto toho, aby predpokladal, že každé namerané maximum možno stlačiť priamo.

Výpočet ohybu a riadené nadmerné ohýbanie

Ovládanie identifikuje dominantný vektor ohybu a vyberie sekvenciu korekcie. Prílišné ohýbanie posunie diel za požadovanú konečnú polohu, takže elastické odpruženie ho vráti bližšie k cieľu. Počiatočné limity mŕtvice by mali byť konzervatívne, najmä v blízkosti HB 302 koniec sortimentu materiálov, a spresnené z nameranej odozvy reprezentatívnych vzoriek.

Kde je k dispozícii meranie sily, sila/posunutie môže poskytnúť dodatočný limit abnormálnej odozvy. Systém by sa mal zastaviť, ak sa odpoveď podstatne líši od overeného receptu, dosiahne sa maximálny počet korekcií alebo sa časť nepodarí bezpečne zblížiť.

Kompletné premeranie a konečné rozhodnutie

Po každej tlačovej akcii, všetky požadované meracie body sa znova skontrolujú v rovnakom údaji. Lokálne zlepšenie nestačí, ak sa iný priemer pohybuje mimo toleranciu. Konečné rozhodnutie OK si vyžaduje úplný súbor špecifikovaných bodov, aby sa splnilo kritérium zákazníka.

Záznamy o kvalite môžu obsahovať ID modelu, prichádzajúci a konečný nábeh, výsledky meracích bodov, korekčné pozície/počet, verzia receptúry a konečná klasifikácia. The scope should match the customer's traceability requirement rather than adding data fields that will not be used.

Výmena existujúceho zariadenia: Použite kontrolovaný benchmark

Zákazník posudzuje alternatívu k existujúcemu rovnaciemu zariadeniu. Tvrdiť rovnaký výkon alebo pevnú dvojtretinovú cenu bez porovnania rovnakých obrobkov nie je technicky správne, metóda merania, rozsah automatizácie, nástrojov a podpory životného cyklu.

Referenčná položkaPovinné porovnanie
Súprava obrobkovRovnaký najkratší/najdlhší, najmenšie/najväčšie vzorky a vzorky s najhorším ohybom
Dátum a meradloRovnaká podpora, rotácia, sondy a výpočet akceptácie
KvalitaKonečné hádzanie v každom požadovanom bode; stav povrchu a prasklín
ProcesPočet korekcií, čas cyklu, opakovateľnosť a sadzba NOK
ZmenaNástroje, recept a čas obsluhy pre všetky modely
automatizáciaKŕmenie, triedenie, sledovateľnosť a rozhrania závodu zahrnuté v oboch rozsahoch
Náklady na vlastníctvoVybavenie, náradia, inštalácia, školenia, údržbu, náhradné diely a predpoklady prestojov
PrijatiePísomné kritériá FAT/SAT namiesto nepodporovaného všeobecného vyhlásenia o rovnocennosti

Odporúčaná konfigurácia bunky

modulNavrhovaná požiadavkaPrečo je to potrebné
Koncepcia strojaAutomatická vyrovnávacia bunka lisu s rotačným bodomKorekcia uzavretej slučky pre viacbodové hádzanie hriadeľa
Obal na obrobokDĺžka 183–720 mm; rozmer OD 14–23,5 mm; ostatné OD až 28.5 mmZahŕňa uvedenú skupinu projektov, podlieha kontrole kresby
Merací systémMeranie viacbodového kontaktu alebo laserového hádzaniaDátum zápasu, požiadavky na povrch a dráhu snímača
Rotácia / Dátumcentrá, valčeky alebo podpery čapu vybrané z výkresuOpakovateľné meranie uhlového ohybu
Vyrovnávacia jednotkaJemne riadený servo/elektromechanický/hydraulický lis podľa veľkostiSpravujte odpruženie cez HB 241–302
Podporuje a PunchNastaviteľné, kontúrované, nástroje na ochranu povrchuPokryte rozsah dĺžky/priemeru a chráňte Ra 1.25 μm povrchov
Stratégia kontrolyRecepty, vektor ohybu, adaptívny zdvih a limity tvrdej iterácieOpravte 1–5 bodov bez nekontrolovaného opakovaného stláčania
KŕmeniePodnos, zásobník alebo ručné nakladanie na základe overeného taktu a zmesi dielovPrispôsobte tok výroby bez predpokladu nepodporovanej automatizácie
Údaje o kvaliteVýsledky pred/po a história opráv podľa potrebyBenchmarking, akceptovanie a sledovateľnosť
BezpečnosťStráženie, zámky, alarmy preťaženia a abnormálneho meraniaChráňte operátora, diel a náradie

Validácia projektu pred konečnou cenovou ponukou

Reprezentatívne vzorky by mali pokrývať minimálnu a maximálnu dĺžku, všetky varianty meracieho priemeru, normálne a maximálne prichádzajúce hádzanie, HB 241 a HB 302 materiálne podmienky, každá relevantná dávka tepelného spracovania a všetky prechody sekcií. Správa o skúške by mala zaznamenať údaj, každý merací bod, vstupná hodnota, opravná poloha/počet, konečná hodnota, stav povrchu a čas cyklu.

The customer's inspection gauge and the machine should be correlated before the 0.2 mm sa stáva zárukou prijatia. Ak je skutočný obrobok dutý alebo obsahuje skryté prvky, ktoré nie sú zobrazené v aktuálnych údajoch, výkres a kontrola vzorky musia pred konečným výberom stroja zrevidovať nástroje a posúdenie rizika.

Informácie potrebné pre návrh vyrovnávania oceľového hriadeľa a tyče

Uveďte konečný názov obrobku a aplikáciu, kreslenie, materiálový štandard a certifikát, stupeň tvrdosti a tepelného spracovania, všetky priemery a polohy prvkov, stredové otvory/časopisy, distribúcia prichádzajúceho výbehu, cieľ v každom bode merania, referenčná a meracia metóda, schválené podporné/tlačové zóny, požiadavka na ochranu povrchu, cieľová sadzba, ročný objem, smer zaťaženia a reprezentatívna vzorka dielov.

Tieto vstupy umožňujú tímu riešenia potvrdiť, či je dielom plný hriadeľ/tyč alebo dutá rúrka, vyberte metódu merania a vyrovnávania, veľkosť sily/zdvihu a nástrojov, a vybudovať objektívny benchmark FAT/SAT.

FAQ

Je cieľ 0.2 mm priamosť alebo radiálne hádzanie?

Aktuálny vstup to nazýva hádzanie vonkajšieho priemeru. Výkres musí potvrdiť základ, meranie polôh a spôsob otáčania. Bez týchto dôkazov by sa to nemalo prepísať ako priamosť.

Môže stroj znížiť maximálny hádzavosť z 0.5 do 0.2 mm?

To je cieľ projektu, zatiaľ neoverený výsledok. Uskutočniteľnosť závisí od dátumu, geometria, tvrdosť, rozloženie ohybov, schválené korekčné zóny a odozva na testovanie vzoriek.

Zvládne jeden stroj dĺžky od 183 do 720 mm?

potenciálne, ak podpora cestuje, meracie polohy, os lisu, systém kŕmenia a receptúry pokrývajú celý sortiment. Varianty koncového bodu musia byť zahrnuté do validácie.

Ako sa má Ra 1.25 μm povrch chránený?

Riešenie využíva čisté tvarované podpery, riadená sila sondy a ťahom schválené kontaktné/lisovacie zóny. Kontrola povrchu zostáva súčasťou akceptačného plánu vzorového testu.

Prečo je dôležité 1–5 vyrovnávacích bodov?

Naznačujú, že rôzne modely alebo profily ohybov môžu vyžadovať rôzne miesta korekcie. Stroj musí po každej korekcii premerať všetky kontrolované priemery, pretože zlepšenie jedného bodu môže zmeniť iný.

Dokazuje video, že sú pevné 25 oceľové hriadele?

Nie. Zobrazuje valcový materiál a vyrovnávaciu stanicu, ale konce a materiál nie sú identifikovateľné. The article's shaft/bar specification comes from the project data, nie z vizuálneho dohadu o videu.

Môže byť toto zariadenie prezentované ako rovnocenné s existujúcim konkurentom za fixne nižšiu cenu??

Iba po kontrolovanej referenčnej hodnote rovnakej vzorky a porovnateľnom komerčnom rozsahu. Kvalita, čas cyklu, náradia, automatizácie, náklady na služby a životný cyklus sa musia porovnať pomocou písomných kritérií prijatia.

Záver

Tento projekt oceľového hriadeľa/tyče je definovaný meraním hádzania s viacerými priemermi, 1–5 riadených korekčných polôh, HB 241–302 odpruženie a ochrana Ra 1.25 μm povrchu. Spoľahlivé riešenie musí merať celý diel na funkčnom meradle, opravte len schválené zóny a overte každý bod po každom stlačení.

Pošlite svoje kresby, certifikáty materiálu/tvrdosti, prichádzajúce údaje o vyčerpaní, 0.2 definícia prijatia mm, mix častí a vzorové informácie na preskúmanie realizovateľnosti a benchmarku. Konečný výkon by mal byť dohodnutý skôr na základe objektívnych kritérií FAT/SAT než neoverenej ekvivalencie alebo cenových vyhlásení.

Obsah
Prejdite na začiatok