{"id":31168,"date":"2024-10-08T09:10:42","date_gmt":"2024-10-08T09:10:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.harsle.com\/?p=31168"},"modified":"2024-11-22T00:51:50","modified_gmt":"2024-11-22T00:51:50","slug":"hydraulic-drive-system-for-working-roller","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.harsle.com\/de\/hydraulic-drive-system-for-working-roller\/","title":{"rendered":"Hydraulisches Antriebssystem f\u00fcr die Arbeitswalze einer Dreiwalzen-Blechwalzmaschine"},"content":{"rendered":"

Bei meiner Arbeit mit Dreiwalzen-Blechwalzmaschinen habe ich die entscheidende Rolle des hydraulischen Antriebssystems f\u00fcr die Arbeitswalze erkannt. Dieses System sorgt nicht nur f\u00fcr pr\u00e4zise Steuerung und Effizienz w\u00e4hrend des Walzprozesses, sondern beeinflusst auch ma\u00dfgeblich die Gesamtleistung der Maschine. Das Verst\u00e4ndnis der Feinheiten des hydraulischen Antriebssystems hilft, den Betrieb zu optimieren und die Wartungskosten zu senken. In diesem Artikel erkl\u00e4re ich die Komponenten und die Funktionsweise des hydraulischen Antriebssystems f\u00fcr die Arbeitswalze und teile Erkenntnisse, die sowohl die Leistung als auch die Zuverl\u00e4ssigkeit von Blechwalzanwendungen verbessern k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Der Dreiwalzen-Blechwalzmaschine<\/a> basiert auf dem Prinzip, dass drei Punkte einen Kreis bilden. Durch Ausnutzung der Drehbewegung der Arbeitswalze und Anpassung der \u00c4nderung der relativen Position der Arbeitswalze wird eine kontinuierliche plastische Verformung des Metallblechs erzeugt und dieses in eine zylindrische, konische oder bogenf\u00f6rmige Form gebogen. Bearbeitungs- und Umformger\u00e4te f\u00fcr gleichf\u00f6rmige Werkst\u00fccke. In diesem Dokument wird anhand einer detaillierten Analyse des Hydraulikmotor-Antriebssystems der Arbeitswalze die Fehlerursache erl\u00e4utert und eine sinnvolle und praktikable L\u00f6sung vorgeschlagen.<\/p>\n\n\n\n

1. Funktionsprinzip des hydraulischen Antriebssystems<\/h2>\n\n\n\n

Die kippbare Drei-Rollen-Platte Walzmaschine<\/a> besteht aus einem Umkehrkopfmechanismus, einem linken Rahmen, einer oberen Arbeitswalze, zwei unteren Arbeitswalzen, einem rechten Rahmen, einem von der unteren Arbeitswalze angetriebenen Hydraulikmotor und einem von der oberen Arbeitswalze angetriebenen Hydraulikmotor usw., wie in Abbildung 1 dargestellt. Der linke und der rechte Rahmen sind mit einer Schwei\u00dfkonstruktion auf der Gesamtbasis montiert und durch Pleuelstangen verbunden, um die Steifigkeit der gesamten Maschine zu erh\u00f6hen. Die Position der oberen Arbeitswalze ist fest und die beiden unteren Arbeitswalzen k\u00f6nnen sich entlang der schr\u00e4gen F\u00fchrungsnuten am linken und rechten Rahmen auf und ab bewegen. Die Drehbewegung der Arbeitswalzen ist das Haupt\u00fcbertragungssystem, das an der Seite des rechten Rahmens installiert ist, und der Umkehrkopfmechanismus ist an der Seite des linken Rahmens installiert. Die Kipp- und R\u00fcckstellbewegungen werden durch den Umkehrkopfzylinder gesteuert.<\/p>\n\n\n\n

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1. Umgekehrter Mechanismus 2. Linker Rahmen 3. Obere Arbeitswalze 4. Zwei untere Arbeitswalzen\u00a0
\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 5. Rechter Rahmen 6. Hydraulikmotor f\u00fcr den Antrieb der unteren Arbeitswalze 7. Hydraulikmotor f\u00fcr den Antrieb der oberen Arbeitswalze
Abbildung 1 \u2013 Schematische Darstellung der Walzmaschine f\u00fcr geneigte Platten mit Abw\u00e4rtsverstellung<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die obere Arbeitswalze der Dreiwalzenwalzmaschine wird von einem Hydraulikmotor \u00fcber ein Planetengetriebe angetrieben, und die beiden unteren Arbeitswalzen (d. h. die linke untere Walze und die rechte untere Walze) werden direkt vom Hydraulikmotor angetrieben. Das Prinzipdiagramm des hydraulischen Antriebssystems der Arbeitswalze ist in Abbildung 2 dargestellt. Es besteht aus drei unabh\u00e4ngigen Hydraulikkreisl\u00e4ufen der oberen Walze, der unteren linken Walze und der unteren rechten Walze. <\/p>\n\n\n\n

Um die Qualit\u00e4t der von der Blechwalzmaschine verarbeiteten Produkte sicherzustellen, muss die Arbeitsgeschwindigkeit der drei Arbeitswalzen (obere Walze, untere linke Walze und untere rechte Walze) stabil und einstellbar sein und darf nicht durch den Einfluss anderer Mechanismen ver\u00e4ndert werden, um eine reibungslose Lieferung der Platte zu gew\u00e4hrleisten. Die obere Arbeitswalze und die beiden unteren Arbeitswalzen dienen als Hauptantriebswalzen, die nicht nur die Vorw\u00e4rts- und R\u00fcckw\u00e4rtsdrehung realisieren, sondern durch den Druck der oberen Arbeitswalze und der beiden unteren Arbeitswalzen auch das Wickeldrehmoment zum Walzen des Blechmaterials bereitstellen. Das Blech wird in zylindrische, kegelf\u00f6rmige und andere Formen gewalzt. Zu diesem Zweck sind drei spezielle Hydraulikkreisl\u00e4ufe vorgesehen, d. h. jede Arbeitswalze wird mit einem Satz spezieller Hydraulikkraft\u00f6lquellen versorgt, wodurch ein unabh\u00e4ngiger Hydraulikkreis entsteht, der nicht durch andere Mechanismen beeinflusst wird, um die stabile und einstellbare Geschwindigkeit der Arbeitswalze zu realisieren.<\/p>\n\n\n\n

In Abbildung 2 speichert der \u00d6ltank Hydraulik\u00f6l, W\u00e4rmeableitung und Schmutz im abgeschiedenen \u00d6l; die Saugfilter der oberen, der unteren linken und der unteren rechten Walze sind Grobfilter, um die Sauberkeit des in die drei unabh\u00e4ngigen Hydraulikkreisl\u00e4ufe eintretenden \u00d6ls zu gew\u00e4hrleisten; die Hydraulikpumpe und ihr Antriebsmotor sind die Energiequelle des Hydraulikkreises der oberen, der unteren linken und der unteren rechten Walze; die Druckmesser zeigen jeweils den Arbeitsdruck der drei Hydraulikpumpenausg\u00e4nge an; das elektromagnetische \u00dcberlaufventil steuert den Hydraulikmotor der oberen Walze und den Hydraulikdruck der unteren linken Walze. Der Arbeitsdruck des Motors und des Hydraulikmotors der unteren rechten Walze hat auch eine Entladefunktion, um die zweistufige Druckregelungsfunktion zu realisieren. Wenn die Arbeitswalze nicht arbeitet, wird durch Entladen Energie gespart; das elektrohydraulische Wegeventil steuert den Vorw\u00e4rts-, R\u00fcckw\u00e4rts- und Stoppmodus des Motors der oberen Walze und des Motors der unteren linken Walze sowie des Motors der unteren rechten Walze; die Pufferventilgruppe begrenzt den maximalen Arbeitsdruck auf beiden Seiten des Motors der oberen Walze, der unteren linken Walze und des Motors der rechten unteren Walze. Der Antriebsmotor der Arbeitsrolle ist ein Zweiwege-Quantit\u00e4tsmotor, der vorw\u00e4rts und r\u00fcckw\u00e4rts laufen kann, um die Zweiwegebewegung der Platte zu realisieren.<\/p>\n\n\n\n

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1. \u00d6ltank 2. Saugfilter der oberen Arbeitswalze 3. Saugfilter der linken unteren Walze 4. Saugfilter der rechten unteren Walze 5\/7\/9.\u00a0
Hydraulikpumpe 6\/8\/10. Antriebsmotor 11\/13\/15. Manometer 12\/14\/16. Elektromagnetisches \u00dcberstr\u00f6mventil 17\/18\/19. Elektrohydraulisches Wegeventil 20\/21\/22\/23\/24\/25. Pufferventilgruppe 26. Hydraulikmotor Oberwalze 27.\u00a0
Hydraulikmotor der linken unteren Walze 28. Hydraulikmotor der rechten unteren Walze
Abbildung 2 \u2013 Schematische Darstellung des hydraulischen Antriebs der Arbeitswalze einer Blechbiegemaschine<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

2. Verbessern Sie das Schemadesign<\/h2>\n\n\n\n

Der oben beschriebene Hydraulikkreislauf der Arbeitswalze dient als Beispiel f\u00fcr die Analyse. Wenn der Hydraulikmotor die obere Walze antreibt und das elektrohydraulische Wegeventil pl\u00f6tzlich in die Neutralstellung geschaltet oder die Richtung ge\u00e4ndert wird, entsteht ein starker Sto\u00df, der die Lebensdauer des Hydraulikmotors 26 der oberen Walze beeintr\u00e4chtigt. In Abb. 2 hat das elektrohydraulische Wegeventil 17 eine zentrale O-Funktion. W\u00e4hrend des Schaltvorgangs des elektrohydraulischen Wegeventils 17 in die Neutralstellung zum Abbremsen der oberen Walze sind Ein- und Auslass des Hydraulikmotors 26 beide geschlossen. Das elektrohydraulische Wegeventil 17 ist in der Neutralstellung geschlossen. <\/p>\n\n\n\n

Durch den Tr\u00e4gheitseffekt bildet sich am \u00d6lauslass des Hydraulikmotors 26 eine Hochdruckkammer und am \u00d6leinlass eine Vakuumkammer. Dadurch steigt der Druck auf der Auslassseite des Hydraulikmotors 26 an und erzeugt eine Bremskraft. Das Pufferventil auf dieser Seite begrenzt den Druck und reduziert den Hydrauliksto\u00df. Nach dem \u00d6ffnen der Pufferventilgruppe 20 (oder 21) kann das hochdruckseitige \u00d6l direkt in die niederdruckseitige Leitung der Vakuumkammer abgelassen und anschlie\u00dfend in den Motor\u00f6leinlass gelangen, um den Unterdruck zu reduzieren. Diese Anschlussmethode der Pufferventilgruppe wird als direkte \u00d6lbef\u00fcllung bezeichnet und hat den Nachteil, dass sie die vom \u00d6leinlass ben\u00f6tigte \u00d6lmenge nicht vollst\u00e4ndig kompensieren kann. Aufgrund interner Leckagen des Hydraulikmotors selbst und des elektrohydraulischen Wegeventils (das elektrohydraulische Wegeventil verwendet eine Schieberventilstruktur) ist der \u00d6leinlass zudem nicht mit der Niederdruckleitung oder dem \u00d6ltank verbunden und kann nicht mit externem \u00d6l erg\u00e4nzt werden. Daher ist die \u00d6lnachf\u00fcllung nicht ausreichend. Aufgrund der unzureichenden \u00d6lnachf\u00fcllung bleibt der \u00d6leinlass lange Zeit im Vakuumzustand, was zu Kavitation f\u00fchrt, die die Lebensdauer des Hydraulikmotors erheblich verk\u00fcrzt.<\/p>\n\n\n\n

Um das Vakuum- und Kavitationsph\u00e4nomen am \u00d6leinlass des Hydraulikmotors vollst\u00e4ndig zu beheben, wird eine verbesserte L\u00f6sung f\u00fcr die gepaarte Verwendung des Einweg-Ladeventils und des Pufferventils vorgeschlagen: Das \u00d6l wird vollst\u00e4ndig \u00fcber das Einwegventil zum \u00d6leinlass des Hydraulikmotors geleitet, um das Vakuumph\u00e4nomen zu vermeiden. Das Pufferventil kann nicht nur den durch das elektrohydraulische Wegeventil in der Neutralstellung verursachten Hydrauliksto\u00df reduzieren, sondern auch f\u00fcr ein sanftes Bremsen des Hydraulikmotors sorgen. Das elektrohydraulische Wegeventil verf\u00fcgt \u00fcber eine Neutralfunktion vom Typ M. Das Verbesserungsschema ist in Abbildung 3 dargestellt.<\/p>\n\n\n\n

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1\/2. Pufferr\u00fcckschlagventil 3\/4. Lader\u00fcckschlagventil 5. Gegendruckventil 6. Pufferventil
Abbildung 3 \u2013 Schematische Darstellung des Verbesserungsschemas<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Im Verbesserungsplan bilden das Pufferventil 6 und vier Einwegventile einen Vollbr\u00fccken-Puffer\u00f6lversorgungskreislauf. Das Pufferr\u00fcckschlagventil 1 oder 2 kann sicherstellen, dass das Hochdruck\u00f6l in der linken oder rechten Kammer das Pufferventil 6 passieren kann, w\u00e4hrend der R\u00fcckfluss durch das Pufferr\u00fcckschlagventil auf der Niederdruckseite blockiert wird, d. h. das \u00d6l auf der Hochdruckseite kann nicht durch das Pufferr\u00fcckschlagventil zur Niederdruckleitung auf dieser Seite flie\u00dfen. Das Lader\u00fcckschlagventil (3 oder 4) dient der zweiseitigen Bef\u00fcllung (der Hydraulikmotor muss vorw\u00e4rts und r\u00fcckw\u00e4rts laufen, und es m\u00fcssen zwei Lader\u00fcckschlagventile eingestellt werden), um die Niederdruckleitung nachzuf\u00fcllen. Der Ladedruck wird durch das Gegendruckventil 5 eingestellt, und der Gegendruck f\u00fcr die \u00d6lnachf\u00fcllung betr\u00e4gt in der Regel 0,3 bis 0,5 MPa. Aufgrund des Gegendrucks f\u00fcr die \u00d6lnachf\u00fcllung kann dieser \u00d6lkreislauf die Funktion einer vollst\u00e4ndigen \u00d6lnachf\u00fcllung \u00fcbernehmen. Das durch die Tr\u00e4gheit des Hydraulikmotors erzeugte Hochdruck\u00f6l passiert das R\u00fcckschlagventil 1 oder 2 und wird anschlie\u00dfend durch das Pufferventil 6 druckbegrenzend \u00fcberstr\u00f6mt. Der Einstelldruck des Pufferventils 6 begrenzt den maximalen Druck am Auslass des Hydraulikmotors. Die H\u00f6he des Einstelldrucks bestimmt die H\u00f6he des Motorbremsmoments. Diese verbesserte L\u00f6sung kann nicht nur eine Pufferfunktion \u00fcbernehmen, sondern auch den Zweck einer vollst\u00e4ndigen \u00d6lerg\u00e4nzung erf\u00fcllen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Bei meiner Arbeit mit Dreiwalzen-Blechwalzmaschinen habe ich die entscheidende Rolle des hydraulischen Antriebs zu sch\u00e4tzen gelernt.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":53922,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[180],"tags":[1803,1804,1261,228,1802],"class_list":["post-31168","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","tag-high-failure-rate","tag-hydraulic-drive-system","tag-hydraulic-motor","tag-plate-rolling-machine","tag-working-roller"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.harsle.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/Hydraulic-Drive-System-For-Working-Roller-of-Three-Roller-Plate-Rolling-Machine.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.harsle.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/31168","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.harsle.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.harsle.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.harsle.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.harsle.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=31168"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.harsle.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/31168\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.harsle.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/53922"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.harsle.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=31168"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.harsle.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=31168"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.harsle.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=31168"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}