Гнев был велик: после того, как Felss Group переоборудовала свои машины для холодного формования компонентов с гидравлического на электроприводную технологию с использованием ротационного перемешивания, двигатель подвергся сильным вибрациям, что значительно сократило срок службы привода. Глобально активная группа, которая разрабатывает машины и процессы в области обработки металлов давлением, столкнулась с проблемой, связанной с новым поколением машин под названием «Поколение е».
В процессе кругового перемешивания трубы, провода и стержни уменьшаются за счет того, что несколько инструментов, работающих друг против друга, оказывают сжимающие усилия на заготовку в радиальном направлении. Изменение формы осуществляется большим количеством быстро прикладываемых импульсов давления. Для достижения высокой степени точности внутреннего диаметра и толщины стенки формование может быть выполнено с использованием оправки, вставленной в заготовку. Эта оправка передает связанные с процессом вибрации непосредственно на привод, которые оказывают значительное влияние на срок службы привода.
Картинная галерея
Картинная галерея с 6 картинками
С этим вызовом технологии привода, Felss обратился к Baumüller на ранней стадии процесса разработки продукта. В тесном сотрудничестве машиностроитель и специалист по приводам хотели добиться как высокой надежности процесса, так и оптимальной эффективности использования ресурсов. Baumüller выбрал серводвигатель DSC1-100, чтобы вставить оправку в тестомес в осевом направлении для радиальной поддержки заготовки с помощью привода шпинделя.
Вибрации, вызванные колебаниями инструментов, передавались на двигатель через шпиндель. Это привело к повреждению подшипника, что привело к раннему выходу из строя двигателя. Это привело к лучшему сроку службы двигателя Baumüller - всего несколько недель, но все еще далеко не достаточно.
Двигатель был смоделирован
Чтобы определить уровень вибрации, измерения проводились на машине со стандартным двигателем Baumüller. Полученные параметры затем использовались в качестве основы для моделирования, чтобы виртуально нагружать двигатель реальными вибрациями. Как специалист с многолетним ноу-хау в области технологий электроприводов, Baumüller смогла смоделировать двигатель со всеми соответствующими свойствами. Это включало информацию о материалах, контактах и типах соединений. Компоненты, исключенные из анализа, были учтены с соответствующими значениями инерции массы через массы смещения.
Расчетная модель показала повышенную осевую вибрационную нагрузку на двигатель. Согласно расчетам было установлено, что предполагаемые нагрузки теоретически увеличат срок службы с нескольких сотен часов до более 50 000 часов, если вместо стандартных шарикоподшипников качения использовать два радиально-упорных шарикоподшипника. Поэтому подходящую меру можно было бы выбрать еще до физического испытания и сделать заявление о его эффективности.
Испытание подтверждает симуляцию
На основании расчетов был изготовлен прототип, который был испытан на испытательном стенде. Значения, измеренные в долгосрочном тесте, и рассчитанные значения затем сравнивали. Было соглашение более 90%. Хорошие результаты были подтверждены еще раз в полевых испытаниях. Таким образом, причина отказа могла быть устранена, и двигателю был присвоен рейтинг «стойкий к износу» для настоящей заявки.
На первый взгляд моделирование моторов для расчета кажется сложным. Однако степень соответствия более 90% между расчетом и тестом показывает, что расчеты очень хорошо отражают реальные напряжения. Поэтому моделирование с помощью смоделированных двигателей является реальной альтернативой конструкции прототипа. (Уд)
Виртуальный ввод в эксплуатацию
Оптимальное движение благодаря виртуальному драйву
моделирование
Как симуляция помогает оптимизировать вибрации привода
* Флориан Тафельмайер - разработчик в Baumüller Nürnberg GmbH.