Innovative Lösungen zur Metallentspannung
Mehrfachaufspannung
Einführung:
Mehr als ein Bauteil gleichzeitig mit Vibration zu entspannen, ist eine Frage, die sich oft stellte. Vor allem sind aus einigen Untersuchugsberichten bei Kleinteilen die Resulta als ungenügend ausgewiesen worden. Die Wiap hat eine Lösung gewählt, wo ein Richtungswechsel der Anregung nicht sehr stört. Die Qualität der Übertragungs-Materialien wurde auch berücksichtigt, damit keine zu grosse Dämpfung den Prozess am Endprodukt negativ beeinflusst. Ein schwerer Tisch mit leichten Bauteilen ist nicht gut kontrollierbar.
Bild WM838a_1. Mehrfachauspannvorrichtung für 6 x 330 mm Durchmesser, oder 3 x 550 mm oder 1 x 900 mm. System für die Nabenspannung.
Bild WM838a_2. % Einstellung 0 bis 15500 N Anregerenergie.
Bild WM838a_3. Drehrichtung der Anregerenergie Einstellung.
Bild WM838a_4. Einzel Impeller auf der Mehrfachaufspannung.
Bild WM838a_5. dito Durchmesser 1300 mm.
Bild WM838a_6. Status Vermessung der Anreger Achsen, was die X = Transversalwellen, Z = Longitudinalwellen, Y = Quer- oder Schubwellen senkrecht machen. Es wird ein Protokoll erstellt mit allen Positionen, nebst dem über das Steuergerät.
Bild WM838a_7. Der Prozess läuft automatisch. Die Drehzahl wird selber reguliert. Eine Überwachung, welche bei einem Gefahrenwert antastet, automatisch herunter reguliert oder gar in Notstopp auslöst, wenn das Bauteil die Eigenresonanz mit einem zu hohen G Wert anregt.
Bild WM838a_8. 3 Impeller Durchmesser 550 mm, Durchmesser auf der Mehraufspann-vorrichtung.
Bild WM838a_9. Alle Achsen sollen angeregt werden, nur dann erfolgt eine Entspannung genügend. Welche G Werte (1 G= 9,81 m/s2) an welcher Stelle, wird noch die genaue WIAP Formel ermittelt.
Die Mehrfachaufspannvorrichtung hat bei den Messungen gezeigt, dass sie alle Zonen aller aufgespannten Bauteile erreicht. Die Unterschiede vom Teil 1 bis 2 (Durchm. 800) oder 1 bis 3 (bis Durchm. 550) oder auch dem Einzelteil Durchm. 1300 waren annähernd identisch; d.h. eine Abweichung von ca. 15% bei der Impeller Variante. Der Abbau ist gleich bei allen Teilen, wenn keine Ungleichheit des G Wertes je Achse ist. Welche G Werte bei welcher Bauteilart noch eingestellt werden müssen, ist noch nicht festgelegt. Ob eine grosse Auslenkung bei kleinen Drehzahlen und hoher Anreger % Stufe ist, oder ob eine kleine Auslenkung mit kleiner Exzenterstufe dafür hoher Hertzzahl gewählt werden soll, ist im Ermittlungsprozess. Der Vollautomat mit automatisch, verstellbarer Exzenterstufe steht als weitere Variante bereit, wenn beides nötig wäre für noch bessere Resultate. Als Resultat werden die G Verschiebung zwischen Vorher und Nachher genommen, pro Achsrichtung.
Hinweis:
In der Regel verfügt jeder schwingende Körper über mehrere solcher Eigenfrequenzen oder auch Schwingungsmoden. Kennzeichnend für diese Moden sind die Art der Ausbreitung und die Richtung der Schwingung. Bei Festkörpern unterscheidet man longitudinale und transversale Schwingungsmoden. Longitudinalwellen schwingen in Richtung der Ausbreitung, Transversalwellen oder auch Quer- oder Schubwellen senkrecht hierzu.
Wir versuchen alle Richtungen anzuregen.
Wenn wir jetzt einen robusten Schweisstisch oder einen Gusstisch nehmen, dann mehrere Bauteile darauf spannen, sind die Übertragungen auf das Bauteil weniger wirkungsvoll, als wenn wir eine Leichtbauweise einer Mehrfachaufspannvorrichtung wählen. Die genaue Ermlittlungen sind noch im Prozess und werden bald bekannt gegeben.
Mehrfachaufspannvorrichtung Untersuchung
5 Rohre aufgespannt
Grundrahmen WIAP MEMV 1000×540 ohne Deckplatte
Bild WM838a_10
Bild WM838a_11
Bild WM838a_12
Gemäss der Bauteilanalyse vibriert das Bauteil oben das Mehrfache, gegenüber unten an der Befestigungsfläche.
Obwohl wir pro Bauteil eine Spannschraube von M16 haben, d.h. wir spannen mit rund 8 Tonnen ein Bauteil von ca. 20 kg nach unten. Durchmesser ca. 100 mm; innen ca. 56 mm; Länge ca. 600 mm. Das Bauteil kommt in eine Anregung oben und hat durch sein Eigengewicht eine viel stärkere Auslenkung in der weitest entfernten Zone von der Aufspannung.
Skizze WM838a_13
Skizze WM838a_14
Die Auswertung zeigt, dass wir einen Oberrahmen machen müssen. Die Bauteile vibrieren oben stark, unten an der Bindestelle viel weniger.
Skizze WM838a_15. Bauteil Analysen, 5 Protokolle werden pro Bauteil erstellt.
Bauteil Name: LAGER STRECKWERK
Bauteil Art: 11017702
Bauteil Gewicht: 20 kg
Material: GG-25
Anzahl / Bauteile: 3 x 2 St.
Zonenverschiebung X: 20,3 m/s2
Zonenverschiebung Y: 17,2 m/s2
Zonenverschiebung Z: 4,8 m/s2
Angeregt Achse/Min: XY3/4 D5/D2 15/15`
XY5/6 D1/D2/D4 8/8/8`
XY7/8 D1/D2/D3 8/8/8`
6 Stück gegossen. C15
Gewicht:
Problem: Verzieht sich beim Bearbeiten
Vibrationsentspannt:
1. Aufspannung 2 x 15 Minuten D5 und D32. Aufspannung 3 x 8 Minuten D2 und D3 und D1
3.Aufspannung 3 x 8 Minuten D1 und D2 und D3
Hier wurden die Teile der ersten Aufspannung gut; die Teile der zweiten und dritten nicht.
Bild 16. Messprüfprotokoll, das die Art belegt.
Bild 17. 1. Aufspannung D5
Bild 18. Aufspannung D1
Bild 19.
Bild 20. 2. Aufspannung D3
Bild 21. Aufspannung D3
Resultat: XY3 bis XY8: XY3 und XY4. Mit D5 und D2 entspannt, Resultat ok. XY5, 6, 7, 8 entspannen mit D1, D2, D3 Resultat nicht ok, siehe Bild 10. Messprotokoll.
Massnahme: Nur D5 und D2 MEMV entspannen und Langzeit Test.
Test XY9 bis XY12 5.3.19 14:00 bis 15:00
Bauteil Name: TRÄGERRAHMEN
Bauteil Art: H04960742
Bauteil Gewicht: 9 kg
Material: Stahl S235JRC+C
Anzahl / Bauteile: 4 St.
Zonenverschiebung X: 65 m/s2
Zonenverschiebung Y: 67 m/s2
Zonenverschiebung Z: 39,8 m/s2
Angeregt Achse/Min: D1/D2/D3 8/8/8`
Bild 22.
Bild 23.
Bild 24.
Bild 25.
Resultat: XY9 bis XY12: nicht bestätigt
Massnahme: Weitere Teste machen. z. B. Mittenstreben so verbinden, dass sie nicht freischwingend bleiben. Andere Frequenzen.
Zeit Test machen.
Test XY17 bis 20 6.3.19 08:15 bis 09:15
Bauteil Name: Schiene
Bauteil Art: Stange
Bauteil Gewicht: 11 Kg
Material: C45E+C
Anzahl / Bauteile: 4 St.
Zonenverschiebung X: 190 m/s2
Zonenverschiebung Y: 27 m/s2
Zonenverschiebung Z: 113 m/s2
Angeregt Achse/Min: D1/D2/D3 8/8/8`
Kaltgezogene, blanke Stangen MEMV behandeln. Verzug war wie ohne MEMV, das Verfahren muss weiter geprüft werden.
Bild 26.
Bild 27. Ansicht Rohmaterial
Bild 28. Mehr Richtung MEMV
Resultat: XY17 bis XY20 keine Veränderung zwischen MEMV und nicht MEMV behandelten
Massnahme: Mittlere freischwingende Zone mit Zusammenspannen aller Stangen verhindern. D.h. Packet Spannung machen. Tieffrequenz, Mittelfrequenz und Hochfrequenz, sowie alle Richtungsverfahren, bessere Vibrations Übertragung testen.
Test XY21 bis 22 6.3.19 09:15 bis 10:15
Bauteil Name: Zellenrad angeschrägt
25/23-SS
Bauteil Art: MPST-10201-001
Bauteil Gewicht: 20Kg
Material: X6CrNiTi18-10
Anzahl / Bauteile: 2 St.
Zonenverschiebung X: 61 m/s2
Zonenverschiebung Y: 56,6 m/s2
Zonenverschiebung Z: 42 m/s2
Angeregt Achse/Min: D1/D2/D3 8/8/8`
Laufräder Verzug Testen mit MEMV
Aufgespannt auf Prismen. Leichte kleine Teile
Bild 29.
Bild 30.
Bild 31. Aufspannprisma auf Mehrfachaufspannung
Bild 32.
Resultat: XY21 bis XY22
Massnahme: parts are ok after machining operations – diameter and runout are ok
Resultat: XY23, 80% der Platte waren die Teile gerade. 20% nicht ok.
Massnahme: Todpunkt Verschiebung muss noch angesteuert werden mit der Software und dem Automat, dann sind alle Zonen erreicht.
Test XY24 bis XY25 6.3.19 13:15 bis 14:00
Bauteil Name: UNTERZANGE VORDERTEIL SWAKT-HC
Bauteil Art: H05284082
Bauteil Gewicht: 22 Kg
Material: GGG-40
Anzahl / Bauteile: 2 St.
Zonenverschiebung X: 117 m/s2
Zonenverschiebung Y: 40 m/s2
Zonenverschiebung Z: 13 m/s2
Angeregt Achse/Min: D2/D5 15/15 `
Test Gussplatten künstlich altern. Verzug war trotz MEMV 0.05 mm
G Verschiebung X=,Y=,Z=
Prozess D2, D5
Bild 33.
Bild 34.
Bild 35.
Resultat: XY24, XY25 war der Verzug 0.05 mm
Massnahme: Andere Achsrichtung noch testen. Bessere robustere Aufspannung. Laufzeit erhöhen
Test XY28 bis XY29 6.3.19 15:00 bis 16:00
Bauteil Name: Deckel
Bauteil Art: Gewalztes Teil
Bauteil Gewicht: 2 Kg
Material: DD12
Anzahl / Bauteile: 2 St.
Zonenverschiebung X: 85 m/s2
Zonenverschiebung Y: 36 m/s2
Zonenverschiebung Z: 52 m/s2
Angeregt Achse/Min: D1/D2 15/15`
Blech Deckel MEMV behandeln und prüfen, ob der Verzug, der beim Schweissen ins Teil gebracht wird, kleiner ist. Diese Teile haben durch das Schweissen einen starken Verzug. Es soll getestet werden, wenn MEMV behandelt wird, der Verzug kleiner ist. Die unten aufgezeigte Aufspannung sollte mit einer besseren Grundklemmung auf der Mehrfachaufspannvorrichtung erfolgen, welche wir nicht dabei hatten. Wir müssen weitere Norm Klemmteile für die Befestigung mit M24 vorbereiten.
Bild 36. Hier wäre der Prozess mit der MEMV Anlage während der Schweissarbeit eine Art, die 30% und mehr Verzug reduzieren kann. Dazu wäre das Gerät, es ist in der Einfachausbauart eine ergänzende Variante.
Resultat: XY28 und XY29
Massnahme:
hpw:iw.sw.jw.cw.
Saf_Dul 7.4.2019 hp