Automatisierung Umform - BFI.de

Automatisierung
Umform- und Veredelungsanlagen
bei ihrer Entstehung zwei Fälle zu unterscheiden:
a) Ursache sind periodische Änderungen im Produktionssystem, die in periodische
Bandfehler umgesetzt werden (w = v w / f A ), die Anregungsfrequenz ist proportional zur
Walzgeschwindigkeit (f A v w ). Die Abstände dieser Bandfehler sind abhängig von den
verursachenden Prozess- oder Systemänderungen, d.h. die Wellenlänge der Fehler ist
unabhängig von der Walzgeschwindigkeit (w = konst.). Wird eine Eigenfrequenz angeregt,
kommt es in Abhängigkeit der Systemdämpfung zu einer verstärkten Ausprägung
der Fehleramplitude a.
b) Ursache ist die Eigendynamik der Anlage, die in periodische Bandfehler umgesetzt wird
(w = v w / f E ). Anregungen können periodische Änderungen im Produktionssystem,
transiente und stochastische Vorgänge sowie Selbsterregungseffekte sein. Wesentliches
Merkmal von Eigenschwingungen ist die unveränderliche Schwingfrequenz (f E = konst.),
die anlagen- bzw. bauteilabhängig ist und kaum vom Prozess beeinflusst wird. Die
Wellenlänge der periodischen Bandfehler, die bei einer Eigenschwingung entsteht,
ändert sich also mit der Walzgeschwindigkeit (w v w ).
Selbsterregung tritt meist nur bei konstanter Walzgeschwindigkeit auf, wodurch dann auch
die Fehlerabstände gleich bleiben (v w = konst., f E = konst., w = konst.), die Amplituden
wachsen schnell und exponentiell an. Bei stabilen Grenzzyklen steigen sie bis auf ein
Niveau, bei dem Systemdämpfung und Anfachung in Waage bleiben (oftmals bei „Torque-
Chatter“ oder auch „Roll-Chatter“). Instabile Selbsterregung führt zu aufschwingenden
Amplituden bis zu einer Systemänderung (z.B. Bandriss in Folge von „Gage-Chatter“) bzw.
kann nur durch einen Prozesseingriff unterbrochen werden (z.B. Geschwindigkeitsreduktion).
w
a
d min
d max
w d
w
a
a
d
w
w 1
w 2
Bild 6.2: Periodische Bandfehler: Dickenwelle, Formwelle, Dicken- und Formwelle (w 1 , w 2 ),
Rauheitsunterschiede, Schläge, allgemeine Form durch Überlagerung
Verminderung von Schwingungen
Anlagen- und prozessbedingt sind Schwingungen beim Walzen nicht zu verhindern, durch
nachfolgend beschriebene Möglichkeiten ist jedoch eine Beeinflussung gegeben.
Ursachenvermeidung: Die effektivste Methode Schwingungen zu verringern ist die
Vermeidung bzw. Verminderung der Ursache. Defekte, wie z.B. an Lagern, Zahnrädern
oder Walzen, können ausgehend von einer Fehleranalyse durch Instandhaltungs-
33 November 2011