De aandrijftechniek staat nooit stil: het is een vakgebied waarin technici rekening moeten houden met toekomstige uitdagingen wanneer ze de nieuwste innovaties ontwerpen. Ontwerpstijlen ontwikkelen zich uiteraard en standaard oplossingen wijzigen en moderniseren naarmate technologieën worden ontwikkeld en de industrie vooruitgang boekt. Soms kan een wat ouder principe de oplossing zijn voor de meest recente industriële eisen.
Miroslav Slawik, Global Account Manager Basic Metal bij Bauer Gear Motor, legt uit hoe de tandwielkasten voor sneldraaiende rollentafels zijn geëvolueerd en dat je soms achterom moet kijken om vooruit te komen.
Rollentafels vormen vaak het hart van een staalfabriek, omdat ze enorme blokken metaal door de fabriek en de diverse productieprocessen transporteren. Ze hebben het zwaar te verduren door de sterk schommelende omgevingstemperatuur en de aanwezigheid van veel abrasieve deeltjes. Het staal zelf straalt tijdens het transport veel hitte uit en vanwege het enorme gewicht dat het op de dragende rollen uitoefent, moeten deze bestand zijn tegen hoge en regelmatige schokbelastingen.
In de jaren ’70 was de meest gebruikelijke oplossing voor de rollenaandrijving een inline-gemonteerde helicoïdale tandwielkast, geplaatst op een voet en met een vaste askoppeling tussen de uitgaande as en de rol. Dit ontwerp was heel robuust en dankzij de ondersteuning van de voet konden een tandwielkast en motor worden gekozen die de schok opvingen op het moment dat de rol het gewicht van het metaal moest dragen.
Door de voetmontage nam elk aandrijfsysteem veel kostbare vloeroppervlakte in, terwijl de noodzakelijke askoppeling de kosten voor de aanschaf, de installatie en het onderhoud verhoogde. Fabriekstechnici vroegen een nieuwe oplossing, die even stevig was en tevens het vereiste koppel voor deze toepassing kon leveren.
Naarmate de technologie van de motorreductoren zich ontwikkelde, verschenen motoren met een hoger rendement, waardoor kleinere units zwaardere toepassingen aankonden. Kleinere motorreductoren met een asmontage konden rechtstreeks op de as van een rol worden gemonteerd, met slechts een lichte steun om de aandrijving te fixeren. Deze units waren compacter en voordeliger, maar ook veel sneller te installeren, doordat ze geen askoppeling nodig hadden. De totale plaatsbesparing bedroeg bijna 50%.
Door verhoging van de productiviteit moeten de rollentafels steeds sneller draaien: de gem. snelheid is inmiddels van ca. 2m/s opgelopen tot 8m/s. Om de rollen viermaal sneller te laten draaien, is een motor met viermaal zo veel vermogen nodig. Als voor een snelheid van 2m/s onder max. belasting een 10 kW motor nodig is, wordt nu een 40 kW motor vereist is om het staal met 8m/s te transporteren.
De grotere motoren vormen een zwaardere belasting voor de aandrijfas, de dragende constructie en het pasvlak van het tandwielkasthuis. De grotere krachten kunnen ook trillingen en inwendige spanningen veroorzaken, wat weer slijtage aan de onderdelen en bevestigingspunten geeft, waardoor in ernstige gevallen al olielekkages en defecten zijn voorgekomen.
De oorspronkelijke eigenschappen waardoor motorreductoren met asmontage de industrienorm zijn geworden, waren hun compactheid, lage prijs en installatiegemak. De nieuwe eisen voor sneldraaiende rollentafels deden de Bauer ontwerptechnici teruggrijpen naar het ontwerp uit de jaren ’70, maar dan wel met een moderne insteek. Ze zagen in dat een terugkeer naar de beproefde inline helicoïdale motorreductor met voetmontage veel zwaarder belast kan worden en dat hun ontwerp daardoor veel beter tegen schokken en trillingen zou weerstaan. Een flexibele askoppeling vangt naast schokbebeiliging voor de motorreductor ook grotendeels de trillingen op.
De Dura-Flex koppelingen van TB-Woods gebruiken bijvoorbeeld flexibel polyurethaan-materiaal, dat schokbelastingen en torsietrillingen absorbeert. De slijtagevermindering rechtvaardigt de aanschafprijs van het onderdeel. Het is van vitaal belang dat onze ingenieurs beseffen dat, ook al is het nu een industrienorm, geen enkele oplossing eeuwig voor alle toepassingen geschikt blijft.
