Cajas de cambios extrusoras de un solo tornillo: Por qué el empuje axial necesita su propia comprobación de carga

Una revisión de la caja de cambios del extrusor suele empezar con el par y la velocidad de salida,. Los puntos de funcionamiento requeridos parecen ajustarse a las capacidades de la caja de cambios, y los números parecen establecidos. Pero el tornillo también empuja hacia atrás a lo largo de su propio eje. Esa reacción axial es una carga diferente del par que soporta el eje, y puede permanecer sin control incluso cuando las calificaciones rotativas parecen adecuadas.

El empuje axial no es una nota al pie de la potencia de par nominal. Es una carga separada con su propio camino, Límites, y disposición de rodamientos. Dimensionar una caja de cambios solo por par hace que el lado de empuje de la aplicación no se controle. Así es como tratarlo como un caso de carga independiente.

Por qué el mismo par no significa la misma capacidad de empuje

Dos extrusoras pueden exigir el mismo par de salida e imponer un empuje axial muy diferente. El par proviene de girar el tornillo contra el polímero; El empuje proviene del tornillo que empuja el fundido hacia adelante y el dado que se resiste. Los cambios en el proceso pueden afectar a ambos, pero no son la misma cantidad, y el par por sí solo no establece el empuje.

Por eso una clasificación de par no responde a la pregunta del empuje. Una caja de cambios nominal para un par de salida dado puede llevar un cojinete de empuje dimensionado para una clase de tornillo y proceso, y la siguiente aplicación, Mismo par, Misma velocidad, Mismo diámetro de tornillo, puede cargar mucho más el camino de empuje mediante mayor presión de carga o un dado diferente. La comprobación de carga tiene que hacerse en el lado del empuje como un elemento independiente, Uso de los datos de proceso, no el número de par.

Cómo un tornillo genera fuerza axial y en qué se diferencia del par

Dentro de un extrusor de un solo tornillo, El tornillo giratorio arrastra el polímero hacia adelante contra la resistencia del chip y del equipo aguas abajo. Esa resistencia actúa hacia atrás a lo largo del eje del tornillo como una fuerza axial. La magnitud depende de la geometría del tornillo, El polímero, La presión de carga, y las temperaturas del proceso, No solo por el par motor.

Porque la fuerza axial recorre el eje mientras el par gira alrededor de él, Cargan el tren motriz de diferentes maneras. Los ejes transmiten el par en torsión, mientras que las fuerzas de la malla de engranajes son reflejadas por sus cojinetes. El engranaje helicoidal también puede generar sus propias fuerzas axiales. El empuje del proceso del tornillo debe seguirse por separado hasta la disposición de rodamientos destinada a reaccionarla. Las dos cargas exigen comprobaciones diferentes, y un diseño que es sólido en el lado de par puede ser débil en el lado de empuje, o al revés.

Sigue el camino de la fuerza desde el tornillo hasta el marco

La forma práctica de comprobar el empuje es rastrear hacia dónde va la fuerza, desde el tornillo hasta el marco de la máquina.

Un boceto inicial útil es el tornillo → la interfaz de reacción axial → el rodamiento de empuje o el soporte de empuje → la estructura de soporte y la estructura de montaje → bastidor o base de la máquina. Confirma ese camino en el plano de ensamblaje. Un soporte integrado puede reaccionar a través del conjunto de la caja de cambios; Una unidad de empuje montada de forma independiente puede cerrar el camino de la fuerza a través de su propio soporte. Una llave o estríado que transmite par no, Por sí sola, establecer la retención axial. Revisa el hombro, collar, acoplamiento, o otra interfaz que realmente transfiera el empuje. Una vez que el camino está escrito, La cuestión se vuelve concreta: qué componente recibe el empuje, y cuál es su capacidad nominal?

La documentación publicada del fabricante trata esto como un elemento de selección específico. El Catálogo técnico Rossi GX, Secciones 2 y 6, describe el soporte de un extrusor y revisa la vida útil del cojinete de empuje por separado de la selección de par de la caja de cambios. El Folleto de la HDPE de Bonfiglioli de igual manera selecciona el rodamiento de empuje según las fuerzas de extrusión. Estos son ejemplos de la distinción de ingeniería; sus tablas de rodamientos y clasificaciones no establecen la capacidad de una configuración Mingye.

Decide si el empuje está integrado o se lleva por separado

Porque el rodamiento de empuje puede quedarse en la salida de la caja de cambios o en su propia carcasa, el fabricante tiene que tomar una decisión de diseño real, Y el valor por defecto no debería ser que los rodamientos de salida ordinarios de la caja de cambios absorban todo el empuje del tornillo.

Donde el soporte de empuje está integrado en el conjunto de la caja de cambios, Una disposición específica de rodamientos en extremo de salida reacciona a la fuerza axial del tornillo. Donde el empuje se lleva por separado, Una unidad dedicada de empuje soporta esa fuerza, y la conexión de par debe organizarse para que no pase accidentalmente el mismo empuje hacia la caja de cambios. Una carcasa separada por sí sola no demuestra que la caja de cambios esté aislada de la carga axial; Los detalles de montaje y retención deciden el camino. Compara los arreglos con la carga real, Alineación, Espacio disponible, y estructura de soporte.

Ninguno de los dos arreglos es automáticamente mejor. La cuestión es que la decisión debe tomarse deliberadamente, contra el empuje de diseño documentado y el deber del proceso, y no quedar a los rodamientos que hay en la caja de cambios. Si la configuración seleccionada no tiene un empuje permitido confirmado de tornillo, Su par no sustituye esa falta de aprobación.

Lo que el fabricante necesita cobrar para una revisión de empuje

Una comprobación de empuje solo es tan buena como las entradas. Recóllelos antes de la reseña:

• Geometría de tornillos: diámetro, Longitud, y diseño de canales.
• Datos de proceso: Presión de cabeza o de matriz, Temperatura de fusión, Rendimiento, y el polímero.
• Envolvente operativo: Rango de velocidad, Rango de temperatura, y el espectro de carga, incluyendo condiciones de arranque y de desestabilización.
• Dibujo o boceto de configuración: Cómo el tornillo, Conexión, Elemento de empuje, y el marco están dispuestos.
• Magnitud de carga axial, Dirección, Cumbres, y el trabajo del extrusor o diseñador de procesos, junto con la vida útil requerida del rodamiento.
• Disposición de rodamientos, Condiciones de lubricación y refrigeración, y los límites de carga axial y térmicos aplicables del fabricante.
• Como sustituto, la disposición existente y cualquier signo de desgaste relacionado con el empuje.

Con esto en la mano, El camino de empuje puede comprobarse de extremo a extremo: lo que genera el proceso, lo que cada elemento puede llevar, y dónde se sitúa el margen.

Tabla de análisis de empuje de la caja de cambios

La tabla no calcula el empuje; Se asegura de que el empuje sea propiedad de alguien, Extraído de datos de procesos, y comprobado con la capacidad nominal antes de que gire el tornillo.

Preguntas más frecuentes

¿Es suficiente potencia de salida de la caja de cambios para seleccionar una caja extrusora? No. Una potencia o par por sí sola no establece la capacidad de carga axial. El camino de empuje, Disposición de rodamientos, y las interfaces de retención axial deben comprobarse todas contra el empuje del proceso. Seleccionar solo por potencia puede dejar el lado de empuje sin verificar.

Cuando cambia el proceso, qué hay que revisar de nuevo en la caja de cambios? Reconfirmar la carga de empuje a partir de las nuevas condiciones del proceso, ya que es un polímero diferente, la, o la presión de la cabeza puede cambiar la fuerza axial. Luego vuelve a comprobar el rodamiento y el soporte respecto a sus cargas permitidas y la vida útil requerida, las interfaces relevantes para las cargas que transportan, y el lado de par para la nueva velocidad y rendimiento. No asumas que una obligación de par previamente aprobada también aprueba la nueva obligación de empuje.

Siguiente paso

Si especificas o reemplazas una caja de cambios extrusora de un solo tornillo y quieres que revisen el lado de empuje, Mándanos la geometría del tornillo, Las condiciones del proceso, y la configuración de la transmisión. Pídenos que revisemos el camino de empuje y la configuración disponible en relación con esas entradas; La capacidad real de carga debe confirmarse para la unidad seleccionada. Explora nuestro Caja de cambios extrusora de un solo tornillo, o Contacta con nosotros Para iniciar una revisión de configuración.