Relación de fricción del molino de caucho de dos rodillos: Comprueba la disposición real del disco

Una reconstrucción de un molino suele comenzar con la solicitud de un reductor de reemplazo. El molino lleva años funcionando con una lámina algo irregular y una banda de material sin cortar a lo largo de un borde, La relación de fricción original estaba establecida en algo así como 1,35:1 en el dibujo, y se asume que una caja de cambios nueva lo restaurará. La proporción y los síntomas aquí son marcadores de posición para la construcción, no hay registro de un molino en particular.

En esa situación, el reductor que se va a reemplazar puede no tener nada que ver con la relación de fricción, Y averiguar si lo hace requiere un cálculo y una mirada a la disposición del disco.

Analizar el porqué requiere un cálculo, Un vistazo a la disposición de los discos, y una respuesta honesta sobre qué cambia cuando una tirada se vuelve a esmerilar. El resultado es una forma más limpia de escribir la especificación de un variador de fresador.

Empieza por la proporción que realmente te importa

La relación de fricción en un molino de dos rodillos se define por la velocidad superficial, no por la velocidad del eje. Lo que experimenta el compuesto en el nip es la velocidad relativa de las dos superficies de rodamiento donde se encuentran. Esa es la cantidad que produce cizalladura, Y el cizallamiento es la razón por la que el aserradero funciona en absoluto.

La relación es lo suficientemente sencilla como para escribir en una sola línea. La velocidad de superficie en la cara de balanceo es

*v* = π × *D* × *n*

donde *D* es el diámetro de rodeo y *n* es la velocidad de rotación. Por tanto, la relación de fricción es

*v*rápido / *v*lento = (*D*rápido × *n*rápido) / (*D*d*despacio × *n*despacio)

Ahora mira la estructura de esa expresión. Si los dos rollos tienen el mismo diámetro, los diámetros se cancelan y la relación de fricción se reduce a la relación de velocidades de rotación. Ese es el caso en la mayoría de los molinos de producción, Y por eso los dos números se usan tan a menudo de forma intercambiable en la tienda.

La cancelación es una coincidencia de geometría, no es una verdad general. El momento en que los diámetros difieren, deja de sostener.

Un ejemplo resuelto en tiradas iguales

Toma un molino con dos rodillos de 400 mm. El rodado rápido gira a 24 rpm, El Slow Roll a 17,85 rpm.

• Proporción *n*: 24 / 17,85 = 1,344
• Velocidad en superficie, Lanzamiento rápido: π × 0,400 × 24 = 30,16 m/min
• Velocidad en superficie, Giro lento: π × 0,400 × 17,85 = 22,43 m/min
• Relación *v*: 30,16 / 22,43 = 1,345

Las dos proporciones coinciden en dentro del redondeo. En esta máquina, la placa con el nombre es 1.35:1 describe tanto la relación de velocidad como la relación de fricción, y un operador puede comprobar la relación de fricción con un tacómetro y una calculadora.

El mismo molino tras un rodillo se vuelve a rectificar

Ahora vuelve a esmerilar el rodillo rápido hasta 392 mm. El 8 mm es una figura de demostración elegida para hacer visible la aritmética, no es un corte estándar; La cantidad que se quita en la práctica depende de cuánto se desgaste la superficie y del diámetro mínimo permitido del rollo. La velocidad del eje no cambia, Porque los ejes, Engranajes, y reductor permanecen sin cambios.

• Velocidad en superficie, Lanzamiento rápido: π × 0,392 × 24 = 29,56 m/min
• Velocidad en superficie, Giro lento: π × 0,400 × 17,85 = 22,43 m/min
• Relación *v*: 29,56 / 22,43 = 1,318

La relación de velocidad sigue siendo de 1,344. La relación de fricción es ahora de 1,318. El compuesto muestra aproximadamente un 2 por ciento menos de velocidad relativa que antes, Y nadie cambió ni una sola marcha.

Ese 2 por ciento es pequeño, Y por sí solo no explica un molino que deja de funcionar. Pero demuestra el principio, y las escalas principales. Vuelve a triturar ambos rollos en cantidades diferentes, o reemplazar un rollo por uno de repuesto que provenga de otra máquina, y la deriva se hace más grande. Un molino que ha sido reconstruido dos veces suele tener una relación de fricción que ya no coincide con el dibujo, y ningún componente del disco es el culpable.

De dónde provienen realmente las dos velocidades

Aquí está la parte que más a menudo se pierde cuando alguien va a comprar un reductor. En una disposición de molino muy común, La relación de fricción no la produce el reductor principal. Se produce aguas abajo. Eso es un arreglo más que uno universal, y las excepciones no son notas al pie: un reductor diferencial de dos salidas incorporado, o dos rodillos accionados independientemente por motores separados, establece la relación de razón dentro del propio disco, Y en esas máquinas, la relación de fricción es realmente parte de la responsabilidad del motor. Qué disposición tiene un molino determinado es una cuestión para sus dibujos, y la respuesta cambia lo que debe cubrir el presupuesto de la unidad.

Lo que sigue describe la primera disposición, Porque es donde la confusión resulta más costosa.

El motor se acopla al reductor principal. El eje de salida del reductor lleva un pequeño piñón dentado. Ese piñón acciona una cadena a un gran piñón en el rodillo trasero. Hasta ahora, la velocidad del rodillo trasero se determina por la velocidad del motor dividida por la relación reductora, entonces por la relación de cadenas.

Luego el poder pasa al rodillo frontal. En el extremo opuesto del rodillo trasero hay un par de engranajes, uno en cada eje de rodillo, Encajándose entre sí. Estos son los engranajes de relaciones. Establecen la velocidad del rodillo delantero en relación con el rodillo trasero, y porque son un par de engranajes con un número fijo de dientes, esa velocidad relativa se fija mediante el mecanizado, No por ajuste.

Lee las consecuencias de ese diseño.

El reductor establece el nivel de velocidad de rodeo. Cambia la relación del reductor y ambos rodillos aceleran o desaceleran juntos. El molino funciona más rápido o más lento en general.

Los engranajes de relación marcan la diferencia entre los rodillos. Cambias el número de dientes y cambia la relación de fricción. El nivel de velocidad general puede moverse apenas.

Estas son dos funciones independientes realizadas por dos componentes diferentes. Un presupuesto para un reductor principal es un presupuesto para el primero de ellos. No puede abordar la segunda, y no debería describirse como si lo hiciera.

Cuál de esas arquitecturas tiene realmente una fábrica decide qué debe cubrir el presupuesto de la unidad, Y es por eso que un Caja de cambios de molino mezclador abierto de dos rodillos se especifica en función del nivel de velocidad de alabeo, mientras que una versión de diferencial incorporada necesariamente aborda más la cuestión de la relación. Ambos son legítimos; responden a diferentes mitades de la especificación.

Esto también explica un patrón que aparece en servicio. Un molino cuyo reductor se sustituye por una unidad de relación diferente funcionará a una velocidad distinta, y el operador lo notará inmediatamente. Un molino cuya relación de fricción se ha desplazado porque un rodillo fue rectificado funcionará a la misma velocidad y producirá una lámina sutilmente diferente, y el operador puede no darse cuenta durante semanas. El primer problema se presenta. La segunda no.

Qué está haciendo la relación de fricción con el compuesto

Vale la pena aclarar por qué existe este parámetro, porque determina qué cambios son aceptables.

El compuesto de goma que entra en el nip es arrastrado por la superficie de rodamiento más rápida y retenido por la más lenta. La diferencia de velocidad significa que el material pasa por una zona donde las capas adyacentes se mueven a diferentes velocidades. Ese gradiente de velocidad es cizallamiento, Y el paso repetido a través de él hace dos cosas: descompone la red molecular, lo que aumenta la plasticidad y hace que el compuesto sea manejable en el siguiente proceso, y dobla y difumina el material mientras envuelve y vuelve a.

Un molino que funciona con una relación de fricción demasiado baja subtrabaja el compuesto. Se despega del molino rígido, con regiones no mezcladas visibles, y se comporta mal aguas abajo. Un molino que funciona a una proporción demasiado alta genera más calor del que la refrigeración puede eliminar, y las quemaduras compuestas o los desgarros de la lámina.

Los molinos de producción suelen funcionar en torno a 1,1:De 1 a 1.4:1 como regla general de campo en lugar de una especificación fija, con máquinas de laboratorio que ofrecen ajustes más amplios para estudiar el efecto en un lote pequeño. La razón exacta es una decisión de compuesto y de proceso, y el diseño mecánico del molino tiene que cumplirlo. Por eso los engranajes de relación existen como un sistema separado, par reemplazable en lugar de mecanizar en el reductor.

Comprobar un molino antes de presupuestar un reductor

La secuencia práctica, Cuando un molino necesita un reductor nuevo o está siendo evaluado para un cambio de velocidad, es medir primero la relación real de fricción y compararla con lo que necesita el proceso. Si difieren ambos, Un reductor nuevo no lo arreglará.

Esa última fila merece ser mencionada. Un rodillo desgastado no es un cilindro. Puede tener forma de cañón por años de ciclos térmicos, o se afiló por carga desigual. La velocidad de superficie en el borde de un rodillo coronado difiere de la velocidad de superficie en el centro aunque la velocidad del eje sea constante, porque el diámetro varía. Esto se manifiesta como una lámina que varía en grosor a lo largo de su anchura y que a menudo se diagnostica erróneamente como un problema reductor o de rodamientos.

Escribir la especificación para que coincida con la máquina

El resultado de este análisis es una especificación que separa las dos funciones, que es como debería ser un presupuesto reductor.

Para el reductor, Lo que importa es la velocidad y potencia de entrada, Velocidad de salida, Par de salida, La carga radial del piñón dentado de cadena, Las dimensiones del eje y la llave, Posición de montaje y orientación, y método de lubricación. La velocidad de salida determina el nivel de velocidad de balanceo; Nada de la relación de fricción entra en ello.

Para la relación de fricción, Lo que importa es el par de engranajes de relación en los extremos del rollo: Recuento de dientes, Distancia central de la disposición del rollo, Ancho de cara, Material, y si se necesita un segundo par para un compuesto diferente. Esto es una partida separada, Y en un molino que se está reconstruyendo para un producto nuevo, a menudo es el elemento que necesita cambio.

Para las superficies de rodeo, Lo que importa es el diámetro de corriente a lo largo de la cara, La corona o perfil plano, y cuánto material queda antes de que el rollo baje de su mínimo.

¿Qué número estaba equivocado, y lo que cuesta

Dos números describen un accionamiento de dos rodillos, y confundirlos es caro solo en una dirección.

Te equivocas en el nivel de velocidad de rodeo, Y el molino te lo dice inmediatamente. La sábana sale a un ritmo incorrecto, El compuesto pasa el tiempo equivocado en el NIP, y el operador se da cuenta dentro del primer lote porque la salida cambió. El reductor se especificó contra la entrada incorrecta, Y el error es fuerte.

Me equivoco en la relación de fricción, Y nada lo anuncia en la máquina. El molino funciona a la velocidad correcta, El motor consume corriente normal, y la hoja puede parecer aceptable en el rollo. Lo que ha cambiado es el corte que ve el compuesto, y que puede salir a la superficie aguas abajo como compuesto poco explotado o quemado. ¿Cuánto aguas abajo, En qué forma, y cuándo son las preguntas de proceso en lugar de las preguntas de conducción, y su asentamiento requiere pruebas compuestas; La cuestión aquí es que la evidencia no llega al reductor, Así que el reductor queda libre de culpa antes de que se mida la razón.

Esa asimetría es la razón por la que la relación de fricción merece ser medida incluso cuando el reductor es el componente que se va a reemplazar. Un molino cuya relación de fricción ha derivado tras dos reconstrucciones y tres rectificados no produce un defecto que apunte hacia atrás al sistema de transmisión, y ningún proceso de presupuesto lo detecta, Porque el proceso de cotización se refiere al reductor y la relación de fricción no es una propiedad reductora.

La medida que lo impide es corta. Velocidad de cada rodillo en estado estacionario, tomada con un tacómetro u una captación óptica por el método protegido que permita el lugar para maquinaria rotativa; micrómetro en cada rodillo en varios puntos a lo largo de la cara con el molino parado; y las dos velocidades superficiales calculadas a partir de lo que esos instrumentos leen en lugar de lo que dice el dibujo. Si la proporción calculada coincide con el requisito del proceso, El reemplazo del reductor es una cuestión mecánica y nada más. Si no es así, Puede que le pidan al disco que arregle algo que nunca controló.

Ambas especificaciones pueden entonces escribirse en función de la función que realiza cada componente, desarrollados lado a lado a partir del mismo conjunto de medidas de rodillo: el reductor frente al nivel de velocidad, el par de engranajes de relación contra el corte. Un solo número de relación de caja de cambios no puede describir un sistema de transmisión de dos rodillos, y un molino reconstruido con un solo número es un molino que funcionará a la velocidad correcta con la cizalladura incorrecta mientras nadie lo mida.

Las mediciones son el punto de partida de esa conversación y no un preliminar. Diámetros de los rollos a lo largo de la cara, la velocidad del eje de cada rodillo en estado estacionario, cuenta el diente de engranaje de relación, y las placas de identificación existentes del reductor y motor son suficientes para indicar cuál de las dos especificaciones está realmente abierta. Si se está considerando un reemplazo o un cambio de velocidad, envía la disposición actual del disco Con esas cifras, las dos preguntas pueden responderse por separado en lugar de agruparse en una sola proporción.