Rapport de friction de la moulin à caoutchouc à deux rouleaux: Vérifiez la disposition réelle du disque

Une reconstruction d’un moulin commence généralement par une demande de réducteur de remplacement. Le moulin fonctionne depuis des années avec une feuille légèrement inégale et une bande de matériau non coupé le long d’un bord, Le rapport de friction initial était fixé à quelque chose comme 1,35:1 sur le dessin, et on suppose qu’une nouvelle boîte de vitesses la restaurera. Le ratio et les symptômes ici sont des substituts pour la construction, Aucun enregistrement d’un moulin particulier.

Dans ce cas, le réducteur remplacé peut ne pas avoir de lien avec le rapport de friction, Et déterminer si cela arrive nécessite un calcul et un simple regard sur la disposition du disque.

Comprendre pourquoi nécessite un seul calcul, Un simple coup d’œil à la disposition des lecteurs, et une réponse honnête sur ce qui change lorsqu’un jet est remis à la terre. Le résultat est une manière plus propre d’écrire une spécification de variateur de fraisage.

Commencez par le ratio qui vous tient vraiment à cœur

Le rapport de friction sur un laminoir à deux rouleaux est défini par la vitesse de surface, Pas par la vitesse de l’arbre. Ce que le composé subit dans le nip, c’est la vitesse relative des deux surfaces de roulis où elles se rencontrent. C’est la quantité qui produit le cisaillement, Et le cisaillement est la raison pour laquelle le moulin fonctionne tout court.

La relation est assez simple pour être écrite en une seule ligne. La vitesse de surface à la face de roulis est

*v* = π × *D* × *n*

où *D* est le diamètre de roulis et *n* est la vitesse de rotation. Le rapport de friction est donc

*v*rapide / *v*lent = (*D*rapide × *n*rapide) / (*D*lent × *n*lent)

Regardez maintenant la structure de cette expression. Si les deux rouleaux ont le même diamètre, les diamètres s’annulent et le rapport de friction se réduit au rapport des vitesses de rotation. C’est le cas dans la plupart des usines de production, Et c’est pourquoi les deux chiffres sont si souvent utilisés de manière interchangeable dans la boutique.

L’annulation est une coïncidence géométrique, Pas une vérité générale. Le moment où les diamètres diffèrent, Il cesse de tenir.

Un exemple réalisé sur des jets égaux

Prenez un moulin avec deux rouleaux de 400 mm. Le roulis rapide tourne à 24 tr/min, Le roulis lent à 17,85 tr/min.

• Ratio *n*: 24 / 17,85 = 1,344
• Vitesse de surface, roulement rapide: π × 0,400 × 24 = 30,16 m/min
• Vitesse de surface, Roulement lent: π × 0,400 × 17,85 = 22,43 m/min
• Ratio *v*: 30,16 / 22,43 = 1,345

Les deux rapports s’accordent à l’intérieur de l’arrondi. Sur cette machine, la plaque nominative est 1,35:1 décrit à la fois le rapport de vitesse et le rapport de friction, et un opérateur peut vérifier le rapport de friction avec un compte-tours et une calculatrice.

Le même moulin après qu’un rouleau soit remis à la meule

Maintenant, meule à nouveau le rouleau rapide à 392 mm. Le 8 mm est une figure de démonstration choisie pour rendre l’arithmétique visible, Pas une coupe standard; La quantité qui est retirée en pratique dépend de l’usure de la surface et du diamètre minimal autorisé du rouleau. La vitesse de l’arbre est inchangée, Parce que les arbres, Engrenages, et réducteur sont inchangés.

• Vitesse de surface, roulement rapide: π × 0,392 × 24 = 29,56 m/min
• Vitesse de surface, Roulement lent: π × 0,400 × 17,85 = 22,43 m/min
• Ratio *v*: 29,56 / 22,43 = 1,318

Le rapport de vitesse reste de 1,344. Le rapport de friction est désormais de 1,318. Le composé subit environ 2 % de vitesse relative en moins qu’auparavant, Et personne n’a changé une seule vitesse.

Ce 2 % est faible, et à lui seul, cela n’explique pas un moulin qui cesse de fonctionner. Mais cela démontre le principe, et les échelles principales. Meule à nouveau les deux rouleaux de montants différents, ou remplacer un rouleau par un de rechange provenant d’une autre machine, et la dérive s’agrandit. Un moulin reconstruit deux fois a souvent un rapport de friction qui ne correspond plus au dessin, et aucun composant du disque n’est en défaut.

D’où viennent réellement ces deux vitesses

Voici la partie qui se perd le plus souvent quand quelqu’un fait du shopping pour un réducteur. Sur une disposition de moulin très courante, Le rapport de friction n’est pas produit par le réducteur principal. Il est produit en aval. C’est une seule organisation plutôt qu’universelle, et les exceptions ne sont pas des notes de bas de page: un réducteur différentiel intégré à deux sorties, ou deux rouleaux entraînés indépendamment par des moteurs séparés, établit la relation de rapport à l’intérieur même du disque, Et dans ces machines, le rapport de friction fait réellement partie de la responsabilité du moteur. La disposition d’un moulin donné est une question pour ses dessins, Et la réponse change ce que le devis de lecteur doit couvrir.

Ce qui suit décrit la première disposition, Parce que c’est celui où la confusion est la plus coûteuse.

Le moteur se couple au réducteur principal. L’arbre de sortie du réducteur porte un petit pignon. Ce pignon entraîne une chaîne vers un grand pignon sur le rouleau arrière. Jusqu’à présent, la vitesse du rouleau arrière est réglée par la vitesse du moteur divisée par le rapport réducteur, alors par le rapport de chaîne.

Ensuite, la puissance passe au roulis avant. À l’extrémité opposée du rouleau arrière, il y a une paire d’engrenages, un sur chaque arbre de rouleau, s’harmonisent entre eux. Ce sont les rapports de rapports. Ils fixent la vitesse du rouleau avant par rapport à l’arrière, et parce qu’il s’agit d’une paire d’engrenages avec un nombre de dents fixe, cette vitesse relative est fixée par l’usinage, Pas par ajustement.

Lisez les conséquences de cette mise en page.

Le réducteur règle le niveau de vitesse de roulement. Changez le rapport de réducteur et les deux rouleaux accélèrent ou ralentissent ensemble. Le broyeur fonctionne globalement plus vite ou plus lentement.

Les rapports de rapport fixent la différence entre les rouleaux. Changez le nombre de dents et le rapport de friction change. Le niveau de vitesse global peut à peine bouger.

Ce sont deux fonctions indépendantes effectuées par deux composantes différentes. Un devis pour un réducteur principal est un devis pour le premier d’entre eux. Il ne peut pas traiter la seconde, Et il ne faut pas le décrire comme si c’était le cas.

Laquelle de ces architectures possède réellement une usine détermine ce que doit couvrir la citation du lecteur, Et c’est pourquoi un Boîte de vitesses à mélangeur ouvert à deux rouleaux est spécifié en fonction du niveau de vitesse de roulis tandis qu’une version différentielle intégrée prend nécessairement en charge davantage la question du rapport. Les deux sont légitimes; Ils répondent à différentes parties de la spécification.

Cela explique aussi un schéma qui se manifeste en service. Un broyeur dont le réducteur est remplacé par une unité de rapport différent fonctionnera à une vitesse différente, et l’opérateur le remarquera immédiatement. Un laminoir dont le rapport de friction a dérivé parce qu’un rouleau a été remis à la surface fonctionnera à la même vitesse et produira une plaque subtilement différente, et l’opérateur peut ne pas s’en rendre compte pendant des semaines. Le premier problème s’annonce de lui-même. La seconde ne le fait pas.

Ce que le rapport de friction fait au composé

Il est important d’être clair sur la raison de l’existence de ce paramètre, car elle détermine quels changements sont acceptables.

Le composé de caoutchouc entrant dans la coupe est entraîné par la surface de roulement plus rapide et retenu par la surface plus lente. La différence de vitesse signifie que le matériau traverse une zone où les couches adjacentes se déplacent à des vitesses différentes. Ce gradient de vitesse est le cisaillement, et le passage répété à travers elle fait deux choses: Il décompose le réseau moléculaire, ce qui augmente la plasticité et rend le composé utilisable lors du procédé suivant, et elle plie et estompe le matériau en s’enroulant et en revenant.

Un fraiseur fonctionnant à un rapport de friction trop bas sous-tend le composé. Il se détache du moulin en force, avec des régions visibles non mélangées, Et il se comporte mal en aval. Un broyeur fonctionnant à un rapport trop élevé génère plus de chaleur que ce que le refroidissement peut retirer, et les brûlures composées ou les déchirures de la feuille.

Les usines de production fonctionnent généralement autour de 1,1:1 à 1,4:1 comme règle de base plutôt qu’une spécification fixe, avec des machines de laboratoire offrant un réglage plus large pour étudier l’effet sur un petit lot. Le rapport exact est une décision composée et de procédé, et la conception mécanique du moulin doit le fournir. C’est pourquoi les engrenages à rapports existent séparément, paire remplaçable plutôt que d’être usinée dans le réducteur.

Vérifier un moulin avant de deviser un réducteur

La séquence pratique, lorsqu’un broyeur a besoin d’un nouveau réducteur ou est évalué pour un changement de vitesse, c’est de mesurer d’abord le rapport réel de friction et de le comparer à ce dont le procédé a besoin. Si les deux diffèrent, Un nouveau réducteur ne réglera pas le problème.

Cette dernière ligne mérite d’être mentionnée. Un rouleau usé n’est pas un cylindre. Il peut être en forme de tonneau à cause de plusieurs années de cycles thermiques, ou effilé à cause d’une charge inégale. La vitesse de surface au bord d’un rouleau couronné diffère de la vitesse de surface au centre, même si la vitesse de l’arbre est constante, car le diamètre diffère. Cela apparaît sous forme d’une feuille dont l’épaisseur varie sur sa largeur et est souvent mal diagnostiquée comme un problème de réducteur ou de roulement.

Écrire la spécification pour qu’elle corresponde à la machine

Le résultat de cette analyse est une spécification qui sépare les deux fonctions, C’est à cela que devrait ressembler une citation de réducteur.

Pour le réducteur, Ce qui compte, c’est la vitesse d’entrée et la puissance, Vitesse de sortie, Couple de sortie, la charge radiale du pignon à chaîne, Les dimensions de l’arbre et du keyway, Position de montage et orientation, et méthode de lubrification. La vitesse de sortie détermine le niveau de vitesse de roulement; Rien dans le rapport de friction n’entre en jeu.

Pour le rapport de friction, Ce qui compte, c’est la paire de rapports de rapports aux extrémités du roulement: Nombre de dents, Distance centrale par rapport à la disposition du rouleau, Largeur de la face, Matériel, et si une seconde paire est nécessaire pour un composé différent. C’est une ligne distincte, Et lorsqu’un moulin est en cours de reconstruction pour un nouveau produit, c’est souvent l’élément qui doit être changé.

Pour les surfaces de roulis, Ce qui compte, c’est le diamètre du courant sur toute la face, La couronne ou profil plat, et combien de matière reste avant que le rouleau ne descende en dessous de son minimum.

Quel numéro était faux, et ce que cela coûte

Deux chiffres décrivent un entraînement de moulineur à deux rouleaux, Et les embrouiller n’est coûteux que dans un seul sens.

Mauvais niveau de vitesse de roulis, Et le moulin vous le dit immédiatement. Le drap se détache au mauvais rythme, Le composé passe le mauvais temps dans le Nip, et l’opérateur remarque dans le premier lot que la sortie a changé. Le réducteur a été spécifié contre une mauvaise entrée, Et l’erreur est forte.

Erreur de rapport de friction, Et rien ne l’annonce à la machine. Le laminoir fonctionne à la bonne vitesse, Le moteur tire un courant normal, et la feuille peut avoir l’air acceptable sur le rouleau. Ce qui a changé, c’est le cisaillement que subit le composé, et qui peut remonter en aval sous forme de composé sous-travaillé ou brûlé. Jusqu’où en aval, Sous quelle forme, et dans quelle heure les questions de processus ont-elles lieu les questions de conduite, et leur installation nécessite des tests composés; Le point ici est que la preuve n’arrive pas au réducteur, Ainsi, le réducteur est innocenté de toute responsabilité avant même que le rapport ne soit mesuré.

Cette asymétrie explique pourquoi le rapport de friction mérite d’être mesuré même lorsque le réducteur est le composant à remplacer. Un broyeur dont le rapport de friction a dérivé après deux reconstructions et trois remeulages ne produit pas de défaut qui pointe vers le moteur, et aucun processus de devis ne le détecte, parce que le processus de citation concerne le réducteur et que le rapport de friction n’est pas une propriété de réducteur.

La mesure qui l’empêche est courte. Vitesse de chaque rouleau en régime stationnaire, Pris avec un compte-tours ou un capteur optique par la méthode protégée autorisée sur le site pour la rotation des machines; micromètre sur chaque rouleau à plusieurs endroits le long de la face avec le broyeur arrêté; et les deux vitesses de surface calculées à partir de ce que ces instruments lisent plutôt que de ce que dit le dessin. Si le ratio calculé correspond à l’exigence du processus, Le remplacement du réducteur est une question mécanique et rien de plus. Si ce n’est pas le cas, Le disque peut être sollicité pour réparer quelque chose qu’il n’a jamais contrôlé.

Les deux spécifications peuvent alors être écrites sur la fonction que chaque composant effectue, développée côte à côte à partir du même ensemble de mesures de rouleau: le réducteur contre le niveau de vitesse, la paire de rapports de rapports contre le cisaillement. Un seul rapport de boîte de vitesses ne peut pas décrire une transmission à deux rouleaux, Et un moulin reconstruit sur un seul numéro est un moulin qui fonctionnera à la bonne vitesse avec la mauvaise cisaille tant que personne ne le mesure.

Les mesures sont le point de départ de cette conversation plutôt qu’un pré-préliminaire. Diamètres de rouleau sur la face, la vitesse de l’arbre de chaque rouleau à l’état stationnaire, Le compte de la dent d’engrenage à rapport, et les plaques nominatives existantes du réducteur et du moteur suffisent à indiquer laquelle des deux spécifications est réellement ouverte. Si un remplacement ou un changement de vitesse est envisagé, envoyer la disposition actuelle du disque avec ces chiffres dessus, les deux questions peuvent être répondues séparément au lieu d’être regroupées dans un seul ratio.