Gummi-Innenmischer-Getriebe: Lesen Sie das Batch-Load-Profil, Nicht nur Motor-kW

Ein internes Mischgetriebe wird oft aus Motorantrieb spezifiziert. Der Motor ist, Sagen Sie, 400 kW, Die Rotordrehzahl wird durch den Prozess definiert, und das Getriebe wird so angeordnet, dass es zum Motor passt. Auf dem Papier ist der Antriebsstrang konstant.

Dann wird das Gerät in Betrieb genommen und das Getriebe entwickelt ein Problem, das ein leistungsangepasstes Gerät nicht haben sollte. Der Grund ist, dass Motorleistung eine stationäre Größe ist und ein interner Mischer keine stationäre Maschine ist. Was das Getriebe erlebt, ist eine Abfolge von Lastzuständen innerhalb jeder Charge, Jahrelang wiederholt, Und der Höhepunkt dieser Sequenz ist das, was die Zahnräder und Lager tatsächlich haben, um zu überleben.

Eine Charge hat Stufen, und jede Stufe lädt unterschiedlich

Ein interner Mixer ist eine Batchmaschine. Material tritt ein, wird unter Druck gekaut und gemischt, und wird entlassen, und dann wiederholt sich die Sequenz. Die Maschine ist dafür gebaut: eine Mischkammer mit zwei gegensätzlich rotierenden Rotoren, Ein Ramm- oder Schwimmengewicht, das Druck von oben ausübt, eine Entlasstür darunter, sowie Temperaturkontrolle und -instrumentierung durchgehend.

Innerhalb eines einzigen Zyklus ist der Widerstand, den die Rotoren sehen, nicht konstant.

Zu Beginn einer Charge, Die Kammer nimmt kaltes oder teilweise erwärmtes Material auf.. Die Viskosität ist hoch, Das Material beschichtet die Rotoren oder die Kammerwände noch nicht, und die Rotoren arbeiten gegen eine Masse, die sich gegen das Scheren widersetzt. Dies ist üblicherweise der Teil des Zyklus mit dem höchsten Drehmoment, wenn auch nicht universell: Auf einigen Verbindungen und einigen Ladesequenzen landet der Peak mitten im Zyklus, Oder in dem Moment, in dem der RAM herunterfällt. Der Punkt ist nicht, wo der Peak liegt, sondern dass es einen Peak gibt, der per Rezept gefunden werden muss.

Während das Mischen voranschreitet, Der Compound erwärmt, Die Viskosität nimmt ab, und das Drehmoment, das zum Scheren benötigt wird, sinkt. Der Rammer kann gehoben und abgesenkt werden, um die Steuerung der Charge zu steuern. Füllfaktor, der Anteil des Kammervolumens, der von der Verbindung eingenommen wird, verändert die Last direkt: zu wenig und die Rotoren entwickeln keine Scherung, zu viel erhöht das Drehmoment über die Leistungsfähigkeit des Antriebs hinaus.

Bei der Entlassung, Die Tür öffnet sich und die Charge verlässt das Haus. Für kurze Zeit läuft die Maschine mit wenig oder keiner Last, Und dann beginnt der Zyklus von vorne.

Also der Satz "das Getriebe leistet 400 kW" ist eine Aussage über eine Betriebsbedingung, bestenfalls. Das Getriebe unterliegt einem sich wiederholenden Lastprofil dessen Spitzenstärke, Timing, Dauer, und die Häufigkeit hängt vom tatsächlichen Mischprozess ab. Diese Bedingungen müssen aus den Betriebsanforderungen oder dem aufgezeichneten Einsatz der Maschine ermittelt werden, anstatt aus der Nennleistung des Motors angenommen zu werden.

Die Lastklassifizierung sagt das bereits

Es gibt ein etabliertes technisches Referenzmaterial, das die Frage beantwortet, ob ein Mischer eine stationäre Last ist.

Mechanische Designhandbücher klassifizieren Maschinen nach Lasteigenschaften und nicht nach Nennleistung, und diese Klassifikation als Ausgangspunkt für die Laufwerksauswahl verwenden. In diesen Klassifikationen, Kautschukmischmaschinen, einschließlich interner Mischmaschinen, gehören zu einer Kategorie, die deutlich über dem stationären Betrieb liegt, im selben Band wie die anderen Maschinen, deren Drehwiderstand innerhalb jedes Arbeitszyklus steigt und fällt. Gummiextruder, die kontinuierlich laufen, tauchen wieder in einer leichteren Kategorie auf. Der genaue Kategoriename und ihr Auslastungsfaktor unterscheiden sich zwischen Handbüchern und Ausgaben, Deshalb sollte die Zahl aus dem Handbuch stammen, das die Anlage tatsächlich verwendet, nicht aus einer Zusammenfassung davon.

Der Punkt, der in diesen Anspielungen überlebt, ist hier der Entscheidende. Ein Gummi-Innenmischer ist keine Maschine, deren Aufgabe durch ihre Nennleistung beschrieben werden kann, und ein Laufwerk, das gegen stationäre Leistung ausgewählt ist, wird gegen eine Bedingung ausgewählt, von der die Maschine den Großteil ihres Zyklus entfernt ist.

Sobald das akzeptiert ist, Die Spezifikationsfrage ändert sich von "Wie hoch ist die Motorleistung" An "Wie sieht das Lastprofil aus?"

Zwei Rotortypen, Zwei Lastverteilungen

Die nächste Unterscheidung ist wichtig, weil sie bestimmt, ob die beiden Abtriebswellen die gleiche Last tragen, und das bestimmt, wie die Drehmomentkapazität des Getriebes verstanden werden sollte.

Tangential, oder nicht-intermeshing, Rotoren. Die Rotorflüge verlaufen nicht durcheinander; Die gepfeilten Bahnen der Rotoren sind getrennt, Und es gibt eine Lücke zwischen ihnen. Die Mischung findet im Hochscherbereich zwischen der Rotorspitze und der Kammerwand statt, wobei die distributive Mischung je nach Material abhängt, das zwischen den beiden Rotoren wechselt und durch die Kammer zirkuliert wird..

Eine definierende Eigenschaft tangentialer Maschinen ist, dass die beiden Rotoren mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen können. Das hat direkte Konsequenzen für das Laufwerk: Die beiden Rotoren werden nicht gleichzeitig identisch belastet, und die Drehmomentaufteilung zwischen den beiden Abtriebswellen ist nicht unbedingt gleichmäßig.

Ineinandergreifende Rotoren. Die Rotoren sind konjugiert und drehen sich zueinander hin, Ihre Flüge ineinandergreifen also und der Rotorspalt bleibt im Wesentlichen konstant durch die Rotation. Die Mischungswirkung entsteht durch die Scherung im Bereich zwischen den Rotoren sowie an den Wänden. Die Geometrie bestimmt kontinuierlich die relative Position der Rotoren, was einschränkt, wie unabhängig sie sich verhalten können, aber sie sagt dir nicht allein, wie die sofortige Drehmomentaufteilung ist. Das ist eine Frage zum spezifischen Rotordesign, Die Verbindung, und die Füllung, und sie wird auf der Maschine beantwortet, anstatt aus dem Rotortyp abgeleitet zu werden.

Die Drehmomentaufteilung muss anhand des spezifischen Maschinen- und Getriebedesigns ermittelt werden. Allein der Rotortyp zeigt nicht, dass die Last gleichmäßig oder ungleichmäßig ist, und eine abgeleitete Aufteilung sagt nicht voraus, welche Komponente versagen wird. Verwenden Sie Pro-Achs-Messungen oder ein validiertes Lastverteilungsmodell, zusammen mit den Bewertungen des Herstellers, bevor man Schlussfolgerungen über die Getriebekapazität zieht.

Was dir Motorstrom sagt und was nicht

Motorstrom ist das Maß, das die meisten Anlagen haben, Und es ist wirklich nützlich. Er verfolgt den Strom, den das Laufwerk zieht., die der Last so genau folgt, dass die Form des Zyklus angezeigt wird, Die Wiederholbarkeit von Charge zu Batch, und abnormale Ereignisse in Form von Spitzen. Ein Trend zu steigendem Spitzenstrom über Monate hinweg ist ein echtes Indiz für eine sich entwickelnde Erkrankung, ob das Rotorverschleiß ist, Kammerverschleiß, oder eine Veränderung des Verbindungsstoffs.

Strom ist nicht die Kraft selbst, Und der Unterschied ist keine Formalität. Der von einem Aduktionsmotor gezogene Wechselstrom steht in Zusammenhang mit der Leistung, die er über die Versorgungsspannung liefert, Der Leistungsfaktor, und die Effizienz des Motors, und jede dieser Bewegungen bewegt sich mit der Last und mit der Temperatur. Zwei Chargen, die denselben Strom bei unterschiedlichen Leistungsfaktoren ziehen, liefern den Rotoren nicht die gleiche Leistung.

Was Motorstrom nicht kann, ist, die Last zwischen den beiden Rotoren zu teilen. Der Wert beträgt insgesamt eins, der beide Wellen abdeckt, plus die Verluste, Und keine Analyse bringt die Spaltung daraus zurück. Die Aufteilung ist eine andere Größe als das Gesamtergebnis, und das Gesamtergebnis enthält es nicht: Zwei Rotoren können sechzig und vierzig Prozent derselben Summe tragen, oder fünfzig und fünfzig, Und der Stamm sieht in beiden Fällen identisch aus.

Die Grenze sollte also klar genannt werden. Ein Stromlog liefert eine brauchbare Anzeige des Lasttrends, Das reicht aus, um zu beantworten, ob die Last konstant oder schwankend ist und ob sie sich seit letztem Jahr verändert hat. Es gibt keine Kraft, und es erzeugt kein Drehmoment, und die Kombination aus Strom und Rotordrehzahl liefert weder noch eine der beiden: Die Leistung muss aus einer Messung stammen, die Spannung und Leistungsfaktor einschließt, und das Drehmoment folgt aus gemessener Leistung und Geschwindigkeit und nicht aus dem Strom, der sie begleiten. Was ein schnell genug Log liefert, ist die Form des Zyklus, Der Gipfel, und die Dauer des Peaks, Deshalb ist der Rekord wichtiger als das Messgerät. Was keine Stromanalyse liefern kann, ist, wie sich die Last zwischen den beiden Wellen aufteilt, und das ist eine der Größen, auf die eine Getriebebewertung basiert. Der Rest kann man mit mehr oder weniger Arbeit aus dem Laufwerk bekommen. Diese hier ist überhaupt nicht zu bekommen.

Die praktische Folge ist, dass eine Getriebebewertung auf Basis des Motorstroms eine Bewertung auf Basis einer Gesamteinschätzung ist, nicht in der Menge, die die Zahnräder und Lager erfahren. Es ist ein Ausgangspunkt, und es sollte als solcher gekennzeichnet sein.

Umwandlung des Prozesses in eine Lastspezifikation

Die produktive Übung besteht darin, aus dem, was die Anlage bereits hat, eine Lastaufzeichnung zu erstellen, und die fehlenden Maße hinzuzufügen.

Zwei Einträge auf dieser Liste sind diejenigen, die die Spezifikation ändern. Der Spitzendrehmoment bedeutet wenig ohne die Dauer des Peaks, Weil ein Getriebe eine kurze Überlastung überstehen kann, die es nicht dauerhaft überstehen könnte, und ein auf dem Mittelwert ausgewählter Antrieb wird gegen eine Last ausgewählt, die er die meiste Zeit nicht sieht. Der Füllfaktor ist die Variable, die die Anlage kontrolliert, und derjenige, der das Drehmoment am direktsten bewegt.

Der Datensatz, den diese Reihen aufbauen, ist das, was ein Inneres Mischgetriebe Bewertung gegen. Wie viel davon bereits existiert, ist eine Frage der einzelnen Anlage und nicht der Batch-Maschinen im Allgemeinen. Einige Installationen erfassen Strom und RAM-Druck kontinuierlich aus dem Steuerungssystem und können den Großteil des Tisches erzeugen, ohne ein Instrument hinzuzufügen. Andere zeichnen fast nichts davon auf, und in diesem Fall muss das Profil durch eine von qualifiziertem Personal geplante Messkampagne erstellt werden, mit der Abtastrate, Die Dauer, und die Betriebsbedingungen im Voraus vereinbart, sodass die Daten eine Bedeutung haben. Was in jedem Fall nicht passieren sollte, ist eine Spezifikation, die unter der Annahme geschrieben wurde, dass der Datensatz existiert, obwohl dies nicht der Fall ist, oder auf einer einzelnen Stelle, die anstelle davon gelesen wurde.

Die thermische Seite, die parallel verläuft

Es gibt eine zweite Pflicht, die ein Chargenprofil auferlegt und die eine Leistungsberechnung übersieht.

Das Getriebe erwärmt sich bei jedem Drehmomentpeak und kühlt zwischen den Chargen ab. Über eine Schicht hinweg, Ihr thermischer Zustand ist das Ergebnis einer Reihe von Erwärmungsereignissen und Abkühlphasen, Kein beständiger Zustand. Wenn der Zyklus kurz ist und die Spitzen dicht beieinander liegen, Die Einheit kehrt zwischen den Chargen nicht auf ihre Ausgangstemperatur zurück, und die Betriebstemperatur steigt, bis sie ein Gleichgewicht erreicht, das höher ist als eine Stationärlastberechnung vorhersagen würde.

Das ist wichtig, weil das Schmierstoffleben, Robbenleben, und die Lagerfreiheit hängt alle von der Betriebstemperatur ab. Ein Getriebe mit ausreichender mechanischer Kapazität, das bei einer Betriebstemperatur weit über dem liegt, was laut Größenberechnung sein Öl und seine Dichtungen außerhalb der für die Größen vorgesehenen Bedingungen laufen lässt, Und die Folgen zeigen sich meist als separate Wartungsprobleme, die niemand mit dem Duty Cycle verbindet. Wie stark die Lebensdauer einer bestimmten Einheit beeinflusst wird, wird von den Öl- und Dichtungsanbietern im Vergleich zu ihren eigenen Produkten und der gemessenen Temperatur beantwortet, Nicht nach einer allgemeinen Regel.

Wie viel kürzer das Schmiermittel ist, ist eine Frage, und dieser Artikel setzt keinen Multiplikator darauf. Die Oxidationsrate steigt mit der Temperatur auf eine allgemein gut etablierte Weise, Aber die quantitative Beziehung gehört zum jeweiligen Öl: Es hängt vom Grundmaterial ab, Additives Paket, und den Oxidationstest, der zur Charakterisierung verwendet wurde, und der Schmierstofflieferant veröffentlicht die Zahlen für sein eigenes Produkt. Ein Multiplikator, der von einem anderen Öl übernommen wurde, oder aus einer allgemeinen Regel, die in der Pflanzenpflege vorkommt, keine Lebensdauerprognose für diese Einheit ist. Das Gleiche gilt für Siegel, wobei das Leben von der Elastomerverbindung bestimmt wird, Das Öl, in dem es läuft,, und die Temperatur, die diese Kombination toleriert,, und wobei der Dichtungslieferant die Quelle für die Grenze ist. Was man ohne Lieferantenzahl sagen kann, ist die Richtung und die Bestellung: Eine Einheit, die deutlich über der von ihrer Größegröße angenommenen Temperatur absinkt, ist eine Einheit, deren Öl und Dichtungen schneller verbraucht werden als die vorgesehene Dimensionierung, Und die Lücke zwischen der angenommenen und der tatsächlichen Betriebstemperatur ist es wert, als eigene Zahl angegeben zu werden, damit die Schmier- und Dichtungslieferanten etwas Konkretes haben, gegen das sie sich wehren können.

Die Temperaturregelung der Mischkammer und die eigene Kühlung des Getriebes sind getrennte Systeme, Aber sie teilen sich eine Umgebung: Ein Mischgetriebe, das in der Nähe einer heißen Kammer montiert ist, arbeitet bei einer Umgebungstemperatur, die deutlich über der Lufttemperatur der Anlage liegt, und seine Kühlkapazität muss gegen diese Umgebungstemperatur und nicht gegen den Raum abgewertet werden.

Die Zahl, die von der Maschine stammen muss

Für einen neuen Mischer oder einen Getriebewechsel, Die Sequenz, die eine brauchbare Spezifikation erzeugt, läuft in sieben Schritten, und die Reihenfolge ist der ganze Punkt.

1. Etabliert den Zyklus. Logstrom, Macht, RAM-Druck, und die Rotordrehzahl über mindestens mehrere vollständige Chargen hinweg, mit einer Abtastrate, die den Peak erfasst. Durchschnittswerte verbergen die Menge des Interesses.
2. Identifizieren Sie den Gipfel und seine Dauer. Spitzendrehmoment, die Drehzahl des Rotors, bei der sie auftritt, und den Anteil des Zyklus, den er einnimmt.
3. Trennen Sie die Stufen. Start, Mischung, und Auslasslasten, weil der Peak nicht gleichmäßig verteilt ist und die thermische Leistung von der Verteilung abhängt.
4. Stellen Sie die Drehmomentverteilung fest, was vom Rotortyp abhängt. Für eine tangentiale Maschine, dies kann nicht einmal angenommen werden.
5. Überprüfe den Füllfaktor und die Konsistenz des Rezepts gegen die Batch-Aufzeichnungen, sodass eine Lastanomalie korrekt dem Prozess oder der Maschine zugeordnet wird.
6. Errichtung des thermischen Umfelds, einschließlich der Umgebungstemperatur rund um das Getriebe, Nicht nur die Lufttemperatur der Anlage.
7. Erst dann passt sie an eine Drehmomentklasse an, gegen den Peak mit seiner Dauer, die Geschwindigkeit, mit der es geschieht, und die thermische Leistung.

Schritt sieben kommt zuletzt, weil die Drehmomentklasse eine Ausgabe ist, Kein Input. Eine Anlage, die von einer Drehmomentklasse aus startet und prüft, ob die Maschine darin passt, ist eine Anlage, die ein Laufwerk kauft, das auf einen Zustand zugeschnitten ist, in dem die Maschine für einen Teil jedes Chargenzyklus einnimmt, und die folgenden Ausfälle werden alle auf die Qualität des Getriebes zurückgeführt.

Der Grund, warum das bei einem Mischer wichtiger ist als bei einer durchgehend laufenden Maschine, ist die Form der Aufgabe. Eine stationäre Maschine und ihr Antrieb finden ein Gleichgewicht, Und ein marginaler Antrieb kündigt sich schnell an, indem er heiß läuft. Eine Chargenmaschine sammelt Schäden am Spitzenpunkt an und zahlt diese am Lager und dem Schmiermittel aus, Jahre später, Auf eine Weise, für die kein einzelner schlechter Batch verantwortlich gemacht werden kann.

Die eine Frage, die man stellen sollte, bevor das nächste Getriebe bestellt wird

Der in diesem Artikel beschriebene Ausfallmodus ist kein Getriebe mit zu wenig Leistung. Es handelt sich um ein Getriebe, das unter einem Zustand gewählt wird, in dem die Maschine sich für einen Teil jedes Zyklus befindet und den Rest des Zyklus fernbleibt.

Deshalb ist die Frage, die es wert ist, vor einer Bestellung gestellt zu werden, es nicht "Welche Leistungsangabe" aber "Wie sieht der Log aus?" Ein protokollierter Zyklus beantwortet drei Dinge, die kein Namensschild beantworten kann: Wie hoch der Gipfel geht, Bei welcher Rotordrehzahl es auftritt, und wie lange es anhält. Diese drei bestimmen die mechanische und thermische Leistung, und daraus folgt die Spezifikation.

Die vierte Frage, ob die beiden Wellen dieselbe Last ausgesetzt sind, wird nicht durch einen protokollierten Zyklus beantwortet und kann nicht beantwortet werden. Die Summe gibt keine Möglichkeit, sie aufzuteilen. Der braucht eine Messung pro Welle, oder ein Lastverteilungsmodell, das mit der Messung auf dieser Maschine bestätigt ist, und bis es eine hat, Die Aufteilung muss als offener Punkt behandelt werden und nicht als überhaupt angenommen werden.

Interne Mischerlasten wiederholen sich mit dem Batch-Zyklus, was sie für eine systematische Betriebsanalyse geeignet macht. Wo zuverlässige Prozess- und Laufwerksaufzeichnungen existieren, Die Spitzenbedingungen und deren Dauer können bewertet werden. Wo diese Aufzeichnungen fehlen, Das erforderliche Lastprofil wird durch einen geeigneten Messplan festgelegt, anstatt es aus der Nennleistung des Maschinenmotors anzunehmen. Eine auf diesen Nachweisen basierende Spezifikation kann mit der tatsächlichen Pflicht verglichen werden, anstatt mit einer für eine andere Maschine angegebenen Drehmomentklasse angegeben zu werden.

Die daraus resultierende Anfrage ist eine kurze Vorbereitung, Vorausgesetzt, das Werk hat seine Aufzeichnungen geführt: Die Mixer- und Rotor-Spezifikation, Der Batch-Zeitstrahl, Gemessene Leistung und Motordrehzahl, Das Lastprotokoll, und die vorhandenen Getriebezeichnungen. Schick die und die Übertragungskapazität kann anhand einer gemessenen Leistung statt einer Namensschildzahl gemessen werden, wobei der zwei-Wellen-Split als offenes Objekt getragen wird, bis es einen eigenen Beweis hat.