Two-Roll Rubber Mill Friction Ratio: Check the Actual Drive Layout

Ein Mühlenumbau beginnt üblicherweise mit der Bitte um einen Ersatzreduzierer. Die Mühle läuft seit Jahren mit einer leicht ungleichmäßigen Platte und einem Band aus ungeschnittenem Material an einer Kante, Das ursprüngliche Reibungsverhältnis war auf etwa 1,35 festgelegt:1 auf der Zeichnung, und die Annahme ist, dass ein neues Getriebe sie wiederherstellen wird. Das Verhältnis und die Symptome hier sind Platzhalter für die Konstruktion, kein Nachweis einer bestimmten Mühle.

In dieser Situation hat der zu ersetzende Bremser möglicherweise nichts mit dem Reibungsverhältnis zu tun, Und herauszufinden, ob das so ist, braucht eine Berechnung und einen Blick auf das Laufwerkslayout.

Das Warum zu verarbeiten erfordert eine einzige Berechnung, Ein Blick auf das Laufwerkslayout, und eine ehrliche Antwort darauf, was sich ändert, wenn eine Rolle neu geschliffen wird. Das Ergebnis ist eine übersichtlichere Methode, eine Fräsantriebsspezifikation zu schreiben.

Fang mit dem Verhältnis an, das dir wirklich wichtig ist

Das Reibungsverhältnis bei einer Zweiwalzmühle wird durch die Oberflächengeschwindigkeit definiert, nicht nach Wellendrehzahl. Was die Verbindung im Nip erfährt, ist die relative Geschwindigkeit der beiden Rollflächen, an denen sie aufeinandertreffen. Das ist die Größe, die Scherung erzeugt, Und Scheren ist der Grund, warum die Mühle überhaupt funktioniert.

Die Beziehung ist einfach genug, um sie in einer Zeile zu schreiben. Die Oberflächengeschwindigkeit an der Rollfläche ist

*v* = π × *D* × *n*

wobei *D* der Walzdurchmesser und *n* die Rotationsgeschwindigkeit ist. Das Reibungsverhältnis ist daher

*v*schnell / *v*langsam = (*D*schnell × *n*schnell) / (*D*langsam × *n*langsam)

Schau dir nun die Struktur dieses Ausdrucks an. Wenn die beiden Rollen denselben Durchmesser haben, Die Durchmesser heben sich auf und das Reibungsverhältnis reduziert sich auf das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten. Das ist in den meisten Produktionswerken der Fall, Und deshalb werden die beiden Nummern im Laden so oft synonym verwendet.

Die Auslöschung ist ein Zufall der Geometrie, keine allgemeine Wahrheit. Der Moment, in dem sich die Durchmesser unterscheiden, Es hört auf zu halten.

Ein ausgearbeitetes Beispiel für gleiche Würfe

Nimm eine Mühle mit zwei 400-mm-Walzen. Der schnelle Roll dreht sich bei 24 U/min, Das langsame Rollen bei 17,85 U/min.

• *n* Verhältnis: 24 / 17,85 = 1,344
• Oberflächengeschwindigkeit, Schneller Roll: π × 0,400 × 24 = 30,16 m/min
• Oberflächengeschwindigkeit, Slow Roll: π × 0,400 × 17,85 = 22,43 m/min
• *v*-Verhältnis: 30,16 / 22,43 = 1,345

Die beiden Verhältnisse stimmen innerhalb von Rundungen überein. Auf dieser Maschine, das Namensschild ist 1,35:1 beschreibt sowohl das Drehzahlverhältnis als auch das Reibungsverhältnis, und ein Bediener kann das Reibungsverhältnis mit einem Drehzahlmesser und einem Taschenrechner überprüfen.

Die gleiche Mühle wurde nach einer Walze neu geschliffen

Schleifen Sie nun die Schnellwalzung auf 392 mm neu. Die 8 mm ist eine Demonstrationsfigur, die gewählt wurde, um die Arithmetik sichtbar zu machen, Kein Standardschnitt; Wie viel davon in der Praxis abfällt, hängt davon ab, wie stark die Oberfläche abgenutzt ist und vom minimal zulässigen Durchmesser der Walze. Die Wellendrehzahl bleibt unverändert, weil die Wellen, Zahnräder, und Reducer bleiben unverändert.

• Oberflächengeschwindigkeit, Schneller Roll: π × 0,392 × 24 = 29,56 m/min
• Oberflächengeschwindigkeit, Slow Roll: π × 0,400 × 17,85 = 22,43 m/min
• *v*-Verhältnis: 29,56 / 22,43 = 1,318

Das Geschwindigkeitsverhältnis liegt immer noch bei 1,344. Das Reibungsverhältnis beträgt jetzt 1,318. Die Verbindung zeigt etwa 2 Prozent weniger Relativgeschwindigkeit als zuvor, und niemand hat auch nur einen Gang gewechselt.

Diese 2 Prozent sind klein, und allein erklärt das nicht eine Mühle, die aufhört zu arbeiten.. Aber es demonstriert das Prinzip, und die Prinzip-Skalen. Beide Würfe um unterschiedliche Mengen neu grinden, oder eine Rolle durch eine Ersatzrolle ersetzen, die von einer anderen Maschine stammt, und der Drift wird größer. Eine Mühle, die zweimal umgebaut wurde, hat oft ein Reibungsverhältnis, das nicht mehr mit der Zeichnung übereinstimmt, und keine Komponente im Laufwerk ist schuld.

Woher stammen die beiden Geschwindigkeiten tatsächlich

Hier ist der Teil, der am häufigsten verloren geht, wenn jemand nach einem Reduzierer kauft. Auf einem sehr verbreiteten Mühlenlayout, Das Reibungsverhältnis wird nicht durch den Hauptreduzer erzeugt. Es wird stromabwärts produziert. Das ist eine Anordnung und keine universelle, und die Ausnahmen sind keine Fußnoten: ein eingebauter differentieller Zwei-Ausgangs-Reduzierer, oder zwei Rollen, die unabhängig voneinander von separaten Motoren angetrieben werden, stellt die Verhältnisbeziehung innerhalb des Laufwerks selbst fest, Und bei diesen Maschinen ist das Reibungsverhältnis tatsächlich Teil der Verantwortung des Laufwerks. Welche Anordnung eine bestimmte Mühle hat, ist eine Frage für ihre Zeichnungen, Und die Antwort ändert, was das Fahrangebot abdecken muss.

Im Folgenden wird die erste Anordnung beschrieben, Weil es die Verwirrung am kostspieligsten ist.

Der Motor ist mit dem Hauptreduzierer verbunden. Die Ausgangswelle des Reduzierers trägt ein kleines Ritzel. Dieses Zahnrad treibt eine Kette zu einem großen Ritzel an der hinteren Rolle an. Bisher wird die Drehzahl der hinteren Walzung durch die Motordrehzahl geteilt durch das Reduzierungsverhältnis bestimmt, dann durch das Kettenverhältnis.

Dann übergeht die Kraft zum Frontroll. Am äußersten Ende der hinteren Rollung befinden sich ein Paar Zahnräder, eine auf jeder Walzwelle, verschmelzen miteinander. Das sind die Übersetzungsgetriebe. Sie stellen die Geschwindigkeit der vorderen Roll relativ zur Achterwärtsrolle ein, und weil sie ein Zahnrad mit fester Zahnzahl sind, Diese relative Geschwindigkeit wird durch die Bearbeitung festgelegt, nicht durch Anpassung.

Lesen Sie die Konsequenzen von diesem Layout ab.

Der Reduzierer legt das Rollgeschwindigkeitsniveau fest. Ändert man das Reduzierungsverhältnis, beschleunigen oder verlangsamen beide Rollen gemeinsam. Die Mühle läuft insgesamt schneller oder langsamer.

Die Übersetzungsgetriebe legen den Unterschied zwischen den Walzen fest. Ändert man die Zahnzahl, ändert sich das Reibungsverhältnis. Das Gesamtgeschwindigkeitsniveau kann sich kaum bewegen.

Dies sind zwei unabhängige Funktionen, die von zwei verschiedenen Komponenten ausgeführt werden. Ein Angebot für einen Hauptreduzierer ist ein Angebot für den ersten davon. Es kann das Zweite nicht adressieren, Und es sollte nicht so beschrieben werden, als ob es das tut.

Welche dieser Architekturen eine Fabrik tatsächlich hat, entscheidet, was das Fahrangebot abdecken muss, Und es ist der Grund, warum ein Zweiwalz-Getriebe mit offenem Mischwerk anhand des Rollgeschwindigkeitsniveaus angegeben ist, während eine eingebaute Differentialversion zwangsläufig mehr von der Verhältnisfrage übernimmt. Beide sind legitim; sie erfüllen verschiedene Hälften der Spezifikation.

Das erklärt auch ein Muster, das im Dienst auftritt. Eine Mühle, deren Reduzierer durch eine Einheit mit einem anderen Verhältnis ersetzt wird, läuft mit einer anderen Geschwindigkeit, und der Bediener wird es sofort bemerken. Eine Mühle, deren Reibungsverhältnis durch das Nachschleifen einer Walze abgedriftet ist, läuft mit derselben Geschwindigkeit und erzeugt eine subtil andere Platte, und der Bediener könnte es wochenlang nicht bemerken. Das erste Problem meldet sich von selbst. Der zweite tut es nicht.

Was das Reibungsverhältnis mit der Verbindung macht

Es lohnt sich, klarzustellen, warum dieser Parameter existiert, weil es bestimmt, welche Änderungen akzeptabel sind.

Die Gummimischung, die in die Nippe eintritt, wird von der schnelleren Rollfläche hindurchgezogen und von der langsameren zurückgehalten. Der Geschwindigkeitsunterschied bedeutet, dass das Material eine Zone durchquert, in der sich benachbarte Schichten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. Dieser Geschwindigkeitsgradient ist Scherung, Und wiederholter Durchgang bewirkt zwei Dinge: Es zerlegt das molekulare Netzwerk, was die Plastizität erhöht und die Verbindung im nächsten Prozess bearbeitbar macht, und es faltet und vermischt das Material, während es sich wickelt und zurückkehrt.

Eine Mühle, die mit zu niedrigem Reibungsverhältnis läuft, belastet die Verbindung zu wenig. Er kommt steif vom Mühle ab., mit sichtbaren, ungemischten Regionen, und er verhält sich flussabwärts schlecht. Eine Mühle mit zu hohem Verhältnis erzeugt mehr Wärme, als die Kühlung entfernen kann, und die Zusammensetzung verbrennt oder das Blatt reißt.

Produktionsmühlen laufen üblicherweise im Bereich von etwa 1,1:1 bis 1.4:1 als Faustregel und nicht als feste Spezifikation, Labormaschinen bieten eine breitere Anpassung, um den Effekt auf eine kleine Charge zu untersuchen. Das genaue Verhältnis ist eine zusammengesetzte und prozessbezogene Entscheidung, Und das mechanische Design der Mühle muss dies liefern. Deshalb existieren die Übersetzungsgetriebe als eigenständige Getriebe, Austauschbares Paar, anstatt in den Reduzierer eingearbeitet zu werden.

Eine Mühle überprüfen, bevor Sie ein Angebot für einen Reduzierer abgeben

Die praktische Abfolge, wenn eine Mühle einen neuen Reduzierer benötigt oder auf eine Geschwindigkeitsänderung geprüft wird, besteht darin, zuerst das tatsächliche Reibungsverhältnis zu messen und es mit dem zu vergleichen, was der Prozess benötigt. Wenn sich die beiden unterscheiden, Ein neuer Reduzierer wird das Problem nicht beheben.

Diese letzte Zeile verdient eine Erwähnung. Eine abgenutzte Walze ist kein Zylinder. Es könnte fassförmig sein durch jahrelange thermische Zyklen, oder sich durch ungleichmäßige Belastung verjüngt. Die Oberflächengeschwindigkeit an der Kante einer gekronten Walze unterscheidet sich von der Oberflächengeschwindigkeit im Zentrum, obwohl die Wellengeschwindigkeit konstant ist, weil der Durchmesser variiert. Dies zeigt sich als eine Platte, deren Dicke über ihre Breite variiert und häufig fälschlicherweise als Problem mit dem Reduzierer oder dem Lager diagnostiziert wird.

Die Spezifikation so schreiben, dass sie zur Maschine passt

Das Ergebnis dieser Analyse ist eine Spezifikation, die die beiden Funktionen trennt, So sollte ein Reduktionsangebot aussehen.

Für den Reduzierer, Wichtig sind Eingangsgeschwindigkeit und Leistung, Ausgangsgeschwindigkeit, Ausgangsdrehmoment, Die radiale Last des Kettenzahnrads, Die Achs- und Querbahnmaße, Montageposition und Ausrichtung, und die Schmiermethode. Die Ausgangsgeschwindigkeit bestimmt die Rollgeschwindigkeit; Nichts über das Reibungsverhältnis spielt dabei eine Rolle.

Für das Reibungsverhältnis, Wichtig ist das Übersetzungsgetriebepaar an den Rollenden: Zahnzählungen, Mittelabstand zur Rollanordnung, Flächenbreite, Material, und ob ein zweites Paar für eine andere Verbindung benötigt wird. Dies ist eine separate Zeile, Und bei einer Mühle, die für ein neues Produkt umgebaut wird, ist es oft das Gegenteil, das ausgetauscht werden muss.

Für die Rollflächen, Wichtig ist der Stromdurchmesser über das Gesicht, Die Krone oder das flache Profil, und wie viel Material noch übrig ist, bevor die Rolle unter ihr Minimum fällt.

Welche Zahl war falsch, und was es kostet

Zwei Zahlen beschreiben einen Zweiwalzwalzenantrieb, Und sie zu verwirren ist nur in eine Richtung teuer.

Setze die Rollgeschwindigkeit falsch, Und die Mühle sagt es dir sofort. Das Blatt fällt mit der falschen Geschwindigkeit ab., Der Compound verbringt die falsche Zeit im NIP, und der Bediener bemerkt es innerhalb der ersten Charge, weil sich die Ausgabe geändert hat. Der Reduzierer wurde gegen den falschen Eingang angegeben, Und der Fehler ist laut.

Das Reibungsverhältnis falsch einstellen, Und nichts kündigt es an der Maschine an.. Die Mühle läuft mit der richtigen Geschwindigkeit, Der Motor zieht Normalstrom, Und das Blatt kann auf der Rolle akzeptabel aussehen. Was sich verändert hat, ist die Scherung, die die Verbindung sieht, und das kann stromabwärts als unterbearbeitete oder verbrannte Verbindung auftauchen.. Wie weit flussabwärts, In welcher Form, und wie früh werden Fragen gestellt, anstatt Fragen zu treiben, Und um sie einzusetzen, sind Compoundtests nötig; Der Punkt hier ist, dass die Beweise nicht zum Reduzierer gelangen, So wird der Reduzierer von der Schuld befreit, bevor das Verhältnis überhaupt gemessen wird.

Diese Asymmetrie ist der Grund, warum das Reibungsverhältnis die Messung verdient, selbst wenn der Reduzer das zu ersetzende Bauteil ist. Eine Mühle, deren Reibungsverhältnis durch zwei Überholungen und drei Nachmahlungen gedriftet ist, erzeugt keinen Defekt, der auf den Antrieb zurückweist, und kein Zitatverfahren erkennt es, Denn der Angebotsprozess dreht sich um den Reduzierer und das Reibungsverhältnis ist keine Reduzierereigenschaft.

Die Messung, die sie verhindert, ist kurz. Geschwindigkeit jeder Rolle im stationären Zustand, Aufgenommen mit einem Drehzahlmesser oder einem optischen Tonabnehmer auf jede sichere Methode, die der Standort für rotierende Maschinen erlaubt; Mikrometer über jede Walze an mehreren Stellen entlang der Front mit der gestoppten Mühle; und die beiden Oberflächengeschwindigkeiten wurden anhand der Messungen dieser Instrumente berechnet, nicht nach dem, was die Zeichnung angibt. Wenn das berechnete Verhältnis mit der Prozessanforderung übereinstimmt, Der Austausch des Reduzierers ist eine mechanische Frage und nichts weiter. Wenn nicht, ist das nicht der Fall, Das Laufwerk könnte gebeten werden, etwas zu reparieren, das es nie kontrolliert hat.

Beide Spezifikationen können dann gegen die Funktion geschrieben werden, die jede Komponente ausführt, Parallel an Seite aus demselben Rollmaß entwickelt: der Reduzierer gegen das Geschwindigkeitsniveau, das Übersetzungsgetriebepaar gegen die Scherung. Eine einzelne Getriebeübersetzungszahl kann keinen Zweirollantrieb beschreiben, Und eine Mühle, die auf einer Zahl umgebaut wurde, ist eine Mühle, die mit der richtigen Geschwindigkeit und der falschen Scherung läuft, solange niemand sie misst.

Die Messungen sind der Ausgangspunkt dieses Gesprächs und nicht nur ein Voranfang. Rolldurchmesser über die Fläche, die Wellengeschwindigkeit jeder Walze im stationären Zustand, Die Zahnzähne des Übersetzungsgetriebes zählen, und die vorhandenen Reduzierer- und Motornamensschilder reichen aus, um zu sagen, welche der beiden Spezifikationen tatsächlich offen ist. Wenn ein Austausch oder eine Geschwindigkeitsänderung in Betracht gezogen wird, Senden Sie das aktuelle Laufwerkslayout Mit diesen Zahlen können die beiden Fragen getrennt beantwortet werden, anstatt sie zu einem Verhältnis zusammenzufassen.