Rubberen interne menger versnellingsbak: Lees het batchbelastingprofiel, Niet alleen motor-kW

Een interne mengversnellingsbak wordt vaak gespecificeerd op basis van motorkracht. De motor is, zeg, 400 kW, De rotorsnelheid wordt bepaald door het proces, en de versnellingsbak wordt geregeerd om bij de motor te passen. Op papier is de aandrijflijn consistent.

Daarna gaat de eenheid in dienst en ontwikkelt de versnellingsbak een probleem dat een power-matched unit niet zou moeten hebben. De reden is dat motorvermogen een stationair vermogen is en een interne mixer geen stationair apparaat is. Wat de versnellingsbak ervaart is een reeks belastingstoestanden binnen elke batch, jarenlang herhaald, En het hoogtepunt van die reeks is wat de tandwielen en lagers daadwerkelijk hebben om te overleven.

Een batch heeft fasen, en elke fase laadt anders

Een interne mixer is een batchmachine. Materiaal komt binnen, wordt gekauwd en gemengd onder druk, en wordt ontslagen, en dan herhaalt de reeks zich. De machine is hiervoor gebouwd: een mengkamer met twee tegenover elkaar draaiende rotoren, een ram of drijvend gewicht dat druk van bovenaf uitoefent, een afvoerdeur eronder, en temperatuurregeling en instrumentatie door de hele omgeving.

Binnen één cyclus is de weerstand die de rotors zien niet constant.

Aan het begin van een batch, De kamer neemt koud of gedeeltelijk verwarmd materiaal op. De viscositeit is hoog, Het materiaal bedekt de rotoren of de kamerwanden nog niet, en de rotors werken tegen een massa die weerstand biedt tegen afschuiving. Dit is meestal het deel met het hoogste koppel in de cyclus, hoewel niet universeel: op sommige compounds en sommige laadsequenties landt de piek halverwege de cyclus, of op het moment dat de ram naar beneden komt. Het punt is niet waar de piek zit, maar dat er een piek is en die volgens recept moet worden gevonden.

Naarmate het mengen vordert, De compound verwarmt, De viscositeit neemt af, en het koppel dat nodig is om het te scheren daalt. De ram kan worden omhoog en omlaag gebracht om het werk van de batch te regelen. Vulfactor, het aandeel van het kamervolume dat door verbinding wordt ingenomen, verandert de belasting direct: te weinig en de rotoren ontwikkelen geen afschuiving, te veel en het koppel stijgt boven de capaciteit van de aandrijving.

Bij ontslag, De deur gaat open en de batch vertrekt. Gedurende een korte periode draait de machine met weinig tot geen belasting, en dan begint de cyclus opnieuw.

Dus de zin "de versnellingsbak levert 400 kW" is een uitspraak over één bedrijfsvoorwaarde, In het beste geval. De versnellingsbak wordt blootgesteld aan een herhalend belastingprofiel met een piekkracht, Timing, Duur, en frequentie hangen af van het daadwerkelijke mengproces. Deze voorwaarden moeten worden vastgesteld uit de bedrijfsvereisten van de machine of de geregistreerde dienst en niet worden aangenomen op basis van het nominale motorvermogen.

De belastingclassificatie zegt dit al

Er is een gevestigd technisch referentiemateriaal dat de vraag beantwoordt of een mixer een constante belasting is.

Handboeken voor mechanisch ontwerp classificeren machines op basis van belastingskenmerken in plaats van op het nominale vermogen, en die classificatie als uitgangspunt voor de keuze van de aandrijving te gebruiken. In die classificaties, Rubbermengmachines, inclusief interne mixers, vallen in een categorie die ruim boven de stabiele dienst ligt, in dezelfde band als de andere machines waarvan de weerstand tegen draaien stijgt en daalt binnen elke werkcyclus. Rubberextruders die continu draaien komen weer in een lichtere categorie voor. De exacte categorienaam en de load factor verschillen per handboek en edities, Dus het nummer moet uit het handboek komen dat de fabriek daadwerkelijk gebruikt, niet op basis van een samenvatting ervan.

Het punt dat in die verwijzingen blijft hangen, is hier het belangrijkste. Een rubberen interne mixer is geen machine waarvan de functie kan worden beschreven door het nominale vermogen, en een drive die tegen constante stroom is geselecteerd, wordt geselecteerd tegen een toestand waar de machine het grootste deel van zijn cyclus van weg is.

Zodra dat geaccepteerd is, De specificatievraag verandert van "Wat is de motorkracht" aan "Hoe ziet het belastingprofiel eruit?"

Twee rotortypen, Twee belastingsverdelen

Het volgende onderscheid is belangrijk omdat het bepaalt of de twee uitgaande assen een gelijke belasting dragen, en dat bepaalt hoe de koppelcapaciteit van de versnellingsbak moet worden begrepen.

Tangentieel, of niet-intermeshing, Rotors. De rotorvluchten passeren elkaar niet; De gezwaaide paden van de rotors zijn gescheiden, En er is een kloof tussen hen. Menging vindt plaats in het hoog-afschuifgebied tussen de punt van elke rotor en de kamerwand, met distributieve menging afhankelijk van het materiaal dat tussen de twee rotors wordt overgedragen en door de kamer circuleert.

Een bepalende eigenschap van tangentiële machines is dat de twee rotors met verschillende snelheden kunnen draaien. Dat heeft direct gevolgen voor de schijf: de twee rotoren worden niet identiek belast op hetzelfde moment, en de koppelverdeling tussen de twee uitgangsassen is niet per se gelijk.

Ingrijpende rotors. De rotors zijn conjugaat en draaien naar elkaar toe, Dus hun vluchten raken in elkaar en blijft de rotorgap in wezen constant tijdens rotatie. De mengwerking komt door het afschuiven in het tussenrotorgebied en ook bij de wanden. De geometrie bepaalt continu de relatieve positie van de rotors, wat bepaalt hoe onafhankelijk ze zich kunnen gedragen, maar het vertelt je op zichzelf niet wat de onmiddellijke koppelsplitsing is. Dat is een vraag over het specifieke rotorontwerp, De verbinding, en de fill, en het wordt beantwoord op de machine in plaats van afgeleid uit het rotortype.

De koppelverdeling moet worden vastgesteld vanuit het specifieke ontwerp van machine en versnellingsbak. Het rotortype alleen geeft niet aan dat de belasting even of ongelijk is, en een geïmpliseerde splitsing voorspelt niet welke component zal falen. Gebruik metingen per schacht of een gevalideerd lastdelingsmodel, samen met de classificaties van de fabrikant, voordat conclusies worden getrokken over de versnellingsbakcapaciteit.

Wat de motorstroom je vertelt en wat niet

Motorstroom is de meting die de meeste planten hebben, En het is echt nuttig. Het volgt de stroom die de schijf trekt, die de belasting nauw genoeg volgt om de vorm van de cyclus te tonen, De herhaalbaarheid van batch tot batch, en abnormale gebeurtenissen in de vorm van pieken. Een trend van stijgende piekstroom over maanden is echt bewijs van een zich ontwikkelende aandoening, of dat slijtage door de rotor is, Slijtage van de kamer, of een verandering in samenstelling.

Stroom is niet de stroom zelf, En het verschil is geen formaliteit. De wisselstroom die door een inductiemotor wordt getrokken, is gerelateerd aan het vermogen dat deze levert via de voedingsspanning, De Vermogensfactor, en de efficiëntie van de motor, en elk van deze beweegt met de belasting en met de temperatuur. Twee batches die dezelfde stroom trekken bij verschillende vermogensfactoren leveren niet hetzelfde vermogen aan de rotors.

Wat motorstroom niet kan doen, is de belasting tussen de twee rotors verdelen. De meting is één totaal die beide assen plus de verliezen dekt, en geen enkele analyse haalt de splitsing daarvan terug. De splitsing is een andere hoeveelheid dan het totaal, en de totaal bevat het niet: Twee rotors kunnen zestig en veertig procent van hetzelfde bedrag dragen, of vijftig en vijftig, en het logboek ziet er in beide gevallen identiek uit.

Dus de grens is het waard om duidelijk te stellen. Een stroomlogboek geeft een bruikbare indicatie van de belastingstrend, wat voldoende is om te beantwoorden of de belasting stabiel is of varieert en of deze sinds vorig jaar is veranderd. Het geeft geen macht, en het geeft geen koppel, en de combinatie van stroom met rotorsnelheid levert geen van beide: Het vermogen moet afkomstig zijn van een meting die spanning en vermogensfactor omvat, en koppel volgt uit gemeten vermogen en snelheid in plaats van uit de stroom die hen toevallig vergezelde. Wat een snel genoeg logboek wel geeft, is de vorm van de cyclus, De top, en de duur van de piek, daarom is het record belangrijker dan de meter. Wat geen enkele analyse van stroom kan geven, is hoe de belasting zich verdeelt tussen de twee assen, en dat is een van de grootheden waarop een versnellingsbakbeoordeling draait. De rest kan met meer of minder werk via de drive worden gehaald. Deze is helemaal niet te krijgen.

Het praktische gevolg is dat een versnellingsbakbeoordeling op basis van motorstroom een beoordeling is gebaseerd op een totaal, niet op het niveau dat de tandwielen en lagers ervaren. Het is een startpunt, en het zou als zodanig gelabeld moeten worden.

Het proces omzetten in een belastingspecificatie

De productieve oefening is om een belastingrecord op te bouwen van wat de installatie al heeft, en om de ontbrekende metingen toe te voegen.

Twee vermeldingen op die lijst zijn degene die de specificatie veranderen. Piekkoppel betekent weinig zonder de duur van de piek, Omdat een versnellingsbak een korte overbelasting kan overleven die hij niet continu kan overleven, en een schijf die op het gemiddelde is geselecteerd, wordt geselecteerd tegen een belasting die het meestal niet ziet. De vulfactor is de variabele die onder controle van de installatie valt, en degene die het koppel het meest direct verplaatst.

Het record dat die rijen opbouwen is wat een Interne mixerversnellingsbak Beoordeling wordt gemaakt tegen. Hoeveel ervan al bestaat, is een kwestie van de individuele installatie en niet van batchmachines in het algemeen. Sommige installaties loggen stroom en ramdruk continu vanuit het besturingssysteem en kunnen het grootste deel van de tafel produceren zonder een instrument toe te voegen. Anderen schrijven er bijna niets van op, en in dat geval moet het profiel worden vastgesteld door een meetcampagne die door gekwalificeerd personeel wordt gepland, met de bemonsteringssnelheid, De duur, en de bedrijfsvoorwaarden vooraf afgesproken zodat de data iets betekent. Wat in beide gevallen niet zou moeten gebeuren, is een specificatie die is geschreven op basis van de aanname dat het record bestaat terwijl dat niet zo is, of op een enkele plekmeting die in plaats daarvan wordt genomen.

De thermische kant die parallel loopt

Er is een tweede taak die een batchprofiel oplegt en die een vermogensberekening mist.

De versnellingsbak wordt warm bij elke koppelpiek en koelt af tussen de batches. Over een dienst, De thermische toestand is het resultaat van een reeks verwarmings- en afkoelperiodes, Geen stabiele toestand. Als de cyclus kort is en de pieken dicht bij elkaar liggen, De eenheid keert tussen batches niet terug naar zijn basistemperatuur, en de bedrijfstemperatuur stijgt totdat deze een evenwicht bereikt dat hoger is dan een constante belastingberekening zou voorspellen.

Dat is belangrijk omdat het leven van het smeermiddel, Zeehondenleven, en lagerruimte hangen allemaal af van de bedrijfstemperatuur. Een versnellingsbak met voldoende mechanische capaciteit die zich vestigt op een looptemperatuur die ruim boven de berekeningen van de dimensionering ligt, laat zijn olie en afdichtingen buiten de voorwaarden draaien waarvoor de maatstelling is geschreven, en de gevolgen presenteren zich vaak als aparte onderhoudsproblemen die niemand koppelt aan de duty cycle. Hoeveel levensduur een bepaalde eenheid beïnvloedt, wordt beantwoord door de olie- en sealleveranciers ten opzichte van hun eigen producten en de gemeten temperatuur, niet volgens een algemene regel.

Hoeveel korter het smeermiddel is, is een vraag, en dit artikel zet er geen vermenigvuldiger op. De oxidatiesnelheid stijgt met de temperatuur op een manier die algemeen goed is vastgesteld, Maar de kwantitatieve relatie behoort tot de specifieke olie: Het hangt af van de basisvoorraad, Additief pakket, en de oxidatietest die werd gebruikt om het te karakteriseren, en de smeermiddelleverancier publiceert de cijfers voor zijn eigen product. Een vermenigvuldiger die is overgenomen van een andere olie, of volgens een algemene regel die voorkomt in de plantenpraktijk, is geen levensduurvoorspelling voor deze eenheid. Hetzelfde geldt voor zegels, waarbij de levensduur wordt bepaald door de elastomeerverbinding, De olie waarin het loopt, en de temperatuur die die combinatie verdraagt, en waarbij de afdichtingsleverancier de bron is voor de limiet. Wat gezegd kan worden zonder leverancierscijfer is de richting en de bestelling: een eenheid die ruim boven de temperatuur uitgaat die de maat aanneemt, is een eenheid waarvan de olie en afdichtingen sneller worden verbruikt dan de bedoelde maat, en het verschil tussen de veronderstelde en de werkelijke looptemperatuur is het waard om als getal op zichzelf te vermelden, zodat de leveranciers van smeermiddel en afdichtingen iets specifieks hebben om tegen te verantwoorden.

De temperatuurregeling van de mengkamer en de eigen koeling van de versnellingsbak zijn aparte systemen, Maar ze delen een omgeving: Een mengversnellingsbak die dicht bij een hete kamer is gemonteerd, draait op een omgevingstemperatuur die ruim boven de luchttemperatuur van de installatie ligt, en de koelcapaciteit moet worden geëvalueerd tegen die omgevingstemperatuur in plaats van tegen de kamer.

Het getal dat van de machine moet komen

Voor een nieuwe mixer of een versnellingsbakvervanging, De sequentie die een bruikbare specificatie produceert, loopt in zeven stappen, en de volgorde is het hele punt.

1. Stel de cyclus vast. Logstroom, Kracht, Ramdruk, en rotorsnelheid door ten minste meerdere volledige batches, bij een bemonsteringsfrequentie die de piek vastlegt. Gemiddelden verbergen de hoeveelheid interesse.
2. Identificeer de piek en de duur ervan. Piekkoppel, de rotorsnelheid waarmee het gebeurt, en het deel van de cyclus dat het inneemt.
3. Scheid de fasen. Start, Mixen, en afvoerbelastingen, omdat de piek niet gelijkmatig verdeeld is en de thermische belasting afhangt van de verdeling.
4. Stel de koppelverdeling vast, wat afhangt van het rotortype. Voor een tangentiële machine, dit kan zelfs niet worden aangenomen.
5. Controleer de vulfactor en de consistentie van het recept Tegen de batchrecords, zodat een belastinganomalie correct wordt toegeschreven aan het proces of aan de machine.
6. Vestig de thermische omgeving, inclusief de omgevingstemperatuur rond de versnellingsbak, niet alleen de luchttemperatuur van de plant.
7. Pas daarna koppelen ze aan een koppelklasse, tegen de piek met zijn duur, de snelheid waarmee het plaatsvindt, en de thermische belasting.

Stap zeven komt als laatste omdat de koppelklasse een output is, Geen input. Een installatie die begint vanuit een koppelklasse en controleert of de machine daarin past, is een installatie die een schijf koopt die is afgestemd op een staat waarin de machine zich bevindt voor een deel van elke batchcyclus, en de falen die daarop volgen, worden allemaal toegeschreven aan de kwaliteit van de versnellingsbak.

De reden dat dit belangrijker is op een mixer dan op een continu draaiende machine is de vorm van de taak. Een stabiele machine en zijn aandrijving komen in evenwicht, en een marginale drive kondigt zich snel aan door heet te lopen. Een batchmachine verzamelt schade op het piekpunt en betaalt dit op bij het lager en het smeermiddel, Jaren later, Op een manier waarvoor geen enkele slechte batch de schuld kan krijgen.

De ene vraag om te stellen voordat de volgende versnellingsbak wordt besteld

De faalmodus die dit artikel beschrijft is geen versnellingsbak die te weinig vermogen heeft. Het is een versnellingsbak die wordt geselecteerd op basis van een toestand waarin de machine zich gedurende een deel van elke cyclus bevindt en de rest van de cyclus afwezig is..

Daarom is de vraag die het waard is om vóór een bestelling gesteld te worden niet "Welke vermogensbeoordeling" maar "Hoe ziet het logboek eruit?" Een geregistreerde cyclus beantwoordt drie dingen die geen enkel naamplaatje kan: Hoe hoog de top gaat, Bij welke rotorsnelheid het gebeurt, en hoe lang het duurt. Die drie bepalen de mechanische en thermische belasting, en de specificatie volgt daaruit.

De vierde vraag, of de twee assen dezelfde belasting ervaren, wordt niet beantwoord door een geregistreerde cyclus en kan niet worden beantwoord. Het totaal geeft geen manier om het te splitsen. Die heeft per schacht meting nodig, of een load-sharing model dat is bevestigd tegen metingen op die machine, en totdat het er een heeft, De splitsing moet als een open punt worden behandeld in plaats van zelfs als een veronderstelling.

Interne mengbelastingen herhalen zich met de batchcyclus, wat ze geschikt maakt voor systematische operationele takenanalyse. Waar betrouwbare proces- en schijfrecords bestaan, De piekcondities en hun duur kunnen worden geëvalueerd. Waar die gegevens ontbreken, het vereiste belastingprofiel vaststellen via een passend meetplan in plaats van het aan te nemen op basis van het nominale motorvermogen van de machine. Een specificatie die op dat bewijs is opgebouwd, kan worden beoordeeld tegen de werkelijke belasting in plaats van aan een koppelklasse die voor een andere machine is opgegeven.

De vraag die daaruit volgt is kort om voor te bereiden, mits de fabriek haar administratie heeft bijgehouden: De mixer- en rotorspecificatie, De batchtijdlijn, Gemeten vermogen en motorsnelheid, Het belastinglogboek, en de bestaande versnellingsbaktekeningen. Stuur die en de transmissiecapaciteit kan worden gecontroleerd aan de hand van een gemeten belasting in plaats van een naamplaatgetal, waarbij de twee-as-splitsing als open voorwerp wordt gedragen totdat het bewijs van zichzelf heeft.