Fricción en el mezclador a cilindros: optimizar mezclas

Los mezcladores a cilindros sirven principalmente para la fabricación de mezclas de caucho. Para que estas se vuelvan homogéneas, se necesita cierta fricción en el entrehierro de los cilindros. Pero ¿qué es la fricción exactamente y cuándo le resulta interesante?

La fricción describe la relación entre las diferentes velocidades de rotación de los cilindros. Porque el cilindro trasero de un mezclador a cilindros gira por lo general entre un 10 y 30% más rápido que el delantero.

Pero atención, ¡no se trata solo de la velocidad de los cilindros! Es importante entender la diferencia entre velocidad de rotación y fricción.

Velocidad de rotación vs. fricción: estas son las diferencias

La velocidad de rotación designa la velocidad con la que gira cada cilindro individualmente. Se mide en revoluciones por minuto (rpm). La fricción, por el contrario, es el resultado de la diferencia de velocidad entre los dos cilindros.

Así se crean fuerzas de rozamiento o de cizallamiento en el entrehierro de los cilindros entre los cilindros y la mezcla de caucho. Estas son necesarias para que se produzca el proceso de mezclado. Debido a la mayor velocidad del cilindro trasero, el banco de material permanece constantemente en movimiento giratorio en el entrehierro. El cilindro trasero funciona como cilindro de fricción. Arranca continuamente partes del material y las extiende sobre la película de cilindro que circula en el cilindro delantero.

La fricción calienta la mezcla de caucho y asegura el mezclado homogéneo de los componentes individuales. Al mismo tiempo, se evita que el material se adhiera al cilindro trasero, donde el operador ya no podría acceder a la masa.

La diferencia de velocidad indica la relación de fricción. Con un cilindro trasero que gira 20% más rápido que el delantero, existiría por ejemplo una relación de fricción de 1:1,2.

Fricción constante vs. variable: cuándo tiene sentido cada opción

Se distingue entre una relación de fricción fija o variable.

Una relación de fricción fija significa que la diferencia de velocidad entre los dos cilindros permanece constante. Las velocidades de rotación de ambos cilindros están construidas de tal manera que siempre existe la misma diferencia.

Este tipo de construcción se utiliza cuando se requiere una estabilidad de proceso especial. Un ejemplo de esto son los cilindros de producción, cuyos cilindros son accionados generalmente por engranajes de acoplamiento.

Una relación de fricción variable, por el contrario, significa que la relación de las velocidades de rotación de los cilindros puede cambiarse durante la operación.

Especialmente con propiedades de materiales cambiantes, para diferentes fases de producción o recetas, este tipo de construcción es ventajoso. Los mezcladores a cilindros de laboratorio están diseñados a menudo para un uso tan universal. Para ello, cada cilindro posee su propio motor eléctrico así como una transmisión regulable continuamente.

Cuando los cilindros giran a la misma velocidad, se habla de marcha sincronizada. En el entrehierro no se crean entonces fuerzas de cizallamiento y por tanto ninguna fricción. Este tipo de construcción se utiliza cuando el caucho no debe amasarse más, pero debe laminarse por ejemplo para pasos de procesamiento posteriores o almacenamiento.

Las retrofits para fricciones variables no son posibles debido a los tipos de construcción, o solo son posibles de manera muy laboriosa y antieconómica. Por tanto, para una relación de fricción variable se recomienda un mezclador a cilindros con accionamientos individuales como el mezclador a cilindros DEGUMA neo premium.

Seleccionar relaciones de fricción: así funciona

Las máquinas con fricción variable son significativamente más complejas para el operador. Los operadores experimentados pueden "tenerlo en el feeling", pero al elegir la fricción correcta hay que considerar algunos factores.

Deben considerarse el diámetro y las distancias de los cilindros, así como factores como la temperatura resultante, los requisitos del producto final y la tasa de producción. Pero particularmente el tipo de caucho, su tenacidad y dureza tiene efectos sobre el comportamiento de mezclado o la fricción necesaria debido a diferentes propiedades físicas. Así también naturalmente los rellenos y aditivos agregados.

Para mezclas de caucho blandas se ofrecen relaciones de fricción entre 1:1,2 y 1:1,5. Para mezclas duras se recomienda una fricción más baja entre 1:1,1 y 1:1,2. ¡Pero estas son solo reglas generales aproximadas! En un mezclador triturador se eligen fricciones de 1:2 o incluso 1:4 para quebrar fardos y láminas frías.

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