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Mejorando la calidad de la producción de láminas finas

Redacción PU15/04/2006
SML extrusión technology, miembro del Grupo Starlinger y con sede en Lenzing, Austria, es una de las empresas líderes en el campo de la extrusión de alta tecnología y la producción de láminas finas de plástico respirables. Estas láminas respirables, de alrededor de 15 a 200 µm de espesor, se utilizan en una gama de aplicaciones que van desde pañales para bebés a láminas para tejados.
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Rodillos de precalentamiento SML.
La cadena de producción de SML está equipada con una serie de rodillos que pueden alojar materiales de hasta 3,2 m de ancho. Los 6 primeros rodillos, situados al comienzo de la cadena de producción, utilizan agua de circulación calentada a 140 °C con el fin de precalentar el plástico. A partir de ese punto, el plástico calentado se estira y se alarga hasta que alcanza el grosor correcto.

Existe una serie de factores que pueden afectar la calidad y consistencia de una lámina fina respirable. Entre estos factores se incluyen la precisión de los cojinetes, la calidad del manguito de fijación intermedio y la rigidez de la disposición del cojinete.

Si bien estos factores son importantes, el factor que resulta más difícil de controlar y que puede tener un mayor impacto en la calidad del producto es el de mantener una tensión constante sobre la lámina de plástico a lo largo de todo el proceso de fabricación. Con el fin de mantener esta tensión, el par de fricción de los cojinetes debe ser constante y no variar. Este hecho representa un desafío único en el proceso de precalentamiento ya que la expansión axial de los rodillos calentados puede aumentar de manera significativa el par de fricción de una disposición convencional del cojinete.

Con una disposición convencional del cojinete, el cojinete flotante debe ser capaz de desplazarse axialmente en la carcasa con el fin de adaptarse a la expansión térmica del eje. Cuando se producen estos movimientos de deslizamiento, la fricción entre el anillo exterior del cojinete y la carcasa provoca un esfuerzo axial interno sobre la disposición del cojinete que aumenta el par de fricción hasta el punto de que puede tener impacto sobre la calidad del producto.

La solución y sus beneficios

Para hallar una solución a este problema, SML se puso en contacto con SKF, líder mundial en la resolución de problemas relacionados con el diseño y utilización de cojinetes. Para eliminar casi por completo los esfuerzos axiales internos, los ingenieros de SKF sustituyeron el cojinete flotante por el cojinete de rodillos toroidales Carb patentado por la compañía: C2218 K/C3 + H 318 E, y el cojinete fijo por uno del tipo Carb: 22218 EK/C3 + H 318. Ambos cojinetes utilizan el mismo tipo de carcasa (SNL 518-615) y ambos se lubricaron con grasa. La velocidad del cojinete es de 350 m/min.

El cojinete Carb resultó ser una excelente solución ya que se adapta a la expansión axial de forma interna para garantizar un grosor preciso de la lámina. Además, el Carb y los cojinetes de rodillos con forma de barriletes satisfacen las tolerancias de P5, lo que tiene como resultado un bajo nivel de desviación del rodillo de calentamiento (uno de los aspectos más importantes en este tipo de aplicaciones). Otro aspecto importante lo constituye el hecho de que los manguitos de fijación de SKF son, al igual que los cojinetes, de primera calidad, con estrictas tolerancias para el espesor, la redondez y la rectitud de la pared. Asimismo, gracias a un sistema de alineación automática de los cojinetes, la vida útil de éstos no se verá afectada de producirse una desalineación, con el consiguiente aumento de la fiabilidad y la consiguiente reducción de los periodos de inactividad.

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Disposiciones del cojinete Carb.
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CARB más manguito de fijación y tuerca de bloqueo.
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Comparación entre la precisión normal de ISO y P5. La zona de tolerancia de P5 es alrededor de un tercio de la tolerancia normal y tiene, también, un margen más reducido. Todos los cojinetes de rodillos con forma de barriletes SKF y los cojinetes de rodillos toroidales CARB - de hasta 300 mm de diámetro- se fabrican conforme a P5.

Funcionamiento del cojinete Carb

Al igual que un cojinete de rodillos cilíndricos, un cojinete Carb puede adaptarse a la expansión térmica del eje internamente, en aquellos casos en los que el anillo interior se desplaza con independencia del exterior. Sin embargo, un cojinete Carb puede admitir un mayor grado de expansión que un cojinete de rodillos cilíndricos ya que también se desplaza el conjunto de rodillos. Esto permite al cojinete Carb admitir una expansión axial de hasta un 20 por ciento de su anchura. A diferencia del cojinete de rodillos cilíndricos, un cojinete Carb puede admitir unos niveles de desalineación similares a los del cojinete de rodillos con forma de barriletes.

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