Escalfadors de cartutxos en moviment: aplicacions amb vibració i cicle tèrmic

La majoria de converses sobre escalfadors de cartutxos impliquen que l'escalfador està en un motlle o plat que no es mou. Però moltes aplicacions impliquen moviment. Els escalfadors de cartutxos estan exposats a vibracions, xocs i cicles tèrmics freqüents mitjançant barres de segellat rotatives, platines mòbils, taules d'indexació i unitats d'injecció alternatius. Aquestes condicions canviants requereixen opcions de disseny alternatives.

Com fa mal la vibració als escalfadors estàndard
Un escalfador de cartutx convencional utilitza pols d'òxid de magnesi que està densament empaquetat per mantenir el cable de resistència al seu lloc. La pols es pot assentar més o moure's una mica quan vibra, cosa que fa buits. Aquests forats frenen la transferència de calor a la zona i deixen que el cable de resistència es desplaci, es doblegui i finalment es trenqui de la fatiga del metall.

El lloc on es troben el cable de resistència i el cable conductor també és susceptible a vibracions. Fins i tot les soldadures fortes es poden trencar quan estan exposades a vibracions constants, especialment quan la temperatura augmenta i els materials s'estoven. La conseqüència és una connexió poc fiable que funciona quan fa fred però no quan fa calor, la qual cosa dificulta molt la resolució de problemes.

Cicle tèrmic: un tipus d'estrès diferent
Quan les coses passen pel cicle tèrmic, que és quan s'escalfen i es refreden una i altra vegada, es fan més grans i més petites. La funda d'acer inoxidable creix a un ritme diferent de l'aïllant d'òxid de magnesi i el cable de resistència. Aquestes diverses expansions generen micro-esquerdes a l'aïllament i desgasten el cable durant centenars o milers de cicles.

El cicle tèrmic pot passar centenars de vegades al llarg d'un torn per als escalfadors de cartutxos utilitzats en màquines d'envasat que s'encenen i s'apaguen amb cada producte. Un escalfador fet per funcionar tot el temps a una temperatura constant pot trencar-se ràpidament quan ha de fer-ho.

Elements de disseny per a aplicacions dinàmiques
Alguns canvis en el disseny faciliten la supervivència en aplicacions de vibració i cicle. L'òxid de magnesi comprimit amb una densitat més alta té menys probabilitats de sedimentar. Algunes empreses utilitzen pols compactada per vibració-en lloc de pols compactada-estàtica, la qual cosa fa que la densitat sigui superior al 85% del màxim teòric.

Els escalfadors embutits, on tot s'arrosseguen a través d'un encuny per fer-lo més petit i comprimir la pols, resisteixen millor les vibracions que els escalfadors sense-escalfadors. El procediment d'estampació segella totes les parts dins en una estructura sòlida i irrompible que no es mou.

Per al cable de resistència, un cable amb un diàmetre més gran és millor per manejar la vibració que un cable amb un diàmetre més fi. La densitat de watts més baixa significa que podeu utilitzar un cable més gruixut per a la mateixa potència, cosa que fa que duri més. Els cables de coure-níquelats són més flexibles que els cables sòlids de níquel. En lloc d'enviar vibracions a la connexió interna, les absorbeixen.

Coses a tenir en compte quan instal·leu equips en moviment
Els cables d'alimentació s'han de moure amb l'escalfador del cartutx i el dispositiu. És molt important tenir un cable flexible amb molts fils. El filferro sòlid o de fil-baix estàndard es posarà dur i es trencarà al cap d'unes poques setmanes. L'ús d'un alleujament de tensió que connecta el cable amb el cos de l'escalfador en lloc de la connexió interna evita que les forces arribin al punt de soldadura.

La manera de muntar-lo també és important. Quan l'equip vibra, un escalfador solt sonarà, cosa que pot danyar tant l'escalfador com el forat. Un ajustament més ajustat evita que les coses es moguin, però dificulta la col·locació de les coses. Algunes aplicacions funcionen millor amb un mecanisme de retenció-carregat amb molla que manté la pressió de contacte alhora que permet que es facin petits moviments.

Exemples del món real
Els escalfadors de cartutxos en segelladors verticals per a màquines d'embalatge de forma-ompliment-de tancament poden tenir de 800 mm a 1200 mm de llarg i cicles des de la temperatura ambient fins als 250 graus moltes vegades per minut. Els escalfadors que es fan per durar anys tenen connexions internes més fortes i cables flexibles. Els escalfadors estàndard només duren unes poques setmanes.

En el procés de fabricació de pneumàtics, els bidons escalfats giren mentre que els escalfadors de cartutxos mantenen la temperatura fins i tot a tota la superfície del tambor. Les forces centrífugues afegeixen estrès d'una manera diferent. Els calefactors amb estructura interna equilibrada i terminacions reforçades poden suportar bé aquestes circumstàncies.

Saber quan un escalfador normal no és suficient
Si un escalfador no dura gaire en una aplicació dinàmica, vol dir que la construcció regular no és prou bona. Si els escalfadors segueixen fallant en el circuit obert-i no hi ha danys evidents a l'exterior, la causa més probable és la fatiga del cable induïda per vibracions-. Si la fallada es produeix cap al final del cable, vol dir que el cable s'està doblegant o tirant.

Podeu triar l'arquitectura interna adequada parlant amb un fabricant sobre el perfil de moviment precís, com ara l'amplitud, la freqüència i la direcció. Alguns escalfadors de cartutxos especialitzats utilitzen cables de resistència interna trenats o dissenys de cables enrotllats que no es trenquen quan es mouen.

Maneres de mantenir les aplicacions dinàmiques funcionant sense problemes
Les aplicacions dinàmiques s'han de comprovar més sovint que les estàtiques, encara que estiguin ben-dissenyades. Comprovar les connexions dels cables per detectar indicadors d'arc o sobreescalfament pot ajudar-vos a solucionar els problemes abans que empitjorin. Mesurar la resistència una vegada al mes estableix una línia de base i mostra petits canvis que mostren un desgast a l'interior.

És especialment crucial tenir escalfadors addicionals a mà per moure equips perquè es poden produir mals funcionaments sense previ avís i el temps d'inactivitat costa molts diners. Un prestatge d'escalfador de recanvi amb cables-preterminats us permet substituir-lo en minuts en lloc d'hores.

El cicle de vibració i temperatura no fa que els escalfadors de cartutxos siguin inutilitzables, però requereixen una especificació acurada. Un escalfador que funcioni perfectament en un motlle estacionari pot no funcionar bé en un plat en moviment. El primer pas per triar un escalfador que duri és conèixer l'entorn mecànic exacte. Els enginyers que coneixen tant les necessitats tèrmiques com les mecàniques dels diferents tipus de maquinària de producció, des de línies d'envasat fins a premses de pneumàtics, han de trobar solucions de calefacció personalitzades per a cada tipus de màquina.