Herramientas de mezcla
Las herramientas de mezcla son los elementos funcionales de acción directa de los mezcladores de polvo. Influyen en el comportamiento de movimiento de los productos mezclados. Determinan la intensidad de mezcla que se puede alcanzar. Dependiendo de su geometría y disposición, producen diferentes efectos. Pueden funcionar por desplazamiento, dispersión, compactación, desaglomeración o transporte.
En este tratado, los productos a mezclar son polvos secos, húmedos o mojados. Las herramientas de mezcla están conectadas al eje de mezcla. Dependiendo del diseño, la conexión se realiza directamente o a través de brazos mezcladores. El diseño depende del tamaño, la potencia de accionamiento y la velocidad de rotación.
En la práctica existen diferentes tipos de herramientas. Entre ellas se encuentran las palas Becker, las herramientas de mezcla de arado, las herramientas de mezcla helicoidales, las herramientas de mezcla de pasadores y las herramientas de mezcla de paletas. La selección del tipo de herramienta depende del producto. Lo decisivo es la tarea de mezcla y el efecto de mezcla deseado.
Las herramientas de mezcla están sujetas a un desgaste normal. Este depende de la abrasividad del material mezclado. Está influenciado por la fuerza normal, la duración de funcionamiento y la velocidad relativa. En caso de abrasión suave y deslizante, el desgaste puede describirse de forma aproximada de manera lineal con la velocidad relativa.
En modelos simples, a menudo se asume una proporcionalidad entre la tasa de desgaste, la fuerza, la distancia de deslizamiento y la dureza inversa del material. En tribología, el desgaste abrasivo se describe a menudo mediante la ley de desgaste de Archard:
V = k ⋅ H ⋅ F ⋅ vr⋅ t / H
donde
V es el volumen de desgaste,
k el coeficiente de desgaste adimensional,
F la fuerza normal entre la herramienta y el material a granel,
vr la velocidad relativa
t la duración de la acción y
H la dureza del material.
En aplicaciones industriales, el desgaste puede ser muy reducido. En condiciones favorables, los mezcladores de polvo funcionan durante décadas sin desgaste visible de las herramientas. Esto ocurre sobre todo con productos poco abrasivos y velocidades periféricas moderadas.
Con polvos abrasivos, la situación es diferente. A velocidades periféricas elevadas, el desgaste suele aumentar de forma desproporcionada. La eliminación de material ya no aumenta de forma lineal con la velocidad. En su lugar, crece potencialmente con una potencia de la velocidad relativa. El exponente «m» se encuentra normalmente en el rango de 2 a 3, lo que se debe al fuerte aumento de la energía cinética de las partículas. Al mismo tiempo, aumenta la intensidad de los impactos y el contacto en la superficie de la herramienta.
V˙ = C ⋅ (vr)m
donde
V˙ es la tasa de desgaste por tiempo
vr es la velocidad relativa
C es la constante dependiente del material y del sistema
m es el exponente de velocidad
Para los productos abrasivos es necesaria una protección contra el desgaste de las herramientas de mezcla. Las medidas típicas son las soldaduras de recubrimiento duro y los blindajes de metal duro. A esto se suma el uso de materiales altamente resistentes al desgaste. Como demuestran los mezcladores de polvo amixon, esto puede prolongar la vida útil de las herramientas de mezcla muchas veces. En casos individuales, se puede lograr un aumento de la vida útil en un factor de cien. En la entrada del blog de amixon «Mezcladores de polvo amixon® con protección contra el desgaste» se describen los detalles.