Eixo expansível a ar para máquinas de rebobinagem de filme

Um eixo expansível a ar para máquinas de rebobinagem de filme tem de fazer algo que o papel nunca lhe pede: agarrar um núcleo leve de parede fina com força bastante para transmitir binário sem o esmagar nem o deixar deslocar-se à medida que o rolo cresce. O filme é fino, escorregadio, sensível a riscos e, regra geral, enrola-se mais depressa e com tensão mais baixa do que o papel; daí que opções de eixo copiadas de uma rebobinadora de papel acabem muitas vezes em rolos telescopados, núcleos estrelados e deslizamento.

Este guia trata do que muda quando a banda é filme, de como adequar o elemento expansível ao núcleo, da origem do binário e do deslizamento, e do que especificar no momento de encomendar.

O que torna a rebobinagem de filme diferente

Três propriedades do filme conduzem praticamente todas as decisões sobre o eixo.

Fricção baixa no núcleo. Os núcleos de filme são habitualmente de plástico ou de fibra de parede fina — mais lisos e mais macios do que um núcleo de papel —, pelo que a aderência depende tanto da geometria de contacto como da força aplicada.

Sensibilidade à tensão. O filme estica. Tensão em excesso produz um rolo duro, com deformação em estrela ou esmagamento do núcleo; tensão a menos dá um rolo mole que telescopa no transporte. O eixo tem de fixar o núcleo de forma consistente, para que a tensão ajustada pelo operador seja a tensão que a banda efectivamente sente.

Danos à superfície. Um elemento que crava, uma rebarba numa lingueta ou um núcleo montado à martelada traduzem-se em rolos rejeitados; em filme, qualquer deformação do núcleo inutiliza os primeiros metros.

A velocidade também conta: as linhas de filme correm geralmente mais depressa do que linhas de papel comparáveis, pelo que o balanceamento e a deflexão entram em jogo antes do binário.

Comece pelo núcleo, não pelo eixo

O núcleo é a peça que efectivamente agarra; é ele que estabelece as regras.

• Diâmetro interior do núcleo. 3 in e 6 in (76 mm e 152 mm) cobrem a maior parte do trabalho com filme. Meça os núcleos tal como são entregues, não como constam no catálogo — um eixo dimensionado para um furo nominal pode não preencher um núcleo subdimensionado.
• Espessura de parede e material. Núcleos de plástico de parede fina deformam-se sob carga pontual. É a razão mais comum para uma rebobinadora de filme destruir núcleos.
• Estado e tolerância do núcleo. Núcleos gastos, ovais ou fora de circularidade deslizam, por melhor que seja o eixo.
• Peso do rolo e diâmetro final. Em conjunto com o DI do núcleo, determinam o binário, a deflexão e a escolha do corpo do eixo.

Para rever o modo como o eixo expande contra um núcleo, como um eixo expansível a ar segura um núcleo de papel ou de filme descreve o mecanismo.

Linguetas, lâminas ou tiras: o que expande melhor em núcleos de filme

O elemento expansível decide a forma como a força chega ao núcleo e, em filme, essa distribuição pesa mais do que a própria força.

Tipo tira (lâmina). Elementos longos distribuem a carga por toda a circunferência e por todo o comprimento, o que os torna a recomendação habitual para núcleos de parede fina e de plástico: não existe contacto concentrado que esmague ou deforme o núcleo em estrela. Oferecem ainda boa concentricidade, o que ajuda em velocidade.

Tipo linguetas. Linguetas discretas concentram a força em pequenas áreas de contacto e garantem forte aderência em núcleos duros de parede espessa. Num núcleo de plástico macio, essa concentração provoca deformação local — e, uma vez o núcleo deformado, a aderência cai e o deslizamento começa.

Para núcleos de parede fina ou de plástico, a tira ou lâmina é normalmente o ponto de partida mais seguro. As compensações estão expostas em eixo de linguetas vs eixo de lâminas, e a família é apresentada em eixos expansíveis a ar de 3 in – 6 in. Onde o trabalho é pesado e o núcleo rígido, um eixo de linguetas continua a ser a escolha certa.

Binário, deslizamento e o rolo em formação

A procura de binário no eixo é a tensão da banda multiplicada pelo raio do rolo, pelo que aumenta à medida que o rolo se forma. A capacidade de retenção tem de exceder o maior valor que venha a surgir, incluindo o binário de aceleração e de desaceleração, não apenas o regime estabilizado.

A capacidade de retenção cresce com o coeficiente de atrito no contacto, com a força normal exercida pela bolsa inflável e com o raio efectivo — grosso modo T ≈ μ × N × r. Considere isto uma relação, não um valor nominal: o material do núcleo, a geometria de contacto e o estado da superfície deslocam o resultado, e só o fabricante pode classificar um modelo concreto.

Duas consequências decorrem daqui: se o deslizamento só aparece em rolos grandes, está no limite de binário — procure mais aderência ou um núcleo maior, não mais pressão; se o deslizamento surge no arranque, olhe primeiro para a rampa de aceleração e para o estado do núcleo, antes de culpar o eixo.

O deslizamento tem o seu próprio percurso de diagnóstico em eixo expansível a ar a deslizar na rebobinagem: 7 causas e correcções. Aderência e tensão também estão acopladas: uma rebobinadora incapaz de manter tensão estável continuará a apresentar sintomas de deslizamento seja qual for o eixo montado — veja os controladores automáticos de tensão de banda e os sensores de tensão tipo bloco de apoio.

Velocidade, balanceamento e deflexão

Em linhas de filme de alta velocidade, a geometria costuma morder antes do binário.

Excentricidade e balanceamento. Um eixo com excentricidade mensurável produz um rolo que parece bem na máquina e telescopa na palete; em velocidade, o desequilíbrio imprime-se no rolo sob a forma de bandas periódicas.

Deflexão. Eixos longos que transportam rolos pesados flectem sob carga, sobretudo a meio vão — precisamente onde o filme é mais sensível à variação de tensão. Se o vão e a carga forem exigentes, discuta o diâmetro e o material do corpo em vez de dimensionar apenas pelo núcleo.

Material do corpo. O alumínio reduz o peso de manuseamento quando os operadores trocam rolos com frequência; o aço oferece mais rigidez para a mesma secção. Decida com base no vão, na carga e no manuseamento, não por hábito.

Se está a especificar de raiz, eixo expansível a ar por medida: que especificações precisa de fornecer indica os dados de que um fabricante necessita para cotar com rigor.

Quando um eixo diferencial é a melhor resposta

Se o filme é cortado em várias faixas estreitas e rebobinado num único eixo, um eixo expansível simples não consegue manter todas as faixas na mesma tensão — as faixas ligeiramente mais espessas apertam enquanto as vizinhas afrouxam. Isso já é um problema de controlo de tensão, não um problema de eixo.

Um eixo diferencial para cortadora permite que cada núcleo deslize com o seu próprio binário controlado, de modo que as faixas enrolam com tensão consistente apesar das pequenas diferenças de espessura. A lógica de decisão está explicada em eixo expansível a ar vs eixo diferencial. Muitas fábricas correm ambos: eixos expansíveis a ar na desbobinagem e nas rebobinagens de largura única, eixos diferenciais nas rebobinagens multi-faixa das cortadoras.

Adequar o eixo à máquina

Mandris de segurança. O eixo só é tão concêntrico como os mandris que o seguram. Um mandril de segurança STO/STW ou FLO/FLW gasto deixa o eixo fora de eixo e reintroduz excentricidade; selecção e montagem do mandril de segurança trata esse detalhe.

Alimentação de ar. Utilize a pressão indicada na chapa de características, no desenho ou no manual — não existe um valor universal, e ultrapassá-la coloca o núcleo em risco muito antes de colocar o eixo. Instale filtragem e um regulador na máquina, para que os operadores não subam a pressão para «resolver» o deslizamento.

Montagem e manuseamento. A maior parte dos danos em núcleos de filme acontece fora da máquina: eixos pousados no chão, núcleos montados à martelada, elementos deixados expandidos. Veja como instalar um eixo expansível a ar e como manter um eixo expansível a ar.

Um eixo pneumático a ar de uso geral serve muitas rebobinagens de filme de largura única; quando são exigidas peças de substituição da marca, a série de eixos a ar XWDGM é a referência habitual.

Defeitos e o que indicam

• Núcleo esmagado ou estrelado no furo. Carga de contacto demasiado concentrada — uma lingueta num núcleo de parede fina, ou pressão acima da classificação.
• Rolo que telescopa em armazém. Deslocamento do núcleo por aderência marginal, ou excentricidade do eixo.
• Deslizamento apenas nos diâmetros grandes. Procura de binário no limite à medida que o raio cresce.
• Bandas periódicas ao longo do rolo. Desequilíbrio, excentricidade ou mandril de segurança gasto.
• Primeiros metros inutilizados. Deformação do núcleo durante a carga, ou uma rebarba num elemento.

Lista prática de selecção

Percorra estes pontos pela ordem indicada e terá tudo o que um fabricante precisa de saber:

1. DI do núcleo, espessura de parede, material e tolerância medida.
2. Número de núcleos ao longo do eixo e largura da banda.
3. Diâmetro final máximo do rolo e peso do rolo.
4. Gama de tensão da banda e forma como a tensão é controlada.
5. Velocidade da linha, mais taxas de aceleração e desaceleração.
6. Comprimento do eixo, disposição dos apoios e modelo do mandril de segurança.
7. Requisitos de balanceamento e excentricidade, se a velocidade e a largura os justificarem.
8. Ar comprimido disponível na máquina e classificação de pressão do eixo existente.

Depois confronte os modelos pré-selecionados com como escolher um eixo expansível a ar para a sua máquina. Se se trata de uma cortadora-rebobinadora em vez de uma rebobinagem pura, eixo expansível a ar para máquinas de corte longitudinal cobre as diferenças.

Perguntas frequentes

Posso usar o mesmo eixo expansível a ar para filme e para papel? Por vezes sim, mas o núcleo é o factor limitante — um eixo configurado para núcleos de papel pesados pode concentrar a carga de forma a deformar núcleos de plástico de parede fina. Verifique o tipo de elemento e a classificação face ao núcleo mais leve que utiliza.

Porque desliza o meu rolo de filme se o eixo é novo? Novo não significa adequado. O deslizamento remete quase sempre para o estado e a tolerância do núcleo, para o tipo de elemento face à parede do núcleo, ou para uma procura de binário que excede a aderência nos diâmetros grandes.

Preciso de um eixo diferencial para rebobinar filme? Apenas quando rebobina múltiplas faixas cortadas num único eixo; para um rolo único de largura completa, um eixo expansível a ar convencional é a solução correcta e mais simples.

Devo aumentar a pressão do ar para travar o deslizamento? Não — respeite a classificação da chapa de características. Se a aderência é insuficiente à pressão nominal, a causa está no tipo de elemento, na escolha do núcleo ou na procura de binário, e a pressão extra coloca o núcleo em risco.

Com que frequência deve ser inspeccionado um eixo de ar numa linha de filme? Siga o manual do modelo e o procedimento da fábrica, não um calendário fixo. Inspeccione com maior frequência em ambientes poeirentos ou húmidos e depois de qualquer falha de núcleo.

Obter o eixo certo para a sua linha de filme

A XW Machinery constrói eixos expansíveis a ar e eixos diferenciais, além do equipamento de tensão e de guiamento que os envolve, para linhas de filme, folha metálica, laminado, etiquetas e embalagem flexível. Envie as dimensões dos seus núcleos, os pesos dos rolos, a gama de tensão e a velocidade da linha: recomendaremos um tipo de elemento, um corpo e uma disposição de mandris — ou diremos quando um eixo diferencial é a melhor resposta.

Peça uma cotação ou consulte a gama de eixos expansíveis a ar.