Fuerza de rozamiento y la búsqueda de la correcta alimentación

¿Cuántas veces un equipo nuestro o de un cliente alimento hojas de manera incorrecta?, ¿Cuántas veces vimos equipos alimentando mas de una hoja a la vez, produciendo atascos o el trabajo innecesario de sacar manualmente de la pila impresa las hojas en blanco alimentadas de mas?. No cabe duda que esta falla es muy común, el motivo generalmente esta asociado a un desgaste de algunas de las piezas que conforman el sistema o conjunto de alimentación.

Es cierto que papeles de mala calidad o humedecidos pueden ser causantes de estas falla, pero es el Pad Separation (o en algunos modelos el Separation Roller) el responsable mas frecuente. El problema más grande ocurre cuando al reemplazarlo por una pieza compatible el problema persiste o se agrava. ¿Por qué ocurre esto?. La respuesta esta en la física y se llama Fuerza de Rozamiento. Sí, nos encontramos ante un problema de Dinámica y para esto hay que revisar algunas leyes de Newton.

Explicaré un poco que es esta fuerza, como funciona, como se relaciona con este tema y como verificar la calidad de un Pad Separation o de un Separation Roller apto.

La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto, es la resistencia que oponen los cuerpos en contacto a deslizarse o rodar unos sobre otros. Esta fuerza es contraria al sentido del movimiento y como consecuencia produce una disminución en la velocidad o logra detener el desplazamiento. Esta fuerza es muy importante considerarla cuando se estudia el movimiento de los cuerpos. Gracias a esta podemos caminar, sino fíjense que sucede cuando intentamos caminar sobre el hielo donde no hay rugosidad, la falta de rozamiento o la baja coeficiencia nos hace resbalar.

Hay rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre dos cuerpos, por eso hablamos de dos tipos de fuerzas de rozamiento, la estática y la dinámica.

La Fuerza de Rozamiento Estática (me), esta presente en los objetos que están aparentemente quietos. Por ejemplo: Si queremos empujar un escritorio grande y hacemos una fuerza pequeña, el escritorio no se moverá, esto es porque la fuerza de rozamiento estática se está oponiendo. Si aumentamos la fuerza con la que queremos mover el escritorio la fuerza de rozamiento también aumentara. Nunca la fuerza de rozamiento es mayor que la que aplicamos nosotros, la oposición crece junto con la fuerza que aplicamos, hasta que pasemos la barrera de la fuerza de rozamiento estática y el escritorio comience a moverse en ese momento aparece la fuerza de rozamiento dinámica.

La Fuerza de Rozamiento Din?mica o Cinética (mc) es como dijimos la oposición que aparece entre los cuerpos en movimiento. El coeficiente de esta fuerza es menor que la que posee la fuerza de rozamiento estática. La fuerza de rozamiento entre dos cuerpos no depende del tamaño de la superficie de contacto, depende de cual sea la naturaleza de esa superficie, es decir de que material esta formado y si es o no rugoso.

Veamos ahora como se relaciona esto con nuestro interés principal, o sea, que las hojas sean bien alimentadas por nuestra impresora. Para esto tomaremos como ejemplo un modelo de impresora bien difundido la HP Laserjet 4000.

Observemos el diagrama que ilustra el sistema de toma de papel de la bandeja multipropósito, esta es similar a otros modelos incluso funciona muy parecido a las bandejas o tray de la HP 2100 y sus predecesoras. Los elementos involucrados son el Pick Up Roller, el Pad Separation y las hojas de papel. El Pick Up aplica una fuerza x que junto a la rugosidad de la superficie de goma logra introducir la hoja de papel dentro de la impresora. Si el Pick Up se desgasta mostrándose liso en su superficie, le costará o le resultará imposible alimentar hojas, pues se vale de la fuerza de rozamiento que se produce entre el y la hoja. Esta fuerza de rozamiento aumenta o disminuye dependiendo de cuan rugosa sea la superficie de la goma.

Luego tenemos las hojas que son acercadas a esta etapa. Entre las hojas hay un coeficiente de rozamiento muy bajo, por eso pueden separarse fácilmente si el papel es del tipo adecuado, ya sea en gramaje, suavidad y humedad. Por otro lado el Pad Separation tiene una superficie rugosa y un resorte debajo que le da una presión precisa hacia arriba. El Pad proporciona una fuerza de rozamiento estática con la hoja de papel alimentada de mas, asiendo que esta se detenga, permitiendo así que la primer hoja impulsada por el Pick Up Roller quede liberada de la hoja adicional y pueda avanzar solidariamente con la fuerza del Pick Up hasta la próxima etapa.

Para que este sistema funcione la rugosidad del material con que se construye el Pad y el Pick Up deben ser adecuados. Por otro lado los resortes del Pad Separation deben estar calibrados. Un resorte nuevo aplicara una presión constante, un resorte gastado aplicara fuerzas variables. ¿Cuál debe ser la tensión del resorte?....La respuesta es simple: La que le ha dado el fabricante del equipo. De esto se desprende que si queremos un producto que funcione apropiadamente debe asemejarse al original, desde el tipo de superficie hasta los resortes. Si el Pad no trae resortes nuevos y bien calibrados, no dará buenos resultados. Para calibrar un resorte no basta simplemente con estirarlo a simple vista, para hacer esto se requiere una herramienta de precisión. Básicamente el material debe venir calibrado de fabrica.

Otro ejemplo son los tray o bandejas secundarios en ellas se utilizan dos rodillos o Feed/Separation Roller que son iguales pero cumplen funciones bien distintas. El rodillo que se coloca en la posición superior trabaja picando el papel, lo hace girando junto con su eje todo el tiempo en que se le active. El rodillo que ocupara la posición inferior sobre la bandeja, tendrá la función de retener las hojas arrastradas hacia el que no deben ser picadas. Este no trabaja junto con su eje y se deja mover por la fricción ejercida por el rodillo superior, además posee un limitador de torque.

Cuando dos hojas son atraídas al ser empujadas por el Pick Up Roller Assembly, la fricción entre los rodillos desaparece. Las hojas no poseen un coeficiente de rozamiento importante por lo que la hoja superior logra entrar en la impresora empujada por el Feed/Separation Roller superior y la hoja adicional es empujada para atrás cuando el Feed/Separation Roller inferior la regresa en su vuelta de torque.

Para que esto funcione deben colocarse Feed/Separation Roller que tengan la rugosidad apropiada a fin de lograr el rozamiento que se requiere para que el sistema funcione correctamente.

Si observa los distintos Roller que se comercializan verá que el original posee una especie de relieves escamados, mientras que muchos compatibles los tienen agrietados o levemente marcados.

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