CABEZAL DEVANADOR CON DISPOSITIVO AMORTIGUADOR DE VIBRACIONES.

Cabezal devanador para formar bobinas de productos laminados continuos y sustancialmente rectilíneos,

que comprende una estructura de soporte (2), un rotor (3) adaptado para girar alrededor de su propio eje (X) bajo la acción de unos medios motores y mantenido en rotación mediante la estructura de soporte (2) por medio de unos rodamientos (4), caracterizado porque sólo hay dos rodamientos y porque al menos uno de los dos rodamientos (4) incorpora unos medios de amortiguación de vibraciones que comprende un rodamiento con película de aceite (10) de tipo hidrodinámico

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2005/000458.

Solicitante: DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.P.A..

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA NAZIONALE, 19,33042 BUTTRIO (UD).

Inventor/es: POLONI, ALFREDO, DE LUCA, ANDREA, PAIARO, IVAN, ZERAJIC, MIROSLAV.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 5 de Mayo de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B21C47/14C

Clasificación PCT:

  • B21C47/14 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B21 TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIAL; CORTE DEL METAL POR PUNZONADO.B21C FABRICACION DE CHAPAS, ALAMBRES, BARRAS, TUBOS, PERFILES METALICO O PRODUCTOS ANALOGOS SEMIACABADOS POR PROCEDIMIENTOS DISTINTOS AL LAMINADO; OPERACIONES AUXILIARES RELACIONADAS CON EL TRABAJO DE METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIA.B21C 47/00 Enrollamiento, devanado o bobinado de hilos, bandas u otros materiales metálicos flexibles, caracterizado por el hecho de que estas operaciones no se aplican más que al trabajo de metales (bobinado de alambre en forma especial B21F 3/00). › por medio de una guía rotativa, p. ej. depositando el material alrededor de una bobina o de un tambor fijo.
  • F16C17/03 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16C ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA TRANSMITIR MOVIMIENTO EN UNA FUNDA FLEXIBLE; ELEMENTOS DE LOS MECANISMOS DEL CIGÜEÑAL; PIVOTES; UNIONES PIVOTANTES; PIEZAS ROTATIVAS DE INGENIERIA DISTINTAS A LAS PIEZAS DE TRANSMISION MECANICA, ACOPLAMIENTOS, EMBRAGUES O FRENOS; COJINETES.F16C 17/00 Cojinetes de contacto deslizante para movimiento rotativo exclusivamente (F16C 32/06 tiene prioridad; cojinetes ajustables F16C 23/00, F16C 25/00). › con segmentos soportados oblicuamente, p. ej. cojinetes Michell.

Clasificación antigua:

  • B21C47/14 B21C 47/00 […] › por medio de una guía rotativa, p. ej. depositando el material alrededor de una bobina o de un tambor fijo.
  • F16C17/03 F16C 17/00 […] › con segmentos soportados oblicuamente, p. ej. cojinetes Michell.
CABEZAL DEVANADOR CON DISPOSITIVO AMORTIGUADOR DE VIBRACIONES.

Fragmento de la descripción:

Cabezal devanador con dispositivo amortiguador de vibraciones.

Campo de la invención

La invención se refiere a un cabezal devanador que posee un dispositivo amortiguador de vibraciones para enrollar productos de acero laminado sustancialmente rectilíneos, tales como alambre, varillas, o similares.

Técnica anterior

Una solución relativamente común que se utiliza en la elaboración de cabezales devanadores consiste en proporcionar un rotor en el que alojar el tubo de devanado. El rotor está sostenido en voladizo sobre un cuerpo de estator por medio de dos rodamientos de rodillos, o soportes, y, a su vez, el cuerpo del estator está fijado firmemente a una base que forma una unidad con el suelo. El rotor gira alrededor de su propio eje, generalmente a velocidades angulares elevadas, que alcanzan las 2.200 rpm, lo que corresponde a una velocidad de laminado de 120 m/s. La rotación se produce mediante un motor interno conectado por medio de un sistema de transmisión de engranaje cónico. Algunos tipos de cabezales devanadores poseen rotores que incorporan el motor en su interior y montan el estator del motor de manera coaxial.

En un cabezal devanador, es inevitable que los componentes giratorios pierdan el equilibrio dinámico a consecuencia del desgaste sufrido por el tubo durante su funcionamiento, lo cual produce vibraciones que aumentan de intensidad a medida que aumenta la velocidad de rotación.

Concretamente, estas vibraciones se amplifican debido a los efectos dinámicos producidos cuando las velocidades de rotación se aproximan a unas velocidades características del sistema: las velocidades críticas.

Estas amplificaciones dinámicas producen intensas vibraciones que resultan perjudiciales para la integridad estructural, y, de hecho, limitan las velocidades máximas de funcionamiento que se pueden alcanzar.

En los cabezales devanadores del tipo convencional que se usan actualmente, se producen fenómenos de amplificación dinámica a partir de entre 2.000 y 2.200 rpm, que son, por tanto, las velocidades máximas de funcionamiento que pueden alcanzar estas máquinas en la actualidad.

Por lo tanto, a lo largo del tiempo, se ha intentado obtener un medio de aumentar las velocidades críticas de los cabezales devanadores con el fin de aumentar las velocidades máximas de funcionamiento.

El documento US 6543712, correspondiente al preámbulo de la reivindicación 1, tiene por objeto lograr una velocidad de laminado superior a 120 m/s. Para lograrlo, se usa un tercer soporte, dispuesto en la posición intermedia entre los dos rodamientos, y de este modo se reduce la deformación del eje del rotor, con lo cual, aumenta el valor de las velocidades críticas.

Este tipo de soporte está formado por rodillos dispuestos radialmente con respecto al eje, pero este dispositivo es muy complicado desde el punto de vista mecánico y su eficiencia es escasa, ya que los rodillos también tienen su propia flexibilidad. Al tener diámetros pequeños, los rodillos se ven sometidos a altísimas velocidades de rotación. Otro inconveniente de esta solución radica en el hecho de que las diferencias, incluso mínimas, en la coaxialidad entre los rodamientos terminales y el soporte añadido provocan unas vibraciones inaceptables en el sistema.

El documento EP 684093 propone el uso de rodamientos magnéticos para sostener el cabezal, con la ventaja de lograr altas velocidades de rotación del rotor, aproximadamente 3.000 rpm, que corresponden a una velocidad de laminado de 160 m/s, sin producir vibraciones. Uno de los inconvenientes de este tipo de dispositivo es su alto coste.

En cambio, un tercer documento, el US2003/0113049, describe una unidad para facilitar la rotación de un husillo en el alojamiento de un cabezal devanador. Esta unidad comprende un primer y un segundo rodamiento de rodillos mecánico, separados axialmente e interpuestos entre el husillo y el alojamiento. Se aplica una fuerza radial al primer rodamiento previa a la carga, en una primera zona a lo largo de su circunferencia. A esta fuerza previa a la carga se opone una fuerza de reacción que actúa sobre el segundo rodamiento en una segunda zona a lo largo de su circunferencia, a una distancia angular de 180º con respecto a la primera zona. De este modo, se reducen parcialmente algunos huelgos y las vibraciones correspondientes, pero la solución no resulta muy práctica y no se pueden obtener resultados óptimos.

Un cuarto documento, la patente EP0679453, propone una reducción de la zona en voladizo del rotor en el que está instalado el tubo, con el fin de aumentar las velocidades críticas. Para lograrlo, el diámetro del rodamiento de rodillos mecánico en el lado de la salida del producto laminado, que normalmente es de aproximadamente 400 mm, se aumenta hasta 500 mm, atendiendo a las nuevas dimensiones del tubo. Se sabe que los rodamientos mecánicos de rodillos de estas dimensiones alcanzan puntos particularmente críticos a altas velocidades de rotación y, por lo tanto, esta solución no resulta muy práctica y, además, estos rodamientos mecánicos se rompen con frecuencia.

Resumen de la invención

Por lo tanto, el principal objeto de la presente invención consiste en producir un cabezal devanador que pueda funcionar a una velocidad de laminación superior a 120 m/s, preferentemente, al menos 140 m/s, sin verse afectado por vibraciones nocivas provocadas por fenómenos de amplificación dinámica. La invención también debe permitir lograr este objetivo con unos costes de ingeniería aceptables, son complicar mecánicamente los dispositivos y sin dar lugar a unas condiciones rigurosas de desgaste de los elementos mecánicos.

Estos objetos se logran, de acuerdo con la reivindicación 1, proporcionando únicamente dos rodamientos en el cabezal devanador, en el que, al menos uno de los dos rodamientos (4) incorpora unos medios de amortiguación de vibraciones que comprende un rodamiento con película de aceite (10) de tipo hidrodinámico.

En el cabezal devanador se define convencionalmente un lado de entrada, situado frente al canal de alimentación del producto laminado, y un lado de salida, situado frente a la salida del producto laminado.

De acuerdo con una primera forma de realización ventajosa, el cabezal devanador de acuerdo con la invención está provisto de un dispositivo que amortigua las vibraciones.

Dicho dispositivo está situado ventajosamente en las proximidades del rodamiento mecánico situado en el lado de salida del alambre.

De acuerdo con la invención, el cabezal devanador está provisto de un dispositivo de amortiguación de vibraciones de tipo pasivo, más concretamente de tipo hidráulico, que sustituye o incorpora ventajosamente el rodamiento de rodillos mecánico convencional situado en el lado de salida del alambre. El principio de funcionamiento de dicho dispositivo se basa en la capacidad de soportar y absorber las cargas dinámicas de una capa delgada de fluido viscoso, denominado en lo sucesivo meato. El dispositivo posee la doble función de proporcionar un soporte hidrodinámico para el eje del rotor y de amortiguar las oscilaciones hidráulicamente, además de limitar las amplificaciones dinámicas que se producen cerca de las velocidades de rotación críticas.

Dicho dispositivo utiliza ventajosamente el mismo aceite que lubrica el rodamiento mecánico, que colabora con el lado de salida del producto laminado, y el acoplamiento cónico mediante el cual, impulsado por el motor, se acciona el cabezal devanador.

El dispositivo hidráulico puede comprender un rodamiento o casquillo lobulado o, provechosamente, un cojinete de segmentos con oscilación radial, que permite obtener una mayor estabilidad en la película de aceite. Estos rodamientos del dispositivo hidráulico presentan la ventaja de poseer una vida útil hasta 100 veces más larga en comparación con la de un rodamiento de rodillos convencional y, debido a su capacidad para soportar grandes cargas dinámicas y para absorber oscilaciones dinámicas, permiten reducir sustancialmente las vibraciones en un cabezal devanador, incluso para valores de desequilibrio del rotor considerables.

De acuerdo con una forma de realización, el dispositivo hidráulico puede sustituir ambos rodamientos de rodillos convencionales.

De acuerdo con otra forma de realización, en las proximidades del lado de entrada del producto laminado se encuentra al menos un rodamiento hidrodinámico de tipo axial.

Breve descripción de las figuras

Los expertos en la materia...

 


Reivindicaciones:

1. Cabezal devanador para formar bobinas de productos laminados continuos y sustancialmente rectilíneos, que comprende una estructura de soporte (2), un rotor (3) adaptado para girar alrededor de su propio eje (X) bajo la acción de unos medios motores y mantenido en rotación mediante la estructura de soporte (2) por medio de unos rodamientos (4), caracterizado porque sólo hay dos rodamientos y porque al menos uno de los dos rodamientos (4) incorpora unos medios de amortiguación de vibraciones que comprende un rodamiento con película de aceite (10) de tipo hidrodinámico.

2. Cabezal devanador de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada uno de los rodamientos (4) incorpora dichos medios de amortiguación de vibraciones.

3. Cabezal devanador de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, en las proximidades de un lado de entrada del producto laminado, se proporciona al menos un rodamiento hidrodinámico de tipo axial.

4. Cabezal devanador de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho rodamiento hidrodinámico (10) es del tipo de segmentos oscilantes.

5. Cabezal devanador de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho rodamiento hidrodinámico (10) es de tipo lobulado.

6. Cabezal devanador de acuerdo con la reivindicación 5, en el que en dicho rodamiento hidrodinámico (10) se proporcionan tres lóbulos.

7. Cabezal devanador de acuerdo con la reivindicación 5, en el que en dicho rodamiento hidrodinámico (10) se proporcionan dos lóbulos.

8. Cabezal devanador de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la disposición de los lóbulos del rodamiento es asimétrica.

9. Cabezal devanador de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el rodamiento con película de aceite (24) es del tipo de "película comprimida".


 

Patentes similares o relacionadas:

CABEZAL ENDEREZADOR CON MIEMBRO ROTATORIO MULTI-RANURA, del 14 de Diciembre de 2011, de DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.P.A.: Un cabezal enderezador para formar bobinas a partir de un producto laminado continuo y sustancialmente liso por ejemplo barras redondas, alambrones […]

Imagen de 'PROCEDIMIENTO DE AJUSTE DE LA VELOCIDAD DE UNA CABEZA DE COLOCACION…'PROCEDIMIENTO DE AJUSTE DE LA VELOCIDAD DE UNA CABEZA DE COLOCACION EN UN LAMINADOR, del 8 de Octubre de 2010, de MORGAN CONSTRUCTION COMPANY: Procedimiento de ajuste de la velocidad de un tubo de colocación curvo arrastrado en rotación, en el cual un producto que se desplaza longitudinalmente […]

Un método para hacer funcionar un dispositivo de formación de bobinas, del 7 de Agosto de 2019, de Primetals Technologies Austria GmbH: Método para hacer funcionar un dispositivo de formación de bobinas que comprende un alojamiento, comprendiendo el método recibir un producto enrollado de manera continua […]

Máquina de formación de bobinas, del 15 de Mayo de 2019, de Sund Birsta AB: Una máquina de formación de bobinas adaptada para recibir una serie de espiras preformadas de alambre y para acumular dichas espiras de […]

Cabezal de colocación de bobina, del 22 de Marzo de 2017, de DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.P.A.: Un cabezal de colocación de bobina, que define un eje longitudinal (X), para formar bobinas de un producto metálico sustancialmente rectilíneo, que comprende - […]

Elemento de desgaste reemplazable para un cabezal de posicionamiento de un tren de laminación, del 18 de Mayo de 2016, de Primetals Technologies USA LLC: Una superficie de guía reemplazable de forma selectiva para el recubrimiento de al menos una porción del diámetro interior de un anillo extremo en un sistema de cabezal […]

Imagen de 'Dispositivo de desviación'Dispositivo de desviación, del 13 de Agosto de 2014, de SIEMENS INDUSTRY, INC: Aparato de desviación para guiar un producto laminado en caliente que se desplaza a lo largo de una trayectoria curvada hacia abajo (P) […]

Tubería de colocación regenerativa y método de modificación de la superficie interior de una tubería de colocación, del 30 de Octubre de 2013, de SIEMENS INDUSTRY, INC: Una tubería de colocación configurada para girar alrededor de un eje (A) en un cabezal de colocación de unlaminador, dicha tubería de colocación comprende: un […]

Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .