PT752284E - Trem de laminagem com modulo de ajuste do afastamento de cilindro separavel - Google Patents

Description

-ϊδί,ΖΜ

DESCRIÇÃO “TREM DE LAMINAGEM COM MÓDULO DE AJUSTE DO AFASTAMENTO DE CILINDRO SEPARÁVEL” A invenção refere-se em geral a instalações de laminagem para laminar a quente de forma contínua produtos de veio único tais como barras, varões e produtos semelhantes num modo de rotação livre, e refere-se em particular a um aperfeiçoamento na concepção de trens de laminagem utilizados para “dimensionar com precisão” tais produtos na extremidade de saída da instalação de laminagem.

Tal como utilizados na presente invenção, os termos “dimensionar com precisão” e “acção de dimensionamento com precisão” referem-se à laminagem de acabamento de produtos do tipo varões e barras para tolerâncias extremamente estreitas que se aproximam das tolerâncias de estiramento a frio efectuando uma sucessão de reduções relativamente ligeiras na ordem de cerca de 1-18% por trem.

Com referências inicialmente às Figuras 1-3, na operação de dimensionamento convencional, é laminado um produto “P” com uma secção transversal redonda tal como mostrado na Figura 2A através de uma sucessão de três trens de laminagem sucessivos 10, 12 e 14 tendo os eixos dos seus pares de laminagem respectivos 10a, 10a; 12a, 12a; e 14a, 14a um desvio de 90° de modo a se obter uma laminagem de rotação livre.

Os cilindros de laminagem são transportados em veios de laminagem 16 que são dispostos para rotação nos furos excêntricos de mangas 18, estando estas últimas por sua vez dispostas para rotação nas caixas dos respectivos trens de laminagem. As mangas excêntricas são providas com rebordos de engrenagem externos 19 que são engatados por roscas lateralmente dispostas 20 transportadas em veios de ajuste 22. A rotação dos veios de ajuste provoca uma rotação de sentido oposto às mangas excêntricas dos veios de laminagem dos respectivos pares de laminagem, conseguindo-se assim simetricamente ajustes no afastamento dos cilindros de um modo bem conhecidos pelos especialistas. 1

Os cilindros de laminagem 10a do primeiro trem 10 efectuam uma ligeira redução na ordem de 4 a 18% conferindo ao mesmo tempo um forma de oval horizontalmente orientada ao produto tal como mostrado na Figura 2B. No passo de laminagem seguinte definido pelos cilindros de laminagem 12a, consegue-se uma redução adicional mas na forma de oval verticalmente orientada, tal como mostrado na Figura 2C. As formas ovais mostradas nas Figuras 2B e 2C foram exageradas para efeitos de ilustração. Na prática, os veios de laminagem 10 e 12 efectuam alterações muito ligeiras na forma da secção transversal, sendo os produtos obtidos apenas ligeiramente ovais na forma. No último trem de laminagem definido pelos cilindros de laminagem 14a, o produto é adicionalmente reduzido para se conseguir uma forma circular precisa tal como é mostrado na Figura 2D.

Os elementos convencionais de guiamento dos cilindros são muito ineficazes no controlo da orientação das secções transversais ligeiramente ovais que emergem dos veios de laminagem 10 e 12. Assim, toma-se essencial reduzir o espaçamento entre trens tanto quanto possível de modo a limitar qualquer possibilidade de o produto rodar à medida que passa de um trem para o seguinte. O espaçamento entre os trens 10 e 12 é mantido num mínimo localizando os mecanismos de ajuste de manga excêntrica (os veios de ajuste 22 e a rosca 20) do trem 10 antes dos cilindros de laminagem 10a, localizando ao mesmo tempo os mecanismos de ajuste de manga excêntrica do trem 12 após os cilindros de laminagem 12a. Desta forma, o espaçamento Sj entre os pares de cilindros de laminagem dos primeiros dois trens 10, 12 podem ser mantidos em algo que se aproxima do diâmetro dos cilindros de laminagem.

Contudo, com a concepção convencional, não é possível obter-se uma redução comparável no espaçamento entre os pares de cilindros de laminagem dos trens 12 e 14 devido à interposição inevitável entre eles dos mecanismo de ajuste de manga excêntrica do trem 12. Assim, o espaçamento S2 entre os pares de cilindros de laminagem dos trens 12 e 14 é aumentado consideravelmente quando comparado com 0 espaçamento Si, tomando difícil controlar 0 desempenho do produto que entra no trem de laminagem final 14. 2

Na operação de laminagem convencional, o operador da instalação de laminagem necessitará adicionalmente de trens de laminagem de reserva (não mostrados) que podem mantidos fora de linha e rapidamente trocados pelos que estão a ser removidos da linha de laminagem como parte da manutenção normal da instalação de laminagem. Isto representa um significativo investimento de capital, particularmente tendo em conta o facto de cada trem de laminagem convencional incluir os seus próprios mecanismos de ajustamento de manga excêntrica dedicados. A Patente Norte Americana n° US 4.653.304 descreve um trem de laminagem que compreende um par de veios de suporte para anéis de laminagem, sendo os veios de laminagem suportados de forma ajustável em dois locais em duas caixas de laminagem paralelas e susceptíveis de ser ligadas a um lado com elementos de guiamento. A disposição utiliza anilhas metálicas excêntricas que são rodadas por meio de um fuso roscado na caixa de laminagem.

Irá ser descrito um mecanismo de ajuste de manga excêntrica aperfeiçoado que é posicionado para se acomodar num espaço extremamente apertado entre todos os trens de laminagem de uma instalação de laminagem.

Irá também ser descrita uma disposição em que o mecanismo de ajuste de manga excêntrica é acoplado de forma destacável aos restantes componentes do trem de laminagem, tomando assim possível utilizar o mesmo mecanismo de ajuste de manga excêntrica com outros trens de laminagem configurados de forma semelhante.

Numa realização preferida da invenção a seguir descrita com mais pormenor, as mangas excêntricas num lado do passo de laminagem são acopladas de forma rotativa às mangas excêntricas no lado oposto da passagem de laminagem. O mecanismo de ajuste de manga excêntrica está contido dentro de um módulo ligado de forma destacável à caixa de trem de laminagem e posicionado para engatar de forma axial as mangas excêntricas num lado apenas do passo de laminagem. Os mecanismos de ajuste de manga excêntrica são assim completamente removidos a partir de posições entre os trens sucessivos em que iriam de outra forma interferir com o curto espaço existente entre trens. A retenção dos mecanismos de ajuste de manga excêntrica em módulos destacáveis é também vantajosa pelo facto de evitar o custo de prover cada trem de laminagem com um mecanismo de ajustamento dedicado. 3

Estas, e outras, características e vantagens associadas da presente invenção tomar-se-ão mais. aparentes à medida que a descrição prossegue com a ajuda dos desenhos anexos, nos quais, apenas a título de exemplo: A Figura 1 é uma vista em diagrama de uma sucessão de passos de laminagem numa instalação de laminagem com precisão convencional;

As Figuras 2A-2D são vistas em secção numa escala aumentada tomadas ao longo das linhas 2A-2A, 2B-2B, 2C-2C e 2D-2D da Figura 1, mostrando as sucessivas reduções na área de secção transversal, com formas ovais exageradas para efeitos de ilustração; A Figura 3 é uma ilustração em diagrama adicional da instalação de laminagem com precisão mostrada na Figura 1; A Figura 4 é uma vista lateral de uma instalação de laminagem com precisão de três trens de acordo com a presente invenção; A Figura 5 é uma vista frontal do primeiro trem de laminagem horizontal, numa escala aumentada e com partes cortadas, tomada ao longo da linha 5-5 da Figura 4; A Figura 6 é uma vista em secção horizontal tomada ao longo da linha 6-6 da Figura 5; A Figura 7 é uma vista frontal parcial do trem de laminagem horizontal mostrado na Figura 5, com partes cortadas e com o módulo contendo o mecanismo de ajustamento de manga excêntrica dele removido; A Figura 8 é uma vista frontal do módulo contendo o mecanismo de ajustamento de manga excêntrica removido do trem de laminagem; A Figura 9 é uma vista por de trás do trem de laminagem, tomada ao longo da linha 9-9 da Figura 7, com partes cortadas; A Figura 10 é uma vista por de trás do módulo contendo os mecanismos de ajustamento de manga excêntrica, tomada ao longo da linha 10-10 da Figura 8, com partes cortadas; A Figura 11 é uma vista de trás parcial tomada ao longo da linha 11-11 da Figura 8; A Figura 12 é uma vista em secção tomada ao longo da linha 12-12 da Figura 11; A Figura 13 é uma vista em secção tomada ao longo da linha 13-13 da Figura 8; e 4 A Figura 14 é uma vista em secção tomada ao longo da linha 14-14 da Figura 5.

Com referência inicialmente à Figura 4, uma instalação de laminagem de precisão de acordo com a presente invenção é mostrada de forma geral em 24. A instalação de laminagem de precisão é montada num berço portátil tendo uma base 26 e pilares 28, 30 com ganchos 32 que podem ser engatados pelos cabos de elevação de uma grua suspensa (não mostrada) aquando do transporte da unidade para e a partir da linha de laminagem. A instalação de laminagem de precisão 24 inclui três trens de laminagem SJs S2 e S3 providos respectivamente com pares de cilindros 34,34; 36,36; e 38,38. Os pares de cilindros 34,34 e 38,38 estão dispostos horizontalmente, enquanto que 0 par de cilindros 36,36 está disposto verticalmente para acomodar dessa forma a laminagem sem rotação de um produto direccionado da esquerda para a direita ao longo da linha de passo da instalação “A”.

Os trens de laminagem Si, S2 e S3 possuem essencialmente idênticas configurações internas, e por conseguinte uma percepção de cada pode ser feita com referência às Figuras 5-14 que proporcionam várias vistas do trem de laminagem Sj. O trem de laminagem Sj inclui uma caixa feita de elementos laterais 40a, 40b espaçados e unidos às peças de enchimento intermediárias de topo e de base 42, 44 para definir assim uma abertura 46. Dois conjuntos de primeira e segunda mangas axialmente alinhadas 48a, 48b são dispostos nos elementos laterais da caixa 40a, 40b para rotação em tomo de eixos paralelos. As primeira e segunda mangas 48a e 48b de cada conjunto estão localizadas em lados opostos da abertura 46 e tal como se pode ver melhor na Figura 6, possuem furos excêntricos axialmente alinhados 50. Um par de veios de laminagem 52 estende-se ao longo da abertura 46 e projecta-se de um lado da caixa para se ligar a um meio de guiamento da instalação (não mostrado). As partes de garganta 52’ dos veios de laminagem são dispostos para rotação nos furos de manga excêntricos 50 por meio de chumaceiras dos cilindros 54. Os cilindros 34 estão localizados na abertura 46 e são transportados nos veios de laminagem 52 entre as mangas excêntricas 48a, 48b dispostas nos elementos laterais da caixa 40a, 40b. Os cilindros são chanfrados para definirem um passo de laminagem alinhada com a linha de passo da instalação A.

5 São interpostas juntas de união 56a, 56b entre os cilindros 34 e as primeira e segunda mangas excêntricas 48a, 48b de cada conjunto. Cada uma das juntas de união inclui anéis 58 que rodeiam os veios de laminagem 52, e que estão ligados em 60 às extremidades internas das respectivas mangas excêntricas 48a, 48b. Os anéis 58 possuem segmentos de ligação integral de confrontação 62 com extremidades justapostas localizadas lateralmente em relação aos cilindros 34 e interligados por qualquer meio adequado, por exemplo chaves 64. As juntas de união servem assim como meios de acoplamento que interligam de forma rotativa as mangas excêntricas 48a, 48b de cada conjunto.

Tal como se pode ver melhor pela comparação das Figuras 6 e 14, as juntas de união permanecem substancialmente dentro do plano das mangas excêntricas e assim não contribuem para um aumento na largura “w” da caixa tal como medida na direcção da linha de passo da instalação A.

Um módulo de ajustamento de manga excêntrica 66 é ligado de forma destacável ao elemento lateral da caixa 40a por qualquer meio adequado, por exemplo pemos 68. O módulo 66 suporta de forma rotativa um par de veios de engrenagem 70 dispostos para rotação em tomo de eixos paralelos. Os veios de engrenagem 70 possuem placas de engrenagem 72 aos quais são presas rodas dentadas 74. Tal como se pode ver melhor na Figura 10, as rodas dentadas 74 estão por sua vez numa relação de malha com uma roda comum 76 transportada num veio alongado 78. O veio alongado possui uma roda de ajustamento 80 fixa numa extremidade do mesmo. A roda de ajustamento é acessível através de um recesso dentado 82 no lado do módulo, e possui recessos radiais perifericamente dispostos que podem ser engatados por uma ferramenta (não mostrada) para rodar o veio alongado e conferir assim simultaneamente uma rotação de sentido oposto às rodas dentadas 74.

Cada roda dentada 74 é susceptível de engate axial com e separadamente ligada a uma extremidade de uma manga excêntrica respectiva 48a por meio da disposição denominada “acoplamento de Oldham”. Mais particularmente, tal como se ver melhor com referência às Figuras 6, 9, 11 e 12, um anel de guiamento 84 ligado de forma libertável numa relação de “flutuação” à placa de engrenagem 72 por meio de parafusos de ombreira 86. O anel de guiamento possui dois conjuntos de entalhes periféricos 88, 90. Os entalhes 88 recebem e co-actuam numa relação de inter-engate com saliências 92 que se projectam a partir da placa de engrenagem 72. Quando o módulo 66 está preso ao elemento 6 lateral da caixa 40a, os entalhes 90 recebem e co-actuam de forma similar numa relação de inter-engate com saliências 94 que se projectam na direcção oposta dos anéis 96 fixos de forma rotativa em relação às e que se estendem axialmente a partir das extremidades adjacentes das respectivas mangas excêntricas 48a. Assim, quando o módulo 66 está ligado aos elementos laterais 40a da caixa de veio de laminagem tal como mostrado nas Figuras 5 e 6, a rotação da roda de ajustamento 80 funcionará através da roda 76, das rodas dentadas 74 e da disposição de “acoplamento de Oldham” acima descrita para conferir simultaneamente uma rotação de sentido oposto às mangas excêntricas 48a, rotação essa que será transmitida através das juntas de união com chave 56a, 56b às mangas excêntricas correspondentes 48b de cada conjunto, conferindo assim ajustamentos de afastamento de laminagem simétricos aos cilindros 34. A separação do módulo 66 da parede lateral da caixa 40a desliga automaticamente o anel de guiamento 84 das saliências 94.

Pelo menos uma manga excêntrica (neste caso, a manga 48a do conjunto superior) e os seus respectivos veio de laminagem e cilindro é rotativa de forma axial em relação aos outro veio e cilindro por meio de um mecanismo de ajustamento axial geralmente indicado em 98 na Figura 5. Este mecanismo inclui um anel 100 disposto para rotação no elemento lateral da caixa 40a. O anel 100 possui um furo excêntrico 102 e entalhes de base lisa dispostos de forma extemamente oposta 104 (ver Figura 9) com uma fenda 106 no elemento lateral da caixa. Um pemo 108 é disposto para rotação no furo excêntrico 102 do anel 100. O pemo 108 possui uma projecção final do tipo espada lisa 110 que se estende para dentro de uma ranhura externa 112 existente na manga excêntrica adjacente 48a.

Com referência adicionalmente à Figura 13, pode verificar-se que o módulo 66 inclui um recesso de lado aberto superior 114 através do qual se estende um eixo roscado 116 disposto entre as chumaceiras 118. O eixo 116 transporta um elemento de tipo porca 120 ligado de forma rotativa por pemos que se projectam de forma integralmente oposta 122 à base de um elemento bifurcado 124, cujas ramificações 124’ estão concebidas para entrarem na fenda 106 no elemento lateral da caixa 40a e para escarranchar os entalhes 104 no anel 100. Quando acoplados desta forma como resultado de uma ligação do módulo 66 ao elemento lateral da caixa 40a, a rotação do eixo 116 actuará através na porca 120 e do elemento bifurcado 124 para rodar o anel 100. Em virtude do 7

V furo excêntrico 102 no anel 100, este por sua vez irá deslocar lateralmente o pemo 108, resultando numa deslocação axial da manga excêntrica 48a devido à interligação mecânica entre a projecção do tipo espada 110 e as paredes da ranhura 112. Um suporte de impulsão 111 capturado entre a manga 48a e uma extensão de manga 113 assegura que o respectivo veio de laminagem e o cilindro dupliquem a deslocação axial da manga.

Em face do exposto, as vantagens obtidas pela presente invenção serão agora facilmente apreciadas pelo especialista. Para começar, a largura total V da caixa de veio de laminagem é ditada em primeiro lugar por considerações de resistência e necessita apenas de ser ligeiramente superior ao diâmetro externo das mangas excêntricas 48a, 48b. As juntas de união 56a, 56b que interligam as mangas excêntricas de cada conjunto, e o mecanismo de afastamento de cilindro e ajustamento axial contido no módulo 66 estão todos confinados à largura “w”. Assim, tal como ilustrado na Figura 4, não apenas pode o espaço “x” entre os cilindros dos veios Si e S2 ser minimizado, como também o espaço “y” entre os cilindros dos veios S2 e S3 podem ser minimizados de forma similar. Por exemplo, para diâmetros de cilindros de 240 mm e possuindo as mangas 48a, 48b excentricidades na ordem de 10 mm, o espaço “x” entre os eixos dos pares de cilindros 34, 34 e 36, 36 pode ser minimizado para cerca de 240 mm, e o espaço “y” entre os pares de cilindros 36, 36 e 38,38 pode ser mantido em cerca de 260 mm, ou de um modo geral apenas cerca de 8% superior a “x”.

Devido ao facto de os mecanismos de afastamento de cilindro e ajustamento axial estarem contidos em módulos separáveis 66, cada módulo pode ser acoplado altemativamente a mais do que um veio de laminagem. Os veios de laminagem podem assim ser simples na sua concepção (não exigindo mecanismos de ajustamento integral dedicado), com as concomitantes poupanças de custos para o operador da instalação de laminagem.

Deverá notar-se que podem ser realizadas várias alterações sem sair do âmbito da invenção tal como definido pelas reivindicações anexas à presente invenção.

Por exemplo, em determinadas circunstâncias pode ser vantajoso proporcionar apenas ajustamentos de afastamento de cilindro num dos veios de laminagem de um determinado par. Também, as mangas excêntricas de um determinado conjunto podem ser ligadas de forma rotativa por meios diferentes da interligação mecânica directa, incluindo proporcionarem-se motores 8 eléctricos ou hidráulicos actuados de forma conjunta e dispositivos semelhantes. O mesmo pode ser verdade em relação ao mecanismo de guiamento utilizado para ajustar de forma rotativa uma ou ambas das primeira e segunda mangas de cada conjunto.

Lisboa, 18 de Julho de 2000.

Gonçalo dá......Cunha Ferreira Adjunio do Agenle Oficial da Propriedade Industriei R. D. João V, 9-2° dl.o-J250 LISBOA

Pela Requerente, ^ O Agente 0/fíci

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Trem de laminagem para uma instalação de laminagem, compreendendo o referido trem de laminagem: uma caixa (40, 42,44) tendo uma abertura (46); dois conjuntos de primeira e segunda mangas axialmente alinhadas (48a, b) dispostas na referida caixa para rotação em tomo de eixos paralelos, tendo as primeira e segunda mangas de cada um dos referidos conjuntos furos excêntricos axialmente alinhados e estando localizados em lados opostos da referida abertura; um par de veios de laminagem (32) que se estendem através da referida abertura, estando os segmentos de cada um dos referidos veios de laminagem nos lados opostos da referida abertura dispostos para rotação nos furos excêntricos das primeira e segunda mangas de um dos respectivos conjuntos; cilindros de laminagem (34) transportados nos referidos veios de laminagem, estando os referidos cilindros de laminagem localizados na referida abertura e definindo entre eles uma linha de passo da instalação; meios de acoplamento (56a, b) para interligar de modo rotativo as primeira e segunda mangas de cada um dos referidos conjuntos; e meios de ajuste (66) engatáveis com as primeiras mangas de cada um dos referidos conjuntos para fazer rodar simultaneamente as referidas primeiras mangas em direcções opostas, sendo a rotação das referidas primeiras mangas transmitida através dos referidos meios de acoplamento para as respectivas segundas mangas de cada um dos referidos conjuntos para dessa forma ajustar o afastamento entre os cilindros de laminagem transportados nos referidos veios de laminagem; caracterizado por os referidos meios de ajuste estarem fixos de forma destacável à referida caixa, e serem engatáveis de forma axial com as referidas mangas.
2. 2. Trem de laminagem de acordo com a reivindicação 1 em que os referidos meios de ajuste compreendem um par de rodas dentadas (74) alinhadas com e rotativas em tomo dos os referidos eixos paralelos, meios de inter-engrenagem para ligar rotativamente cada uma das referidas rodas dentadas a uma das referidas primeiras mangas, e meios operacionais (76) para fazerem rodar simultaneamente as referidas rodas dentadas em direcções opostas.
3. 3. Trem de acordo com a reivindicação 2 em que os referidos meios de inter- engrenagem compreendem suportes de guiamento (92) fixos em relação às referidas rodas dentadas e suportes de guiamento (94) fixos em relação às referidas primeiras mangas, e aros de guiamento (84) interpostos entre as referidas rodas dentadas e as referidas primeiras mangas, tendo os referidos aros de guiamento entalhos dispostos para receber e inter-engrenar mecanicamente os referidos suportes de guiamento e guiados.
4. 4. Trem de laminagem de acordo com a reivindicação 3 em que os referidos aros de guiamento são deslocáveis radialmente em relação aos eixos rotativos das referidas rodas dentadas.
5. 5. Trem de laminagem de acordo com a reivindicação 4 em que os referidos aros de guiamento são axialmente engrenáveis com e separáveis dos referidos suportes guiados, e são axialmente ligados às referidas rodas dentadas.
6. 6. Trem de laminagem de acordo com qualquer reivindicação anterior em que os referidos meios de acoplamento compreendem juntas de união (56a, b) interpostas entre as extremidade de confrontação das referidas primeira e segunda mangas, tendo as referidas juntas de união anéis (58) em tomo dos referidos veios de laminagem em lados opostos dos referidos cilindros de laminagem, sendo os referidos anéis ligados às extremidades internas das respectivas mangas e tendo segmentos de ponte integral (62) com extremidades justapostas localizadas lateralmente em relação aos referidos cilindros de laminagem, e meios (64) para interligar as referidas extremidades justapostas. 2
7. 7. Trem de laminagem de acordo com qualquer reivindicação anterior compreendendo adicionalmente meios (98) para ajustar de modo axial um dos referidos veios de laminagem em relação ao outro dos referidos veios de laminagem.
8. 8. Trem de laminagem de precisão compreendendo veios de laminagem sequencialmente colocados, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos meios de ajuste (66) serem utilizáveis em todos os trens de laminagem. Lisboa, 18 de Julho de 2000. Pela Requerente $ O AÉeníe Oficial

   ΙΓ8 JefTie Oficiei de Propriedade Industrie} R. D. João V, 9-2° dt.°-1250 LISBOA 3