BR102015005564A2 - laminador de argila - Google Patents

Abstract

resumo patente de invenção: "laminador de argila". a presente invenção diz respeito a um laminador (10) de argila que tem como principal avanço o fato de compreender um primeiro motor (1) planetário acoplado a um eixo (6) e um segundo motor (7) planetário acoplado a outro eixo, sendo que cada eixo (6) compreende um cilindro (5) de laminação onde cada cilindro (5) tem uma velocidade diferente. desta forma evita-se o uso de correias e polias, alcançando-se um maior controle sobre as variáveis de funcionamento do laminador (10), bem como redução de custos de manutenção, uma operação mais segura para o operador e um aumento da vida útil do laminador (10).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LAMINADOR DE ARGILA".

[001] A presente invenção consiste em um laminador de argila utilizado na área cerâmica e de mineração, mais concretamente em um laminador de argila cujo acionamento é diretamente acoplado ao eixo dos cilindros.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] Os laminadores de argila são máquinas de grande versatilidade, utilizadas para a trituração secundária e/ou terciária de matérias primas com umidade, usualmente, de até 20%. O tamanho máximo de entrada das matérias primas é de cerca de 10 mm e dureza de até substancialmente 3 Mohs.

[003] Tipicamente, a fragmentação (trituração) do material ocorre por meio de dois cilindros gêmeos construídos em aço especial anti-desgaste, montados paralelamente, girando em sentidos opostos e a velocidades diferentes (um cilindro rápido e um cilindro lento), o que favorece uma intensa ação de redução, causada pela combinação dos efeitos de pressão e força de cisalhamento.

[004] As figuras 1 a 3 mostram um triturador do estado da técnica onde 0 material que é introduzido na parte superior da máquina, é triturado no momento que passa entre os dois cilindros (rápido e lento). Cumpre notar que a abertura mínima regulável entre os dois cilindros é de 1,5mm, sendo esta a abertura que define a granulometria de saída da matéria prima já laminada.

[005] Conforme se verifica pelas figuras 1 a 3, os cilindros são acionados por motores de potência diferentes, devido á necessária diferença de velocidades que se deseja entre o cilindro rápido e o cilindro lento.

[006] Naturalmente, o cilindro mais rápido, possui uma potência maior e neste cilindro mais rápido é permitida uma movimentação ho- rizontal, devido à utilização de molas montadas de fabrica com uma pré-carga, que se retraem no momento da entrada de um material mais duro, permitindo a passagem deste material, e evitado forças excessivas que poderiam danificar algum componente do equipamento.

[007] O cilindro lento, i.e., o de menor potência, possuí um sistema de regulagem do afastamento entre os cilindros, através de um mecanismo de nônio, que assegura a distância exata entre os cilindros.

[008] Os cilindros possuem raspadores fabricados de material anti-desgaste, cuja função é retirar algum material que venha a aderir na superfície dos cilindros, mantendo-os sempre limpos.

[009] Ademais, todas os elementos do equipamento, são montadas sobre uma estrutura rígida, formando assim um conjunto mono-bloco reforçado.

[0010] Um dos principais pontos dos laminadores do estado da técnica que se faz necessário realçar é o fato de que os cilindros são acionados por motores elétricos, montados sobre trilhos esticadores, e a transmissão de potência entre os motores e a máquina é realizada através de correias de transmissão.

[0011] Para que a máquina consiga ter o desempenho necessário, a montagem das correias é realizada em campo, de forma a garantir o perfeito tensionamento das correias. Naturalmente que tal situação não permite que a máquina laminadora sejam entregue pronta ao cliente final, havendo forçosamente a necessidade de proceder a ajustes por conta do uso de motores elétricos externos á maquina e de correias para transmitir a força gerada pelos motores externos á maquina laminadora.

[0012] Cumpre notar que os laminadores são fabricados em vários tamanhos, de forma a atender uma produção de material que varia de 6 a 60 toneladas por hora de material laminado. Conforme a produção desejada, variam as dimensões de largura e diâmetro dos cilindros, e consequentemente, variam também as potências dos motores instalados. Desse modo, potência dos motores instalados podem variar de 25CV até 200CV.

[0013] Naturalmente que, depois de um tempo de trabalho, os cilindros responsáveis pela laminação começam a ficar desgastados, e algum material de granulometria indesejada começa a passar entre eles. Para evitar este problema, os cilindros devem ser retificados periodicamente, sendo que esse período depende da abrasividade do material que esta sendo processado.

[0014] Para retificar os cilindros é necessário a montagem de um conjunto especial de acionamento através de motorredutor, que é acoplado ao equipamento. Este conjunto acoplado a polia da máquina, possibilita uma rotação lenta do cilindro, permitindo que a retifica trabalhe sem problemas, visto que náo é possível retificar os cilindros com a velocidade de trabalho dos cilindros, pois a ferramenta de usi-nagem não suportaria tais velocidades devido a dureza do material do cilindro.

[0015] Naturalmente que esta operação de retificação promove a ociosidade do equipamento, posto que se faz necessário desacoplar as correias referentes aos trilhos do cilindro a ser retificado para montagem de um motor capaz de proporcionar o giro lento do cilindro objeto da retificação. Todos estes procedimentos geram morosidade e riscos para o equipamento e operador do laminador.

[0016] Assim, os laminadores do estado da técnica que fazem uso de motores elétricos e correias para acionamento dos cilindros, têm uma série de problemas típicos tais como: [0017] Necessidade de substituição das correias.

[0018] Necessidade periódica de esticar/ajustar as correias.

[0019] Tempo de parada de produção para a substituição das cor- reias.

[0020] Custo de manutenção da compra de novas correias.

[0021] Custo de manutenção para a troca das correias.

[0022] Necessidade de proteção de polias para a proteção do operador, conforme a norma de segurança.

[0023] Necessidade de esticadores para os motores.

[0024] Necessidade de base de concreto para a fixação dos motores externos à máquina.

[0025] Risco de acidentes na operação da máquina devido as correis e polias.

[0026] Necessidade de polias nos motores.

[0027] Pouca flexibilidade na variação de velocidade dos cilindros, pois para isso é necessário trocar as polias dos motores.

[0028] Necessidade de uma área grande para a instalação dos motores.

[0029] Perda de potência na transmissão por correias.

[0030] Necessidade de um conjunto de arraste adicional para retificar os cilindros.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[0031] É, portanto, um objetivo da presente invenção prover um laminador que faça uso de motores planetários acoplados diretamente nos cilindros para acionamentos destes.

[0032] É, também, um objetivo da presente invenção prover um laminador que permita o controle e alteração da velocidade dos cilindros com agilidade por meio de uso de um controlador.

[0033] É, ainda, um objetivo da presente invenção prover um laminador que seja capaz de operar com um número significativamente inferior de peças, de modo a diminuir os custos relativos à fabricação, à montagem e, principalmente, à manutenção.

[0034] Adicionalmente, é um objetivo da presente invenção prover um laminador que possibilite uma retifica do cilindro ágil, rápida e segura.

[0035] É outro objetivo da presente invenção prover um laminador que faça um melhor aproveitamento energético, que seja capaz de proporcionar uma partida suave e silenciosa e que garanta maior segurança ao operador.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0036] A presente invenção consiste em prover um laminador de argila compreendendo um primeiro motor planetário acoplado a um eixo e um segundo motor planetário acoplado a outro eixo, sendo que cada eixo compreende um cilindro de laminação onde cada cilindro tem uma velocidade diferente.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DAS FIGURAS

[0037] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em exemplos de execução representados nos desenhos. As figuras mostram: [0038] Figura 1 - é uma vista lateral de um laminador do estado da técnica;

[0039] Figura 2 - é uma vista superior de um laminador do estado da técnica: [0040] Figura 3 - é uma vista em perspectiva de um laminador do estado da técnica;

[0041] Figura 4 - é uma vista em perspectiva de um laminador da presente invenção;

[0042] Figura 5 - é uma vista superior em corte parcial de um laminador da presente invenção; e [0043] Figura 6 - é uma vista em perspectiva da associação de um motor planetário com um laminador da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS

[0044] A presente invenção pode ser facilmente visualizada pelas figuras 4 a 6, que apresentam um laminador de acordo com a presente invenção.

[0045] De um modo simples, o laminador 10 de argila da presente invenção tem como grande diferencial o fato de fazer uso de motores planetários 1,7 diretamente associados aos eixos 6 de acionamento cilindros 5.

[0046] Conforme ser verá na sequência, a configuração construtiva de um laminador 10 da presente invenção é mais simples que aquela de laminadores do estado da técnica, fazendo uso de menos elementos e permitindo uma manipulação mais efetiva da máquina.

[0047] Cumpre notar também que o uso de motores planetários é já conhecido, no entanto a aplicação específica em laminadores de argila nunca foi revelada. Assim, embora possa ser considerado simples trocar um motor elétrico por um motor planetário, o mesmo não pode ser dito quando tal troca ocorre em uma aplicação específica que requer enormes esforços físicos, conjugados com velocidades e situações de constante desgaste. Assim, por exemplo, antes dos testes laboratoriais levados a cabo para se alcançar o laminador da presente invenção, não se sabia, por exemplo, qual seria o comportamento de um motor planetário quando ocorre um movimento inesperado de elevado esforço.

[0048] Tais dúvidas, tal como tomar decisões sobre o tipo de associações necessárias, ou de montar um controlador 8 (quadro elétrico) associado/integrado ao laminador 10, entre outras, tornam-se ainda mais sensíveis quando se necessita proporcionar um equilíbrio entre uma possível solução e uma solução cujo custo seja competitivo com o de laminadores do estado da técnica.

[0049] Assim, tal como revelam as figuras 4 e 5, o laminador 10 da presente invenção compreende de base os mesmo elementos dos laminadores do estado da técnica, i.e., uma estrutura de base ou chassi. dois cilindros 5, um rápido e um lento, uma porção de entrada do material e uma porção de saída. Ademais, a presente invenção compreende ainda dois motores elétricos planetário 1,7 (doravante designados como motor planetário) associados, cada qual, diretamente aos eixos 6 de cada cilindro 5 para movimentação dos mesmos.

[0050] Por outras palavras, a presente invenção compreende um primeiro motor 1 planetário de maior potência associado a um eixo 6 de acionamento de um cilindro 5 que trabalha com maior velocidade e um segundo motor 7 planetário de menor potência associado a um eixo de acionamento de outro cilindro 6 que trabalha a menor velocidade. Em suma, dois motores 1,7 planetários estão associados a dois eixos 6 de dois cilindros 5. O primeiro motor 1 que trabalha com maior potência resulta em um cilindro 5 que se move mais rápido e o segundo motor 2 que trabalha com menor potência que o primeiro motor 1, promove um movimento mais lento do cilindro 5 ao qual está associado.

[0051] Cumpre notar que os primeiro e segundo motores 1,7 são solidários com o laminador, integrando a máquina laminadora 10. Adicionalmente, um controlador 8 é associado ao laminador, podendo este estar posicionado fora do laminador 10 ou integrado com ele. De todo 0 modo, o que importa ressaltar é que o laminador 10 da presente invenção é agora uma máquina que compreende os motores 1,7 planetários e o controlador 8.

[0052] O controlador 8 da presente invenção é um quadro elétrico com inversorjá incorporado á maquina, o que gera um menor custo de energia elétrica, a possibilidade de um modo simples a velocidade de rotação de cada cilindro 5, facilitando a operação de retifica que não precisa de motores externos nem desmontagem de correias, bastando operar o cilindro através do controlador 8 e proceder á retifica. O laminador da presente invenção permite ainda um arranque da máquina com velocidade crescente variável, melhorando o desgaste do equipamento e prolongando a sua vida útil.

[0053] Ademais, tal como mostra a figura 6, tanto o primeiro motor 1 quanto o segundo motor 7, associam-se diretamente aos respectivos cilindros 5 do seguinte modo. Os motores 1,7 planetários são montados em um redutor planetário 2 e um suporte de fixação redutor 3 que por sua vez se associa a um eixo 6 cuja parte frontal do eixo é envolta por um rolamento auto compressor 4 de rolos e em parte da restante porção do eixo 6 encontra-se o cilindro 5.

[0054] Desta forma eliminam-se as correias e motores elétricos dos laminadores do estado da técnica, elementos estes que por estarem expostos apresentavam risco ao operador, isso para não falar na limitação de manipulação dos parâmetros de acionamento dos cilindros (velocidade e aceleração, por exemplo). São também eliminados da presente invenção, alguns elementos existentes nos laminadores do estado da técnica, tais como as polias e os conjuntos de arraste para retifica.

[0055] No mais, eventuais características não definidas aqui, tal como movimentação dos cilindros 5, estão também presentes na presente invenção, tal como existem nos laminadores do estado da técnica.

[0056] Assim, de modo preferencial, mas não obrigatório, a presente invenção compreende, por exemplo, uma das configurações abaixo definidas: [0057] Cumpre notar que para as variações acima apresentadas foram consideradas as seguintes variáveis: [0058] - Densidade da argila considerada: 1,2 t/m^.

[0059] - Dureza máxima do material a processar: 3 Mohs.

[0060] - Granulometria máxima de entrada: 10 mm.

[0061] - Abertura mínima entre cilindros: 1,5 mm.

[0062] - Na produção acima, foi considerada a abertura entre cilindros de 1,5 mm até 3,0 mm.

[0063] A presente invenção compreende ainda um dispositivo de amortecimento do cilindro através de mola de borracha (não mostrado) e tensionamento do raspador através de um braço de articulação com acionamento pneumático.

[0064] As vantagens da presente invenção são inúmeras. Entre elas pode-se citar algumas das principais.

[0065] O laminador 10 tem um melhor aproveitamento energético que deriva do fato de os motores 1,7 planetários serem diretamente acoplados aos eixos 6, situação que é muito superior se comparado com sistemas tradicionais de transmissões de correias.

[0066] O controlador 8 ou quadro elétrico é dotado de inversor e é incorporado à máquina laminadora, o que gera um menor custo de energia elétrica.

[0067] Esta configuração permite manipular o funcionamento do laminador 10, de tal modo que proporcione uma partida suave e silen- ciosa, ο que prolonga a vida dos motores 1,7, rolamentos e eixos 6.

[0068] O fato de o laminador 10 da presente invenção ter todos os elementos integrados gera maior segurança ao operador, reduzindo a exposição do operador ao risco. Desta forma o laminador 10 está de acordo com as normas de segurança, tal como a NR12 [0069] Permite uma instalação simples, rápida e segura, com mínimo tempo de manutenção, até porque o laminador possui um novo sistema de troca de camisa e detector de desgaste que opera em conjunto e de forma programável com os motores 1,7 planetários e o controlador 8 para evitar desgastes desnecessários e paragem automática. Ademais, a presente configuração do laminador 10 garante elevada durabilidade dos redutores planetários.

[0070] A diferença de velocidade dos cilindros 5 dá-se através da relação de redução dos redutores.

[0071] O fato de fazer uso de uma partida sem polias evita frequentes tensionamentos de correias, parada da máquina para manutenção e uma redução de custo de troca de correias e polias.

[0072] A partida do laminador da presente invenção dá-se através de um inversor de frequência, o que tem como vantagem o fato de oferecer maior proteção ao equipamento, uma redução do custo de energia na demanda e operação e prolonga a vida do planetário, rolamentos, motores e eixos, sendo que os motores são adicionalmente preservados por possuírem proteção de sobretemperatura.

[0073] Como resultado, o laminador 10 da presente invenção integra uma bancada dotada de um sistema de regulação de abertura entre cilindros 5 e de amortecimento e permite maiores velocidades nos cilindros. Como exemplo, o cilindro 5 fixo pode operar com maior velocidade e é dotado de um dispositivo de amortecimento que protege a máquina de sobrecargas e da entrada de corpos estranhos, garantindo a pressão de trabalho durante o funcionamento da máquina. Ademais, os rolamentos autocompensadores de rolos são montados em mancais que possuem um eficiente sistema de vedação tipo labirinto que evita sua contaminação. Por sua vez, o cilindro 5 móvel pode operar com menor velocidade, configurando mais alternativas de trabalho.

[0074] Tendo sido descrito exemplos de concretizações preferidos, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

REIVINDICAÇÕES

Claims (4)

1. Laminador de argila caracterizado pelo fato de que compreende um primeiro motor (1) planetário acoplado a um eixo (6) e um segundo motor (7) planetário acoplado a outro eixo, sendo que cada eixo (6) compreende um cilindro (5) de laminação onde cada cilindro (5) tem uma velocidade diferente.

2. Laminador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os motores (1,7) são operados por meio de um controlador (8).

3.

Laminador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada motor 1,7 é diretamente associado a cada eixo (6) por meio de um redutor planetário (2), um suporte de fixação redutor (3) e um rolamento autocompensador (4).