BR112015007436B1 - processo e dispositivo de balanceamento dinâmico para um corpo rotativo e máquina retificadora - Google Patents
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Abstract
PROCESSO E DISPOSITIVO DE BALANCEAMENTO DINÂMICO PARA UM CORPO ROTATIVO E MÁQUINA RETIFICADORA, por tratar-se a presente invenção de um dispositivo de balanceamento (1) para um corpo rotativo (10) que define um eixo de rotação (10a) e compreende: uma pluralidade de cabeçotes de balanceamento (30) alinha dos ao longo do eixo de rotação (10a), sendo que cada um dos cabeçotes de balanceamento (30) compreende: massas de balanceamento (31) apropriadas para serem movidas ao longo de uma circunferência do movimento, para cancelar o desbalanceamento do corpo rotativo (10); pelo menos um motor (32) apropriado para mover as massas de balanceamento (31) de forma independente, sendo que as massas de balanceamento (31) que fazem parte de diferentes cabeçotes de balanceamento (30) são mutuamente espaçadas ao longo do eixo de rota ção (10a); meios de detecção de desbalanceamento (5), que incluem uma pluralidade de detectores de vibração (5a) apropriados para medir as vibrações provocadas pelo desbalanceamento do corpo rotativo (10).
Description
[001] Trata-se a presente invenção de um processo e um dispositivo de balanceamento dinâmico para um corpo rotativo do tipo especificado no preâmbulo das reivindicações independentes.
[002] Em particular, a presente invenção refere-se a um dispositivo e a um processo apropriados para recuperar o desbalanceamento dinâmico de uma ferramenta. De forma mais específica, o processo e o dispositivo são projetados para serem utilizados com uma máquina retificadora e, para ser mais preciso, para serem utilizados com um rebolo, no intuito de cancelar o desbalanceamento.
[003] Como é de conhecimento geral, as ferramentas podem ter desbalanceamento rotativo e/ou dinâmico.
[004] O desbalanceamento rotativo ocorre quando a ferramenta não está perfeitamente balanceada em relação ao seu eixo de rotação, isto é, quando o seu centro de massa não se encontra no eixo de rotação.
[005] O desbalanceamento dinâmico, por outro lado, refere-se ao desbalanceamento que ocorre ao longo dos planos de seção que cruzam o eixo do rebolo. Pode haver uma pluralidade de seções normais perpendiculares ao eixo de rotação da ferramenta com desbalanceamentos rotativos que compensam um ao outro, mas dão origem a momentos indesejáveis ao longo de eixos perpendiculares até o eixo de rotação da ferramenta. Tal desbalanceamento ocorre, portanto, ao longo de dois planos.
[006] O referido desbalanceamento rotativo e/ou dinâmico provoca vibrações indesejadas quando a ferramenta é colocada para girar e, consequentemente, determina má qualidade de usinagem e vários inconvenientes.
[007] A fim de evitar tais problemas, sempre que um rebolo é montado na máquina retificadora, o operador balanceia o referido rebolo por meio do uso de apropriados dispositivos e contrapesos.
[008] Apesar do balanceamento inicial, como o rebolo desgasta, o seu centro de massa tende a mudar e afastar-se do eixo de rotação. Durante os processos de usinagem, o rebolo fica sujeito à deformação e desgaste, que modificam a sua geometria, provocando o desbalanceamento.
[009] Os dispositivos e os processos de balanceamento são capazes de avaliar o desbalanceamento rotativo do rebolo, portanto, podem mudar, continuamente, a posição do centro de massa do rebolo, a fim de rebalanceá-lo.
[010] Geralmente, compreendem duas massas mutuamente móveis apropriadas para cancelar o desbalanceamento que ocorre, um sensor apropriado para detectar o desbalanceamento do rebolo e um aparelho de controle apropriado para controlar o movimento das massas, em função do desbalanceamento.
[011] A técnica anterior acima mencionada tem algumas desvantagens importantes.
[012] Um primeiro inconveniente é devido ao fato de os dispositivos de balanceamento conhecidos serem incapazes de realizar o balanceamento dinâmico de um corpo rotativo.
[013] Uma segunda desvantagem importante é devido ao fato de os dispositivos de balanceamento conhecidos executarem o balanceamento por meio de um processo particularmente longo, uma vez que as massas movem-se de um modo substancialmente aleatório. Uma vez que foi detectado o desbalanceamento, o processo de balanceamento consiste em mover as massas para uma posição e depois medir a diferença no desbalanceamento em relação à posição anterior. Se o resultado não for o esperado, isto é, se o rebolo não estiver corretamente balanceado, o processo precisa ser repetido até que a posição das massas consiga cancelar o desbalanceamento do rebolo.
[014] Outro inconveniente reside, então, no fato de que, mediante o tempo necessário para realizar o processo de balanceamento, os tempos de ciclo da máquina são aumentados.
[015] Outro defeito consiste no fato de que, devido ao desgaste do rebolo e a necessidade de ter uma velocidade tangencial constante, os dispositivos conhecidos não são capazes de balancear o rebolo e, por conseguinte, o operador é obrigado a interromper o processo de usinagem para regular a máquina.
[016] O referido inconveniente é de particular importância no caso de rebolos rotativos com uma longa extensão axial, como, por exemplo, aqueles para usinagem de engrenagens.
[017] Diante de tal situação, a proposta técnica da presente invenção consiste em apresentar um processo e um dispositivo de balanceamento dinâmico para um corpo rotativo, que possam superar, substancialmente, os inconvenientes acima mencionados.
[018] No âmbito da referida proposta técnica, um objetivo importante da presente invenção consiste em apresentar um processo e um dispositivo de balanceamento que possam balancear dinamicamente a peça a ser usinada.
[019] Outro objetivo da presente invenção consiste em apresentar um processo e um dispositivo de balanceamento que possam assegurar o balanceamento rápido e praticamente perfeito de um corpo rotativo.
[020] Outro objetivo importante da presente invenção consiste, portanto, em apresentar um processo e um dispositivo de balanceamento que possibilitem a obtenção de produtos de alta qualidade.
[021] Outro objetivo da presente invenção consiste em apresentar um processo e um dispositivo de balanceamento que possam assegurar um ideal balanceamento estático e dinâmico do rebolo.
[022] A proposta técnica e os objetivos especificados são alcançados com um processo e um dispositivo de balanceamento de um corpo rotativo, conforme reivindicado nas reivindicações independentes em anexo.
[023] As modalidades preferidas da presente invenção são descritas nas reivindicações dependentes.
[024] As características e as vantagens da presente invenção ficarão evidentes na descrição detalhada abaixo de uma modalidade preferida da mesma, com referência aos desenhos em anexo, sendo que: - A Figura 1 mostra parte de um dispositivo de balanceamento para um corpo rotativo, de acordo com a presente invenção; - A Figura 2 é uma vista em corte de seção sagital de um dispositivo de balanceamento, de acordo com a presente invenção; - A Figura 3 mostra um sistema de balanceamento que inclui o dispositivo, de acordo com a presente invenção, e; - A Figura 4 mostra possíveis medições do dispositivo de balanceamento.
[025] Com referência às referidas Figuras, um dispositivo de balanceamento de um corpo rotativo é globalmente indicado com o número de referência (1).
[026] O dispositivo de balanceamento (1) é apropriado para ser conectado a um corpo rotativo (10) e é feito para girar em torno de um eixo de rotação (10a), de modo a balancear pelo menos um tipo de desbalanceamento. De forma detalhada, o dispositivo de balanceamento (1) é apropriado para ser integralmente conectado ao corpo rotativo (10) e, mais precisamente, para ser alojado no interior do corpo rotativo (10), sobre o eixo do mesmo, de modo a girar em torno do eixo (10a) integralmente com o mesmo.
[027] De preferência, o dispositivo de balanceamento (1) é apropriado para ser utilizado com uma ferramenta, preferivelmente, com uma máquina retificadora e, mais precisamente, para ser acoplado a um rebolo, que constitui o corpo rotativo (10), de modo a medir e cancelar o desbalanceamento do mesmo durante um processo de usinagem.
[028] A própria ferramenta ou o próprio corpo rotativo (10) é uma parte de uma máquina-ferramenta (20) que compreende uma porção rotativa (21), incluindo o corpo rotativo (10), uma porção fixa (22) e uma unidade de controle (23) apropriada para controlar a operação do dispositivo de balanceamento (Figura 3).
[029] O dispositivo de balanceamento (1) compreende principalmente uma porção rotativa (2) apropriada para ser integralmente conectada ao corpo rotativo (10), de preferência, internamente rotativo, e à porção rotativa (21), de modo a girar em torno do eixo de rotação (10a); e uma porção fixa (3) apropriada para ser conectada à porção fixa (22) adjacente à porção rotativa (2) e para ser conectada à unidade de controle (23), por meio de um fio.
[030] Em particular, a porção rotativa (2) e a porção fixa (3) são eletricamente conectadas por meio de uma conexão sem fio, em particular, do tipo indutivo. De forma detalhada, a conexão entre a porção rotativa (2) e a porção fixa (3) é obtida por meio de duas bobinas (4), sendo que uma destas é acoplada à porção rotativa (2) e a outra à porção fixa (3), e é apropriada para comunicar-se mutuamente por indução, e, mais precisamente, através da exploração de uma variação no campo magnético em uma bobina (4), a fim de criar, na outra bobina (4), uma corrente proporcional à referida variação do campo magnético. Um exemplo desse tipo de conexão sem fio está descrito na Patente Italiana No. IT-A-MI5090100 (da página 3, linha 23, até a página 8, linha 10, e Figuras 1, 3 e 4), de propriedade deste mesmo Requerente.
[031] O dispositivo de balanceamento (1) também compreende meios de detecção de desbalanceamento (5) apropriados para medir as vibrações provocadas pelo desbalanceamento do corpo rotativo (10). Os referidos meios de detecção de desbalanceamento (5) compreendem, de preferência, uma pluralidade de detectores de vibração (5a), de preferência, dois. Estes são, de preferência, espaçados mutuamente, em particular, mutuamente de forma espaçada ao longo do eixo de rotação (10a), e, de preferência, dispostos na referida porção fixa (22). Os detectores de vibração (5a) são apropriadamente conectados eletricamente à unidade de controle (23), por meio de fios e similares.
[032] O dispositivo de balanceamento (1) também compreende uma pluralidade de cabeçotes de balanceamento (30), de preferência, dois, apropriados para rebalancear o corpo rotativo (10), em função do desbalanceamento medido pelos meios de detecção de desbalanceamento (5). Os referidos cabeçotes de balanceamento (30) são, de preferência, alinhados ao longo do eixo de rotação (10a) e podem ser dispostos de tal modo que entram em contato um com o outro, e, portanto, a uma distância que depende das dimensões externas dos cabeçotes de balanceamento (30), ou podem ser espaçados mutuamente.
[033] Em particular, no caso caracterizado pelo fato deo corpo rotativo (10) tem uma grande extensão ao longo do eixo de rotação (10a) em relação ao comprimento do diâmetro, como, por exemplo, em particular, os rebolos para engrenagens, o dispositivo de balanceamento (1) é apropriadamente provido de cabeçotes de balanceamento (30), Figura 2, alojados no interior da porção rotativa (3), integralmente conectados ao corpo rotativo (10), de preferência, nas bases do referido corpo rotativo (10).
[034] Os meios de detecção de desbalanceamento (5), e, em particular, os detectores de vibração (5a), podem ser constituídos de qualquer sensor, apropriadamente um sensor piezoelétrico, apropriado para medir o desbalanceamento do corpo rotativo (10). De preferência, cada detector de desbalanceamento (5a) é constituído do sensor descrito na Patente Europeia EP-A-1645362 (parágrafos [0031] - [0082], Figura 1 e Figuras 5-10), de propriedade deste mesmo Requerente. O cabeçote de balanceamento (30) é similar aos cabeçotes de balanceamento descritos na Patente Europeia EP-A- 0409050 (da coluna 3 linha 34 até a coluna 5 linha 53 e Figura 1-3) ou na Patente Italiana IT-A-MI5081953 (da página 3 linha 12 até a página 8 linha 8 e Figuras 1, 2a e 2b), ambas de propriedade deste mesmo Requerente.
[035] Cada cabeçote de balanceamento (30) compreende duas massas de balanceamento (31) apropriadas para serem movidas de forma a cancelar o desbalanceamento do corpo rotativo (10), pelo menos um motor (32) para mover as massas de balanceamento (31) independentemente e um mecanismo de transmissão (33) apropriado para transmitir o movimento dos motores (32) para as massas de balanceamento (31).
[036] As massas de balanceamento (31) de diferentes cabeçotes de balanceamento (30) são, portanto, mutuamente espaçadas ao longo do eixo de rotação (10a), isto é, seus respectivos centros de massa não coincidem ao longo do referido eixo. Por outro lado, as massas de balanceamento (31) de um mesmo cabeçote de balanceamento (30) têm, apropriadamente, a mesma posição central da massa ao longo do eixo de rotação (10a).
[037] Em particular, cada um dos cabeçotes de balanceamento (30) é composto por dois motores (32), sendo um para cada massa de balanceamento (31), que se estendem simetricamente ao longo do eixo de rotação (10a). Apropriadamente, os motores (32) são motores elétricos e, mais apropriadamente, motores BC.
[038] As massas de balanceamento (31) são substancialmente idênticas e, de preferência, têm um perfil em forma de um arco de circunferência substancialmente centrado no eixo de rotação (10a). Elas são apropriadas para fazer o movimento de translação ao longo de uma circunferência de um movimento substancialmente concêntrico com o eixo de rotação (10a) e ficar em um plano substancialmente perpendicular ao eixo de rotação (10a).
[039] O mecanismo de transmissão (33), de um tipo conhecido per se, define uma relação de transmissão entre as massas de balanceamento (31) e os motores (32) substancialmente compreendida entre 1/8000 e 1/1500 e, de preferência, substancialmente igual a 1/10000.
[040] Vantajosamente, cada um dos cabeçotes de balanceamento (30) compreende, além dos componentes acima mencionados, pelo menos um sensor de posição (34) apropriado para monitorizar a posição das massas de balanceamento (31); e pelo menos um cartão de controle (35) apropriado para transmitir os sinais de e também, de preferência, para os motores (32).
[041] O sensor de posição (34) é apropriado para detectar a posição absoluta de qualquer massa de balanceamento simples (31) ao longo da circunferência do movimento, de modo a permitir que os motores (32) controlem o movimento mútuo das massas de balanceamento (31) ao longo da mesma circunferência, tanto em função da sua posição inicial como do desbalanceamento do corpo rotativo (10), conforme detecção feita pelos detectores de vibração (5a).
[042] Em particular, cada sensor de posição (34) compreende um sensor de movimento (36) apropriado para verificar o movimento e o movimento das massas de balanceamento (31). De forma detalhada, o sensor de movimento (36) é constituído de um codificador funcionalmente conectado a um motor simples (32) e apropriado para detectar a ativação e o respectivo número de revoluções ou porções de revolução, e o consequente movimento da massa de balanceamento (31) conectada.
[043] O sensor de movimento (36) que consiste em um codificador atinge um elevado nível de precisão, considerando a referida relação de transmissão entre as massas de balanceamento (31) e os motores (32), de modo que uma rotação completa de um motor é seguida por uma rotação da massa de balanceamento (31) a um ângulo em relação ao eixo (10a), de 1/10000 de uma volta, ou seja, aproximadamente de um trigésimo de um grau.
[044] Os sensores de posição (34) compreendem pelo menos um sensor de referência (37) apropriado para determinar a posição das massas de balanceamento (31) em relação à porção rotativa (2) por pelo menos uma posição angular. De preferência, consistem em um elemento magnético (37a) colocado em cada massa de balanceamento (31) e em um elemento sensível (37b) conectado por meio de interface com o referido elemento magnético (37a).
[045] Através da presença do sensor de referência (37) e do sensor de movimento (36), os sensores de posição são, portanto, apropriados para determinar, em cada instante, a posição de cada massa de balanceamento (31) em relação à porção rotativa (2).
[046] O cartão de controle (35) é composto por um cartão eletrônico. Há, apropriadamente, um cartão de controle (35) para cada motor (32) posicionado em uma extremidade do referido motor (32).
[047] Ele recebe os sinais analógicos de entrada e, de preferência, também recebe os sinais de saída provenientes dos sensores de posição (34) acoplados, de preferência, a um motor simples (32). Em particular, o cartão de controle (35) recebe sinais do sensor de movimento (36) e, de preferência, também recebe dos sensores de referência (37). O referido cartão de controle (35) é, de preferência, apropriado para converter os sinais recebidos no formato analógico para o formato digital. O sinal digital é, então, transmitido por dois fios elétricos (35a), conduzindo desde a porção rotativa (2). De preferência, as mesmas funções também são realizadas para sinais de entrada enviados para os motores.
[048] Além disso, devido ao fato de a porção rotativa (2) compreender dois ou quatro motores (32) e, consequentemente, dois ou quatro cartões de controle (35), os mesmos dois fios (35a) transferem apropriadamente o sinal de e para uma pluralidade de cartões de controle (35) e, de preferência, a partir de todos os cartões (25), de modo a criar uma rede constituída substancialmente dos referidos cartões de controle (35).
[049] Esta solução significa que é possível ter dois fios elétricos (35a) conduzindo a partir do cabeçote de balanceamento (30) em vez da pluralidade de fios elétricos, sendo dois para cada cartão de controle (35) e, portanto, pelo menos quatro ou oito, que seriam necessários na falta de tal inovação. Tal pluralidade de fios teria provocado problemas significativos durante a montagem para a passagem dos fios.
[050] O cartão de controle (35) pode ser facilmente produzido por um especialista na técnica, por meio do uso do seu conhecimento geral comum.
[051] Por fim, o dispositivo de balanceamento (1) compreende meios de detecção (6) apropriados para medir a posição angular α do corpo rotativo (10) em relação à porção fixa (22) em torno do referido eixo de rotação (10a), em particular, durante a execução de um processo de usinagem.
[052] Os referidos meios de detecção (6) compreendem pelo menos um ímã (6a) conectado seletivamente à porção rotativa (2) ou à porção fixa (3), e um sensor de efeito Hall (6b) ou outro sensor similar apropriado para detectar o referido campo magnético e disposto seletivamente na frente do ímã (6a) ou na porção fixa (3) ou na porção rotativa (2).
[053] Em particular, os meios de detecção (6) compreendem dois ímãs (6a) dispostos simetricamente em relação ao eixo de rotação (10a) e conectados à porção rotativa (2), de modo a ficar de frente para a porção fixa (3) e um sensor de efeito Hall (6b) conectado à porção fixa (3) e de frente para a porção rotativa (2).
[054] O funcionamento de um dispositivo de balanceamento para um corpo rotativo, conforme descrição acima, em um sentido estrutural, é descrito abaixo.
[055] Em particular, o funcionamento do dispositivo de balanceamento (1) define um inovador processo de balanceamento para um corpo rotativo (10).
[056] Este processo de balanceamento resumidamente compreende uma fase de arranque, uma fase de medição, na qual pelo menos o desbalanceamento da porção rotativa (22) é medido, e uma fase de balanceamento, na qual as duas massas de balanceamento (31) são movidas ao longo da circunferência do movimento.
[057] Primeiro, na fase de arranque, o dispositivo de balanceamento (1) mede a posição inicial, na qual as massas de balanceamento (31) são dispostas no interior do cabeçote de balanceamento (30) ao longo da circunferência do movimento, por meio dos sensores de posição (34). Além disso, o valor das massas de balanceamento (31) é enviado para a unidade de controle (23) por meio de um processo de entrada de dados simples executado pelo usuário do outro método.
[058] Depois de definir a posição inicial, a fase de arranque termina e o operador configura, em rotação, o corpo rotativo (10) sobre o eixo de rotação (10a) para iniciar o processo de usinagem.
[059] Em primeiro lugar, uma fase de calibração é ativada de tempo em tempo. Nesta fase de calibração, de preferência, cada cabeçote de balanceamento (30) é ativado individualmente em momentos diferentes, e combinações de cabeçotes de balanceamento (30) podem ser ativadas ao mesmo tempo.
[060] Em particular, cada um dos cabeçotes de balanceamento (30) gera um desbalanceamento que muda, por uma quantidade conhecida, a posição das massas de balanceamento (31) ao longo da circunferência do movimento, enquanto que o sensor de posição (34) detecta a posição das referidas massas de balanceamento (31). O tamanho e a posição do desbalanceamento são então medidos diretamente através da identificação direta e precisa do tamanho e da posição das massas de balanceamento (31). A referida medição é, de preferência, realizada pelo sensor de posição (34).
[061] Ao mesmo tempo, os meios de detecção de desbalanceamento (5) e, em particular cada detector de vibração (5a), medem as vibrações provocadas pelo referido desbalanceamento e é capaz de realizar uma correlação precisa e biunívoca entre as vibrações medidas e o tamanho e a posição do desbalanceamento.
[062] Na verdade, não é suficiente conhecer a posição e o tamanho do desbalanceamento para calcular, então, com precisão as vibrações provocadas. As vibrações também dependem da massa, do diâmetro, da velocidade e de outros fatores associados com a porção rotativa (21) da máquina-ferramenta (20). Estes parâmetros nem sempre são conhecidos ou não são conhecidos com o grau de precisão necessário.
[063] Uma vez que tais parâmetros da porção rotativa (21) podem variar de acordo com o desgaste do rebolo ou de outra ferramenta que faça parte da porção rotativa (21), a fase de calibração é realizada de tempo em tempo, especialmente quando a ferramenta fica desgastada e ocorre qualquer alteração na velocidade da rotação.
[064] Estas medidas são apropriadamente armazenadas para que, quando a ferramenta for substituída, as fases de calibração não precisem ser repetidas, porque o dispositivo de balanceamento (1) pode utilizar os dados do banco de dados que foi criado.
[065] Além disso, conhecendo a posição do desbalanceamento no interior do cabeçote de balanceamento (30), por conseguinte, em relação à porção rotativa (21), e através dos meios de detecção (6), é possível correlacionar a posição do desbalanceamento em relação à porção fixa (22). De forma detalhada, durante essa fase de medição, os detectores de vibração (5a) detectam o desbalanceamento do corpo rotativo (10) ao longo de uma determinada posição angular. Um exemplo de tal medição é apresentado na Figura 4, onde a força F (F1 ou F2, quando dois detectores de vibração (5) são, preferivelmente, incluídos) é representada no eixo das ordenadas e a posição angular α do corpo rotativo é representada no eixo das abcissas. O sensor de posição (34) detecta a posição das massas de balanceamento (31) ao longo da circunferência do movimento.
[066] Além disso, em tal fase de calibração, os meios de detecção (6) medem, através da exploração do efeito de Hall, a posição angular α da porção rotativa (2) em relação à porção fixa (3), ou seja, a posição angular da porção rotativa (21) e do corpo rotativo (10) conectado. Na Figura 4, é dado um exemplo da medição da posição angular α do corpo rotativo (10), sendo que os picos correspondem à sobreposição dos pulsos I dados pelos imãs (6a) ao sensor de efeito Hall (6b).
[067] A posição absoluta, que é a posição em relação à porção fixa (22), é, portanto, precisamente correlacionada com o tamanho do desbalanceamento em relação às vibrações lidas pelos dois detectores de vibração (5a) diferentes.
[068] Além disso, uma vez que existem pelo menos dois detectores de vibração (5a) dispostos a uma distância um do outro e uma vez que existem pelo menos dois cabeçotes de balanceamento (30), o desbalanceamento é identificado e correlacionado com as vibrações medidas ao longo das posições axiais e circunferenciais da porção rotativa e do corpo rotativo (10) conectado.
[069] Após a fase de calibração, ou separadamente destas, são executadas as fases ade medição do desbalanceamento e balanceamento.
[070] Na fase de medição, o dispositivo de balanceamento (1) mede as vibrações provocadas pelo desbalanceamento da porção rotativa (21) e do corpo rotativo (10) conectado, através dos meios de detecção de desbalanceamento (5) e, em particular, por meio dos detectores de vibração (5a). As vibrações medidas são precisamente correlacionadas com o desbalanceamento da porção rotativa (21), do qual o tamanho e a posição axial e circunferencial são calculados com precisão, de preferência, em relação à porção fixa (22), graças à fase de calibração descrita acima.
[071] Na fase de balanceamento, a unidade de controle (23) calcula a posição das massas de balanceamento (31) dos cabeçotes de balanceamento (31) necessários, a fim de cancelar o desbalanceamento medido e controlar os referidos cabeçotes de balanceamento, de tal modo que as referidas massas de balanceamento (31) são subsequentemente movidas, de modo a corrigir o desbalanceamento nas direções axial e circunferencial, e, portanto, corrigir o desbalanceamento dinâmico e/ou rotativo da porção rotativa e do corpo rotativo (10) conectado.
[072] Em consequência disso, o balanceamento e o movimento não são executados como operações aleatórias, mas diretamente desde a posição inicial até a posição de balanceada.
[073] A presente invenção apresenta importantes vantagens.
[074] Uma primeira vantagem importante é que o dispositivo de balanceamento (1) é capaz de recuperar o desbalanceamento dinâmico.
[075] Outra vantagem importante consiste no fato de, graças ao sensor de posição (34), que detecta a posição das massas de balanceamento (31) ao longo da circunferência, o dispositivo de balanceamento (1) identifica a posição das massas de balanceamento (31) ao longo da circunferência em qualquer momento e, por conseguinte, é capaz de detectar o movimento das massas, a fim de recuperar o desbalanceamento do corpo rotativo (10).
[076] Com os dispositivos e os processos conhecidos na técnica anterior, a posição das massas de balanceamento em qualquer momento era praticamente desconhecida e as massas de balanceamento (31), portanto, tinham de ser movidas de forma aleatória. Dispositivo de balanceamento (1), por outro lado, conhece a posição das massas de balanceamento (31) em qualquer momento e, portanto, pode facilmente identificar como as referidas massas de balanceamento devem ser movidas.
[077] Tal capacidade também é aumentada pelo fato de, com os meios de detecção (6), o processo e o dispositivo de balanceamento (1), através da detecção da posição angular α do corpo rotativo (10), identificam a posição que as massas de balanceamento (31) devem assumir para cancelar o desbalanceamento.
[078] Outra vantagem é que, devido à presença do sensor de posição (34) e também dos meios de detecção (6), o processo e o dispositivo de balanceamento (1) cancelam o desbalanceamento em um tempo extremamente curto.
[079] Ao contrário dos processos e dos dispositivos da técnica anterior, a máquina retificadora consegue, portanto, níveis particularmente altos de eficiência e precisão.
[080] Outra vantagem importante é que, graças a uma relação de transmissão reduzida entre os motores (32) e as massas de balanceamento (31), o dispositivo de balanceamento (1) posiciona as massas de balanceamento (31) com um alto nível de precisão, assegurando, portanto, o cancelamento quase total do desbalanceamento do corpo rotativo (10).
[081] Modificações e variações poderão ser feitas à presente invenção aqui descrita, sem que se desvie do âmbito do conceito inventivo, tal como expresso nas reivindicações. Todos os elementos, conforme descritos e reivindicados na presente invenção, podem ser substituídos por elementos equivalentes e o âmbito da invenção inclui todos os outros detalhes, materiais, formas e dimensões.
Claims (13)
1. DISPOSITIVO DE BALANCEAMENTO (1) PARA UM CORPO ROTATIVO (10) que define um eixo de rotação (10a), caracterizado pelo fato de compreender uma pluralidade de cabeçotes de balanceamento (30) alinhados ao longo do referido eixo de rotação (10a), sendo que cada um dos referidos cabeçotes de balanceamento (30) compreende: massas de balanceamento (31) apropriadas para serem movidas ao longo de uma circunferência do referido movimento, para cancelar o desbalanceamento do referido corpo rotativo (10); pelo menos um motor (32) apropriado para mover as referidas massas de balanceamento (31) de forma independente, sendo que as referidas massas de balanceamento (31) que fazem parte de diferentes cabeçotes de balanceamento (30) são mutuamente espaçadas ao longo do eixo de rotação (10a); meios de detecção de desbalanceamento (5), que incluem uma pluralidade de detectores de vibração (5a) apropriados para medir as vibrações provocadas pelo desbalanceamento do referido corpo rotativo (10).
2. DISPOSITIVO DE BALANCEAMENTO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os referidos detectores de vibração (5a) serem espaçados mutuamente.
3. DISPOSITIVO DE BALANCEAMENTO (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de os referidos detectores de vibração (5a) serem mutuamente espaçados ao longo do referido eixo de rotação (10).
4. DISPOSITIVO DE BALANCEAMENTO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de cada um dos referidos cabeçotes de balanceamento (30) compreender pelo menos um sensor de posição (34) apropriado para identificar a posição das referidas massas de balanceamento (31); e de o referido motor (32) ser apropriado para mover as referidas massas de balanceamento (31) de forma independente, em função da posição das referidas massas de balanceamento (31) e do referido desbalanceamento do referido corpo rotativo (10).
5. DISPOSITIVO DE BALANCEAMENTO (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de cada um dos referidos cabeçotes de balanceamento (30) compreender um cartão de controle (35) apropriado para receber sinais de entrada provenientes dos referidos sensores de posição (34) acoplados aos referidos motores (32), e de pelo menos dois fios elétricos (35a) serem apropriados para transportar os sinais desde uma pluralidade dos referidos cartões de controle (35) até fora do referido dispositivo.
6. DISPOSITIVO DE BALANCEAMENTO (1), de acordo com a reivindicação anterior 5, caracterizado pelo fato de o referido cartão de controle (35) ser apropriado para converter os sinais recebidos do referido sensor de posição (34) do formato analógico para o formato digital, de modo a criar uma rede constituída dos referidos cartões de controle (35) conectados por meio dos referidos fios elétricos (35a).
7. DISPOSITIVO DE BALANCEAMENTO (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender meios de detecção (6) apropriados para medir a posição angular (α) do referido corpo rotativo (10) em relação ao referido eixo de rotação (10a); e de o referido pelo menos um motor (32) mover as referidas massas de balanceamento (31) em função da referida posição angular (α).
8. MÁQUINA RETIFICADORA, caracterizada pelo fato de compreender pelo menos um dispositivo de balanceamento (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores.
9. PROCESSO DE BALANCEAMENTO PARA UM CORPO ROTATIVO (10), por meio do uso de um dispositivo de balanceamento (1), sendo que o referido dispositivo de balanceamento (1) define um eixo de rotação (10a), e compreende: meios de detecção de desbalanceamento (5) apropriados para medir as vibrações provocadas pelo desbalanceamento do referido corpo rotativo (10); uma pluralidade de cabeçotes de balanceamento (30) alinhados ao longo do referido eixo de rotação (10a), sendo que cada um deles compreende massas de balanceamento (31) apropriadas para serem movidas, para cancelar o referido desbalanceamento do referido corpo rotativo (10); as referidas massas de balanceamento (31), que fazem parte de diferentes cabeçotes de balanceamento (30), são mutuamente espaçadas ao longo do eixo de rotação (10a); caracterizado pelo fato de o referido processo de balanceamento compreender: uma fase de calibração, na qual cada cabeçote de balanceamento (30) é ativado separadamente, para modificar a posição das massas de balanceamento (31) e, portanto, criar um desbalanceamento, sendo que o tamanho e a posição do referido desbalanceamento criado pelas referidas massas de balanceamento (31) de cada cabeçote de balanceamento (30) são medidos diretamente por meio da identificação das posições das referidas massas de balanceamento (31) e do tamanho das mesmas; sendo que as vibrações provocadas pelo referido desbalanceamento são medidas pelos referidos meios de detecção de desbalanceamento (5), de modo a obter uma correlação entre as referidas vibrações medidas e o referido tamanho e a referida posição do referido desbalanceamento; uma fase de medição, na qual as vibrações provocadas pelo desbalanceamento do referido corpo rotativo (10) são medidas, por meio dos referidos meios de detecção de desbalanceamento (5), e o tamanho e a posição do desbalanceamento do referido corpo rotativo (10) são, portanto, calculados, por meio da referida correlação; uma fase de balanceamento, na qual é calculada a posição que as referidas massas de balanceamento (31) dos referidos cabeçote de balanceamento (30) devem assumir para cancelar o referido desbalanceamento, e as referidas massas de balanceamento (31) são, subsequentemente, movidas para corrigir o dito desbalanceamento dinâmico ou rotativo do referido corpo rotativo (10).
10. PROCESSO DE BALANCEAMENTO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o referido corpo rotativo (10) ficar conectado a uma porção fixa (22) que não gira, e de a referida fase de calibração a posição do referido desbalanceamento ser medida em relação à referida porção fixa (22).
11. PROCESSO DE BALANCEAMENTO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de a referida posição do referido desbalanceamento em relação à referida porção fixa (22) ser obtida por meio de: a referida medição direta das posições das referidas massas de balanceamento (31) em relação ao referido cabeçote de balanceamento (30), que inclui as referidas massas de balanceamento (31); a referida medição da posição angular (α) do referido corpo rotativo (10) em relação à referida porção fixa (22) em torno do referido eixo de rotação (10a); a referida medição, por meio da análise das vibrações e das forças medidas pelos referidos meios de detecção de vibração (5), da posição do referido desbalanceamento gerado pelas referidas massas de balanceamento (31) de cada cabeçote de balanceamento (30), em relação à referida porção fixa (22) em torno do referido eixo de rotação (10a); a correlação subsequente entre a posição das referidas massas de balanceamento (33) em relação ao referido cabeçote de balanceamento (30) e em relação à referida porção fixa (22).
12. PROCESSO DE BALANCEAMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de pelo menos parte da referida fase de calibração ser executada regularmente, quando houver qualquer alteração nas propriedades físicas do referido corpo rotativo (10).
13. PROCESSO DE BALANCEAMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de os referidos valores obtidos a partir das referidas fases de calibração serem armazenados e recuperados quando as condições do referido corpo rotativo (10) forem novamente idênticas.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 02/10/2013, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |