BR112016011833B1

BR112016011833B1 - Disposição de cilindro para cilindros em uma instalação de laminação

Info

Publication number: BR112016011833B1
Application number: BR112016011833-2A
Authority: BR
Inventors: Johannes Alken; Ralf Seidel
Original assignee: Sms Group Gmbh
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2022-06-28
Also published as: WO2015078688A1; EP3074147A1; EP3074147B1; TW201529190A; US20170157656A1; US10449582B2; PL3074147T3; KR101780655B1; BR112016011833A2; KR20160067910A; JP6275255B2; CN105764623B; CN105764623A; JP2016539809A; RU2636543C1; TWI538750B; DE102013224117A1

Abstract

DISPOSIÇÃO DE CILINDRO PARA CILINDROS EM UMA INSTALAÇÃO DE LAMINAÇÃO. Para aumentar a força de suporte ou força de laminação de uma disposição de cilindro em um laminador, se utilizam elementos de estrangulação, que bloqueiam o fluxo lateral da película lubrificante entre o pescoço do cilindro e a superfície de rolamento da montagem de pescoço do cilindro em uma região parcial e com isso provocam um aumento de pressão na película lubrificante. Neste sentido, pelo menos um elemento de estrangulação está configurado na forma de segmento anular, para formar uma região angular de bloqueio para o meio lubrificante no interstício anular. A invenção permite um reequipamento simples nas instalações existentes sem levar a cabo alterações construtivas. No caso de instalações novas, o espaço construtivo se pode dimensionar menor, para proporcionar a mesma força de suporte que até a data. Em função do dimensionamento da região de bloqueio para o fluxo de meio lubrificante, a força de suporte da montagem se pode ajustar de maneira flexível.

Description

DESCRIÇÃO

A invenção se refere a uma disposição de cilindro para cilindros em uma instalação de laminação de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, que apresenta um cilindro com uma superficie do cilindro e pelo menos um pescoço do cilindro e uma peça incorporada com uma abertura de alojamento para alojar o pescoço do cilindro. Neste sentido, o diâmetro interno da abertura de alojamento para o pescoço do cilindro está dimensionado maior em relação com o diâmetro externo do pescoço do cilindro de tal maneira que entre a peça incorporada e o pescoço do cilindro se forma um interstício anular para alojar um meio lubrificante. Um primeiro elemento de estrangulação está disposto no lado frontal dirigido para a superficie do cilindro da abertura de alojamento da peça incorporada e um segundo elemento de estrangulação está disposto no lado frontal dirigido em sentido oposto à superficie do cilindro da abertura de alojamento da peça incorporada em cada caso para obturar o interstício anular, estando montados os elementos de estrangulação de maneira resistente à torção.

ESTADO DA TÉCNICA

Nos rolamentos com pelicula de óleo, tal como se utilizam habitualmente em caixas de laminação para montar cilindros de apoio, um pescoço do cilindro rota em um casquilho de rolamento vertical, estando disposto o casquilho de rolamento em uma peça incorporada. A diferença de diâmetro entre o pescoço do cilindro e o casquilho de rolamento se encontra habitualmente no intervalo de lh do diâmetro de rolamento, isto é, aproximadamente 1 mm de folga no caso de 1 m de diâmetro de rolamento.

Se se aplica uma força externa, por exemplo, a força de laminação sobre a montagem, então em primeiro lugar o pescoço do cilindro em rotação se desloca de maneira excêntrica em relação com o casquilho de rolamento em direção radial contra o sentido da força externa. 0 interstício anular que se forma por isso entre o pescoço do cilindro e o casquilho de rolamento apresenta então em um lado uma seção transversal minima e exatamente de maneira oposta uma seção transversal máxima. O óleo, que se fornece ao interstício de rolamento através de cavidades hidrodinâmicas, se transporta devido à condição de adesão à superfície em rotação do pescoço do cilindro à zona da seção transversal mais estreita. Dado que a seção transversal do interstício se faz cada vez menor até o ponto mais estreito, o óleo se expulsa para o lado do rolamento. Sem embargo, neste sentido, ao mesmo tempo aumenta também a pressão na película de óleo, com o que o rolamento pode suportar uma força externa maior. O óleo, que se tira a pressão para ambos os lados do rolamento, se denomina habitualmente fluxo lateral do rolamento.

As publicações EP 1 031 389 Bl, EP 1 699 575 B1 e DE 198 31 301 Al descrevem dispositivos de obturação para cilindros em laminadores.

A publicação DE 3117 746 Al descreve um rolamento radial hidrodinâmico.

No documento técnico "OIL-FILM BEARINGS FOR ROLLINGMILLS", Copyright 1967, American Society of Lubrication Engineers (preparado pelo Steel Industry Council of the American Society of Lubrication Engineers) se descrevem montagens com película de óleo hidrostáticas para cilindros em um laminador.

A película de óleo entre o pescoço do cilindro e a superfície de rolamento que aloja o pescoço do cilindro se denomina no sucessivo, também película lubrificante. Em sistemas sem redução do fluxo lateral resulta desvantajoso o elevado fluxo lateral do meio lubrificante, inclusive quando este não é necessário para o esfriamento. Requer-se um grande esforço de alimentação e uma periferia grande, para proporcionar suficiente meio lubrificante. No caso de números de revoluções reduzidos, é necessário um apoio hidrostático adicional, para absorver forças de laminaçâo maiores; caso contrário, a capacidade de suporte do rolamento é ao contrário comparativamente reduzida. O tamanho construtivo especifico é ademais elevado de acordo com a força de laminaçâo requerida.

Em sistemas com um fluxo lateral obturado, completamente fechado, da pelicula de meio lubrificante resulta desvantajoso, entre outros, que entre o pescoço do cilindro e a superfície de rolamento correspondente da montagem para o pescoço do cilindro aumente a temperatura de funcionamento, sobretudo no caso de números de revoluções maiores e que, portanto, sejam necessários sistemas de esfriamento complexos, para limitar o aumento de temperatura ou mantê-lo uniforme. Devido ao aumento de temperatura diminui a viscosidade do meio lubrificante. Por conseguinte, também diminui a pressão de meio lubrificante e se reduz a força de suporte da montagem. Na maioria dos casos, nos sistemas fechados se integram válvulas anti-retorno, para evitar um funcionamento a vácuo do circuito de esfriamento. Os elementos de obturação estão estirados de maneira complicada com uma tensão prévia de mola sobre o cilindro. Requer-se uma exatidão de medida elevada, isto é, pequenas tolerâncias, sobretudo também em relação com a concentricidade da junta de obturação. Isto dificulta o ensamble e, portanto, de acordo com o tipo de rolamento e o tamanho do rolamento, os elementos de obturação estão divididos. Também resulta desvantajoso que a peça incorporada ou o casquilho de rolamento tenham que estar realizados divididos de maneira condicionada pelo ensamble.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

O objetivo da invenção consiste em aumentar a força de suporte ou a força de laminaçâo de uma disposição de cilindro para cilindros em uma instalação de laminaçâo mantendo ou reduzindo o tamanho construtivo. Além disso, a invenção deve ser de ensamble fácil e poder se reequipar em instalações existentes.

Este objetivo se alcança mediante o objeto da reivindicação 1. A disposição de cilindro de acordo com a invenção se caracteriza pelo fato de que o primeiro e o segundo elemento de estrangulação formam em cada caso uma região angular de bloqueio para o meio lubrificante no interstício anular e estão situados de tal maneira que a região angular de bloqueio partindo de um ponto de carga de apoio A, da posição angular do interstício mais estreito hmin em caso de carga entre o pescoço do cilindro e a peça incorporada, se estende contra o sentido de giro do cilindro por um ângulo cc de desde pelo menos 25° até como máximo 270°.

A disposição de cilindro de acordo com a invenção conduz, condicionado pelo bloqueio do fluxo lateral do meio lubrificante, a um aumento de pressão do meio lubrificante na região do ponto de carga de apoio e, por conseguinte a um aumento da força de suporte ou aumento da força de laminação da disposição de cilindro. Ao mesmo tempo se aumenta a grossura da pelicula lubrificante na região do ponto de carga de apoio e com isso se melhora a segurança de funcionamento, por exemplo, quanto aos deslocamentos excêntricos e em relação com o comportamento de arranque. Em particular nas caixas de laminação dianteiras de uma instalação de laminação, em que devido ao número de revoluções relativamente reduzido só se gera pouco calor no rolamento e, portanto, também só é necessário pouco esfriamento, se pode favorecer de maneira especialmente favorável o estabelecimento de pressão.

A invenção permite vantajosamente um reequipamento simples nas instalações existentes. Sem aumentar o espaço construtivo, se pode aumentar, por exemplo, no decorrer de medidas de modernização em instalações de laminação existentes a força de laminação e com isso o rendimento da instalação de laminação existente em até 40%. As instalações existentes se podem adaptar a requisitos de força de laminação aumentados, por exemplo, devido ao processamento de outras qualidades de material ou grossuras de material, de maneira simples e econômica. Neste sentido, não é necessário alterar o comprimento do casquilho de rolamento presente ou da peça incorporada, dado que o elemento de estrangulação se pode montar ou inserir em um interstício de por si presente entre o casquilho de rolamento ou a peça incorporada e a superficie do cilindro.

Quando não se requer uma força de laminação aumentada, então a disposição de cilindro em instalações novas se pode dimensionar por adiantado menor em sua totalidade, para garantir a mesma força de suporte de até a data. Isto economiza sobretudo espaço construtivo, custos de material e tempo de fabricação.

Em função do dimensionamento da região de bloqueio para o fluxo de meio lubrificante, mediante modelos de cálculo correspondentes, baseando-se em experiências em longo prazo e ensaios, se pode determinar já por adiantado de maneira exata a força de suporte da montagem e se pode alterar ou ajustar de maneira flexivel mediante pelo menos um elemento de estrangulação, sem realizar alterações construtivas na peça incorporada e/ou o cilindro. Com um tamanho crescente do ângulo para a região de bloqueio se interrompe a passagem do meio lubrificante desde o interstício anular. A redução ou o estrangulamento do fluxo lateral do meio lubrificante dentro da montagem conduz vantajosamente a um aumento da capacidade de suporte da disposição de cilindro.

Este aumento da capacidade de suporte se consegue vantajosamente sem que se deva temer um sobreaquecimento da montagem. Isto é válido porque, em uma região angular de passagem de 360° menos a região angular de bloqueio, complementar à região angular de bloqueio, os elementos de estrangulação de acordo com a invenção permitem uma descarga lateral suficiente do meio lubrificante, que garante uma evacuação de calor suficiente desde o rolamento.

De acordo com um primeiro exemplo de modalidade, está previsto que o ponto de carga de apoio A em caso de carga esteja disposto em uma região angular de cp = +/- 25°, em relação com o eixo central Y do cilindro, que está perpendicular ao plano do material de laminaçâo.

Ainda está previsto preferivelmente que os elementos de estrangulação estejam dispostos em direção radial com arrasto de forma e em contato de maneira obturadora com uma superfície de contato no pescoço do cilindro. Vantajosamente, desse modo se interrompe o fluxo de meio lubrificante desde o interstício anular e se consegue um aumento de pressão do meio lubrificante na região angular de bloqueio.

Preferivelmente, a invenção prevê ainda que o primeiro ou o segundo elemento de estrangulação ou ambos os elementos de estrangulação esteja(m) configurado(s) como segmento anular. Vantajosamente, deste modo se podem configurar regiões de passagem ou regiões de bloqueio iguais ou diferentes para o meio lubrificante no interstício anular e se pode ajustar de acordo com o caso de carga um valor predeterminado para a força de suporte determinada teoricamente do rolamento. O ensamble dos elementos de estrangulação na forma de segmento anular de acordo com a invenção se simplifica em sua totalidade em relação com o estado da técnica, com o que se podem economizar tempos de ensamble e custos.

De acordo com um exemplo de modalidade adicional está previsto que na periferia externa do segmento anular esteja disposta uma mola de compressão para apertar de maneira obturadora o segmento anular em direção radial contra o pescoço do cilindro.

Ainda está previsto preferivelmente que o primeiro ou o segundo ou ambos os elementos de estrangulação esteja(m) configurado(s) como anel de estrangulação com a região angular de bloqueio e uma região angular de passagem para o meio lubrificante no interstício anular, estando configurada a região angular de passagem por aberturas de passagem no anel de estrangulação, e se estendendo a região angular de passagem de maneira adjacente à região angular de bloqueio por uma região angular de 360° menos a região angular de bloqueio.

De acordo com um exemplo de modalidade adicional está previsto preferivelmente que o anel de estrangulação esteja configurado como anel de retenção com um intersticio, estando configurado o intersticio na região angular de passagem.

Preferivelmente, a invenção prevê ainda que na peça incorporada esteja disposto de maneira resistente ao giro um casquilho de rolamento para alojar o pescoço do cilindro. Em caso de desgaste, o casquilho de rolamento se pode trocar facilmente por um novo.

Preferivelmente, está previsto ainda que os elementos de estrangulação estejam colocados na peça incorporada ou no casquilho de rolamento. Após desensamblar o cilindro, vantajosamente se pode aceder livremente aos elementos de estrangulação e se podem substituir facilmente sem um grande esforço de ensamble. Também nas instalações existentes se podem colocar ou reequipar os elementos de estrangulação por meio de, por exemplo, uma conexão de rosca ou conexão de tomada na peça incorporada ou o casquilho de rolamento.

De acordo com um exemplo de modalidade preferido adicional está previsto que uma ranhura anular esteja configurada em pelo menos um dos lados frontais do casquilho de rolamento ou da peça incorporada, e que pelo menos um dos elementos de estrangulamento apresente em seu lado traseiro orientado para a peça incorporada um rebordo para se enganchar na ranhura anular. Com isso se pode proporcionar vantajosamente um ensamble simples através de uma conexão de rosca, de ajuste a pressão ou de tomada, que garante ainda uma montagem e uma fixação ótimas para o elemento de estrangulação. Deste modo se simplifica uma troca do elemento de estrangulação. Não são necessárias ferramentas especiais para a colocação ou a retirada. Em relação com as obturações conhecidas no estado da técnica, os tempos e custos de ensamble para os elementos de estrangulação de acordo com a invenção estão reduzidos.

Preferivelmente, a invenção prevê que uma câmara de alojamento de óleo esteja configurada entre a peça incorporada 5 e a superfície do cilindro e na extremidade dirigida em sentido oposto à superfície do cilindro do pescoço do cilindro. Vantajosamente, o meio lubrificante se pode descarregar através da região de passagem do elemento de estrangulação na câmara de alojamento de óleo existente, com o 10 que se impede um entupimento do meio lubrificante. Desde a câmara de alojamento de óleo se descarrega o meio lubrificante para o esfriamento a dispositivos de esfriamento previstos para isso.

Preferivelmente, a invenção prevê ainda que esteja 15 disposto um casquilho de pescoço sobre o pescoço do cilindro, e que o casquilho de pescoço esteja montado de maneira giratória com o pescoço do cilindro no casquilho de rolamento. Em caso de desgaste, o casquilho de pescoço se pode trocar por um casquilho de pescoço novo ou um inspecionado.

Preferivelmente, a invenção prevê ainda que o elemento de estrangulação esteja configurado em várias peças. Deste modo se reduz vantajosamente por um lado o esforço de ensamble devido às menores dimensões dos segmentos individuais, e devido a um maior tamanho de lote se reduzem os custos de 25 produção dos segmentos individuais.

Preferivelmente, a invenção prevê ainda que o interstício anular na região entre o primeiro e o segundo anel de estrangulação esteja configurado com pelo menos um canal anular circundante. Mediante a transição do interstício anular 30 ao canal anular circundante, o meio lubrificante chega a um volume aumentado. Vantajosamente, este aumento de volume cria uma zona de compensação de pressão adicional como armazenamento intermediário para o meio lubrificante no interstício anular. Com isso se pode conseguir um ajuste ainda 35 mais fino das condições de pressão, isto é, uma redução da pressão, dentro da montagem de cilindro, em particular no caso de números de revoluções maiores. A velocidade de superfície limite do casquilho de pescoço ou do pescoço do cilindro durante o funcionamento do cilindro, a partir da que se deveria dispor preferivelmente o pelo menos um canal anular adicional para a descarga de pressão, se encontra a 4 m/s. O canal anular se pode adaptar de acordo com o tamanho e a forma ao respectivo ponto de carga de apoio do rolamento.

Preferivelmente está previsto ainda que os cilindros estejam configurados como cilindros de trabalho, cilindros de apoio e/ou cilindros intermediários.

Vantagens e detalhes adicionais da invenção se obtêm das reivindicações dependentes e da seguinte descrição, em que se explicam mais detalhadamente as formas de modalidade da invenção representadas nas figuras. Neste sentido, além das combinações de características expostas anteriormente, também formam parte da invenção as características sozinhas ou em outras combinações.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Figura 1: Disposição de cilindro de acordo com a invenção com elementos de estrangulação a ambos os lados;

Figura 2: Vista parcial ampliada da disposição de cilindro de acordo com a invenção;

Figura 3: Representação esquemática das condições de pressão de uma montagem de cilindro sob carga;

Figura 4: Representação esquemática da região angular de passagem e da região angular de bloqueio da disposição de cilindro de acordo com a invenção;

Figura 5: Exemplo de modalidade de um anel de estrangulação;

Figura 6a: Força de suporte de rolamento de acordo com o estado da técnica no caso de um fluxo lateral não obturado do meio lubrificante;

Figura 6b: Força de suporte de rolamento de acordo com a disposição de cilindro de acordo com a invenção no caso de um fluxo lateral parcialmente obturado do meio lubrificante;

Figura 6c: Força de suporte de rolamento de acordo com o estado da técnica no caso de um fluxo lateral completamente obturado do meio lubrificante;

Figura 7a: Fluxo de meio lubrificante no lado interno do casquilho de rolamento ou da peça incorporada sem limitação do fluxo lateral de acordo com o estado da técnica;

Figura 7b: Fluxo de meio lubrificante no lado interno do casquilho de rolamento ou da peça incorporada com limitação parcial do fluxo lateral de acordo com a disposição de cilindro de acordo com a invenção;

Figura 8a: Distribuição de pressão no lado interno do casquilho de rolamento ou da peça incorporada sem limitação do fluxo lateral de acordo com o estado da técnica;

Figura 8b: Distribuição de pressão no lado interno do casquilho de rolamento ou da peça incorporada com limitação parcial do fluxo lateral de acordo com a disposição de cilindro de acordo com a invenção.

A representação na figura 1 descreve uma disposição de cilindro de acordo com a invenção 100 para cilindros 10 em uma instalação de laminação. Neste sentido, o cilindro 10 está configurado com uma superficie do cilindro 25 e pelo menos um pescoço do cilindro 20. Uma peça incorporada 60 com uma abertura de alojamento está disposta para alojar o pescoço do cilindro 20, estando configurado maior o diâmetro interno da abertura de alojamento em relação com o diâmetro externo do pescoço do cilindro 20 de tal maneira que entre a peça incorporada 60 e o pescoço do cilindro 20 se forma um intersticio anular 35. No intersticio anular 35 está disposto um meio lubrificante 31, por exemplo, óleo hidráulico. Na região da extremidade dirigida para a superficie do cilindro 21 da peça incorporada 60 está disposto um primeiro elemento de estrangulação 70, e na região da extremidade dirigida em sentido oposto à superfície do cilindro 22 da peça incorporada 60 está disposto um segundo elemento de estrangulação 71 em cada caso para obturar o interstício anular 35, estando dispostos os elementos de estrangulação 70, 71 de maneira resistente à torção em relação com o pescoço do cilindro 20. A resistência à torção se produz, por exemplo, mediante elementos de fixação habituais, tais como parafusos, rebites, pernos, espigas, etc. Sem embargo, também é possível um topo no casquilho de rolamento 40 ou na peça incorporada 60, contra o que se apoia o elemento de estrangulação ou uma fresagem no casquilho de rolamento 40 ou na peça incorporada 60, em que se coloca com um ajuste preciso o elemento de estrangulação, para impedir uma torção do elemento de estrangulação em direção circunferencial. O primeiro e o segundo elemento de estrangulação 70, 71 formam em cada caso uma região angular de bloqueio 52, α para o meio lubrificante 31 no interstício anular 35.

O elemento de estrangulação 70, 71 está fabricado preferivelmente de um elastômero habitual no mercado ou de uma combinação de elastômero/aço.

De acordo com um primeiro exemplo de modalidade, o primeiro ou o segundo elemento de estrangulação ou ambos os elementos de estrangulação 70, 71 está/estão configurado(s) preferivelmente como segmento anular. Como segmentos anulares se estendem unicamente por um comprimento de arco circular, que corresponde ao comprimento de arco circular da região angular de bloqueio. Os segmentos anulares estão dispostos de tal maneira no casquilho de rolamento ou na peça incorporada, que se estendem pela região angular de bloqueio e a obturam. Para garantir um contato com arrasto de forma e com obturação dos segmentos anulares com a superfície do pescoço do cilindro, na periferia externa dos segmentos anulares pode estar disposta uma mola de compressão, que pressiona o segmento anular em direção radial contra o pescoço do cilindro.

De acordo com um segundo exemplo de modalidade, o primeiro ou o segundo elemento de estrangulação ou ambos os elementos de estrangulação 70, 71 está/estão configurado(s) como anel de estrangulação com uma região angular de bloqueio 52, α e uma região angular de passagem 74, β para o meio lubrificante 31 no interstício anular. Neste sentido, a região angular de passagem 74, β está configurada, por exemplo, por aberturas 72 no anel de estrangulação. A região angular de passagem se estende de maneira adjacente à região angular de bloqueio por uma região angular de 360° menos a região angular de bloqueio, tal como se representa mais detalhadamente na figura 5.

Preferivelmente, o anel de estrangulação 70, 71 está configurado na forma de um anel de retenção com um elemento de mola injetado ou incorporado por extrusão, de modo que o anel de estrangulação 70, 71 se apoia ou se pressiona com a força de tensão prévia de mola na forma de uma força de compressão radial FAr com a superfície de contato 75 com arrasto de forma e de maneira obturadora contra o pescoço do cilindro 20.

A figura 1 mostra uma possibilidade de como podem estar acoplados os elementos de estrangulação 70, 71, já estejam configurados como segmento anular ou como anel de estrangulação, ao casquilho de rolamento 40 ou à peça incorporada. Para isso, no casquilho de rolamento ou na peça incorporada está disposta uma ranhura anular com um topo que se estende radialmente 15 para a conexão ou o alojamento do elemento de estrangulação 70, 71. Em função da aplicação, pode estar previsto configurar o casquilho de rolamento 40 formando uma só peça com a peça incorporada 60. Para realizar o acoplamento, os elementos de estrangulação, já estejam configurados como anel de estrangulação ou como segmento anular, apresentam em cada caso em seu lado traseiro orientado para a peça incorporada um rebordo, que se engrena ou se engancha na ranhura anular. No caso do segmento anular, a mola de compressão na periferia externa, e no caso do anel de estrangulação, sua configuração como anel de retenção com a força de tensão prévia de mola FAr, garantem a retenção do respectivo rebordo e com isso do elemento de estrangulação na ranhura anular.

Na direção axial, os elementos de estrangulação se podem pressionar mediante elementos de fixação conhecidos, tais como rebites, parafusos, pinças, etc. com uma força de compressão axial FAa contra a peça incorporada ou o casquilho de rolamento.

Para compensar variações de comprimento por oscilações de temperatura e movimentos de rolamento durante o funcionamento, a largura da ranhura anular 16 na direção axial do pescoço do cilindro 20 está configurada maior que a largura de um rebordo 76 do elemento de estrangulação 70, 71, montado na ranhura anular 16, com o que se configura um primeiro intersticio 78 entre um lado frontal da peça incorporada 60 ou do casquilho de rolamento 40 e o rebordo 76. Além disso, entre a peça incorporada 60 ou o casquilho de rolamento 40 e o lado frontal da superficie do cilindro 25 está disposto um segundo interstício 79, em que está montada pelo menos uma região parcial da seção transversal de perfil do elemento de estrangulação 70, 71 com folga. O rebordo 76 está montado de tal maneira na ranhura anular 16, que uma primeira superficie de obturação 80 no rebordo 76 se pressiona contra uma segunda superfície de obturação 81 do topo 15 oposta a este com uma força de compressão axial FAa, para obturar o fluxo de meio lubrificante desde o interstício anular 35. A força de compressão axial FAa necessária se aplica, por exemplo, através de uma mola, um anel de aperto ou uma conexão de rosca. Igualmente pode estar previsto que o elemento de estrangulação 70, 71 esteja acoplado por meio de um acoplamento mecânico, por exemplo, na forma de parafusos, rebites ou pernos, de maneira obturadora à peça incorporada ou ao casquilho de rolamento (não mostrado nas figuras).

Entre a peça incorporada 60 e a superfície do cilindro 25 está disposta uma câmara de alojamento de óleo 64 para alojar o meio lubrificante 31, deslocando o meio lubrificante 31 no caso de um movimento giratório do cilindro 10 fora do interstício anular 35 e descarregando através da região angular de passagem a esta câmara de alojamento 64. Assim, preferivelmente também na extremidade dirigida em sentido oposto à superfície do cilindro 22 do pescoço do cilindro 20 está prevista uma câmara de alojamento 64 para o meio lubrificante 31.

Na figura 1 não está representada a configuração do elemento de estrangulação 70, 71 em uma modalidade em várias peças. Neste sentido, as partes individuais estão realizadas na forma de segmento anular, tendo vantajosamente as partes de segmento a mesma forma.

Em relação com o primeiro e/ou com o segundo elemento de estrangulação 70, 71 em direção ao centro ou à metade da largura da peça incorporada está previsto preferivelmente deslocado para dentro, que o interstício anular 35 esteja configurado com pelo menos um canal anular circundante 36, 36'. Este canal anular 36, 36' pode, como se mostra na figura 1, estar disposto no casquilho de rolamento 40. Sem embargo, desde o ponto de vista construtivo também pode estar previsto dispor o canal anular 36, 36' adicional no pescoço do cilindro 20 e/ou no casquilho de rolamento 40 ou a peça incorporada 60. O canal anular 36, 36' pode estar configurado com diferentes formas de seção transversal, por exemplo, quadradas, vantajosamente retangulares, semiovais, triangulares, para proporcionar câmaras de alojamento de diferente tamanho.

A vista parcial da figura 1 representada na figura 2 mostra essencialmente os componentes da disposição de cilindro 100 na extremidade dirigida para a superfície do cilindro 21 do pescoço do cilindro 20. Os esclarecimentos em relação com os números de referência representados na figura 2 correspondem aos expostos anteriormente na descrição da figura 1. A medida B descreve a largura total da peça incorporada 60 com casquilho de rolamento 40 incorporado.

Na figura 2 está representada esquematicamente a região angular de bloqueio 52, α e a região angular de passagem 74, β para o meio lubrificante 31 no interstício anular 35. De maneira complementar, a figura 4 mostra uma vista dianteira, a partir da que se representa a distribuição da região angular 10 de bloqueio 52, α e da região angular de passagem 74, β, em relação com o perímetro do pescoço do cilindro 20.

O fluxo do meio lubrificante 31 se bloqueia na extremidade dirigida para a superfície do cilindro 21 do pescoço do cilindro 20 ou da peça incorporada na região de 15 bloqueio mediante o elemento de estrangulação 70. No segundo interstício 79, entre o elemento de estrangulação 70, 71 e a superfície do cilindro 25 ou um topo da extremidade dirigida para a superfície do cilindro do casquilho de pescoço 30, está prevista folga, para compensar deslocamentos ou variações 20 axiais da disposição de cilindro durante o funcionamento. O segundo interstício 79 está disposto basicamente também nas instalações presentes de acordo com o estado da técnica. O anel de estrangulação de acordo com a invenção 70, 71 está desenhado vantajosamente de tal maneira que se pode inserir na 25 folga existente no segundo interstício 79, sem que se tenha que reduzir para isso a largura total B da peça incorporada 60.

A representação na figura 3 mostra esquematicamente a disposição de cilindro de acordo com a invenção 100 como 30 montagem com película de óleo para, por exemplo, cilindros de apoio em estado de funcionamento. O cilindro de trabalho disposto entre o material de laminaçâo 12 e o cilindro de apoio 10 não está representado. O sentido de giro do cilindro de apoio 10 resulta do sentido de laminaçâo W do material de laminação 12, levando em conta a inversão do sentido de giro mediante o cilindro de trabalho não representado.

Ao passar o material de laminação 12 no sentido de laminação W mostrado, o cilindro de apoio superior 10, por exemplo, gira contra o sentido horário e pressiona com uma força de laminação FW contra um ponto de aplicação de carga 13 sobre o cilindro de trabalho não representado. 0 cilindro de apoio inferior não representado gira em sentido horário e pressiona de maneira correspondente desde baixo contra o ponto de aplicação de carga 13 com a força de laminação -FW através do cilindro de trabalho não representado sobre o material de laminação 12. Como se representa na figura 3, a força de laminação Fw se introduz através dos pescoços do cilindro 20 na montagem de pescoço do cilindro dentro da peça incorporada 60. Se o cilindro 10 está montado em ambas as extremidades através de um pescoço do cilindro 10, então a força eficaz no pescoço do cilindro dentro da respectiva montagem de pescoço do cilindro ou dentro da respectiva peça incorporada é h Fw.

Entre o pescoço do cilindro 20, ou o casquilho de pescoço 30 disposto sobre o pescoço do cilindro 20 e a peça incorporada 60, ou o casquilho de rolamento 40 disposto na peça incorporada, está configurado o intersticio anular 35. A região angular de bloqueio 52, α se estende contra o sentido de giro 11 do cilindro 10, partindo do ponto de carga de apoio A, da posição angular do intersticio mais estreito hmin em caso de carga entre o pescoço do cilindro 20 e a peça incorporada 60. Devido à força de laminação Fw, o cilindro 10 e com isso também o pescoço do cilindro 20 experimenta um deslocamento excêntrico ou assimétrico no intersticio anular 35. 0 ponto de 30 carga de apoio A está disposto em caso de carga em uma região angular de cp = +/- 25° (veja-se a figura 4), em relação com o eixo central Y do cilindro 10, que está perpendicular ao plano do material de laminação.

A região angular de bloqueio 52, α se estende, partindo do ponto de carga de apoio A, da posição angular do interstício mais estreito hmin em caso de carga entre o pescoço do cilindro 20 e a peça incorporada 60, contra o sentido de giro 11 do cilindro 10 por um ângulo cc de desde pelo menos 25° até como máximo 270°. Devido ao bloqueio do fluxo de meio lubrificante 37 com o elemento de estrangulação 70, 71 se gera uma região com estabelecimento de pressão 53 com uma pressão PA. A região angular de passagem não bloqueada mediante o elemento de estrangulação 70, 71 forma uma região de baixa pressão 55 com uma pressão PD. Mediante a eleição de elementos de estrangulação 70, 71 de diferente tamanho, isto é, predeterminando o ângulo de segmento a do respectivo elemento de estrangulação 70, 71, se variam a região angular de bloqueio 52, α e a região angular de passagem 74, β, com o que se pode ajustar de maneira flexivel a magnitude eficaz do aumento da força de suporte.

A disposição de cilindro de acordo com a invenção se pode aplicar em principio para montar cilindros de apoio e/ou cilindros intermediários.

A representação esquemática na figura 4 corresponde basicamente à representação da figura 3. De maneira complementar, na figura 4 se mostra a região angular <p = +/25° para o ponto de carga de apoio A, em relação com o eixo central Y do cilindro 10, que está perpendicular ao plano do material de laminação. No ponto de carga de apoio A se ajusta em caso de carga entre o pescoço do cilindro 20 e a peça incorporada 60 o interstício mais estreito hmin. A posição real do ponto de carga de apoio A depende, entre outros, da grossura, da solidez e da velocidade de laminação do material de laminação W. O ponto de carga de apoio A se ajusta automaticamente em caso de carga.

A figura 5 descreve uma possível forma de modalidade do elemento de estrangulação 70, 71 como anel de estrangulação - com aberturas de passagem 72. A região angular de passagem 74, β se configura nesta forma de modalidade mediante as aberturas de passagem 72 no anel de estrangulação. A região angular de bloqueio 52, α está configurada sem aberturas de passagem. 0 anel de estrangulação está fixado à peça incorporada ou ao casquilho de rolamento em uma posição de ângulo de giro tal, que a região de bloqueio, partindo da posição calculada previamente do ponto de carga de apoio, se estende contra o sentido de giro do cilindro. Na possível forma de modalidade como anel de retenção, por motivos de um ensamble simplificado, está previsto que o anel de estrangulação esteja separado em um ponto de separação T e que ali se configure um interstício mínimo, estando disposto o interstício dentro da região de passagem.

As figuras 6a a 6c mostram esquematicamente uma contraposição das condições de pressão de diferentes montagens com película de óleo. Neste sentido, a figura 6a mostra uma montagem com película de óleo de acordo com o estado da técnica, em que o fluxo lateral do meio lubrificante não está obturado. A representação central na figura 6b descreve a obturação lateral parcial do rolamento com película de óleo mediante os elementos de estrangulação de acordo com a invenção 70, 71. A representação na figura 6c descreve uma montagem com película de óleo de acordo com o estado da técnica, em que o fluxo lateral está completamente obturado. A partir das figuras resulta evidente que a obturação parcial de acordo com a invenção dá como resultado a maior capacidade de suporte da montagem com película de óleo.

As figuras 7a e 7b mostram esquematicamente as linhas de fluxo 32 da película de óleo ou meio lubrificante como comparação entre um rolamento sem limitação do fluxo lateral, como se representa na figura 7a, e a montagem com película de óleo de acordo com a invenção com limitação do fluxo lateral, representado na figura 7b. 0 sentido de giro 11 do cilindro 10 ou do pescoço do cilindro 20 é contra o sentido horário. 0 meio lubrificante 31 se introduz através de um fornecimento de óleo 33 no interstício anular 35 (não representado) . Com o movimento giratório do pescoço do cilindro se distribui o meio lubrificante de maneira correspondente às direções representadas mediante as setas dentro da montagem com película de óleo. Neste sentido, o fluxo de meio lubrificante na disposição de cilindro de acordo com a invenção de acordo com a figura 7b se bloqueia na região angular de bloqueio 52, α de tal maneira que se impede por regiões um fluxo lateral do meio lubrificante 31. No ponto de carga de apoio A se forma o interstício mais estreito hmin, com o que em consequência neste ponto a grossura de película lubricamente é mínima.

As figuras 8a e 8b mostram esquematicamente a distribuição de pressão no lado interno do casquilho de rolamento como contraposição de uma montagem com película de óleo sem limitação do fluxo lateral de acordo com a figura 8a, tal como se conhece no estado da técnica, e a montagem com película de óleo de acordo com a invenção com limitação parcial do fluxo lateral de acordo com a figura 8b. As descrições em relação com os números de referência correspondem às descritas anteriormente.

DESCRIÇÃO DA FUNÇÃO

Se se aplica uma força externa, por exemplo, uma força de laminação Fw através da peça incorporada 60 sobre a montagem para o pescoço do cilindro 20, então em primeiro lugar se desloca o cilindro 10 radialmente em relação com a peça incorporada 60, ou um casquilho de rolamento 40 na peça incorporada 60, podendo estar configurado o casquilho de rolamento 40 também formando uma só peça com a peça incorporada 60. Na seguinte consideração, se parte de uma modalidade a modo de exemplo da montagem, em que na peça incorporada 60 está disposto um casquilho de rolamento 40 e sobre o pescoço do cilindro 20 está disposto um casquilho de pescoço 30. Devido à folga entre o casquilho de rolamento 40 e o casquilho de pescoço 30 se forma um interstício anular 35 para alojar um meio lubrificante 31. Em caso de carga, o interstício anular 35 forma em um ponto de carga de apoio A um interstício mínimo hmin entre o casquilho de rolamento 40 e o casquilho de pescoço 30. O meio lubrificante 31, que se fornece através de um fornecimento de meio lubrificante 33, por exemplo, através de cavidades hidrodinâmicas ao interstício anular 35, se transporta devido às condições de adesão à superfície em rotação do casquilho de pescoço 30 conectado com arrasto de forma com o pescoço do cilindro 20 ao interstício mais estreito hmln na região do ponto de carga de apoio A. Dado que a seção transversal do interstício até o ponto mais estreito hmin é cada vez menor, o meio lubrificante 31 se escapará para o lado do rolamento. Sem embargo, neste sentido, ao mesmo tempo aumenta também a pressão PA na película lubrificante 31, com o que a disposição de cilindro 100 pode suportar uma força externa, por exemplo, a força de laminação Fw.

De acordo com a invenção, o fluxo lateral do meio lubrificante 31 se reduz mediante a utilização de elementos de estrangulação 70, 71, que estão dispostos em ambos os lados do casquilho de rolamento 40. Mediante esta redução do fluxo lateral em uma região angular de bloqueio 52, a = 25° até como máximo 270°, partindo do ponto de carga de apoio A contra o sentido de giro 11 do cilindro 10, se obtém um claro aumento de pressão e com isso um aumento da força de suporte de até o 40%, sem que desse modo se produza um aumento de temperatura do meio lubrificante 31, que afetaria negativamente à viscosidade do fluido e com isso à força de suporte de rolamento.

Em particular nas caixas de laminação dianteiras de um trem de laminação, em que devido ao número de revoluções relativamente reduzido só se gera pouco calor na montagem e, portanto, também só é necessário pouco esfriamento, se pode favorecer especialmente o estabelecimento de pressão mediante a disposição de acordo com a invenção.

Mediante a variação do tamanho da região de bloqueio mediante o elemento de estrangulação 70, 71 na extremidade dij rigida para a superfície do cilindro do pescoço do cilindro 21 e/ou na extremidade dirigida em sentido oposto à superfície do cilindro do pescoço do cilindro 22 se pode ajustar previamente a capacidade de suporte máxima da montagem com pelicula de óleo se baseando em cálculos teóricos já por adiantado antes de uma operação de laminaçâo com um desvio de erro máximo de +/- 5%. Como fórmula aproximada para o caudal de fluido como consequência do desenvolvimento de pressão intrinseca em um rolamento com pelicula de óleo sem limitação do fluxo lateral se pode tomar como base a seguinte fórmula (fonte: norma DIN 31652 parte 1):

Qi = fluxo lateral do fluido D = diâmetro interno de rolamento Ψeff = folga de rolamento efetiva ωeff = velocidade angular hidrodinamicamente efetiva

ε = excentricidade relativa B = largura de rolamento Ω = ângulo abarcado Se se introduz uma estrangulação, então se reduz o fluxo lateral não impedido do meio lubrificante 31 desde Qi até Qi*, com o que aumenta a pressão do meio lubrificante 31. Por conseguinte se obtém como resultado a relação de passagem:

Qi = fluxo lateral de rolamento não estrangulado do fluido Qi* = fluxo lateral de rolamento estrangulado do fluido π = relação de passagem Com π = 1 -> fluxo lateral de rolamento não estrangulado do fluido Com π = 0 -> fluxo lateral de rolamento completamente estrangulado do fluido

A invenção funciona no intervalo 0 < π < 1. LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA 100 disposição de cilindro 10 cilindro 11 sentido de giro 12 material de laminação 13 ponto de aplicação de carga 15 topo 16 ranhura anular 20 pescoço do cilindro 21 extremidade dirigida para a superficie do cilindro do pescoço do cilindro 22 extremidade dirigida em sentido oposto à superfície do pescoço do cilindro 25 superfície do cilindro 30 casquilho de pescoço 31 meio lubrificante 32 linhas de fluxo 33 fornecimento de meio lubrificante 35 intersticio anular 36 canal anular 36' canal anular 40 casquilho de rolamento 52 região angular de bloqueio 53 região com estabelecimento de pressão 55 região de baixa pressão 60 peça incorporada 64 câmara de alojamento de óleo 70 primeiro elemento de estrangulação 71 segundo elemento de estrangulação 72 aberturas de passagem 73 elemento tensor 74 região de passagem 75 superfície de contato 76 rebordo 78 primeiro interstício 79 segundo interstício 80 primeira superfície de obturação 81 segunda superfície de obturação a ângulo da região bloqueada β ângulo da região de passagem tp região angular para o ponto de carga de apoio A ponto de carga de apoio B largura total da peça incorporada, dado o caso casquilho de rolamento FAJ força de compressão radial FAS força de compressão axial Fw força de laminação P pressâo/distribuição de pressão PA pressão na região angular de bloqueio PD pressão na região angular de passagem T ponto de separação Wi2 sentido de laminação Y eixo central do cilindro hmin interstício mais estreito

Claims

1. Disposição de cilindro (100) para cilindros em uma instalação de laminação, que compreende: um cilindro (10) com uma superfície do cilindro (25) e pelo menos um pescoço do cilindro (20); uma peça incorporada (60) com uma abertura de alojamento para alojar o pescoço do cilindro (20), em que o diâmetro interno da abertura de alojamento está configurado para ser maior em relação ao diâmetro externo do pescoço do cilindro (20) de tal maneira que entre a peça incorporada (60) e o pescoço do cilindro (20) está disposto um interstício anular (35) para alojar um meio lubrificante (31); um primeiro elemento de estrangulação (70), que está disposto de maneira resistente à torção no lado frontal, que é no lado da superfície do cilindro da abertura de alojamento da peça incorporada para obturar o interstício anular existente; e um segundo elemento de estrangulação (71), que está disposto de maneira resistente à torção no lado frontal, que é em sentido oposto à abertura de alojamento da peça incorporada para obturar o interstício anular (35) existente; caracterizada pelo fato de que o primeiro e o segundo elementos de estrangulação (70, 71) formam em cada caso uma região angular de bloqueio (52,a) para o meio lubrificante (31) no interstício anular (35) e estão situados de tal maneira que a região angular de bloqueio (52,a) partindo de um ponto de carga de apoio (A), da posição angular do interstício mais estreito hmin em caso de carga entre o pescoço do cilindro (20) e a peça incorporada (60), se estende contra o sentido de giro (11) do cilindro (10) por um ângulo (a) de desde pelo menos 25° até como máximo 270°.

2. Disposição de cilindro (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o ponto de carga de apoio (A) em caso de carga está disposto em uma região angular de Φ = + /- 25°, em relação ao eixo central Y do cilindro (10), que se estende de modo perpendicular ao plano do material de laminação.

3. Disposição de cilindro, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que os elementos de estrangulação estão dispostos, em direção radial, com arrasto de forma e em contato de maneira obturadora contra o pescoço do cilindro (20).

4. Disposição de cilindro (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o primeiro ou o segundo elementos de estrangulação ou ambos os elementos de estrangulação (70, 71) está/estão configurado(s) como um segmento anular.

5. Disposição de cilindro, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que na periferia externa do segmento anular está disposta uma mola de compressão para apertar de maneira obturadora o segmento anular em uma direção radial contra o pescoço do cilindro.

6. Disposição de cilindro (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o primeiro ou o segundo ou ambos os elementos de estrangulação está/estão configurado(s) como um anel de estrangulação com a região angular de bloqueio (a, 52) e uma região angular de passagem (β, 74) para o meio lubrificante (31) no interstício anular (35), estando configurada a região angular de passagem (β, 74) por aberturas de pas sagem no anel de estrangulação, e se estendendo a região angular de passagem de maneira adjacente à região angular de bloqueio por uma faixa angular de 360° menos a região angular de bloqueio.

7. Disposição de cilindro, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o anel de estrangulação está configurado como um anel de retenção com um interstício, estando configurado o interstício na região angular de passagem.

8. Disposição de cilindro (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que na peça incorporada (60) está disposto de maneira resistente ao giro um casquilho de rolamento (40) para alojar o pescoço do cilindro (20).

9. Disposição de cilindro (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o(s) elemento(s) de estrangulação (70, 71) está/estão acoplados à peça incorporada (60) ou ao casquilho de rolamento (40).

10. Disposição de cilindro (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que está configurada uma ranhura anular (16) em pelo menos um dos lados frontais do casquilho de rolamento (40) ou da peça incorporada (60), e pelo menos um dos elementos de estrangulamento (70, 71) apresenta em seu lado traseiro orientado para a peça incorporada um rebordo (76) para se enganchar na ranhura anular.

11. Disposição de cilindro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que está configurada uma câmara de alojamento de óleo (64) entre a peça incorporada (60) e a superfície do cilindro (25) na extremidade (22) do pescoço do cilindro (20) dirigida em sentido oposto à superfície do cilindro (22).

12. Disposição de cilindro, de acordo com a reivindicação 1 ou 8, caracterizada pelo fato de que um casquilho de pescoço (30) está disposto sobre o pescoço do cilindro (20); e o casquilho de pescoço está montado de maneira giratória com o pescoço do cilindro na abertura de alojamento da peça incorporada ou no casquilho de rolamento, se presente.

13. Disposição de cilindro, de acordo qualquer com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que o elemento de estrangulação (70, 71) está configurado em várias peças.

14. Disposição de cilindro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que o interstício anular (35) está configurado na região entre o primeiro e o segundo anéis de estrangulação (70, 71) com pelo menos um canal anular circundante (36, 36’).

15. Disposição de cilindro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os cilindros estão configurados como cilindros de trabalho, cilindros de apoio e/ou cilindros intermediários.