BR112020001899B1 - Laminador de anel radial-axial para laminação de anel - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um laminador de anel radial-axial para laminar anel, que apresenta um dispositivo de laminação axial (11) e um dispositivo de laminação radial (12). O dispositivo de laminação radial (12) compreende um rolo principal (14) e um mandril laminador (15), entre os quais o anel pode ser conformado. O mandril laminador (15) é preso em sua região superior em um cabeçote de mancal de mandril (16), que pode ser montado de modo horizontalmente deslocado em um dispositivo de ajuste linear (17), de modo que o mandril laminador (15) possa ser movido perpendicularmente à sua extensão longitudinal na direção do rolo principal (14) e na direção oposta a ele. É previsto que o primeiro dispositivo de ajuste linear (17), juntamente com o cabeçote do mancal de mandril (16) e o mandril laminador (15) possam ser deslocados verticalmente, como uma unidade, por meio de um segundo dispositivo de ajuste linear (18), de modo que o mandril laminador (15) possa ser puxado para fora do interior do anel e inserido nele.

Description

[001] A invenção refere-se a um laminador de anel radial-a xial para laminação de anel, com um dispositivo laminador axial e um dispositivo laminador radial, em que o dispositivo laminador radial apresenta um rolo principal e um mandril laminador, entre os quais o anel pode ser conformado, em que o mandril laminador em sua área superior é preso em um cabeçote de mancal de mandril, que é montado em um primeiro dispositivo de ajuste linear para de modo horizontalmente deslocado, de forma que o mandril laminador possa ser movido perpendicularmente à sua extensão longitudinal na direção do rolo principal e na direção oposta.

[002] Um laminador de anel radial-axial do tipo mencionado é mostrado no documento DE 10 2016 101 939 AI e serve para laminar anéis sem costura a partir de uma peça em bruto de metal ou de uma pré-forma de anel. A pré-forma de anel é conformada, partindo do diâmetro original para o diâmetro final desejado, por meio de vários rolos. O dispositivo laminador axial serve para conformar o anel na direção do seu eixo de rotação ou de um eixo paralelo a ele, isto é, para conformar os flancos laterais do anel. O dispositivo laminador radial serve para conformar o anel em uma direção perpendicular a ele, isto é, na direção do raio do anel a ser formado. Os termos "axial" e "radial" são usados de acordo no contexto desta descrição.

[003] No caso do laminador de anel radial-axial conhecido, a pré- forma do anel é colocada em uma mesa essencialmente horizontal e um mandril laminador é inserido no interior do anel, por exemplo, por cima. O mandril laminador é montado de maneira deslocável verticalmente em um cabeçote de mancal de mandril disposto acima da mesa e pode ser abaixado até que a extremidade inferior do mandril laminador engate em um mancal de mandril inferior, disposto abaixo da mesa.

[004] Para poder remover o anel laminado na extremidade do processo de laminação, o mandril laminador deve ser puxado para fora do anel laminado, o que acontece pelo fato de que ele é puxado verticalmente para cima em relação ao cabeçote do mancal de mandril, por meio de um dispositivo de elevação de mandril. O problema reside no fato de que o dispositivo de elevação do mandril se projeta relativamente bem para cima sobre o cabeçote do mancal e mandril em sua posição superior, em que existe o risco de o dispositivo de elevação de mandril ser danificado ou dobrado, com o qual uma pré-forma de anel é inserida no laminador de anel ou o anel acabado é removido do laminador de anel.

[005] A conformação da pré-forma de anel é feita na direção radial entre um rolo principal e o mandril laminador. Para tanto, é necessário ajustar a distância entre esses dois componentes. Isso ocorre no caso do laminador de anel radial-axial conhecido, em que o cabeçote do mancal do mandril que carrega o dispositivo de elevação do mandril é guiado de modo ajustável em relação à estrutura da máquina, em um dispositivo de ajuste linear horizontal. Ao ajustar o cabeçote do mancal de mandril por meio do dispositivo de ajuste linear horizontal, o mandril laminador pode ser movido na direção radial até o rolo principal e na direção oposta a ele.

[006] Um laminador de anel radial-axial não é usado apenas para o tamanho especial de um anel a ser laminado, mas também para diferentes tamanhos de anel. Neste caso, são laminados anéis, que podem diferir significativamente em sua altura axial. Particularmente no caso de anéis relativamente pequenos com um diâmetro interno pequeno e, portanto, um diâmetro do mandril laminador correspondentemente pequeno e com uma altura axial baixa do anel, ocorre uma carga de flexão relativamente alta do mandril laminador, se a distância entre o mancal do mandril inferior e o mancal do mandril superior for muito grande. É conhecido abaixar o mancal do mandril superior em relação ao cabeçote do mancal de mandril por meio do dispositivo de elevação do mandril, em que o comprimento de flexão do mandril laminador é reduzido e a carga de flexão durante o processo de conformação é correspondentemente reduzida. A desvantagem aqui, no entanto, é que ocorre um deslocamento vertical entre o mancal superior do mandril e o cabeçote do mancal de mandril, que leva a momentos de flexão que precisam ser absorvidos no cabeçote do mancal do mandril.

[007] A invenção tem por objetivo fornecer um laminador de anel radial-axial para laminar um anel, no qual é possível uma adaptação das condições geométricas ao tamanho do anel a ser laminado de uma maneira estruturalmente simples.

[008] Este objetivo é alcançado, de acordo com a invenção, por um laminador de anel radial-axial com as características da reivindicação 1. Neste caso, é previsto que o primeiro dispositivo de ajuste linear, juntamente com o cabeçote do mancal do mandril e o mandril laminador como uma unidade, possa ser ajustado verticalmente por meio de um segundo dispositivo de ajuste linear, de modo que o mandril laminador possa ser puxado para fora do interior do anel e inserido nele.

[009] De acordo com a invenção, a consideração básica parte do fato de que o dispositivo de elevação de mandril formado no cabeçote do mancal de mandril no estado da técnica, pode ser dispensado e que o mandril laminador pode ser colocado de maneira fixa no cabeçote do mancal de mandril. Para o ajuste vertical do mandril, este não é mais ajustado em relação ao cabeçote do mancal, mas o mandril é ajustado verticalmente em conjunto com o cabeçote do mancal e em conjunto com o primeiro dispositivo de ajuste linear horizontal do cabeçote do mancal de mandril. Dessa maneira, evita-se de forma segura que um deslocamento possa se formar entre o cabeçote do mancal e o mancal superior de mandril.

[0010] Como, de acordo com a invenção, não há um ajuste relativo entre o mandril laminador e o cabeçote do mancal, também se evita o problema de o dispositivo de elevação do mandril se projetar muito acima do cabeçote do mancal do mandril.

[0011] O primeiro dispositivo de ajuste linear para o ajuste horizontal do cabeçote do mancal de mandril e, portanto, para o ajuste radial do mandril laminador corre horizontalmente ou pelo menos com um grande componente horizontal. Em uma forma de concretização preferida da invenção, é previsto que o cabeçote de mancal de mandril seja preferivelmente fixo a pelo menos um e em particular a dois suportes horizontais dispostos em paralelo. Os suportes podem passar de forma deslizável através de um carro guia do primeiro dispositivo de ajuste linear e ser conduzidos horizontalmente sobre o mesmo, em que um dispositivo de acionamento para o movimento de ajuste, por exemplo, um cilindro hidráulico, é preferencialmente disposto no lado do carro guia afastado do cabeçote do mancal de mandril.

[0012] O mandril laminador é preferencialmente mantido fixo e imóvel no cabeçote do mancal de mandril. Se o mandril laminador precisar ser substituído devido ao desgaste, por exemplo, a conexão entre o cabeçote do mancal de mandril e o mandril laminador deverá ser liberada. Neste caso, pode ser previsto que o mandril laminador seja mantido no cabeçote do mancal de mandril por aperto e, em particular, por aperto hidráulico.

[0013] O ajuste vertical da unidade, que compreende o primeiro dispositivo de ajuste linear e o cabeçote de mancal do mandril e o mandril laminador, é preferencialmente realizado pelo fato de que o carro guia do primeiro dispositivo de ajuste linear pode ser ajustado ao longo de uma trajetória vertical do segundo dispositivo de ajuste linear. A esteira pode ser formada, por exemplo, por coluna guia vertical, que pode ser fixada à estrutura da máquina. O movimento de ajuste é preferencialmente realizado por meio de pelo menos uma unidade de pistão-cilindro hidráulico.

[0014] A fim de fixar o primeiro dispositivo de ajuste linear e, portanto, também o cabeçote do mancal do mandril e o mandril laminador em uma posição predeterminada, o carro guia do primeiro dispositivo de ajuste linear pode, de preferência, ser fixado ou preso automaticamente na esteira do segundo dispositivo de ajuste linear. Em particular, a fixação é feita por meio de mecanismo de aperto, que pode ser feito por via hidráulica e / ou pneumática.

[0015] A extremidade superior do mandril laminador é fixada no cabeçote do mancal de mandril por meio de um elemento de mancal de mandril. Para trocar o mandril laminador, o elemento do mancal do mandril pode ser removido, por cima, do cabeçote do mancal do mandril. Um novo mandril laminador pode então ser reinserido no cabeçote do mancal por cima, juntamente com um novo elemento de mancal e depois fixado no cabeçote do mancal de mandril. Como alternativa, também é possível separar o elemento do mancal do mandril do antigo mandril laminador e conectá-lo a um novo mandril laminador e, em seguida, inserir o elemento do mancal do mandril junto com o novo mandril laminador no cabeçote do mancal do mandril.

[0016] Nos assim chamados tempos ociosos da operação do laminador de anel radial-axial, por exemplo, ao trocar peças, o mandril laminador pode ser girado em torno de seu eixo longitudinal por meio de um motor que é colocado, por exemplo, no cabeçote do mancal de mandril e, em particular, no elemento do mancal de mandril. O resfriamento do mandril laminador pode ser melhorado girando-o. Durante a operação do laminador de anel radial-axial, isto é, durante a laminação de um anel, este motor pode ser desligado ou comutado para passivo.

[0017] É preferível que o carro guia possa ser movido verticalmente para cima a tal ponto que o mandril laminador tenha se movido completamente para fora do anel. Dessa forma, a substituição do anel ou a inserção de uma nova pré-forma de anel é facilitada.

[0018] Além disso, é previsto que o carro guia possa ser movido para baixo, de modo que o comprimento efetivo do mandril laminador, ou seja, a distância entre o mancal inferior do mandril e o cabeçote do mancal superior possa ser adaptada à altura do anel a ser laminado e, em particular, possa ser reduzida para a laminação de anéis baixos.

[0019] Em uma concretização preferida da invenção, é previsto que o mandril laminador seja mantido na sua extremidade superior no elemento de mancal do mandril, o qual é fixável de maneira removível no cabeçote do mancal de mandril. O elemento removível do mancal do mandril é, de preferência, fixável no cabeçote do mancal através de um mecanismo de aperto.

[0020] O motor, por meio do qual o mandril laminador é acionado em rotação, aciona preferencialmente o mandril laminador independentemente do momento de laminação do anel a ser laminado. O motor é projetado de forma que ele possa acionar o mandril laminador mesmo durante os horários de pico de operação do laminador de anel radial-axial, por exemplo, ao trocar as peças, para poder esfriar melhor o mandril laminador durante esses períodos, por exemplo. O motor é preferencialmente comutado para passivo durante o processo normal de laminação.

[0021] O elemento do mancal de mandril fixado na extremidade superior do mandril laminador é, preferencialmente, mantido no cabeçote do mancal de maneira que os momentos de inclinação e / ou laminação que ocorrem possam ser introduzidos no cabeçote do mancal de mandril.

[0022] Para a laminação de uma pré-forma de anel colocada na orientação horizontal em uma mesa, o segundo dispositivo de ajuste linear vertical é ativado a partir de uma posição superior, onde o carro guia desliza juntamente com o cabeçote do mancal do mandril e com o mandril laminador ao longo da esteira da coluna para baixo, e então é abaixado até que o mandril laminador, pela sua extremidade inferior, passe pela pré-forma do anel e engate no mancal do mandril inferior. Simultaneamente ou subsequentemente, o primeiro dispositivo de ajuste linear 17 é ativado, em que o cabeçote do mancal de mandril com o mandril laminador é deslocado em relação ao carro guia na direção do rolo principal até que a pré-forma de anel R seja mantida entre esses dois componentes com um ajuste apertado. O processo de conformação é então realizado da maneira usual.

[0023] Detalhes e características adicionais da invenção são evidentes a partir da descrição a seguir de uma forma de concretização com referência aos desenhos. Onde:

[0024] A figura 1 é uma vista em perspectiva de um laminador de anel radial-axial, em que o mandril laminador fica disposto em uma posição puxada para cima da pré-forma do anel, e

[0025] A figura 2 mostra um laminador de anel radial-axial de acordo com a figura 1, em que o mandril laminador é abaixado e passa através da pré-forma de anel.

[0026] As figuras 1 e 2 mostram um laminador de anel radial-axial 10 em vista lateral em perspectiva. O laminador de anel radial-axial 10 apresenta uma estrutura de base 23, na qual um dispositivo de laminação axial 11 é, preferencialmente, montado de maneira deslizante. O dispositivo de laminação axial 11 apresenta uma estrutura 24 na qual dois rolos cônicos 25 são montados da maneira usual.

[0027] A uma distância do dispositivo de laminação axial 11, um dispositivo de laminação radial 12 é disposto na estrutura de base 23, que possui uma estrutura 26 que está firmemente assentada na estrutura de base 23. O dispositivo de laminação radial 12 possui, de maneira usual, um rolo principal 14 que é montado de forma rotativa em torno de um eixo de rotação vertical Dl. Além do rolo principal 14, é prevista uma mesa horizontal 13, na qual uma peça em bruto de formato anular ou uma pré-forma de anel R podem ser colocados, como mostrado nas figuras.

[0028] No suporte 26 do dispositivo de laminação radial 12, é disposta uma coluna vertical 21, que forma uma esteira linear vertical 22 para um segundo dispositivo de ajuste linear 18, com o qual um carro guia 20 pode ser ajustado verticalmente ao longo da esteira 22 da coluna 21, conforme é indicado pela seta dupla S2.

[0029] O carro guia 20 pode ser fixado em posições fixas ou automaticamente em qualquer posição desejada ao longo da esteira 22 na coluna 21, por mecanismo de aperto.

[0030] O carro guia 20 faz parte de um primeiro dispositivo de ajuste linear 17 e apresenta dois orifícios guia paralelos 27, que passam horizontalmente e pelos quais passa respectivamente um suporte em forma de haste 19, em que os suportes 19 sendo montados de maneira deslizante nos orifícios guia 27.

[0031] Na sua extremidade direita, de acordo com a figura 1, voltada para o dispositivo de laminação axial 11, um cabeçote de mancal de mandril comum 16 é montado nos suportes 19, o qual conecta os suportes 19 um ao outro.

[0032] No lado do carro guia 20, afastado do cabeçote do mancal do mandril 16, os dois suportes 19 são conectados através de um garfo 28, um dispositivo de ajuste hidráulico 29, que fica disposto entre o garfo 28 e o carro guia, com o qual o suporte 19 e, portanto, também o cabeçote do mancal do mandril 16 são ajustáveis horizontalmente na direção do dispositivo de laminação axial 11 e na direção oposta a ele, conforme indicado pela seta dupla S1.

[0033] No cabeçote do mancal de mandril 16, é fixado um mandril laminador 15 que balança livremente para baixo na direção vertical, o qual se estende na direção axial, isto é, estende-se paralelamente ao eixo de rotação vertical da pré-forma de anel R.

[0034] Quando o carro guia 20 é ajustado verticalmente ao longo da esteira 22 da coluna 21, os suportes 19, o cabeçote do mancal de mandril 16 e o mandril laminador 15 são simultaneamente ajustados verticalmente, em que o mandril laminador 15 é introduzido no interior da pré-forma de anel R por cima e através deles pode ser passado. Do mesmo modo, o mandril laminador 15 também pode ser levantado para fora do interior da pré-forma de anel R ou do anel conformado a partir dela, levantando o carro guia 20.

[0035] Abaixo da mesa 13, um mancal de mandril inferior 30 é previsto da maneira usual, no qual o mandril laminador 15 pode ser rosqueado com sua extremidade inferior, de modo que ele seja então preso na extremidade inferior e na extremidade superior.

[0036] Após a moldagem da pré-forma de anel R, formando um anel do tamanho desejado ter sido concluída, o dispositivo de laminação axial é puxado para trás do anel e o primeiro dispositivo de ajuste linear 17 é movido de tal maneira que o cabeçote do mancal de mandril 16 se afasta do carro guia 20 e, portanto, a distância entre o rolo principal 14 e o mandril laminador 15 é ampliada. Simultaneamente ou subsequentemente, o carro guia 20 é elevado, pela ativação do segundo dispositivo de ajuste linear 18 ao longo da esteira 22 da coluna 21, em que o mandril laminador 15 é levantado para fora do anel, de modo que agora ele fique exposto e possa ser removido da mesa 13 por meio de dispositivos de elevação adequados.

[0037] A extremidade superior do mandril laminador 15 é fixada no cabeçote do mancal de mandril 16 por meio de um elemento de mancal de mandril 31. Para mudar o mandril laminador 15, o elemento de mancal de mandril 31 pode ser removido para cima, para fora do cabeçote de mancal de mandril 16. Um novo mandril laminador 15 pode então ser reinstalado juntamente com um novo elemento de mancal de mandril 31 no cabeçote de mancal de mandril 16, por cima, e depois ser fixado no cabeçote de mancal de mandril 16. Alternativamente, também é possível separar o elemento de mancal de mandril 31 do antigo mandril laminador 15 e conectá-lo a um novo mandril laminador 15 e depois inserir o elemento de mancal do mandril 31 junto com o novo mandril laminador 15 no cabeçote do mancal de mandril 16 ou alterar o mandril laminador 15 na máquina, sem remover o elemento de mancal do mandril 31.

[0038] O mandril laminador 15 pode ser acionado em rotação por meio de um motor 32, a fim de resfriar o mandril laminador 15, particularmente durante tempos de processamento secundários do laminador de anel radial-axial.

Claims (12)

1. Laminador de anel radial-axial para laminação de anel, com um dispositivo de laminação axial (11) e um dispositivo de laminação radial (12), em que o dispositivo de laminação radial (12) apresenta um rolo principal (14) e um mandril laminador (15), entre os quais o anel pode ser conformado, em que o mandril laminador (15) é preso em sua região superior em um cabeçote de mancal de mandril (16), que é montado de modo horizontalmente ajustável em um primeiro dispositivo de ajuste linear (17), de modo que o mandril laminador (15) seja móvel perpendicularmente à sua extensão longitudinal na direção do rolo principal (14) e na direção oposta a ele, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo de ajuste linear (17) juntamente com o cabeçote do mancal do mandril (16) e o mandril laminador (15) sejam verticalmente ajustáveis como uma unidade por meio de um segundo dispositivo de ajuste linear (18), de modo que o mandril laminador (15) possa ser puxado para fora do interior do anel e inserido nele.

2. Laminador de anel radial-axial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mandril laminador (15) é mantido imóvel no cabeçote do mancal de mandril (16).

3. Laminador de anel radial-axial, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o mandril laminador (15) é preso no cabeçote do mancal de mandril (16) por mecanismo de aperto.

4. Laminador de anel radial-axial, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o cabeçote do mancal de mandril (16) é colocado em pelo menos um suporte horizontal (19).

5. Laminador de anel radial-axial, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o suporte (19) passa de maneira deslizante através de um carro guia (20) do primeiro dispositivo de ajuste linear (17).

6. Laminador de anel radial-axial, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o carro guia (20) do primeiro dispositivo de ajuste linear (17) é ajustável ao longo de uma esteira vertical (22) do segundo dispositivo de ajuste linear.

7. Laminador de anel radial-axial, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o carro guia (20) do primeiro dispositivo de ajuste linear (17) pode ser fixado na esteira (22) do segundo dispositivo de ajuste linear (18) .

8. Laminador de anel radial-axial, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a fixação é feita por meio de mecanismo de aperto.

9. Laminador de anel radial-axial, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o carro guia (20) pode ser deslocado verticalmente para cima a tal ponto que o mandril laminador (15) se mova completamente para fora do anel.

10. Laminador de anel radial-axial, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o mandril laminador (15) é preso em sua extremidade superior em um elemento de mancal de mandril (31), que pode ser fixado de forma removível no cabeçote do mancal de mandril (16).

11. Laminador de anel radial-axial, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o elemento do mancal de mandril (31) pode ser fixado no cabeçote do mancal de mandril (16) por meio de mecanismo de aperto.

12. Laminador de anel radial-axial, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o mandril laminador (15) pode ser girado em torno de seu eixo longitudinal por meio de um motor (32).