ES2333557T3 - Rodilla de transporte. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para fabricar un rodillo para un transportador, en particular un transportador de cinta o banda, con un cuerpo de rodillo (1) y un cuerpo de eje (2) apoyado en al menos dos cojinetes (3), presentando el cuerpo del rodillo (1) una envoltura del rodillo (6) cilíndrica hueca, que en su cara interior está dotada en el tramo central de un refuerzo y en cuyos dos tramos extremos exteriores están previstos asientos de cojinete (7) para los cojinetes (3), formando la envoltura del rodillo (6) y el refuerzo (8) una sola pieza, caracterizado porque para reforzar la envoltura del rodillo (6) el cuerpo de rodillo (1) se genera mediante estiraje, en particular estiraje en frío, de una pieza en bruto y el cuerpo del rodillo (1) obtiene su forma exterior definitiva mediante el estiraje.
Description
Rodillo de transporte.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para fabricar un rodillo para un transportador, en
particular transportador de cinta o banda, con un cuerpo de rodillo
y un cuerpo de eje apoyado en al menos dos cojinetes, presentando
el cuerpo del rodillo una envoltura del rodillo cilíndrica hueca,
que en su cara interior está dotada en el tramo central de un
refuerzo y en cuyos dos tramos extremos exteriores están previstos
asientos de cojinete para los cojinetes, formando la envoltura del
rodillo y el refuerzo una sola pieza.
Un tal rodillo se conoce por ejemplo por el
documento US 4,790,421 A.
Otro rodillo para un transportador o bien
rodillo de transporte se conoce por ejemplo por el documento DE 103
42 099 A1. Usualmente se utilizan en una instalación transportadora
múltiples rodillos de trasporte como los indicados en paralelo uno
junto a otro en un bastidor, para formar el tramo de transporte.
Sobre estos rodillos de transporte corre una cinta transportadora.
Para el transporte de material a granel, por ejemplo en minería, se
disponen en cada caso tres rodillos en forma de V entre sí, con lo
que la cinta configura algo parecido a una artesa. La longitud de
los tramos de transporte individuales en tales instalaciones
transportadoras puede ser de hasta varios kilómetros.
Debido al elevado peso del material a
transportar y a las elevadas fuerzas a transmitir, deben estar
configurados los rodillos de transporte también
correspondientemente estables con espesores de pared relativamente
grandes, con lo que los mismos son correspondientemente pesados. El
peso de un rodillo es una magnitud nada despreciable en el diseño
del transportador, en particular cuando el tramo de transporte es de
varios kilómetros. Puesto que los rodillos de transporte deben
ponerse a girar, debe estar configurado el sistema de accionamiento
correspondientemente potente, para poder proporcionar la energía
necesaria.
La superficie exterior de la envolvente del
rodillo de transporte es idealmente una recta con exactitud en la
dirección axial o bien longitudinal y en sección es exactamente
circular. Esta geometría se logra en gran medida en un estado sin
carga. Cuando se utiliza, es decir, cuando el material a transportar
carga sobre el rodillo, actúa evidentemente sobre el rodillo de
transporte orientado esencialmente en horizontal, debido al peso
del material a transportar, una fuerza vertical, que da lugar a una
deformación del rodillo de transporte.
Debido a la rotación del rodillo, la deformación
está sometida a una modificación constante, con lo que
permanentemente se detrae de la energía de rotación energía para la
deformación. En conjunto esto da lugar a un consumo de energía más
elevado para operar una instalación transportadora con múltiples
rodillos de transporte como los indicados.
En un rodillo compuesto por un cuerpo macizo
cilíndrico, da lugar la deformación a un combado hacia abajo. El
rodillo de transporte ya no es por lo tanto recto en la dirección
longitudinal. Este comportamiento de combado desfavorable se
presenta igualmente en cuerpos de rodillo cilíndricos huecos con
gruesos espesores de pared.
Al hacerse los espesores de pared cada vez más
delgados, se reduce cada vez más la magnitud del combado. En lugar
de ello, tiene lugar cada vez más otra deformación. Si la sección
del rodillo de transporte en estado carente de carga es circular,
entonces se aplana la sección en la zona superior cuando las paredes
son delgadas debido a la carga del material a transportar. En otras
palabras, mientras que la mitad inferior del rodillo permanece
aproximadamente con forma semicircular, presenta la mitad superior
del rodillo aproximadamente la forma de una semielipse.
El aplanamiento del cuerpo del rodillo, que se
modifica constantemente debido a la rotación, precisa igualmente de
energía, que se detrae de la potencia de accionamiento de la
instalación transportadora y que lógicamente ya no queda disponible
para accionar los rodillos de transporte.
El documento US 4,790,421 A da a conocer un
rodillo cuya envolvente cilíndrica hueca presenta en su cara
interior varios nervios de refuerzo, destinados por un lado a
aumentar la estabilidad del rodillo y cuyas superficies extremas o
bien laterales se ocupan de la fijación de la envolvente del rodillo
respecto a los asientos de cojinete.
El documento FR 72 039 E da a conocer rodillos
en los que entre el cuerpo del eje y la envolvente cilíndrica hueca
del rodillo se prevén a intervalos regulares estructuras de soporte,
para aumentar la estabilidad del rodillo.
El documento DE 1 180 311 B da a conocer un
rodillo cuyo cuerpo del eje sólo está fijado en un extremo y que
está apoyado tal que puede girar alrededor de un eje determinado que
se encuentra perpendicular a este cuerpo del eje.
Por el documento US 4,502,310 A se conoce un
rodillo en el que para aumentar la fiabilidad y prolongar la
duración, así como para reducir el consumo de material en su
fabricación, los asientos del cojinete están configurados formando
una sola pieza con el cuerpo del rodillo.
También el documento DE 30 24 750 A1 da a
conocer un procedimiento en el que los asientos del cojinete están
conformados en el extremo exterior del cuerpo del rodillo a partir
del extremo del cuerpo de la envoltura.
El documento FR 987 860 A da a conocer un
rodillo en el que los cojinetes están fabricados a partir de un
plástico, para reducir el peso del rodillo.
Un inconveniente es que las medidas para
aumentar la estabilidad del rodillo implican etapas de fabricación
complicadas, largas y con ello costosas.
Partiendo de esta base, es tarea de la presente
invención poner a disposición un rodillo con gran estabilidad, que
pueda fabricarse de manera sencilla, económica y rápida, y un
procedimiento para fabricar un tal rodillo.
Esta tarea se resuelve mediante un procedimiento
para fabricar un rodillo para un transportador con las
características de la reivindicación 1, así como un rodillo para un
transportador con las características de la reivindicación 5.
En el procedimiento para fabricar un rodillo
para un transportador del tipo descrito al principio, se prevé en
el marco de la invención que el refuerzo se genere mediante
estiraje, en particular estiraje en frío, de un pieza en bruto y el
cuerpo del rodillo obtenga mediante el estiraje su forma exterior
definitiva.
Mediante la configuración del refuerzo de la
envoltura del rodillo de los cuerpos del rodillo mediante estiraje
de una pieza en bruto y debido a que el cuerpo del rodillo obtiene
entonces su forma exterior definitiva, se evita una subsiguiente
mecanización con arranque de viruta, con lo que se evitan roturas de
fibra en la estructura del material, con lo que aumenta la
resistencia a la rotura del rodillo.
Mediante el refuerzo, se evita de manera eficaz
una deformación elástica del rodillo de transporte bajo carga, en
particular el aplanamiento en la cara superior. Además, los
espesores de pared correspondientes a la invención no son
suficientes para que el rodillo se combe bajo la carga del material
a transportar. Puesto que no hay deformación del cuerpo del
rodillo, no se detrae energía de deformación alguna de la energía de
rotación, con lo que mejora el balance energético del conjunto de
la instalación transportadora. Finalmente, puede ahorrarse material
mediante la reducción del espesor de la pared en los tramos no
reforzados de la envoltura del rodillo. El peso del rodillo se
reduce así, con lo que se reduce adicionalmente la energía necesaria
para la rotación.
Para que la superficie exterior de la envoltura
del cuerpo del rodillo sea recta en dirección longitudinal, se prevé
el refuerzo en la cara interior de la envoltura del rodillo.
Además, en un rodillo correspondiente a la
invención la envoltura de rodillo y el refuerzo forman una sola
pieza.
En un rodillo correspondiente a la invención
está previsto que el refuerzo se genere mediante estiraje, en
particular estiraje en frío, de una pieza en bruto y que el espesor
de pared de la envoltura de rodillo en el tramo reforzado sea de
unos 6 mm hasta unos 12 mm. Preferiblemente es allí el espesor de la
pared de unos 7 mm hasta unos 11 mm, siendo lo más preferible unos 8
mm hasta unos 10 mm.
De manera ventajosa, el espesor de pared de la
envoltura del rodillo en los tramos no reforzados es de unos 3 mm
hasta unos 8 mm. Más preferentemente, el espesor de pared es allí de
unos 4 mm hasta 7 mm, siendo lo más favorable unos 4,5 mm hasta 6
mm.
En un rodillo correspondiente a la invención se
prevé de manera ventajosa que el espesor de pared de la envoltura
del rodillo aumente continuamente desde los tramos sin reforzar
hasta el tramo reforzado. De esta manera se evitan bruscas
variaciones del espesor de pared, que son susceptibles de
rotura.
A continuación se describirá más en detalle la
presente invención en base a la descripción detallada de un ejemplo
de ejecución con referencia a la figura, a modo de ejemplo.
La única figura muestra una sección longitudinal
a través de un rodillo correspondiente a la invención para un
transportador de banda o de cinta. Múltiples rodillos de transporte
de este tipo se colocan en paralelo uno a otro y distanciados a lo
largo del tramo de transporte y una cinta de transporte (no
representada) corre por la cara superior de los rodillos en la
dirección de transporte. El tramo de transporte puede tener una
longitud de varios kilómetros. Para que la cinta de transporte no se
desgaste prematuramente debido al rozamiento con los rodillos,
están apoyados los rodillos de transporte por debajo del material a
transportar tal que pueden girar y son puestos a girar. La anchura
de la cinta es por ejemplo de 2200 mm. Para configurar una cinta
con forma de artesa, para transportar por ejemplo material a granel,
como minerales, grava o similares, pueden disponerse tres rodillos
en forma de V.
El rodillo de transporte correspondiente a la
invención presenta un cuerpo de rodillo 1 y un cuerpo del eje 2,
que está apoyado en dos rodamientos 3. Los rodamientos 3 están
impermeabilizados frente al exterior mediante una junta adecuada,
por ejemplo una junta laberíntica (no representada). El cuerpo del
eje 2 está configurado hueco y su zona central está configurada con
un diámetro mayor que ambos extremos, que están apoyados en los
rodamientos 3. En la zona de diámetro más grueso del cuerpo del eje
2 está practicado un agujero radial 4, a través del que puede tener
lugar un intercambio de aire entre el interior 5 del rodillo y la
atmósfera, que es necesario debido a las diferencias de temperatura
que se producen durante el funcionamiento. Al funcionar se calienta
el rodillo y el aire alojado en el interior 5 del cuerpo del rodillo
1 se expande. Cuando se detiene la cinta transportadora, se enfría
el rodillo y el aire alojado se contrae. A través del agujero 4 en
el cuerpo del eje 2 no sólo es posible el intercambio de aire con
rapidez, sino que también queda asegurado que el aire no fluye a
través de los rodamientos 3 y arrastra suciedad, lo que reduciría la
duración de los cojinetes 3.
El cuerpo de rodillo 1 presenta una envoltura
del rodillo 6 cilíndrica hueca, en cuyos dos tramos extremos
exteriores están previstos asientos de cojinete 7 para los cojinetes
3. En el tramo central de la envoltura del rodillo 6 aumenta el
espesor de la pared, con lo que queda configurado un refuerzo 8, que
se encuentra en la cara interior de la envoltura de rodillo 6. El
refuerzo 8 está previsto en todo el perímetro de la sección circular
del la envoltura del rodillo
6.
6.
En el tramo central reforzado con el refuerzo 8,
el espesor de pared está configurado inicialmente uniforme. A
continuación sigue un tramo en el que el espesor de pared se reduce
continuamente, con lo que en sección longitudinal de la figura
puede observarse una especie de rampa 9. En el extremo de la rampa 9
ha alcanzado el espesor de pared el valor para el tramo sin
reforzar de la envoltura del rodillo 6. En los tramos exteriores no
reforzados está configurado el espesor de pared suficientemente
delgado para reducir el peso.
El refuerzo 8 está previsto con una determinada
longitud, para evitar la deformación con forma de sillín, que se
presentaría bajo carga del rodillo cuando solamente se utilizase un
anillo reforzado en la cara interior de la envoltura del rodillo 6.
En la zona del anillo se evitaría ciertamente el aplanamiento, pero
se presentaría lateralmente respecto al anillo debido a la carga que
actúa.
Preferiblemente se fabrica el rodillo de
transporte a partir de una pieza en bruto que presenta esencialmente
forma cilíndrica hueca. Por ejemplo puede tener la pieza en bruto
un diámetro de unos 168,3 mm y una longitud total de unos 420 mm.
El espesor de pared es de unos 8,8 milímetros. Las dimensiones de la
pieza en bruto tienen claramente zonas de tolerancia, con lo que
pueden presentarse desviaciones apreciables. En particular la pieza
en bruto no es exactamente cilíndrica hueca, es decir, el diámetro
puede variar a lo largo de la longitud, lo cual puede observarse en
una sección longitudinal como un curvado.
Por lo tanto hasta ahora en la fabricación de un
rodillo de transporte de los cuerpos de rodillo se repasa en el
torno toda la extensión longitudinal en la cara exterior. A
continuación y debido a la distinta retirada de material debe
equilibrarse el cuerpo del rodillo repasado en el torno.
En el cuerpo del rodillo correspondiente a la
invención se modifica la forma de la pieza en bruto mediante
estiraje, en particular estiraje en frío. Mediante este estiraje se
reduce tanto el diámetro como también el espesor de pared. La
longitud total del cuerpo del rodillo 1 crece por el contrario. El
diámetro es tras la deformación por ejemplo de unos 159 mm y el
espesor de pared no reforzado de unos 4,5 mm. En el tramo central
con el refuerzo 8 el espesor de pared es por ejemplo de unos 8 mm.
La longitud total del cuerpo del rodillo es por ejemplo de unos 720
mm, la longitud del refuerzo de unos 80 mm y la de las rampas 9 a
cada lado de unos 35 mm.
La deformación en frío da lugar a un
asentamiento del material debido al afinamiento de la estructura,
con lo que el cuerpo de rodillo 1 se vuelve más resistente al
desgaste. El cuerpo del rodillo 1 obtiene mediante el estiraje su
forma exterior definitiva. La superficie exterior de la envoltura
del cuerpo del rodillo 1 es entonces recta en dirección
longitudinal y en sección es circular. No es necesaria una
mecanización con arranque de viruta de la envoltura del rodillo 6
en la cara exterior. De esta manera se evitan desequilibrios en la
posterior rotación del rodillo. Se evita un costoso equilibrado de
rodillo, con lo que se reducen las etapas del proceso de fabricación
y en consecuencia también los costes de fabricación.
Para configurar los asientos de cojinete 7, se
conforman los extremos del cuerpo del rodillo 1 cilíndrico hueco
axialmente hacia el interior, estirando el tubo metálico que forma
el cuerpo del rodillo 1 mediante un mandril interior y calentándolo
inductivamente. El tubo calentado se pone entonces a girar y la
correspondiente herramienta de conformación perfilada se pone a
rotar sobre el extremo del tubo y rebordea la pared hacia el
interior.
El material de la pared fluye al deformar en
dirección radial, con lo que el espesor de pared del rebordeado 10
que resulta es bastante mayor que el espesor de pared del tramo de
tubo no rebordeado. Mediante el correspondiente perfilado de la
herramienta de conformación se mueven al conformar los extremos del
rebordeado 10 hacia fuera radialmente y forman un anillo de soporte
11, debido al cual aumenta la estabilidad frente al combado del
cuerpo de rodillo 1 o bien de los asientos de cojinete 7. Tras la
conformación se fresan en el rebordeado 10 los asientos de cojinete
7, que alojan los rodamientos 3.
El rodillo de transporte correspondiente a la
invención presenta, con un consumo de material reducido respecto al
tradicional, una estabilidad de forma mejorada. De esta manera se
evitan modificaciones de forma elásticas durante la rotación, lo
cual da lugar a un mejor balance de energía. Ello es así puesto que
por cada rodillo con un diámetro de unos 219 mm y una longitud de
unos 1150 mm puede ahorrarse una potencia de unos 3 W. En una
instalación transportadora de varios kilómetros de largo con
múltiples rodillos, alcanza este ahorro de potencia una magnitud
considerable. Además, presenta el rodillo de transporte
correspondiente a la invención frente a los rodillos tradicionales
un ruido reducido durante la marcha.
\newpage
Finalmente, en la fabricación del rodillo de
transporte correspondiente a la invención se ahorran costes debido
al proceso de fabricación con calibrado, ya que debido al estiraje
llega el rodillo a su forma exterior definitiva. Se eliminan sin
sustitutivo el repaso en el torno u otro tratamiento con arranque de
viruta de la superficie de la envoltura, así como un equilibrado del
rodillo.
Claims (7)
1. Procedimiento para fabricar un rodillo para
un transportador, en particular un transportador de cinta o banda,
con un cuerpo de rodillo (1) y un cuerpo de eje (2) apoyado en al
menos dos cojinetes (3), presentando el cuerpo del rodillo (1) una
envoltura del rodillo (6) cilíndrica hueca, que en su cara interior
está dotada en el tramo central de un refuerzo y en cuyos dos tramos
extremos exteriores están previstos asientos de cojinete (7) para
los cojinetes (3), formando la envoltura del rodillo (6) y el
refuerzo (8) una sola pieza,
caracterizado porque para reforzar la
envoltura del rodillo (6) el cuerpo de rodillo (1) se genera
mediante estiraje, en particular estiraje en frío, de una pieza en
bruto y el cuerpo del rodillo (1) obtiene su forma exterior
definitiva mediante el estiraje.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el espesor de pared
de la envoltura del rodillo (6) se ajusta en el tramo central
reforzado a unos 6 mm hasta unos 12 mm.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó
2,
caracterizado porque el espesor de pared
de la envoltura del rodillo (6) en los tramos no reforzados se
ajusta a unos 3 mm hasta unos 8 mm.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el espesor de pared
de la envoltura del rodillo (6) aumenta continuamente desde los
tramos no reforzados hasta el tramo reforzado.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Rodillo para un transportador, en particular
transportador de cinta o banda, con un cuerpo de rodillo (1) y un
cuerpo de eje (2) apoyado en al menos dos cojinetes (3), presentando
el cuerpo del rodillo (1) una envoltura del rodillo (6) cilíndrica
hueca, que en su cara interior en el tramo central presenta un
refuerzo y en cuyos dos tramos extremos exteriores están previstos
asientos de cojinete (7) para los cojinetes (3), formando una sola
pieza la envoltura del rodillo (6) y el refuerzo (8),
caracterizado porque para el refuerzo de
la envoltura del rodillo (6) el cuerpo del rodillo (1) se genera
mediante estiraje, en particular estiraje en frío de una pieza en
bruto, siendo el espesor de pared de la envoltura del rodillo (6) en
el tramo central reforzado de unos 6 mm hasta unos 12 mm.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Rodillo según la reivindicación 5,
caracterizado porque el espesor de pared
de la envoltura del rodillo (6) es en los tramos no reforzados de
unos 3 mm hasta unos 8 mm.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Rodillo según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizado porque el espesor de pared
de la envoltura del rodillo (6) aumenta continuamente desde los
tramos no reforzados hasta el tramo reforzado.
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