ES2340415T3 - Sistema de control y de alarma para cojinetes con pelicula de aceite del laminador. - Google Patents

Sistema de control y de alarma para cojinetes con pelicula de aceite del laminador. Download PDF

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Abstract

Sistema de control y de alarma para su uso en un laminador, en el cual se bombea aceite desde un depósito (14), a través de una tubería de alimentación (22) y de líneas de alimentación en derivación (22a), a un cojinete de película de aceite (10), y el aceite se reconduce desde el cojinete, pasando por líneas de drenaje en derivación (24a) y por una tubería de retorno (24), al depósito, dicho sistema de control y de alarma incluye: sensores ubicados por lo menos en una de dichas líneas de alimentación en derivación, en dichas líneas de retorno en derivación y en dichos cojinetes, dichos sensores funcionan para detectar diversos parámetros indicadores de las condiciones de funcionamiento de los cojinetes, y para producir las señales del estado que lo representan; un dispositivo de mando (40) para evaluar dichas señales del estado y desencadenar las señales de advertencia cuando dichas señales de estado indican que los cojinetes se encuentran en peligro de ser dañados si la operación continúa, y alarmas (52 a 62) sensible a dichas señales de advertencia para alertar al personal operativo del peligro en el laminador, caracterizado porque, a) dichos sensores incluyen: (i) primeros sensores (32) en las líneas de drenaje en derivación, para medir el flujo del drenaje de aceite de dichos cojinetes y para producir las primeras señales del estado (32'') que lo representan; (ii) segundos sensores (34,36) en dichas líneas de alimentación en derivación, para medir el flujo teórico del aceite enviado a dichos cojinetes y para producir las segundas señales del estado que lo representan; (iii) terceros sensores (38) en dichas líneas de alimentación en derivación, para captar la temperatura del aceite enviado a dichos rodamientos y para producir las terceras señales del estado que lo representan, y b) dicho dispositivo de mando tiene: (i), un primer evaluador (42) sensible a dichas primeras señales de estado, para activar dichas alarmas en caso de que el flujo de aceite en dichas líneas en derivación sea menor de lo requerido para lubricar dichos cojinetes correctamente; (ii) Una calculadora (46) sensible a dicha segunda y tercera señal del estado, para calcular la cantidad efectiva de fluido de aceite de dichos cojinetes y para activar dicha alarma en caso de que dicha cantidad efectiva de flujo sea menor que el requerido para lubricar correctamente dichos cojinetes.

Description

Sistema de control y de alarma para cojinetes con película de aceite del laminador.
Esta invención se refiere en general a cojinetes de película de aceite del laminador y se refiere en particular a un sistema de control e interpretación de varios parámetros que representan las condiciones de funcionamiento del cojinete, y para generar las alarmas apropiadas cuando tales parámetros están fuera de las gamas definidas como seguras. Un sistema de control y alarma de acuerdo al preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por ejemplo de JP-A 60046803.
Descripción del estado anterior de la técnica
En una instalación típica de laminador, los muñones del cilindro se apoyan rotativamente en los cojinetes, y en muchos casos, estos cojinetes son cojinetes con película de aceite. Los cojinetes con película de aceite incluyen manguitos recibidos por y fijados con respecto al muñón del cilindro. Los manguitos se montan por rotación en los casquillos fijados dentro de los calzos, estos últimos apoyados en las cajas de los rodillos. Un flujo de aceite se introduce entre los manguitos y los casquillos, permitiendo a los manguitos girar en las películas del aceite hidrodinámicamente manteniendo en las zonas de carga del cojinete.
El sistema lubricante del laminador incluye un depósito de aceite que se remonta desde los soportes del rodillo. El aceite se bombea desde el depósito a través de filtros y de un cambiador de calor antes de enviarlo a los cojinetes, y regresa desde los cojinetes de nuevo al depósito a través de una red de drenaje.
Los expertos en la materia han reconocido, desde hace mucho tiempo, que ciertos parámetros del sistema de lubricación son indicativos de las condiciones de funcionamiento de los cojinetes. Estos parámetros incluyen las presiones y las temperaturas del aceite que entra en los cojinetes, la temperatura de los casquillos, y las temperaturas y el caudal de flujo de aceite que sale de los cojinetes. Sin embargo, todavía se tiene que proporcionar un sistema global para el control e interpretación de las señales representativas de tales parámetros y para generar las advertencias apropiadas cuando aquellos parámetros van a la deriva fuera de las gamas de funcionamiento seguras.
Resumen de la invención
El objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de control de una pluralidad de parámetros diversos indicativos de las condiciones de funcionamiento del cojinete. El sistema interpreta los parámetros así controlados y provoca advertencias al personal operativo cuando un cojinete se encuentra en peligro de ser dañado por su uso continuado.
Este y otros objetivos y ventajas se consiguen con una realización de la invención que se describirá más adelante con más detalle con referencia a los dibujos de acompañamiento en donde:
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una ilustración esquemática que muestra los cojinetes con película de aceite de una caja de laminador, en asociación con el sistema lubricante del laminador;
La figura 2 es una vista ampliada de los cojinetes en un lado de la caja del laminador;
La figura 3 ilustra la ubicación de los transductores de temperatura en el casquillo de un cojinete;
La figura 4 es una vista ampliada de los transductores de drenaje;
La figura 5 es una vista ampliada de los transductores de entrada; y
La figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra una realización de una unidad de control conforme a la presente invención.
Descripción detallada de la realización preferente
Con referencia inicialmente a las figuras 1 y 2, se muestra el cojinete con película de aceite 10 apoyando a los muñones del cilindro 12 sobre el lado de empuje y de no empuje de una caja típica de laminador. Los expertos en la materia entenderán que los cilindros 12 han sido partidos y puestos en ángulo para adaptarlos a una ilustración tridimensional en una vista individual.
Los cojinetes de película de aceite 10 pueden ser de los tipos conocidos por los expertos en la técnica, como lo ilustran, por ejemplo, cualquiera de las patentes americanas 4,468,194; 4,575,638; 6,149,309 y 6,123,461, las descripciones de las cuales se incorporan aquí como referencia.
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El sistema de lubricación del laminador incluye un depósito a distancia 14 que contiene un suministro de aceite lubricante. El aceite se extrae del depósito por bombas 16 y se envían a través de filtros 18 y de un intercambiador de calor 20 a los cojinetes 10 a través de tuberías de alimentación 22, que incluyen líneas de alimentación en derivación 22 conectadas a los cojinetes por tuberías flexibles. El aceite se devuelve al depósito 14 a través de tuberías de retorno 24 que incluye líneas de drenaje en derivación 24a también conectadas a los cojinetes por tuberías flexibles.
El sistema de la presente invención incluye sensores colocados estratégicamente para observar los diversos parámetros indicativos de las condiciones de funcionamiento del cojinete. Por ejemplo, y como lo muestran las figuras 2 a 5, éstos incluyen:
(1)
primeros sensores en la forma de transductores de flujo 32 en las líneas de drenaje de retorno 24a, para medir el flujo del drenaje de aceite de los cojinetes y para producir las primeras señales 32' representativas de este flujo;
(2)
segundos sensores en forma de orificios restringidos 34 en las líneas de alimentación en derivación 22a en relación con transductores de presión 36 para medir el flujo teórico del aceite enviado a dichos cojinetes y para producir las segundas señales del estado que representa este caudal de flujo;
(3)
terceros sensores en forma de transductores de temperaturas 38 en líneas de alimentación en derivación 22a para medir la temperatura del aceite enviado a dichos cojinetes y para producir las terceras señales de estado 38' representativas de esta temperatura;
(4)
cuartos sensores en forma de transductores de temperatura 30 en las líneas de drenaje en derivación 24a para medir la temperatura del drenaje de aceite de los cojinetes y para producir cuartas señales del estado 30' representativo de esta temperatura; y
(5)
quintos sensores en la forma de transductores de temperatura 26 y 27 en los casquillos 28 de los cojinetes. Los sensores 26 están para medir la temperatura de los cojinetes en las zonas de carga de los cojinetes y para producir quintas señales del estado 26' representativas de esta temperatura. El sensor 27 está para medir la temperatura de la pestaña de los casquillos y para generar la sexta señal del estado 27' representativa de la temperatura de la pestaña. El sistema se diseña para opcionalmente utilizar o el tipo de sensor de temperatura del casquillo, o puede opcionalmente funcionar sin la detección de temperatura en el casquillo.
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Como se muestra en la figura 6, el sistema de la presente invención ofrece un dispositivo de mando 40. El dispositivo de mando muestra las señales proporcionadas por los sensores antes descritos y utilizan evaluadores y una calculadora para determinar la información específica sobre las características de funcionamiento de los cojinetes.
Más en particular, el regulador incluye:
(1)
un primero "Evaluador de no flujo" 42 sensible a la primera señal del estado 32' y que sirve para provocar una primera señal de alarma 42' en el caso de que el flujo de aceite en las líneas de drenaje en derivación 24a sea menor que la requerido para lubricar correctamente los cojinetes;
(2)
un segundo "Evaluador de la condición de cerrado de tubería" 44 sensible a la primera y segunda señal del estado 32', 36' y que sirve para provocar una segunda señal de alarma 44' en el caso de que las tuberías flexibles de las líneas de alimentación en derivación 22a o de las líneas de drenaje en derivación 24a favorezcan la desconexión de los cojinetes;
(3)
un "Calculador del flujo de entrada de aceite" 46 sensible a la segunda y tercera señal del estado 36', 38' y que sirve para provocar una tercera señal de alarma 46' en el caso de que la tasa de flujo de aceite en las líneas de alimentación en derivación 22a sea menor que la requerida para lubricar correctamente los cojinetes;
(4)
un tercer "Evaluador de la temperatura de entrada de aceite" 48 sensible a las terceras señales del estado 38' y que sirve para provocar una cuarta señal de alarma 48', en caso de que el aceite entregado a través de las líneas de alimentación en derivación 22a se encuentren fuera de un rango apropiado requerido para lubricar correctamente los cojinetes; y
(5)
un cuarto "Evaluador de la temperatura de los cojinetes" 49 sensible a la cuarta, quinta y sexta señales de estado 30 ', 26', 27' y sirve para desencadenar una quinta señal de alarma 49', en el caso de que la temperatura de los cojinetes exceda de un rango de operación seguro.
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Los evaluadores 42, 44, 48 y 49 pueden ser comparadores, calculadoras, circuitos lógicos o similares conocidos por los expertos en la materia. Las señales de alarma de los evaluadores y de las calculadoras se reciben por un control de alarma 50. El control de alarma a su vez puede activar cualquier número de una pluralidad de alarmas 52-62.
Cualquier acontecimiento que exceda el límite para una operación segura provoca una Alarma Principal 52, que advierte al personal operativo que el laminador debería de ser parado tan pronto como sea posible para evitar daño a los cojinetes. Cualquier acontecimiento que exceda los límites recomendados de funcionamiento desencadena una Alarma de Advertencia 54, que indica que se debería de investigar una condición de funcionamiento de un cojinete, pero que la condición no es lo suficientemente seria como para justificar el cierre del laminador.
Si el evaluador de no flujo 42 muestra una condición de "cerrado", entonces se provoca la Alarma Principal 52. También se provoca una Alarma de no flujo 56.
Si el Evaluador de la temperatura de entrada 48 determina que la temperatura de entrada del aceite se encuentra fuera de una gama recomendada, entonces se provoca una Alarma de Temperatura de Aceite 58, al igual que la Alarma de Advertencia 54.
Si el Evaluador de no flujo 42 indica la falta de flujo del drenaje, y el flujo de entrada del aceite se calcula para ser significativa, entonces se activa la alarma de cierre de tubería 60, al igual que la alarma principal 52.
Si la temperatura del aceite que sale del cojinete o de la zona de carga o la temperatura de la pestaña de los casquillos está por encima de los niveles de seguridad, entonces se activa la Alarma de Temperatura de los cojinetes 62 y la Alarma Principal 52.
Un monitor 66 puede informar opcionalmente al operador del laminador de la causa exacta de cualquier condición de alarma.
Según lo indicado en 68, el sistema tiene opcionalmente la capacidad de responder a varias salidas del evaluador y/o de la calculadora generando otras señales, incluyendo por ejemplo datos informativos tales como la temperatura de la pestaña, la temperatura del aceite, etc.

Claims (7)

1. Sistema de control y de alarma para su uso en un laminador, en el cual se bombea aceite desde un depósito (14), a través de una tubería de alimentación (22) y de líneas de alimentación en derivación (22a), a un cojinete de película de aceite (10), y el aceite se reconduce desde el cojinete, pasando por líneas de drenaje en derivación (24a) y por una tubería de retorno (24), al depósito, dicho sistema de control y de alarma incluye:
sensores ubicados por lo menos en una de dichas líneas de alimentación en derivación, en dichas líneas de retorno en derivación y en dichos cojinetes, dichos sensores funcionan para detectar diversos parámetros indicadores de las condiciones de funcionamiento de los cojinetes, y para producir las señales del estado que lo representan;
un dispositivo de mando (40) para evaluar dichas señales del estado y desencadenar las señales de advertencia cuando dichas señales de estado indican que los cojinetes se encuentran en peligro de ser dañados si la operación continúa, y
alarmas (52 a 62) sensible a dichas señales de advertencia para alertar al personal operativo del peligro en el laminador,
caracterizado porque,
a)
dichos sensores incluyen:
(i)
primeros sensores (32) en las líneas de drenaje en derivación, para medir el flujo del drenaje de aceite de dichos cojinetes y para producir las primeras señales del estado (32') que lo representan;
(ii)
segundos sensores (34,36) en dichas líneas de alimentación en derivación, para medir el flujo teórico del aceite enviado a dichos cojinetes y para producir las segundas señales del estado que lo representan;
(iii)
terceros sensores (38) en dichas líneas de alimentación en derivación, para captar la temperatura del aceite enviado a dichos rodamientos y para producir las terceras señales del estado que lo representan, y
b)
dicho dispositivo de mando tiene:
(i),
un primer evaluador (42) sensible a dichas primeras señales de estado, para activar dichas alarmas en caso de que el flujo de aceite en dichas líneas en derivación sea menor de lo requerido para lubricar dichos cojinetes correctamente;
(ii)
Una calculadora (46) sensible a dicha segunda y tercera señal del estado, para calcular la cantidad efectiva de fluido de aceite de dichos cojinetes y para activar dicha alarma en caso de que dicha cantidad efectiva de flujo sea menor que el requerido para lubricar correctamente dichos cojinetes.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Sistema de control y de alarma según la reivindicación 1,
caracterizada además en que,
dichas líneas de alimentación en derivación y las líneas de drenaje en derivación (22a, 24a) comprenden tubos flexibles conectados a dichos cojinetes y dicho dispositivo de mando comprende, además, un segundo evaluador (44) sensible a dicha primera y segunda señal del estado, para determinar si dichos tubos flexibles han sido desconectados de dichos cojinetes, para activar dichas alarmas en el caso de una desconexión de este tipo.
3. Sistema de control y de alarma según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado además
por un tercer evaluador (48) sensible a dichas terceras señales del estado, para activar dichas alarmas, en caso de que la temperatura del aceite enviado a dichos cojinetes esté fuera de una gama apropiada, requerida para lubricar correctamente dichos cojinetes.
4. Sistema de control y de alarma según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado además
por cuartos sensores (30) en dicho drenaje en derivación, para medir la temperatura del drenaje de aceite de dichos cojinetes y para producir cuartas señales del estado que lo representa, dicho dispositivo de mando tiene un cuarto evaluador (49) sensible a dicha cuarta señal de estado, para activar dicha alarma en el caso de que la temperatura de dichos cojinetes sea superior una gama de funcionamiento segura.
5. Sistema de control y de alarma según la reivindicación 4,
caracterizada además,
por quintos sensores (26), para medir la temperatura de dichos cojinetes en sus respectivas zonas de carga y para producir quintas señales del estado que lo representa, dicha cuarta evaluación es sensible a las quintas señales del estado, para activar las alarmas en caso de que la temperatura de dichos cojinetes sea superior a una gama de funcionamiento segura.
6. Sistema de control y de alarma según cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5,
caracterizado además,
por sextos sensores (27), para medir las temperaturas de dichos cojinetes en su pestaña respectiva y para producir sextas señales del estado que lo representan, dicho cuarto evaluador es sensible a dichas sextas señal del estado para activar dichas alarmas en el caso de que la temperatura de dichos cojinetes sea superior a una gama de funcionamiento segura.
7. Sistema de control y de alarma según la reivindicación 1,
caracterizado además,
por cuartos sensores (30) en dicho drenaje en derivación, para medir la temperatura del drenaje de aceite de dichos cojinetes y para producir cuartas señales del estado que lo representa, quintos sensores (26), para medir la temperatura de dichos cojinetes en su respectiva zona de carga y para producir quintas señales del estado que lo representa, sextos sensores (27), para medir la temperatura de dichos cojinetes en sus pestañas respectivas y producir sextas señales del estado que lo representa, dicho dispositivo de mando tiene un cuarto evaluador (49) sensible opcionalmente a uno o a más de dichas cuartas, quintas y sextas señales del estado para activar dichas alarmas cuando la temperatura de dichos cojinetes supere una gama de funcionamiento segura.
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