ES2349249T3

ES2349249T3 - Husillo de alta velocidad para una máquina formadora de fibras de lana mineral.

Info

Publication number: ES2349249T3
Application number: ES03749920T
Authority: ES
Inventors: Lando Giuliani
Original assignee: EREM
Current assignee: EREM
Priority date: 2002-05-06
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2023-05-05
Also published as: ATE474948T1; EP1504142A1; DK1504142T3; FR2839319A1; AU2003255557A1; EP1504142B1; FR2839319B1; WO2003095720A1; DE60333450D1

Abstract

Husillo para una máquina para la formación de fibras de lana mineral por centrifugación libre, que comprende un eje (2) montado sobre cojinetes de cerámica (3) en el interior de un soporte de cojinetes (4) en forma de camisa envolvente, caracterizado porque los rodamientos son rodamientos de precisión lubrificados con grasa que comprenden bolas de cerámica y un cuerpo de acero dotado de valonas estancas para retener dicha grasa, y porque el soporte de cojinetes en forma de camisa envolvente es una pieza mecanizada monobloque.

Description

La invención se refiere a un husillo para una máquina formadora de fibras de lana mineral por centrifugación libre, que comprende un eje montado sobre rodamientos en el interior de un soporte de cojinetes en forma de camisa envolvente.

Una máquina formadora de fibras de lana mineral por centrifugación libre comprende de manera clásica una serie de husillos cada uno de los cuales lleva una rueda de centrifugación o rotor. Los husillos están dispuestos paralelamente entre sí formando un conjunto que pone las superficies periféricas de las ruedas con proximidad unas de otras.

Hasta el momento, en una máquina formadora de fibras de este tipo, el eje de cada husillo es arrastrado en rotación por una correa accionada a motor. Los rodamientos del husillo son del tipo de bolas o de rodillos. Están lubrificados por una niebla de aceite y aceptan en general velocidades de rotación del eje del orden de 10.000 revoluciones por minuto (10.000 rpm). La lubrificación por niebla de aceite presenta inconvenientes. Comporta, en primer lugar, una cierta contaminación del medio ambiente en el que está situada la máquina formadora de fibras, el consumo de aceite es del orden de 200 litros por mes y por husillo. Complica la estructura del husillo, por el hecho

de que se hace necesario prever un circuito de distribución

-2 –

del aceite hacia adelante y hacia atrás del eje donde están situados los rodamientos. El aceite es puesto a presión en el circuito de distribución, lo que requiere juntas de estanqueidad entre las partes en giro y las partes fijas de la máquina formadora de fibras. Además, se debe prever un circuito de refrigeración, por ejemplo, un circuito de agua, en el interior del husillo para refrigerar las juntas de estanqueidad además de un circuito de refrigeración del rotor. Todos estos circuitos de refrigeración hacen que el cojinete tenga una estructura mecánica soldada. Finalmente existe la necesidad de conseguir velocidades de rotación de las ruedas de centrifugación que superan los 10.000 rpm con el objetivo de mejorar la calidad de la lana mineral, necesidad que no puede satisfacer una máquina formadora de fibras de tipo actual.

El objetivo de la presente invención es el de dar a conocer un husillo de gran velocidad para máquinas formadora de fibras que reduce los inconvenientes citados y que admite velocidades de rotación del orden de 12.000 vueltas por minuto y superiores. Este objetivo se consigue según la invención mediante un husillo caracterizado por el hecho de que los rodamientos son rodamientos de precisión engrasados de modo permanente, es decir, “por vida”, y porque el soporte de cojinetes en forma de camisa envolvente es una pieza mecanizada monobloque. Con esta disposición ya no resulta necesario prever un dispositivo de lubrificación por niebla de aceite en la camisa envolvente del husillo para engrasar los rodamientos. Los

rodamientos de precisión engrasados por vida son

-3 –

rodamientos de bolas cerámicos lubrificados con grasa. Dos pares de rodamientos de bolas en contacto oblicuo podrán quedar dispuestos en la camisa envolvente en separación axial uno de otro a lo largo del eje, estando dispuestos los dos pares de rodamientos según un montaje clásico llamado en O. Para compensar el desequilibrado en el funcionamiento del husillo en una máquina formadora de fibras se podrá ejercer un pretensado del orden de 500 a

1.000 dN axialmente sobre los dos rodamientos extremos al final del eje por un sistema de pretensado, tal como arandelas mecanizadas tipo Belleville. La estructura monobloque de la camisa envolvente hace que a velocidades

de: 12.000 rpm las vibraciones del husillo sean muy

reducidas.

Un: ejemplo de realización de un husillo según la

invención: se describe de manera más detallada a

continuación y se muestra en la figura única en sección esquemática longitudinal.

El husillo (1) para gran velocidad que se muestra en la figura comprende un eje (2) montado con capacidad de rotación sobre rodamientos de precisión engrasados por vida

(3): dispuestos en el interior de un soporte de cojinetes

(4): en forma de camisa envolvente. El soporte de cojinetes

(4): es una pieza mecanizada monobloque que rodea el eje (2).

Tal como se puede apreciar en la figura, dos pares de rodillos con contacto oblicuo (3) separados axialmente uno de otro a lo largo del eje están dispuestos en escalones

anulares del eje (2) y del soporte de cojinetes (4) según

-4 –

un montaje en O para compensar las cargas radiales que se ejercen en el eje (2). Los rodamientos (3) son rodamientos de bolas de cerámica y con cuerpo de acero dotado de valonas estancas que sirven para la retención de la grasa. Con estos rodamientos el eje (2) puede comportar un desequilibrio que llega a los 20 g de manera permanente para una velocidad de rotación de 12.000 rpm.

El soporte de cojinetes (4) está fijado en un bastidor

(5): de la máquina formadora de fibras y se disponen bloques elásticos (6) entre el soporte de cojinetes (4) y el bastidor (5) para compensar las vibraciones del soporte de cojinetes durante la rotación del eje (2). Los bloques (6) pueden consistir en anillos de caucho o un material análogo que rodea el soporte de cojinetes (4) en sus dos extremos. Con este montaje las vibraciones del bastidor (5) son prácticamente nulas a una velocidad de 12.000 rmp del eje (2).

Un pretensado de 500 a 1.000 dN es ejercido axialmente sobre los dos rodamientos (3) del extremo delantero y posterior mediante un sistema elástico de pretensado (7), por ejemplo arandelas mecanizadas tipo Belleville, para compensar los desequilibrios soportados por el eje (2). Más específicamente, las arandelas elásticas (7) están dispuestas en el fondo de rebajes anulares detrás del eje

(2): y del soporte de cojinetes (4) que sirve de soporte para los rodamientos de la parte posterior (3) y el pretensado es ejercido por bloqueo de dos anillos laberínticos (8) y (9), estando fijado el anillo (8) de

mayor diámetro sobre el borde posterior del soporte de

-5 –

cojinetes (4), de manera que cubre el anillo (9) situado a tope contra los rodamientos posteriores (3). Por otra parte, un anillo (10) está fijado sobre el borde delantero del soporte de cojinetes (4) apoyándose contra los rodamientos delanteros (3) dispuestos a tope en los escalones anulares por delante del eje (2) y del soporte de cojinetes (4).

Mediante ensayos se ha demostrado que con una distancia (d) entre los dos rodamientos (3) interiores comprendida entre 250 y 350 mm y con un diámetro exterior máximo del eje (2) entre estos dos rodamientos interiores comprendido entre 80 y 120 mm, el husillo podía funcionar a

12.000 rpm durante más de 6.000 horas conservando excelentes características mecánicas.

El eje (2) es arrastrado en rotación con intermedio de una correa acoplada sobre la polea (11) de acero, con diámetro variable del tipo de polea “Poly-V” que está directamente montada en el extremo del eje en la parte posterior del anillo (9) y que está bloqueada sobre el eje

(2): con dos chavetas dispuestas diametralmente opuestas.

El eje (2) es atravesado por un circuito cerrado de fluido destinado a conducir un fluido de refrigeración desde detrás hacia delante del husillo en el que está montada una rueda de centrifugación o rotor (12). El fluido de refrigeración es, en particular, agua a presión. El circuito cerrado de fluido comprende un primer canal anular

(13): delimitado por dos elementos tubulares huecos insertados uno dentro de otro que atraviesa axialmente el

eje (2) y un segundo canal anular (14) que rodea el canal

-6 –

(13): y que atraviesa axialmente el eje (2). Los dos elementos tubulares que definen al canal (13) comprenden un primer elemento tubular (15) interior que sirve para la inyección de aglomerante para la fibra de roca por delante del rotor (12) y un segundo elemento tubular exterior (16) que rodea el producto tubular (15) y que es mantenido en el interior de un orificio interior cilíndrico del eje (2) con ayuda de travesaños.

Por delante del husillo (1), el rotor (12) está fijado sobre un saliente de husillo (17), encajado en el extremo delantero del eje (2). El saliente de husillo (17) presenta una superficie exterior de forma general cónica para permitir el centraje automático del rotor (12) con respecto al eje (2). El rotor (12) presenta una cavidad interior

(18): en la que desembocan los canales anulares (13) y (14) y el saliente de husillo (17) es atravesado axialmente por el elemento cilíndrico interior (15). Una pieza (19) está fijada centralmente sobre el rotor (12) por delante del extremo delantero del elemento tubular (15) para servir del difusor del aglomerante.

En la parte posterior del husillo (1), una junta giratoria integral (20) de acero inoxidable está fijada sobre el borde periférico de la polea (11) y una caja (21), que define dos conductos separados que forman una entrada

(E): y una salida (S) de fluido, está encajada sobre la junta giratoria (20) de manera estanca para unir la entrada de fluido a un primer canal (13) y la salida de fluido a un segundo canal (14). Esta caja (21) es atravesada, por otra

parte, de forma estanca, por el elemento tubular interior

-7 –

(15). Esta disposición contribuye al carácter compacto del husillo. La caja (21) con la junta integral (20) puede ser almacenada en un solo bloque. Contrariamente a una caja con agua que equipa un husillo en la parte posterior del eje, la caja (21) puede ser fácilmente desmontada de la junta giratoria (20) o montada nuevamente para atender las necesidades de una intervención sobre la polea (11).

Tal como es visible en la figura, la junta giratoria

(20): es una pieza mecanizada constituida por una camisa envolvente cilíndrica (20A) encajada sobre el extremo posterior del elemento tubular externo (16) y por una corona (20B) coaxial a la envolvente (20A) que prolonga esta última y que está fijada sobre el borde periférico de la polea (11). La junta giratoria (20) es, por lo tanto, solidaria en rotación del eje (2).

La caja (21) de forma sensiblemente cilíndrica está encajada en la camisa envolvente (20A) de la junta giratoria y es mantenida en posición fija por un brazo de reacción (22) solidario del armazón (5) de la máquina formadora de fibras. Los conductos (21A, 21B) en el interior de la caja (21) están separados por juntas mecanizadas (21C) y juntas tóricas (21D) de estanqueidad. El elemento tubular interno (15) atraviesa axialmente la camisa envolvente (20A) de la junta giratoria (20) y la caja (21). El extremo posterior del elemento tubular interno (15) desemboca en el flanco exterior de la caja

(21): y forma una entrada (F) para la inyección del

aglomerante en el husillo.

-8 –

Las flechas (E) y (S) muestran el sentido del circuito cerrado de fluido en el husillo. El fluido, más particularmente agua, es inyectado a presión por la entrada (E), pasa por el conducto (21A) que comunica con el canal

(13): a través de los orificios (23) dispuestos en la camisa envolvente (20A) de la junta giratoria (21). El agua circula en el canal (13) hasta la cavidad (18) a través de los orificios (24) dispuestos en el saliente del husillo (17). Al establecer contacto con la pared interior de la cavidad (18), el agua enfría la periferia exterior del rotor (12) y vuelve a salir por el canal (15) a través de los orificios (25) dispuestos en el saliente de husillo (17). El canal (15) comunica con el conducto (21B) de la caja (21) por orificios (26) dispuestos en la camisa envolvente (20A) para su evacuación por la salida (S). Los orificios (26) están separados axialmente de los orificios

(23): y separados de forma estanca por una junta (21C) y una junta tórica (21D).

Tal como se aprecia en la figura, la entrada (E) y la salida (S) del circuito de fluido de refrigeración están dispuestos por alineación axial sobre la superficie periférica exterior de la caja, mientras que el aglomerante para la fibra de roca es inyectado por la entrada (F) del extremo posterior de la caja. El husillo, según la invención, comprende, por lo tanto, un solo circuito de refrigeración para el rotor (12) y un canal de inyección de aglomerante para la lana mineral. La disposición de la caja con la disposición de las entradas (E) y (F) contribuye a eliminar cualquier riesgo de unión defectuosa de los tubos

- 9 –

flexibles: sobre las entradas (E) y (F) por parte del

operario.

-10 –

Claims

REIVINDICACIONES

1. Husillo para una máquina para la formación de fibras de lana mineral por centrifugación libre, que comprende un eje (2) montado sobre cojinetes de cerámica

(3) en el interior de un soporte de cojinetes (4) en forma de camisa envolvente, caracterizado porque los rodamientos son rodamientos de precisión lubrificados con grasa que comprenden bolas de cerámica y un cuerpo de acero dotado de valonas estancas para retener dicha grasa, y porque el soporte de cojinetes en forma de camisa envolvente es una pieza mecanizada monobloque.
2.

Husillo, según la reivindicación 1, que comprende, como mínimo, dos rodamientos de bolas en contacto oblicuo separados axialmente uno de otro a lo largo del eje, estando dispuestos los dos rodamientos según un montaje llamado en O.
3.

Husillo, según la reivindicación 2, en el que se ejerce un pretensado axial sobre los rodamientos por un sistema elástico de pretensado (7).
4.

Husillo, según la reivindicación 3, en el que el sistema de pretensado (7) está constituido por arandelas tipo Belleville.
5.

Husillo, según una de las reivindicaciones 3 ó 4, en el que el pretensado ejercido sobre los rodamientos es del orden de 500 a 1000 dN.
6.

Husillo, según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la distancia (d) entre los dos rodamientos está comprendida entre 250 y 350 mm y el diámetro exterior

-11 –

máximo del eje entre los dos rodamientos está comprendido entre 80 y 120 mm.
7. Husillo, según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el eje está atravesado axialmente por un circuito 5 cerrado de fluido destinado a conducir un fluido de refrigeración hacia la parte delantera del husillo y cuya entrada (E) y salida (S) están dispuestas en la parte posterior del husillo en una caja estanca (21), encajada sobre una junta giratoria integral (20) solidaria en

10 rotación del eje.
8. Máquina para la formación de fibras de lana mineral por centrifugación libre, que comprende, como mínimo, un husillo, según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que está montada una rueda de centrifugación (12).

15 9. Máquina, según la reivindicación 8, en la que la rueda de centrifugación (12) está montada sobre un saliente del husillo (17) de forma cónica fijado en el extremo del eje (2).