ITUD970012A1

ITUD970012A1 - Laminatoio perfezionato

Info

Publication number: ITUD970012A1
Authority: IT
Inventors: Ferruccio Sclippa
Original assignee: Simac Spa
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 1998-07-24
Also published as: IT1290713B1; WO1998032549A1; AU5574498A

Description

Descrizione di brevetto per invenzione industriale

Laminatoio perfezionato

DESCRIZIONE

Oggetto dell' innovazione

Il presente trovato ha per oggetto un laminatoio perfezionato particolarmente per operare ad alta velocità ai fini della produzione, mediante laminazione a caldo di piccoli profili e barre ad alta velocità.

Stato della tecnica

Allo stato attuale della tecnica sono noti i laminatoi di questo tipo i quali comportano generalmente una o più coppie di rulli, a sbalzo o cilindri supportati da entrambi i lati, sagomati secondo la forma da fornire al laminato.

I cilindri o rulli di laminazione di questi laminatoi sono supportati da una cosiddetta gabbia di laminazione e sono generalmente riuniti in blocchi che comportano una pluralità di coppie di cilindri o rulli di laminazione, ad esempio una ortogonale all’altra ai fini che, con un'unica passata si parta dalla barra grezza e si arrivi al profilo finito.

Definizioni terminologiche

Agli effetti del presente trovato si useranno le seguenti espressioni :

- cilindri o rulli di laminazione;

- coppia di cilindri o rulli di laminazione:

- gabbia di laminazione od unità di laminazione, comportanti una o più coppie di cilindri o rulli di laminazione;

- blocco di laminazione comportante una pluralità di coppie di cilindri o rulli di laminazione sullo stesso piano o diversamente orientate od una pluralità di gabbie di laminazione.

Inconvenienti dell'attuale stato della tecnica

Data la necessità di comprimere sempre di più i costi di lavorazione, si tende sempre ad aumentare maggiormente la velocità di laminazione.

Le attuali strutture sono concepite, per le più svariate ragioni, in modo che un blocco di laminazione comporta un singolo motore elettrico di grandi dimensioni che aziona mediante alberi di trasmissione e sistemi ad ingranaggi i vari cilindri, lo stesso dicasi per le rispettive gabbie di laminazione.

Le ragioni per la quale si sono attuate e si usano tuttora queste strutturazioni, derivano principalmente da un fatto storico e di semplificazione, ma sopratutto per uniformare in modo assoluto le velocità di rotazione dei vari cilindri di laminazione.

Queste strutturazioni sono comunque complesse e non permettono di superare determinate velocità di laminazione.

Scopo della presente innovazione

Scopo del presente trovato è quello di concepire un nuovo tipo di strutturazione degli impianti di laminazione in cui si possano raggiungere ben più alte velocità di avanzamento, per raggiungere e superare anche i 150 m/sec.

Rivelazione dell'essenza innovativa

Questo ed altri scopi vengono raggiunti come rivendicato mediante un sistema di laminazione, del tipo comportante almeno una coppia di cilindri o rulli contrapposti di laminazione, caratterizzato dal fatto che esso è strutturato come segue:

- ciascun cilindro o rullo di laminazione è comandato direttamente all'asse di almeno un rispettivo motore elettrico il quale è in asse elettrico con il rispettivo motore che comanda il cilindro o rullo di laminazione contrapposto;

- sono previsti mezzi per controllare, variare e/o coordinare le velocità di tutti i motori elettrici che azionano i detti cilindri di laminazione affinché ciascuna coppia abbia la stessa velocità di rotazione.

Vantaggi del trovato

L'asse elettrico permette quindi di eliminare i vincoli della trasmissione meccanica con tutti i conseguenti vantaggi.

In questo modo si ha inoltre il grande vantaggio di poter raggiungere altissime velocità non essendovi più i limiti imposti dai sistemi di trasmissione ad ingranaggi precedentemente assolutamente necessari quando un singolo motore comanda per meno due cilindri.

Altri vantaggi sono evidentemente i seguenti:

- eliminazione di riduttori con gabbie pignoni e relativi impianti di lubrificazione;

- riduzione di ingombri e spazi

- riduzione costi di manutenzione

- riduzione degli investimenti.

Per sincronizzare la velocità dei due cilindri come detto si useranno le note tecniche di azionamento dei motori in asse elettrico.

Vantaggioso, secondo l'invenzione è l'uso di sistemi di controllo e programmazione elettronica gestite da computer ai fini di controllare e programmare le velocità delle rispettive coppie di cilindri o rulli in modo da superare il problema della opportunità di variazione della velocità angolare di una coppia di rulli o cilindri rispetto all'altra, perché è ovvio che la migliore performance si ha quando si fornisce ai vari cilindri o rulli la esatta velocità periferica di rotolamento in conformità alla velocità di avanzamento del laminato in quel preciso punto di laminazione.

Per tale ragione ad esempio le coppie di cilindri o rulli avrebbero necessità di velocità angolari diverse.

Un caso classico è l'allungamento durante la laminazione del laminato, ed è noto che l'allungamento comporta una maggiore velocità di avanzamento, per cui i cilindri o rulli a valle dovrebbero ruotare a velocità angolare maggiore di quelli a monte, ovviamente in proporzione alla riduzione della sezione del laminato (quindi maggiore allungamento del laminato),

Il vantaggio è quello non solo della semplificazione ma anche il raggiungimento di alte velocità di laminazione: 150 m / sec ed oltre), nella tecnica anteriore impediti dal fatto che il moto viene trasmesso meccanicamente (attraverso ingranaggi, alberi, cuscinetti, etc), sia alla coppia di cilindri di ogni singolo passo (coppia/gabbia) sia tra un passo e l'altro (tra una gabbia e l'altra).

Nell’arte anteriore questi blocchi sono concepiti con una pluralità di gabbie (es. da 2 a 10 gabbie) comandate da uno o due alberi di trasmissione che comunque si riconducano ad un solo motore elettrico (o più motori accoppiati meccanicamente).

Nel nostro caso, per un blocco (esempio a 10 passi) avremo quindi 20 motori elettrici, mentre attualmente nei blocchi tradizionali ne abbiamo uno solo (o più motori uno dietro l'altro legati meccanicamente con giunti).

Vantaggiosamente i motori elettrici possono essere D.C. oppure in A.C. con variazione di frequenza per assolvere alla condizione di asse elettrico.

I vantaggi del presente ritrovato nel caso dei blocchi ad alta velocità sono notevolmente superiori rispetto a quelli già elencati per la gabbia singola in quanto i blocchi sono macchine con meccanica estremamente sofisticata e costosa.

Descrizione di una forma preferita di realizzazione Questi ed altri vantaggi appariranno dalla success descrizione di soluzioni preferenziali di realizzazione, con l'aiuto dei disegni allegati, i cui particolari di esecuzione non sono da intendersi limitativi ma solo forniti a titolo di esempio.

La Figura 1 è una vista di una gabbia di laminazione secondo la presente invenzione con rispettivi supporti laterali, in cui ciscun cilindro secondo la presente invenzione, è azionato da rispettivo motore in asse, posti fuori dalla gabbia.

La Fig.2 rappresenta la disposizione della coppia di rulli di laminazione (1 ,2) a sbalzo con unico sistema di regolazione della loro posizione (4), unico blocco di supporto (3), alberi snodati (11,12) e rispettivi motori ad asse elettrico M1,M2, nel caso specifico ad avvolgimento allungato lungo l'asse per la riduzione dell'ingombro diametrale.

La Fig.3 rappresenta un'altra soluzione in variante alla precedente in cui vi sono due motori sfalsati MI, M2.

La Figura 4 è una soluzione con rulli di laminazione adiacenti a sbalzo 1 ,2 e blocco gabbia (G) da un solo lato, in cui dopo i rispettivi supporti (3) vi sono due motori per asse di rullo (M1 -M1 ; M2-M2) sfalsati e distanziati da assi snodati 11,12.

La Figura 5 è una vista frontale di due rulli di laminazione contrapposti a sbalzo e supportati ciascuno da una unità di laminazione (G) ove si prevede un sistema di regolazione (4) della posizione del rullo di laminazione 1 ,2, essendo i rulli di laminazione 1,2 supportati a sbalzo 3 ed in cui ciascun rullo 1,2 è azionato mediante asse snodato ( 1 1-12) ad un rispettivo singolo motore, elettrico (MI , MI).

La Figura 6 rappresenta una ulteriore soluzione variante alle precedenti in cui i motori MI ed M2 sono divaricati mediante inclinazione in divaricazione dei rispettivi assi di collegamento 11 , 12.

La Fig. 7 rappresenta una vista di fianco di un blocco di laminazione comportante su un supporto (S) una pluralità di gabbie di laminazione (G) con rulli a sbalzo (1,2) del tipo secondo le figure precedenti, disposti inclinati a 45° ed in cui ogni coppia di rulli di laminazione è una ortogonale rispetto all'altra.

La figura 8 è una vista frontale del blocco di laminazione secondo la figura precedente.

Nel caso specifico di queste ultime due figure, vi sono cinque blocchi di laminazione da un lato e cinque blocchi di laminazione dall'altro per un totale di 20 rulli di laminazione, ciascuno azionato da rispettivo motore elettrico in asse elettrico.

Ovviamente grazie alla tecnica elettronica attuale e di programmazione si può prevedere che alcune coppie di rulli di laminazione ruotino a velocità angolare diversa da altri in funzione delle obiettive ottimizzazioni degli attrici di laminazione, ciò che con la tecnica rigida delle trasmissioni meccaniche non sarebbe altrimenti stato possibile.

Se a questo si aggiunge il vantaggio della enorme semplificazione meccanica e strutturale e la possibilità di raggiungere altissime velocità di laminazione, ben si comprende l'importante progresso raggiunto con questa soluzione.

Sinora impensatamente inutilizzato forse per la sua grande semplicità e probabilmente per un mantenimento di vincoli mentali tecnologici al meccanicismo delle vecchie soluzioni strutturali, che non hanno permesso ai tecnici del settóre di vedere una grande ed innovativa soluzione che stava proprio dietro l'angolo.

Le soluzioni di cui alle figure 2, 3, 4, 5, 6 sono rappresentate in ordine di importanza.

Le soluzioni di Figg.3,4,5,6 sono varianti della soluzione preferenziale 2.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema li laminazione, del tipo comportante almeno una coppia di cilindri ) rulli contrapposti di laminazione (1,2), caratterizzato dal fatto che: ciascun cilindro o rullo di laminazione (1 ,2) è comandato direttamente all'asse di almeno un rispettivo motore (MI , M2, - sono previsti mezzi per controllare, variare e/o coordinare le velocità di tutti i motori (M1 ,M2. ) che azionano i detti cilindri di laminazione affinché i cilindri o rulli (1 ,2) di ciascuna coppia abbiano la stessa velocità di rotazione.
2. Sistema di laminazione, del tipo comportante almeno una coppia di cilindri o rulli contrapposti di laminazione (1 ,2), secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che: - ogni detto motore é un motore elettrico; - ogni detto motore elettrico è in asse elettrico per lo meno con quello del cilindro o rullo di laminazione contrapposto.
3. Sistema di laminazione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti motori elettrici sono del tipo a corrente alternata azionati con variazione di frequenza.
4. Sistema di - laminazione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti motori elettrici sono del tipo a corrente continua.
5. Sistema di laminazione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che - ogni detto motore é un motore elettrico; - ogni detto motore elettrico è in asse elettrico con tutti gli altri motori elettrici.
6. Sistema di laminazione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi di comando e programmazione elettrici ed elettronici a computer in grado di variare e/o regolare la rispettiva velocità di una coppia di rulli o cilindri di laminazione rispetto ad un’altra.
7. Blocco di cilindri o rulli di laminazione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che tutti i cilindri o rulli di laminazione sono azionati da rispettivo motore in asse elettrico con gli altri.
8. Impianto di laminazione utilizzante il sistema secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno una coppia di cilindri o rulli di laminazione (1,2) è strutturata in modo che ciascuno dei detti cilindri o rulli di laminazione (1 ,2) sia direttamente comandato da un rispettivo motore elettrico (M1,M2) in cui il primo è ad asse elettrico con il secondo.
9. Impianto di laminazione utilizzante il sistema secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che tutti i cilindri o rulli di laminazione (1 ,2) sono direttamente comandati da un rispettivo motore elettrico (MI ,M2, ...) in cui ciascuno é in asse elettrico con gli altri.