LAMINADOR DE MANDRIL RETENIDO PARA TUBOS SIN SOLDADURA
Descripción de la Invención El objeto de la presente invención es un laminador de mandril retenido para tubos sin soldadura. Los laminadores continuos para tubos sin soldadura son conocidos por proporcionar una pluralidad de unidades de laminación, comúnmente llamadas soportes, las cuales son consecutivamente arregladas a lo largo de un eje de laminación; cada unidad de laminación se proporciona con tres rodillos de trabajo removibles, los cuales están equipados cada uno con una ranura para acomodar el tubo a ser procesado; los tres rodillos son giratoriamente impulsados alrededor de los ejes de rotación que son coplanares entre si y colocados en un plano ortogonal al eje de laminación; un mandril adicionalmente se proporciona, el cual es adecuado para ser fijado dentro de la cavidad de tubo en operación. Durante el procesamiento, el tubo pasa a través de los rodillos giratorios de las diversas unidades de laminación con el mandril estando fijado dentro de la cavidad de tubo; la alimentación ocurre por medio de fricción entre el tubo y los rodillos, y la geometría de las ranuras de los rodillos de las diversas unidades de laminación es tal para ejercer una acción reductora en el diámetro externo del tubo, y por consiguiente una reducción consecuente en el espesor del tubo. Ref. 198832
En este tipo de laminadores, los rodillos son siempre empleados en la misma unidad de laminación y son procesados en su superficie externa cuando están excesivamente gastados, removiendo material de la superficie del rodillo por medio de giros. Este giro se realiza de modo que el rodillo tiene el mismo perfil de trabajo con un diámetro nominal menor. Por "perfil de trabajo de rodillo" se entiende aquella parte del rodillo la cual está en contacto con el tubo. Por "diámetro nominal" se entiende dos veces la distancia entre el eje de laminación y el eje del rodillo. Cuando se ha alcanzado al menos el diámetro de operación, el rodillo es eliminado y reemplazado con un nuevo rodillo . Este tipo de laminadores, sin embargo, tiene desventajas considerables. Primero, los rodillos son sobre-dimensionados para ser girados y usados varias veces, debido a que el diámetro del rodillo se reduce en cada giro. Debido a este sobre-dimensionamiento, se proporcionan laminadores los cuales son de tamaño grande, y por consiguiente voluminosos y costosos.
Además, está involucrado un consumo de energía considerable debido a las masas móviles grandes. Segundo, como los soportes son sobre-dimensionados, las operaciones de desmontaje y re-montaje subsiguiente de los
rodillos también son molestas. Finalmente, debido a que el diámetro del rodillo disminuye en cada giro, la posición de cada rodillo se debe ajustar en la unidad de laminación de modo que los perfiles de trabajo de los rodillos están en la misma posición de trabajo como antes del giro, para proporcionar la misma reducción en el diámetro de tubo. Se emplean cuñas o miembros de ajuste adecuados para este ajuste, realizando operaciones que, sin embargo, son consumidoras de tiempo y por consiguiente incrementa el costo de proceso. El objeto de la presente invención es superar las desventajas mencionadas anteriormente. Este objeto se logra por medio de un laminador para procesar tubos sin soldadura, que comprende una pluralidad de unidades de laminación que son consecutivamente arregladas a lo largo de un eje de laminación, cada una de las cuales se proporciona con al menos tres rodillos de trabajo removibles, los cuales son cada uno proporcionados con una ranura para acomodar el tubo a ser trabajado, los cuales son giratoriamente impulsados alrededor de ejes de rotación coplanares entre si y colocados en un plano ortogonal al eje de laminación, y que comprende un mandril adecuado para ser fijado en la cavidad de tubo durante el proceso, el tubo es trabajado mediante el paso consecutivo, con el mandril estando fijado en la cavidad de tubo, dentro de las ranuras de los
rodillos de las unidades de laminación, de modo que el diámetro externo del tubo se reduce, caracterizado porque los rodillos de las unidades de laminación tienen el mismo diámetro nominal . Para entender mejor la invención, la descripción de una modalidad no limitante ejemplar de la misma se da posteriormente, como se muestra en las figuras anexas, en las cuales : La figura 1 muestra un diagrama esquemático, en un plano transversal, de un laminador de mandril retenido para tubos sin soldadura de acuerdo con la invención; La figura 2 muestra un detalle de la figura 1; La figura 3 muestra una vista esquemática en perspectiva de la serie de conjuntos de rodillos del laminador de la figura 1; La figura 4 muestra una ilustración esquemática de los perfiles de los rodillos consecutivos del laminador de la figura 1; La figura 5 muestra, en sección longitudinal parcial, una estructura ejemplar de un rodillo montado en un eje del mismo. El laminador ilustrado en la figura 1, el cual es generalmente designado con 10, se muestra en la configuración general conocida del mismo que comprende una pluralidad de unidades de laminación U, las cuales son consecutivamente
arregladas alineadas con relación entre si a lo largo de un eje de laminación y fijadas en una estructura fija S, la cual es adecuada para conectarlas entre si en una manera rígida. Cada unida de laminación U comprende armazón de soporte 11, tres rodillos de trabajo 12 se montan en este. Particularmente, como se muestra en la figura 1 y en detalle en la figura 2, cada rodillo 12 es montado de manera pivotante en un soporte de horquilla 13, el cual, a su vez, es portado por una palanca 14 que es pivotada en un pivote 15. Los pivotes 15 son conectados rígidamente entre si por el armazón de soporte 11. Como se puede ver, los tres ejes X de los tres rodillos se colocan en el mismo plano y cruzan tal como para formar un triángulo equilátero. Este plano es ortogonal al eje de laminación. Cada rodillo 12 es giratoriamente impulsado por un motor 16 propio, vía un eje 17 que se conecta al motor por medio de engranes . Un cilindro hidráulico 18 actúa en cada soporte de horquilla 13, el cilindro tiene la función de ajustar la posición del rodillo 12 y mantener el último en esta posición contrarrestando las fuerzas contrarias que se generan durante el proceso de laminación. Un dispositivo 19 actúa en uno de los cilindros hidráulicos 18, el cual proporciona mover el cilindro lejos de su posición moviendo giratoriamente el mismo alrededor de un
pivote 20 en el caso que el armazón de soporte 11 requiera ser removido del laminador para servicio. La serie de conjuntos de tres rodillos 12 de las diversas unidades de laminación consecutivas U que se designan con Ul, U2, U3 , U4 , U5 es ilustrada en una vista en perspectiva en la figura 3. El perfil de las ranuras 12a de los rodillos de trabajo 12 se ilustra en la figura 4. Como se puede ver, las ranuras 12a de los rodillos 12 tienen un perfil similar a un arco de circulo con radios R5, R4, R3 , R2, Rl que gradualmente disminuyen desde la última unidad de laminación U5 a la primera unidad de laminación Ul, respectivamente. Esta disminución de los radios de ranura, sin embargo, es tal que el diámetro nominal "D" de los rodillos 12, el cual es dos veces la distancia entre el eje de laminación L y el eje de rodillo X, es el mismo, es decir está sin cambios desde una unidad de laminación a la siguiente. La dirección de laminación se indica por la flecha A. Una modalidad posible de los rodillos 12 se muestra en la figura 5. El rodillo 12 se puede hacer sustancialmente en dos partes 12.1 y 12.2. La parte de rodillo 12.1 se hace como una pieza con un eje 21 integral con el eje 17, el cual transmite el movimiento al rodillo 12. La parte de rodillo 12.1 es en forma de anillo y la ranura 12a del rodillo se forma en la superficie externa del mismo. Esta parte de
rodillo 12.2 se ha integral con la parte de rodillo 12.1 por medio de anclaje, encogimiento en caliente o preferiblemente por medio de unión. El laminador 10 también comprende un mandril 22, mostrado en la figura 3, el cual es movible a lo largo del eje de laminación L e impulsado vía medios conocidos . La operación del laminador 10 descrito e ilustrado en la presente es como sigue. Como se muestra en la figura 3, un tubo T se hace avanzar a través de la serie de conjuntos de tres rodillos 12 que son giratoriamente impulsador por los motores 16 vía los ejes impulsores 17. El mandril 22 fijado dentro del tubo T también es simultáneamente avanzado a una velocidad inferior que la velocidad de avance del tubo. El paso a través de las ranuras 12a de los rodillos
12 que tienen radios gradualmente disminuidos, el tubo T con el mandril 22 fijado en este, determina una reducción en el diámetro y espesor del tubo T. Cuando los rodillos 12 se desgastan, el perfil de trabajo de su ranura 12a es girado tal como para mantener el mismo diámetro nominal. Removiendo el material del rodillo 12, el nuevo perfil será tal que una sección de paso más amplia que el perfil previo se crea a través de la unidad de laminación U. Cuando el diámetro del tubo T disminuye en el laminador por el paso desde una unidad de laminación a la
siguiente, los rodillos así procesados 12 se colocan en la unidad de laminación precedente con relación a la dirección de laminación A; por ejemplo, si el rodillo 12 pertenece a la unidad de laminación U5, es transferido a la unidad de laminación U4 después del giro, etc. Cuando los rodillos 12 de la primera unidad de laminación Ul han terminado su vida operativa, son eliminados. El laminador 12 como se describió anteriormente e ilustró de acuerdo con la invención tiene considerables ventajas sobre los laminadores descritos en el preámbulo, en los cuales los rodillos siempre son usados en una misma unidad de laminación. Primero, en el laminador 10, los nuevos rodillos no requieren ser sobre-dimensionados , diferente de los rodillos de los laminadores descritos en el preámbulo. Esto es debido a que los rodillos tienen diámetros constantes en el laminador 10, y el radio de la ranura de rodillo es el que cambia, como se puede ver en la figura 4. Debido a lo anterior, el laminador 10 tiene un tamaño menor con relación a los laminadores citados en la parte introductoria, siendo así menos voluminoso, menos costoso, menos consumidor de energía, y proporciona un montaje/desmontaje fácil de los rodillos. El ajuste de la posición de los rodillos en el laminador 10 es mínimo, ya que no se requiere compensar los cambios en el diámetro del rodillo. Por consiguiente toma un
tiempo más corto para tal ajuste, y por consiguiente menos costos de manejo y mano de obra son requeridos cuando se compara con los laminadores mencionados en el preámbulo. En un laminador con rodillos que tienen un diámetro nominal variable, el laminador requiere ser ajustado cada vez que los rodillos re-girados son montados en este. Esto es debido a que una velocidad de rotación diferente corresponde a cada diámetro nominal de un rodillo. Además, al comienzo de las operaciones de laminación, se requiere un ajuste adicional, el cual puede implicar que una parte de la producción será de baja calidad hasta que el laminador ha alcanzado las condiciones operativas óptimas. Con los rodillos siempre teniendo el mismo diámetro nominal, el ajuste del laminador es muy simplificado y la etapa de ajuste fino es innecesaria, por lo cual la producción completa tiene el mismo nivel de calidad. Se deberá agregar que el laminador 10 también es ventajoso cuando se tienen que trabajar más perforaciones (por "perforación" se entiende el diámetro del tubo que sale del laminador) . En este caso, para una cierta perforación, el nuevo rodillo puede iniciar a trabajar en la última unidad de laminación U5 (salida del tubo) y finalizar el trabajo en la primera unidad de laminación Ul (entrada del tubo) ; posteriormente, para una perforación grande, el mismo rodillo se puede procesar tal como para ser empleado en la última
unidad de laminación U5 a la primera unidad de laminación Ul . Por lo cual, el uso del rodillo es optimizado, ya que se usa tanto como sea posible y la incidencia en el costo de producción se minimiza. También se puede contemplar, en el laminador 10, que el perfil del rodillo sea re-girado una o dos veces con el rodillo siendo mantenido en la misma unidad de laminación. Por lo cual, el diámetro nominal podría sufrir una mínima variación que se puede compensar con un ajuste igualmente mínimo. Proporcionando el rodillo 12 como en la figura 5, el desgaste es ventajosamente reducido cuando el rodillo ha llegado al final de su ciclo de vida. En efecto, la parte en forma de anillo 12.2 que llega a estar en contacto con el tubo T se puede remover de la parte 12.1 cuando está completamente gastada, y se puede reemplazar por una nueva parte en forma de anillo 12.2. Por lo cual, se evita tener que reemplazar el rodillo completo, y se puede reemplazar solamente una parte del mismo. Se pueden proporcionar variantes ylo adiciones a lo que se ha escrito e ilustrado anteriormente. Los diversos miembros del laminador 10 se pueden cambiar de estructura, operación y forma. El número de unidades de laminación puede ser diferente de aquel ilustrado en la presente, de acuerdo con
los requerimientos . Más de tres rodillos también se pueden proporcionar para cada unidad de laminación. La forma del rodillo y el perfil de su ranura también se pueden cambiar de los que se han ilustrado anteriormente . Cada rodillo se puede hacer como una pieza. Hacer el rodillo en dos piezas, como en la figura 5, es sin embargo particularmente ventajoso. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.