MXPA99009661A - Montaje de rodillo de respaldo para el control dinámico de corona - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un montaje de rodillo de respaldo de control de corona para un molino de laminación, caracterizado porque comprende unárbol, una pluralidad de anillos excéntricos alrededor delárbol y enchavetados al mismo, por lo menos un manguito que rodea los anillos y un rodamiento de rodillos entre el manguito y cada uno de los anillos.

Description

MONTAJE DE RODILLO DE RESPALDO PARA EL CONTROL DINÁMICO DE CORONA Campo técnico Esta invención es concerniente con los molinos de laminación y en particular con métodos y aparatos para el control de corona.

Antecedentes de la invención Mucho esfuerzo de la técnica previa para el control de corona ha sido dirigido a la curvatura o doblez de los rodillos de trabajo o rodillos de respaldo para ejercer presión sobre el centro de la superficie de trabajo. La curvatura o flexión de los rodillos grandes que operan a alta velocidad es difícil y requiere mucha maquinaria. Los árboles y rodillos flexionables pueden ser equipados con un manguito como se describe por Ginzburg en las patentes norteamericanas 4,813,258, 5,093,974 y 5,347,837. Un primer manguito sobre un mandril es mostrado por Fawell en la patente norteamericana 1,864,299. Frank en la patente norteamericana 1,919,158, también muestra una primera "viga rigida" que tiene una "cubierta pesada" y rodamientos entre y alrededor de la viga. Véase también ood, patente norteamericana 2,010,211. Varios sistemas hidráulicos se han utilizado para flexionar un manguito, ya sea directa o indirectamente, montado sobre un árbol u otro tipo de dispositivo de respaldo - véase REF. 31764 Bretschneider, patente norteamericana 3,604,086, Lehman patente norteamericana 3,879,827, Takigawa et al., patente norteamericana 4,242,781, Eibe, patente norteamericana 4,062,096, Biondetti, patente norteamericana 3,949,455 y Christ, patente norteamericana 4,059,976 (véase en particular la figura 3) . Otros han desarrollado métodos mecánicos más directos para reforzar el centro del rodillo de trabajo. Véase el rodillo de respaldo hueco de Gronbeck que puede ser soportado mediante discos (patente norteamericana 4,407,151), el rodillo de respaldo de forma variable de Yoshii et al en la patente norteamericana 4,596,130, los dispositivos de aplicación de carga de empuje controlados de manera variable de Matricon et al en la patente norteamericana 4,912,956 y Dominique, en la patente norteamericana 4,882,922 y los soportes fijos que Guettinger describe en la patente norteamericana 4,414,889. Los elementos de soporte hidrostáticos de Schnyder tienen superficies de soporte sobre superficies de anillo deslizantes internas "deformadas a una forma ligeramente elíptica" - columna 4, linea 67. Ellis en la patente norteamericana 4,676,085, controla las posiciones de montajes de cilindro de pistón hidráulico que actúan sobre un rodillo intermediario 24. En la patente norteamericana 4,875,261, Nishida discute la técnica previa en la cual un rodillo de respaldo es equipado con rodillos cilindricos entre el árbol o eje del rodillo y la caja o envolvente externa. Agrega rodamientos de rodillo ahusados entre los rodillos cilindricos y una caja o envolvente externa para recibir una carga de empuje de los rodillos cilindricos. Coronas negativas y positivas son creadas por Verbickas de acuerdo a la patente norteamericana 4,156,359, que muestra rodillos de agrupamiento excéntricos en la figura 2. Los rodillos de agrupamiento excéntricos pueden ser girados para hacer variar la fuerza sobre la superficie de los rodillos de trabajo. Masui et al. en la patente norteamericana 4,860,416, describe un configuración de "corona variable" que emplea rodamientos ahusados entre un árbol y un manguito. En tanto que el "centro radial de la superficie periférica externa de la pista interna de cada rodamiento es excéntrico con respecto al centro radial de la superficie periférica externa de la pista interna del mismo rodamiento en los extremos de las piezas internas" (patente 16, columna 5, lineas 21-25), esta condición (véase figura 14 de la patente 16) es simétrica alrededor de todo el rodamiento, esto es no hay ninguna excentricidad o variación en la distancia del eje del árbol al exterior de los rodamientos. Tomiza a et al, patente norteamericana 5,007,152, se basa en Masui y emplea un árbol curvo para hace variar el perfil de la corona.

La técnica todavía carece de un sistema de control de corona simple que se pueda poner en operación utilizando un solo rodillo de respaldo.

Breve descripción de la invención La invención consiste de un rodillo de respaldo que proporcionará control dinámico de corona de máximo rango, positivo o negativo, con una aplicación mínima de fuerza externa. No requiere ninguna función hidráulica de alguna clase al interior del rodillo de respaldo real. El rodillo de respaldo de esta invención comprende componentes tipo molino tales como rodamientos y excéntricos de rodillo tipo molino. El rodillo de respaldo de esta invención está basado en un árbol equipado con una pluralidad de anillos excéntricos. El árbol es orientado continuamente para alterar el perfil de corona en respuesta a una señal de entrada continua que es función de la corona del producto o su desviación de un punto de ajuste de corona deseado u otro conjunto de condiciones. El movimiento, esto es la reorientación rotacional continua del árbol puede ser efectuado mediante elementos hidráulicos, eléctricos u otros medios conocidos para posicionar angularmente el árbol. Se presentan tres variaciones de la invención en la presente. En cada una, un árbol es equipado con una serie de anillos excéntricos. Cada anillo excéntrico es a su vez equipado con un rodamiento alrededor de su dimensión externa. En dos de las variaciones, un manguito encierra todo el conjunto o montaje; el manguito es capaz de rodar sobre los rodamientos mediante contacto con el rodillo de trabajo. La primera variación de la invención emplea una separación entre los rodamientos y el manguito y la segunda emplea una separación entre el árbol y los anillos. En la tercera variación, se utilizan una serie de collarines en lugar de un manguito y se utiliza un rodillo intermediario para evitar la posibilidad de generar marcas sobre la tira.

Breve descripción de los dibujos Las figuras la-le representan una modalidad preferida de la invención. La figura la muestra secciones de los rodamientos y anillos que rodean un árbol; los rodamientos y anillos están a su vez rodeados por un manguito. Las figuras lb-le muestran secciones a través de los conjuntos de anillos y rodamientos. En conjunto, las figuras la-le muestran la configuración en la cual la separación (exagerada por ilustración) es exterior a los rodamientos . Las figuras 2a-2e ilustran una configuración de la invención en la cual la separación se encuentra al interior de los anillos; las secciones de las figuras 2b-2e son a través del manguito y conjuntos de anillos y rodamientos similares a las figuras lb-le. En las figuras 3a-3f se muestra una variación en la cual el manguito es dividido en manguitos o collarines discretos para cada conjunto de anillos y rodamientos. La figura 4 muestra un soporte o pedestal del rodillo para la variación de las figuras 3a-3f. Muestra el rodillo intermediario del rodillo de respaldo y los rodillos de trabajo. Además, muestra la colocación del mecanismo giratorio del árbol aplicable a todas las variaciones de la invención. Las figuras 5a-5c son una serie de orientaciones de siete anillos concéntricos que muestran el efecto de corona obtenido en posiciones seleccionadas.

Descripción detallada de la invención Con referencia ahora a las figuras la-le, se ilustran los anillos excéntricos 2, 3, 4, y 5 montados sobre el árbol 1. En esta ilustración, solamente el anillo central es designado como 5, en tanto que dos anillos son designados cada uno como 2, 3 y 4. Como se ve en la figura la, cada par de anillos 2, 3 y 4 es montado para proporcionar una posición de corona máxima que reside a la derecha e izquierda del anillo central 5, en tanto que el anillo central 5 detiene la cresta 21 de la corona. Las dimensiones de los anillos excéntricos 2, 3, 4 y 5 son exageradas en este dibujo por ilustración, para dar como resultado una curvatura exagerada del manguito 8 y el rodillo de trabajo 43. Anillo excéntrico significa un anillo que tiene una perforación cilindrica y una superficie externa cilindrica, en donde la perforación cilindrica y la superficie externa cilindrica tienen ejes paralelos espaciados. El grado de excentricidad determinará el perfil de "salida máxima" deseado para la posición del anillo sobre el árbol. Los anillos 2, 3, 4 y 5 son situados y retenidos sobre el árbol mediante la chaveta 9 en diferentes orientaciones radiales como se verá posteriormente en la presente. La manera preferida para determinar la excentricidad de los anillos será explicada con referencia a la figura 5, pero se puede decir aquí que es posible que el anillo central tenga el mismo grado de excentricidad como los anillos del extremo, como puede ser el caso con la configuración de siete anillos de las figuras 1 y 2. Alrededor de cada anillo 2, 3, 4 y 5 se encuentra un rodamiento 7 y rodea todos los rodamientos 7 el manguito 8. De las figuras Ib, le, Id y le se puede ver que, en tanto que los anillos 2, 3, 4, 5 tienen perforaciones circulares y son cilindricos externamente, las perforaciones y superficies externas están basadas en diferentes ejes paralelos, de tal manera que sus espesores varían radialmente. Por ejemplo, en la figura Ib, se ve que el anillo 2 tiene una porción gruesa en su parte superior y una pared correspondientemente delgada en su parte inferior o fondo, en tanto que se muestra que el anillo 5 en la figura le está orientado opuestamente, tiene una porción delgada en su parte superior y una pared gruesa en su parte inferior o fondo en la posición de corona máxima mostrada. Los anillos 2, 3, 4 y 5 son retenidos en su lugar uno en relación al otro mediante una chaveta 9 alojada en la ranura 22 en cada anillo y en el árbol 1. El espacio 6 de separación se muestra en proporción exagerada en las figuras Ib, le, Id y le. En un manguito 8 que tiene un diámetro interno nominal de 127 cm (50 pulgadas) , por ejemplo, el espacio de separación 6 podría ser no mayor de 0.051 cm (0.02 pulgadas) si el ajuste de corona máximo es de 1000 mieras, por ejemplo, pero podría variar considerablemente (más o menos 50%) con el ajuste de corona. El manguito tiene de preferencia una corona integrada (no mostrada) elaborada al rectificarla para proveer por ejemplo un centro que tiene un espesor de 500 mieras mayor que el espesor en los extremos del manguito, el perfil entre el punto de corona y los puntos extremos consisten de un arco circular (cuando el manguito no es distorsionado por los anillos) determinado por los tres puntos. La posición de "entrada máxima" de anillos tiene una diferencia de 500 mieras y dará como resultado por consiguiente un perfil plano para la superficie de trabajo externa del manguito. La posición de "salida máxima" será auxiliada por el espesor extra del manguito. La orientación del árbol 1 y los anillos fijos al mismo - y por consiguiente el ajuste del perfil de corona -es cambiada continuamente en respuesta a una señal de control, algunas veces conocida como una señal de "medidor de forma",' que es una función de la corona del producto actual, como se explicará en mayor detalle con referencia a la figura 4. La figura 2a es una vista similar a aquella de la figura la, pero en lugar de ilustrar un espacio 6 de separación exagerado sobre el lado alto del rodamiento 7 como en las figuras la-le se muestra un espacio 10 de separación exagerado sobre el lado alto del árbol 1, entre el árbol 1 y los anillos 11, 12, 13 y 14. En las figuras 1 y 2, los espacios 6 y 10 de separación son mostrados en los lados altos de los rodamientos 7 y el árbol 1 respectivamente debido a que, en servicio, los espacios de separación son comprimidos sobre la posición inferior del montaje. En la práctica, los espacios de separación permiten el montaje relativamente fácil. En la configuración de las figuras la-le, el espacio 6 de separación permite la fácil colocación del manguito 8 sobre los rodamientos 7; en la configuración de las figuras 2a-2e, el espacio de separación 10 permite la fácil colocación de los anillos 11, 12, 13 y 14 sobre el árbol 1. En cualquier caso, los anillos son retenidos en la posición deseada mediante las chavetas 9 en la ranura 22. La figura 3a muestra la invención que utiliza los anillos 30, 31 y 32 fijos estrechamente al árbol 1. Los rodamientos 33 están separados entre sí mediante separadores 34 y retenidos mediante retenes 38. Cada rodamiento 23 tiene su propio manguito, en efecto en forma de un collarín 35. Como es el caso con las variaciones de las figuras la-le y 2a-2e, los anillos 30, 31 y 32 son mantenidos en su posición mediante la chaveta 36 en la ranura 37. Se puede observar de la figura 34 que si la posición del árbol con los anillos, rodamientos y collarines fuera invertida, esto es, girada a 180°, la corona sería negativa, si fuera girada 90° la corona sería neutra. Así,' comenzando con una posición neutra se puede obtener cualquier perfil de corona positiva regular de mínima a máxima al hacer girar el árbol dentro de un giro de 90° en cualquier dirección. Los rodillos de trabajo 42 y 43 son mostrados en una curva exagerada para ilustrar el efecto de la corona creada por la posición de los anillos 30, 31 y 32. La figura 4 muestra la variación de la figura 3a montada en un soporte de rodillo que comprende un rodillo 40 de respaldo inferior, dos rodillos de trabajo 42 y 43, el árbol 1 y el rodillo intermediario 51. El árbol 1 tiene circundante al mismo los anillos 30, 31 y 32, los rodamientos 33 y collarines 35 como en la figura 3a. Aquellos experimentados en la técnica reconocerán que el rodillo 40 de respaldo inferior puede ser reemplazado por un conjunto o montaje de rodillo de respaldo de la invención, esto es, con otro árbol 1 rodeado por anillos excéntricos 30, 31 y 32, rodamientos 33 y manguito 35, con un segundo rodillo intermediario 51 entre el nuevo rodillo 40 de respaldo inferior y el rodillo de trabajo 42. La figura 4 también ilustra una construcción útil para hacer girar el árbol en repuesta a una señal de control que es función de la corona del producto actual, tal como puede ser generada mediante una "medidor de forma u otro dispositivo conocido en la técnica. Los cuellos 46 del árbol son equipados con separadores 47 de acero y anillos 45 de sellado y empuje externos. Un revestimiento externo de bronce Babbit 48 al interior de las cuñas 50 proporciona una superficie de soporte o de rodamiento para permitir el ajuste rotativo continuo del árbol 1. Los anillos giran con el árbol debido a que están enchavetados al mismo. Un accionador 49 rotativo hidráulico es enchavetado al árbol para proporcionar un reposicionamiento constante del árbol mediante rotación para efectuar el ajuste de corona. El ajuste de corona puede ser efectuado de una manera similar para las variaciones de las figuras 1 y 2. Cualquier dispositivo que pueda proporcionar rotación del árbol puede ser usado en lugar de un accionador rotativo hidráulico tal como un accionamiento de engranajes eléctrico o impulsado por un motor eléctrico o hidráulico. En las figuras 5a, 5b y 5c, se muestran en algún detalle las orientaciones de los anillos excéntricos 11, 12, 13 y 14 (véase figura 2) . En la figura 5a, los anillos 11, 12,- 13 y 14 son orientados para obtener el efecto de "salida máxima" ilustrado por el arco exagerado 52. Este arco es determinado al seleccionar los puntos 54, 55 y 56 que tienen una distancia d de la línea recta 60 ; el arco circular 52 es parte del círculo definido por aquellos tres puntos. Asimismo, cuando la hendidura 22 de chaveta es girada 180° para llegar al lado izquierdo de los anillos como se ilustra en la figura 5b, los puntos 57, 58 y 59 determinan el arco circular 53, que representa el perfil (exagerado por ilustración) de la posición de "entrada máxima". El espesor de los anillos excéntricos 12 varía de 0.09976 a 1.0024 en tanto que aquel de los anillos excéntricos 13 varía de 0.9844 a 1.0156; los anillos excéntricos 11 y 14 en está configuración preferida varían en espesor de 1.02 a 0.98 (unidades de medición arbitrarias) con el fin de crear la corona deseada. Así, las excentricidades de los anillos en este ejemplo preferido particular son determinadas por las distancias entre los ejes para las superficies cilindricas internas y externas de los anillos como sigue: anillo 12 0.0024; anillo 13 - 0.0156 y anillos 11 y 14 - 0.02. Como se puede ver en la figura 5c los anillos 11, 12, 13 y 14 están orientados con la ranura 22 en lo más alto, lo que significa que todos los anillos tienen un espesor de 1 en el punto bajo y el perfil de corona es por consiguiente recto. Aquellos experimentados en la técnica se pueden dar cuenta que un número impar de anillos es ventajoso, de tal manera que el anillo central puede servir como el centro de la corona y el resto de los anillos alineados para proporcionar un rango de perfiles de "salida máxima" o "entrada máxima" dentro de un giro de árbol de 180°. Ya que la superficie de los anillos son nominalmente paralelas a la superficie del árbol y ya que esta condición tiende a ejercer una fuerza relativamente grande sobre las esquinas o bordes de trabajo de los anillos, puede ser deseable biselarlos ligeramente para reducir la tensión sobre la superficie interna del manguito. Como se menciona anteriormente en relación con la figura 4, el montaje o conjunto de rodillo de respaldo puede ser usado en porciones inferiores o superiores en un soporte 0 pedestal de rodillo, en las configuraciones de las figuras 1 y 2, también como con el manguito segmentado de la figura 4, aunque un rodillo intermediario no es necesario (pero podría ser utilizado) con los manguitos no segmentados de las figuras 1 y 2. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por el solicitante para llevar a la practica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (19)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un montaje de rodillo de respaldo de control de corona para un molino de laminación, caracterizado porque comprende un árbol, una pluralidad de anillos excéntricos alrededor del árbol y enchavetados al mismo, por lo menos un manguito que rodea los anillos y un rodamiento de rodillos entre el manguito y cada uno de los anillos.
2. 2. Un montaje de rodillo de respaldo de control de corona de la reivindicación 1, caracterizado porque incluye medios para ajustar continuamente la posición angular del árbol y los anillos excéntricos a través de aproximadamente 180° como función de la corona del producto actual.
3. 3. Un montaje de rodillo de respaldo de control de corona de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los anillos excéntricos son desplegados sobre el árbol para obtener una curvatura de corona convexa máxima en una primera posición y son giratorios con el árbol para obtener una curvatura de corona mínima en una segunda posición.
4. 4. Un montaje de rodillo de respaldo de control de corona de la reivindicación 3, caracterizado porque las curvaturas de corona máxima y mínima tienen la forma de arcos sustancialmente circulares.
5. 5. Un montaje de rodillo de respaldo de control de corona caracterizado porque comprende un manguito, un árbol dentro del manguito, rodamientos de rodillo sobre la superficie interna del manguito para soportar la rotación del manguito y una pluralidad de anillos excéntricos montados sobre y enchavetados al árbol y que soportan los rodamientos de rodillo.
6. 6. Un montaje de rodillo de respaldo de control de corona de la reivindicación 5, caracterizado porque tiene un espacio de separación entre el árbol y los anillos.
7. 7. Un montaje de rodillo de respaldo de control de corona de la reivindicación 5, caracterizado porque tiene un espacio de separación entre los rodamientos y el manguito.
8. 8. Un montaje de rodillo de respaldo de control de corona de la reivindicación 5, caracterizado porque el manguito tiene una superficie interna sustancialmente cilindrica y una superficie externa ligeramente en forma de barril y en donde una sección transversal de la superficie externa del barril tomada en el mismo plano como el eje del manguito es sustancialmente circular en base al punto de los dos extremos de la superficie externa y el punto de corona central.
9. 9. Un montaje de rodillo de respaldo de control de corona de la reivindicación 5, caracterizado porque los anillos excéntricos son desplegados sobre el árbol para efectuar perfiles de corona de arco circulares positivos y negativos, en un rango angular de 0 a 180°.
10. 10. Un método para controlar la formación de corona en laminación de metal caracterizado porque comprende: (a) laminar el metal contra un rodillo de trabajo que tiene rodillo de respaldo y un manguito y un árbol dentro del manguito, una serie, de anillos excéntricos sobre el árbol y rodamientos de rodillo sobre los anillos excéntricos para ponerse en contacto con la superficie interna del manguito, (b) generar una señal de control que representa el perfil de corona del producto actual y (c) ajustar continuamente la posición angular del árbol en respuesta a la señal.
11. 11. El método de la reivindicación 10, caracterizado porque hay siete anillos excéntricos sobre el árbol.
12. 12. El método de la reivindicación 10, caracterizado porque un segundo rodillo de trabajo tiene un rodillo de respaldo que comprende un manguito y un árbol dentro del manguito, una serie de anillos excéntricos sobre el árbol y rodamientos de rodillos sobre los anillos excéntricos para ponerse en contacto con la superficie interna del manguito.
13. 13. El método de la reivindicación 10, caracterizado porque hay un rodillo intermediario entre el manguito y el rodillo de trabajo.
14. 14. Un montaje de rodillo de respaldo de control de corona de la reivindicación 1, caracterizado porque los rodamientos de rodillo son biselados en ambos lados.
15. 15. Un montaje de rodillo de respaldo para un molino de laminación caracterizado porque comprende un árbol, una pluralidad de anillos excéntricos fijos en su lugar sobre el árbol, rodamientos que tienen pistas externas y pistas internas que se ponen en contacto y rodean los anillos, un manguito sobre la longitud del árbol y que se pone en contacto con las pistas externas de los rodamientos, los anillos excéntricos se fijan en su lugar sobre el árbol mediante una chaveta, los anillos y rodamientos proporcionan una superficie de contacto efectuado por medio de rodamientos y el manguito para ponerse en contacto con un rodill de trabajo, los anillos excéntricos son alineados y colocados de tal manera que la superficie de contacto puede ser cambiada gradualmente mediante el ajuste angular del árbol a través de un rango angular de 0 a 180°.
16. 16. Un montaje de rodillo de respaldo de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque incluye un rotor para el árbol, el rotor es sensible de manera continua a una señal que es función de la desviación de la corona del producto actual de una corona deseada.
17. 17. Un montaje de rodillo de respaldo de control de corona para un molino de laminación, caracterizado porque comprende un árbol, una pluralidad de anillos excéntricos sobre el mismo, rodamientos de rodillo alrededor de los anillos excéntricos y medios para ajustar continuamente la posición angular del árbol y los anillos excéntricos a través de aproximadamente 180° como función de la corona del producto actual.
18. 18. Un soporte de rodillo para un molino de laminación, caracterizado porque comprende montajes de rodillos de respaldo superior e inferior de la reivindicación 15 y un par de rodillos de trabajo entre los montajes de rodillo de respaldo.
19. 19. Un soporte de rodillo de la reivindicación 18, caracterizado porque incluye rodillos intermedios entre los rodillos de trabajo y los montajes de rodillos de respaldo.