WO2013071380A1

WO2013071380A1 - Aperfeiçoamento introduzido em equipamento redutor de velocidade com divisor de torque e em sua carcaça

Info

Publication number: WO2013071380A1
Application number: PCT/BR2012/000158
Authority: WO
Inventors: Jorge Luis ZAMPOLLO
Original assignee: Renk Zanini S A Equipamentos Industriais
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2013-05-23
Also published as: US10167942B2; BRPI1102093A2; PE20141750A1; US20140283644A1; BRPI1102093A8; BRPI1102093F1; BRPI1102093B1

Abstract

Aperfeiçoamento introduzido em equipamento redutor de velocidade com divisor de torque e em sua carcaça representado por uma solução inventiva no setor equipamentos do tipo redutor de velocidade com divisor de torque, aplicados em toda sorte de instalação industrial para processamento de matéria prima orgânica ou inorgânica, que de alguma forma pedem o uso deste tipo de equipamento para que sua operação seja factível e produtiva, sendo diferenciado por introduzir aperfeiçoamentos em conceito construtivo da carcaça; no sistema de montagem da carcaça; no sistema rotativo; no sistema hidráulico e finalmente no sistema de fixação do redutor de velocidade na fundação da planta industrial, cujo resultado prático converge em um redutor de velocidade com divisor de torque provido de vantagens do ponto de vista de sua confiabilidade, durabilidade de suas peças componentes, com reduzido custo industrial.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO DE PATENTE DE INVENÇÃO

"APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM EQUIPAMENTO REDUTOR DE VELOCIDADE COM DIVISOR DE TORQUE E EM SUA CARCAÇA"

CAMPO DE APLICAÇÃO

A presente patente de invenção de título em epígrafe e objeto de descrição e reivindicação nesta cártula trata de uma solução evolutiva, encontrando específica aplicação em equipamentos do tipo redutor de velocidade com divisor de torque, aplicados em toda sorte de instalação industrial tal como em usinas de processamento de cana de açúcar, usinas de cimento, em jazidas de mineração dentre outras aplicações que de alguma forma pedem o uso deste tipo de equipamento para que sua operação seja factível e produtiva

DEMANDA DO INVENTO

Tendo em vista a indústria e comércio de equipamentos do tipo redutor de velocidade com divisor de torque, sabem os afeito à seara da indústria sucroalcooleira por exemplo, que equipamentos de sua instalação industrial tal como moendas que compõem uma usina de processamento de cana de açúcar, pedem procedimentos de manutenção tanto preditiva como corretiva, onde esta condição ocorre em função da condição agressiva a que os equipamentos ficam expostos, quer pela ação constante de força mecânica aplicada de forma ininterrupta aos equipamentos, como também pela ação de corrosão junto às partes mecânicas, notadamente as partes que desenvolvem algum tipo de cinemática, pois tais equipamentos processam material caracterizado por altos índices de acidez e umidade ( cana de açúcar, cimento, determinados tipos de minérios, indústria química, dentre outros).

Diante desta condição crítica operacional das unidades de processamentos de matérias primas com alto índice de acidez e umidade, o fabricante de equipamentos para as instalações industriais previamente citadas convivem com permanente desafio de garantir confiabilidade às mesmas, com reduzido tempo de parada para intervenções de manutenção, pois tais instalações somente são viáveis economicamente pelo fato de que devem garantir um processo de produção contínuo, sem interrupções, que para o processamento de matéria inorgânica ( na exploração de jazidas) e ainda para materiais orgânicos (como no processamento de cana de açúcar), sendo que nesse caso em específico, tais instalações industriais (moendas) devem ser operacionais em tempo integral durante o período de safra da cultura agrícola de cana de açúcar.

De acordo com o quanto explicitado nos parágrafos anteriores, o inventor, ancorado em expertise na tecnologia de equipamentos redutores de torque vislumbra uma necessidade de adequar seus equipamentos à condição de garantia da produtividade contínua de instalações industriais de matéria prima tanto de natureza orgânica como de natureza inor- gânica, de tal sorte que agregue valor ao citado equipamento no sentido de conferir a este diferenciada facilidade de montagem/desmontagem, máxima longevidade possível, concernente às condições críticas a que fica exposto quando em estado operacional, bem como, ganhos em produtividade e ainda consequente redução do custo industrial do equipamento redutor de velocidade com divisor de torque que reflete na redução de custo industrial da própria instalação industrial.

Sob a ótica industrial: tendo em vista a indústria e comércio de equipamentos do tipo redutor de velocidade com divisor de torque, sabem os afeitos à sua tecnologia embarcada que é cada vez mais im- perativa a necessidade de tornar seu custo industrial o mais reduzido possível.

Sob a ótica da manutenção: tendo em vista a indústria sucroalcooleira, por exemplo, onde os equipamentos de sua instalação industrial tal como moendas ou difusores (que compõem uma usina de processamento de cana-de-açúcar) pedem procedimentos de manutenção tan- to preditiva como corretiva, potencializados pela ação constante de força mecânica aplicada de forma ininterrupta e cíclica aos equipamentos, é premente a necessidade de conferir diferenciada facilidade em procedimento de desmontagem e posterior montagem do equipamento redutor quando no campo.

PARADIGMA DO INVENTO

De acordo com o quanto revelado no tópico de demanda do invento o requerente elegeu como paradigma de desenvolvimento determinadas partes componentes do equipamento redutor de velocidade com divisor de torque convencional, ou seja, comumente comercializado até então, as quais são abaixo listadas:

1. Carcaça do redutor de velocidade;

2. Sistema de montagem da carcaça

do redutor de velocidade;

3. Sistema rotativo do redutor velocidade;

4. Sistema hidráulico do redutor de veloci- dade;

5. Sistema de fixação do redutor de velocidade na fundação da planta industrial.

REQUISITOS DO INVENTO

Em consonância com a demanda e paradigma do invento o requerente idealizou inéditos "aperfeiçoamentos introduzidos em equipamento redutor de velocidade e em sua carcaça" providos de novidade associada de atividade inventiva, pois não decorrem de maneira óbvia ou evi- dente de outras soluções conhecidas no estado da técnica para este tipo de equipamento.

Em adição o "invento" é provido de aplicabili- dade industrial, sendo economicamente viável e, portanto, atendendo ao rigor dos requisitos de patenteabilidade, notadamente como patente de invenção, conforme disposto nos ditames dos artigos 8^o e 13 ⁰ da Lei 9.279.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

A fim de propiciar veracidade, e consolidar o contexto explicitado nos tópicos do quadro introdutório será apresentada uma explanação sobre o estado da técnica ditado por soluções desenvolvidas e lar- gamente utilizadas para o equipamento redutor de velocidade com divisor de torque, onde após análise crítica destas, uma vez expostas a profissionais com expertise pertinente a este tipo de equipamento, poderão identificar seus aspectos limitantes, consolidando assim a identificação das necessidades de demandas para os inéditos aperfeiçoamentos.

Estado da técnica

A base tecnológica para os equipamentos redutores de velocidade tem como base um mecanismo rotativo, composto de pinhões e coroas que garante a função "prover redução de velocidade" e conse- quente multiplicação do torque, sendo que tal mecanismo é montado sobre um chassi e protegido por uma carcaça, onde em derradeiro esse conjunto formado por carcaça + mecanismo rotativo + chassi é fixado diretamente na fundação de uma instalação industrial qualquer, notadamente em plantas industriais de processamento de matéria prima orgânica ou inorgânica.

Por sua vez dentro dessa base tecnológica evidenciada no parágrafo anterior o inventor elege três grandes subsistemas que serão objeto de estudo e análise crítica com identificação de seus problemas potenciais e ainda da causa desses problemas, abaixo descritos:

1. Carcaça:

1a. Conceito construtivo: baseado em uma carcaça bipartida, com faces de união, sendo previsto ainda um componente mancais internos também bipartidos, fixados a cada parte da carcaça por meio de processo de solda, onde um fato relevante nessa construtividade é que os mancais não são apoiados nas paredes mais robustas do redutor de velocidade com divisor de torque propriamente dito.

1b. Identificação dos problemas: embora este conceito construtivo da componente "carcaça convencional" ou "quadripar- tida" apresente eficácia funcional, o mesmo traz em bojo uma série de aspec- tos negativos, dentre os quais é explicito sob a ótica técnica a ocorrência de indesejável vibração de componente mecânicos como pinhões, engrenagens e rolamentos, o problema de seu alto custo industrial, este por sua vez decorrente da elevada quantidade de material e do tempo de processamento de usina- gem. Sob a ótica da montalidade a, a montagem de quatro peças para o sub- sistema de carcaça evidencia ainda alta demanda de tempo (homem-hora) para a montagem do conjunto formado por "carcaça + mecanismo rotativo + mancais".

1 c. Causa do problema: a observação criteriosa do conceito construtivo da carcaça revela que a progressiva vibração do conjunto redutor de velocidade com divisor de torque ocorre pelo fato de que sua estrutura bipartida confere baixa rigidez estrutural dos mancais internos gerando assim seu desgaste prematuro e consequente ocorrência de folgas no conjunto mecânico montado no interior da mesma. t L d

2. Sistema de montagem da carcaça:

2a. Conceito construtivo: baseado na utilização de roscas usinadas em aço de alta liga para beneficiamento e com rosca padrão normal, sendo ainda previsto componente do tipo tirante que é montado e fixados por meio de arruelas padrões.

2b. Identificação dos problemas: ocorrência quando o equipamento já se encontra em campo e operacional, de fratura por fadiga dos componentes tirantes de união da carcaça;

2c. Causa do problema: o componente tirante está submetido a cargas cíclicas, com ocorrência de sobrecargas e flutuações elevadas do carregamento na aplicação. Ademais quando o redutor de velocidade com divisor de torque se encontra em condição operacional a componente carcaça sofre deformação, notadamente uma deformação cíclica que impõe tensão de flexação ou torção sobre a parte superior dos componentes tirantes.

3. Sistema rotativo do redutor de velocidade

3a. Conceito construtivo: baseado em conjunto de engrenagens, pinhão e engrenagem helicoidais no estágio anterior ao divisor de torque, e pinhão bi-helicoidal com ângulos de hélice diferentes no estagio divisor de torque propriamente dito. Do ponto de vista funcional é mandatário criar uma condição tal em que exista o contato de dentes do engrena- mento, onde a precisão desse contato é determinada pela precisão dimensional do conjunto rotativo e carcaça, estes obtidos por processo de usinagem.

3b. Identificação dos problemas: o conceito construtivo do conjunto mecânico rotativo baseado em mandatária precisão do contato dos dentes das engrenagens, impõe um alto nível de retrabalho de usinagem para atingir condição adequada de contato entre os citados dentes.

Por sua vez, pertinente aos componentes no componente pinhão e engrenagens helicoidais no estágio anterior ao divisor de torque é verificada grande dificuldade na obtenção da mandatária auto- centralização do pinhão bi-helicoidal divisor de torque.

Em derradeiro a desmontagem do sistema rotativo ocasiona dano ao par eixo engrenagem, e ajuste da divisão de torque é feita através do avanço axial do pinhão bi-helicoidal do divisor de torque.

3c. Causa dos problemas:

O conceito construtivo baseado no fino a- juste entre os dentes das engrenagens é fato concreto que o mesmo não prevê grau de liberdade que permita o ajuste entre engrenagens durante a montagem, onde esta condição crítica é potencializada pelo fato de que uma verificação da condição de contato de dentes entre engrenagens somente se apresenta possível de ser realizada durante a operação de montagem do próprio conjunto rotativo.

Por sua vez a dificuldade da auto- centralização do pinhão bi-helicoidal divisor de torque é explicado pelo fato de que a configuração de pinhão e engrenagem helicoidais no estágio anterior ao divisor de torque transmite esforço axial ao eixo do pinhão bi-helicoidal do divisor de torque, prejudicando a auto-centralização do mesmo. Por sua vez o es- forço axial é teoricamente anulado utilizando bi-helicoidal com ângulos diferentes, contudo na prática outros fatores tais como erros geométricos, fator atrito, etc. dificultam a auto-centralização.

Acrescente-se ainda o fato de que não havendo saque hidráulico e havendo necessidade de desmontagem, haverá obri- gatoriamente dano à engrenagem ou ao eixo. A técnica descrita para ajuste da divisão de torque é mais suscetível a erros humanos e erros de processo, podendo prejudicar a adequada divisão de torque.

4. Sistema hidráulico do redutor velocidade

4a. Conceito construtivo: trata-se de um sistema único montado na parte inferior da carcaça "quadripartida";

4b. Identificação do problema: a estrutura de tubos do sistema de óleo dificulta a montagem e desmontagem do redutor de velocidade, pois limita a movimentação das partes da carcaça quadripartida;

4c. Causa dos problemas: a estrutura de tubos é muito complexa e fica na trajetória dos componentes internos durante montagem e desmontagem do sistema rotativo do redutor de velocidade.

5. Sistema de fixação do redutor velocidade

5a. Conceito construtivo: o equipamento redutor é apoiado e fixado sobre uma base metálica, que por sua vez é apoiada e fixada na base civil. Portanto existe uma base intermediária entre redutor e fundação civil.

5b. Identificação do problema: é evidencia- do um elevado tempo disponibilizado para a instalação do redutor à base de concreto, bem como uma vez instalado quando em condição operacional o redutor de velocidade apresenta elevado nível de vibração.

5c. Causa dos problemas: na base intermediária existem mais elementos de fixação (parafusos, tirantes e porcas), aumentando o tempo de montagem, onde em adição a rigidez de sua base é diminuída (prejudicada) pela existência da uma base metálica intermediária, o que decorre em níveis de vibração mais elevados.

PROPOSTA DO INVENTO

O inventor ciente das restrições de ordem ope- racional, durabilidade e confiabilidade do redutor de velocidade convencional procedeu ao desenvolvimento de uma solução inventiva na forma de aperfeiçoamentos pontuais no conceito construtivo da carcaça; no sistema de montagem da carcaça;no sistema rotativo; no sistema hidráulico e finalmente no sistema de fixação do redutor de velocidade na fundação da planta industrial, sempre tendo em vista solver todas causas dos problemas evidenciado no tópico de fundamentos da técnica.

Benefícios dos aperfeiçoamentos: para que as novas disposições construtivas introduzidas nos subsistemas elencados como objeto de melhoria funcional, operacional, durabilidade, confiabilidade e de ma- cro economia em uma planta industrial de processamento de matéria prima de origem inorgânica (cimento, minérios em geral) possam aderir ao requisito de atividade inventiva previsto no artigo 8^o da Lei de Propriedade Industrial brasileira, serão elencados os diferenciais esperados com a introdução de aperfeiçoamentos pontuais nos subsistemas considerados, a saber:

1. Carcaça do redutor:

- Garantir maior durabilidade à carcaça, e portanto postergando a necessidade de sua substituição, com consequente redução do custo de manutenção do equipamento redutor de velocidade; - Aumentar a rigidez do conjunto, melhorando significativamente a confiabilidade do redutor;

- Facilitar a fabricação e montagem (por serem faces paralelas) e fixação por tirantes,

2. Sistema de montagem da carcaça:

- Diminuir a ocorrência de fratura por fadiga quando o equipamento redutor de velocidade se encontra em campo;

- Aumentar a capacidade de carga do componente tirante;

- Eliminar retrabalhos de usinagem.

- Atingir uma condição de contato de dentes mais eficiente.

- processo de laminação confere mais resistência mecânica ao tirante do que o processo de usinagem. Com isso elevase o limite de fadiga e de transmissão de carga.

- Rosca fina aumenta a área de contato (maior número de filetes por unidade de comprimento) e aumenta o diâmetro do núcleo do tirante;

3. Sistema rotativo do redutor de velocidade:

- Facilitar encontrar situação ideal de contato de dentes do engrenamento para suas engrenagens;

- Garantir a auto-centralização do componente pinhão bi-helicoidal divisor de torque;

- Facilitar a desmontagem do equipamento redutor de torque e melhorar o ajuste da divisão de torque;

4. Sistema hidráulico do redutor velocida- de:

- Ganho de produtividade (redução de custo de montagem) quando da montagem sem interferência com o sistema rotativo;

- Montagem e desmontagem em tempos menores (ganho de produtividade com redução de custo);

- Minimização de erro humano na conexão e desconexão dos tubos/flanges

5. Sistema de fixação do redutor velocidade - Redução do tempo de instalação do redutor à base de concreto em função da maior facilidade de nivelamento e menor quantidade de elementos de fixação (parafusos, tirantes e porcas).

- Redução dos níveis de vibração em fun- ção de a solução proposta ter maior rigidez de fixação à base de concreto, do que a solução usual que utiliza uma base/estrutura metálica intermediária.

- Redução de custo de matéria-prima por não utilizar a estrutura metálica intermediária.

Características distintivas

Para tornar factível os benefícios elencados e desejados para a nova disposição construtiva introduzida em equipamento redutor de velocidade, o inventor introduziu os seguintes aperfeiçoamentos:

1. Disposição construtiva introduzida em carcaça do redutor de velocidade: passa a ser composto por quatro peças, ou quadri partida, sendo 3 faces de união paralelas que passam pelas linhas de centro dos eixos, com a eliminação de mancais internos onde os colos dos mancais passam a fazer parte da componente carcaça;

2. Sistema de montagem da carcaça: passa a ser composto por componentes tirantes de fixação, que por sua vez são montados e fixados com elementos arruelas esféricas, notadamente roscas finas, obtidas por processo de laminação dos fios de rosca a frio.

As arruelas passam a ser compostas de duas partes, sendo que a primeira parte tem uma superfície côncava e a segunda parte tem uma superfície convexa. A montagem da arruela se faz de forma a ter a superfície convexa em contato com a superfície côncava, sendo que estas superfícies são polidas. Ao utilizar esta solução de arruela composta, a deformação da carcaça não impõe tensão de flexão sobre o tirante, pois as duas superfícies da arruela composta se deslocam, absorvendo a deformação da carcaça.

3. Sistema rotativo do redutor de velocidade: passa a contar com buchas excêntricas (nos eixos intermediários superior e inferior do divisor de torque). No estágio anterior à divisão de torque com com- ponentes pinhão e engrenagem, sendo que ditas engrenagens passam a se formadas de dentes retos bem como o componente pinhão do estágio divisor de torque bi-helicoidal propriamente dito tem definido o mesmo ângulo de hélice. Por sua vez sob a ótica da manufatura das engrenagens, no molde de con- formação das engrenagens são introduzidos canais hidráulicos com a função de prover extração e encosto dos dentes

Já a componente bucha é uma peça cilíndrica onde os centros dos diâmetros interno e externo não coincidem entre si, sendo que seu diâmetro externo é deslizante rotativa em relação ao suporte do man- cal (no caso da carcaça quadripartida suporte do mancai é a própria carcaça).

Do ponto de vista do procedimento de montagem uma vez encontrado a posição radial adequada da bucha, a mesma é travada no seu diâmetro externo em relação ao suporte do mancai.

Por sua vez a bucha excêntrica é utilizada nos eixos superior e inferior do divisor de torque lado engrenagem, e pode também ser utilizada no lado do pinhão, porém com efetividade menor.

Já o estágio anterior à divisão de torque é provido com pinhão e engrenagem de dentes retos, onde o pinhão do divisor de torque bi-helicoidal tem o mesmo angulo de hélice.

É previsto ainda um canal é feito na engrenagem que nasce em sua lateral e se desenvolve até a região de interface de en- camisamento engrenagem/eixo, onde há um canal circunferencial na engrenagem para distribuição do óleo ao longo de toda a sua periferia. Por este furo é injetado óleo a alta pressão em duas ocasiões, a saber:

- quando da necessidade de desmontagem da engrenagem do eixo; e

- na operação de ajuste da divisão de torque.

O ajuste da divisão de torque é feito através do giro das engrenagens até o perfeito encosto dos flancos de todos os pinhões com as engrenagens do redutor. Depois disso é aliviada a pressão hidráulica e obtem-se a montagem por interferência na posição correta. Com isso tem-se a perfeita divisão de torque.

4. Sistema hidráulico do redutor velocidade: passa

a contar com um sistema modular e independente, passando a contar com quatro entradas de óleo, possuindo ainda flanges, tubos e componentes afins, onde cada módulo é montado a apenas uma parte de carcaça bem como é di- mensionado para atender especificação de engenharia para uma adequada lubrificação e refrigeração dos componentes móveis que viabilizam a cinemática do sistema rotativo, onde em complemento são localizados na respectiva região delimitada pela parte de carcaça;

5. Sistema de fixação do redutor velocidade: passa a contar com placas de assentamento para nivelar, apoiar e fixar o redutor de velocidade à fundação da planta industrial.

São instaladas placas chumbadas diretamente na fundação de concreto. O número de placas é igual ao número de posições de fixação do pé do redutor. Para nivelamento das placas o seguinte procedi- mento é seguido: chumbadores são fixados nas placas (cada placa é fixada por no mínimo 3 chumbadores) com duas porcas em cada chumbador, uma rosqueada no chumbador parte inferior da placa e outra rosqueada no chumbador parte superior da placa; o conjunto placa e chumbadores é posicionado e pré- nivelado sobre a base de concreto primário; uma pequena camada de concreto é então usada para pré-fixar os chumbadores à fundação; após a cura desta pequena camada de concreto é feito o nivelamento individual de cada placa com aparelhos de precisão através do rosqueamento das porcas posicionadas nos chumbadores para cima ou para baixo provocando o movimento vertical da placa em função da necessidade de nivelamento; após o nivelamento de todas as pacas o concreto secundário (última camada) é aplicado.

Com as placas fixadas e niveladas, o redutor é apoiado sobre as placas e fixado através dos chumbadores e de tirantes.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A complementar a presente descrição do relatório descritivo de modo a obter uma melhor compreensão das características da presente patente de invenção, acompanha esta, em anexo, conjunto desenhos que reproduzem uma forma de realização preferida para a nova disposição construtiva introduzida em equipamento redutor de velocidade, onde: A Figura .1 é uma representação em vista de elevação da componente carcaça aperfeiçoada, objeto de reivindicação;

A Figura .2 é uma representação em vista de corte transversal do equipamento redutor de velocidade que recebe os aperfeiçoamentos objeto de reivindicação; evidenciando as quatro partes que compõem a carcaça aperfeiçoada;

A Figura .3 é uma representação em vista de cortes ortogonais do equipamento redutor de velocidade que recebe os aperfeiçoamentos objeto de reivindicação; evidenciando as quatro partes que compõem a carcaça aperfeiçoada;

A Figura .4 é uma representação em vista de corte transversal do componente tirante aperfeiçoado;

A Figura .5 é uma representação em vista de corte transversal do componente par de arruelas com superfícies esféricas aperfeiçoado;

A Figura .6 é uma representação em vista de corte transversal do componente bucha excêntrica aperfeiçoada;

A Figura .7 é uma representação em vista de corte ortogonal "BB" da componente carcaça aperfeiçoada;

A Figura .8 é uma representação em vista de corte ortogonal "AA" da componente carcaça aperfeiçoada;

A Figura .9 é uma representação em vista detalhe amplicado do corte ortogonal "BB" da componente carcaça, evidenciando sua construtividade nesta região;

A Figura .10 é uma representação em vistas de elvação e corte ortogonal longitudinal da componente placa de nivelamento que compõe o sistema de fixação aperfeiçoado do redutor de velocidade;

A Figura .11 é uma representação em vista de elevação do redutor de velocidade instalado, evidenciando detalhes de como o redutor de velocidade com divisor de torque é fixo à sua base.

A figura 12 representa uma vista em perspectiva frontal do modelo equipamento redutor de velocidade com a carcaça aperfeiçoada reivindicada;

A figura 13 representa uma vista em perspectiva posterior do modelo equipamento redutor de velocidade com a carcaça aperfeiçoada reivindicada;

A figura 14 representa uma vista em posterior do modelo equipamento redutor de velocidade com a carcaça aperfeiçoada reivindicada;

A figura 15 representa uma vista frontal do modelo equipamento redutor de velocidade com a carcaça aperfeiçoada rei- vindicada;

A figura 16 representa uma vista lateral do modelo equipamento redutor de velocidade com a carcaça aperfeiçoada reivindicada;

A figura 17 representa a vista de outra lateral do modelo equipamento redutor de velocidade com a carcaça aperfeiçoada reivindicada;

A figura 18 representa uma vista de elevação do modelo equipamento redutor de velocidade com a carcaça aperfeiçoada reivindicada;

A figura 19 representa uma vista inferior do modelo equipamento redutor de velocidade com a carcaça aperfeiçoada reivindicada;

A figura 20 representa a vista lateral do modelo de carcaça aperfeiçoada reivindicada; e

A figura 21 representa a vista lateral explodida do modelo de carcaça aperfeiçoada reivindicada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A seguinte descrição detalhada deve ser lida e interpretada com referência às figuras 1 a 1 1 , representando uma forma de rea- lização preferida para os "aperfeiçoamentos introduzidos em equipamento redutor de velocidade aplicado", não sendo intencionados a limitar o escopo do invento, este sim limitado apenas ao explicitado no quadro reivindicatório.

Conceito construtivo: A carcaça quadripartida (4 partes) conforme Figura .1 é composta de carcaça inferior [1], carcaça intermediária inferior [2], carcaça intermediária superior [3] e carcaça superior [4], e (3x) faces de união paralelas e horizontais que passam pelas linhas de centro dos eixos do conjunto rotativo. Os principais mancais estão apoiados no bloco 5 de mancais "5".

Por sua vez, tal como evidenciado nas figuras ,2 e ,3 respectivamente, o sistema de óleo modular, onde na figura .2 é revelado o redutor de velocidade com divisor de torque montado e na figura .3 é revelada as quatro partes da carcaça [1] com os seus respectivos sistemas de í o óleo modular.

A Figura .4 apresenta o tirante [6] utilizado, fabricado em aço de alta liga beneficiado, com as duas extremidades com roscas [6b] e [6c] tipo "fina" obtida através de laminação a frio, e o corpo alongado [6a] com diâmetro levemente menor.

15 A Figura .5 apresenta o par de arruelas [Ar] com superfícies esféricas, fabricado em aço de alta liga beneficiado, onde as duas superfícies esféricas são "polidas" e possuem a mesma geometria e o mesmo raio "R", porém uma é côncava e a outra é convexa. Observar na Figura .1 o local de instalação dos pares de arruelas esféricos [Ar].

0 A Figura .6 apresenta a bucha excêntrica [9] com excentricidade "e", sendo uma peça fabricada em aço liga beneficiado, com formato cilíndrico, sendo que porém as linhas de centro dos cilindros defasadas de excentricidade "e".

Já a Figura .7 e apresenta a utilização das 5 duas buchas excêntricas [9] com excentricidade "e" no colo dos rolamentos lado engrenagem [12] do eixo superior [10] do "divisor de torque" e da engrenagem [13] do eixo inferior [11] do "divisor de torque".

Pertinente ressaltar que a Figura .7 apresenta na engrenagem [12] e na engrenagem [13] um conjunto de usinagens conheci- 30 do como saque hidráulico (20), que permite a injeção de óleo mineral lubrificante em alta pressão.

Na Figura .9 é possível observar que através de furos [20^a] usinados na lateral do corpo da engrenagem, sendo que cada furo atinge o diâmetro interno da engrenagem no canal circular interno [20b], é possível injetar o óleo mineral em alta pressão, e devido à alta pressão do óleo mineral dilatam o diâmetro interno da engrenagem [20c], formando um filme de óleo [20d] que permite o deslizamento (movimento rotativo) da engrenagem sobre o eixo. Este deslizamento é utilizado quando, após a montagem do redutor de velocidade com divisor de torque, se torna necessário "encostar os flancos dos dentes no divisor de torque".

A Figura .8 é apresenta a forma construtiva do eixo pinhão de entrada do divisor de torque [14], que é fabricado em aço forja- do para cementação, com dois dentados idênticos fresados no eixo, sendo a única diferença a direção da hélice, pois um é dente com hélice esquerda [15], enquanto o outro é dente com hélice direita [16]. Entre estes dois dentados é montado uma engrenagem de dentes retos [17].

A outra característica é que o eixo pinhão de entrada do divisor de torque [14] é apoiado em rolamentos de rolos cilíndricos [18], que não absorvem forças axiais no eixo, onde na Figura .8 pode ser caracterizado que o estágio de engrenamento anterior ao divisor de torque, é constituído de um eixo pinhão de dentes retos [19] e da engrenagem de dentes retos [17].

A figura .10 representa as oito (8x) placas de nivelamento [21] fornecidas junto com o redutor de velocidade com divisor de torque, que são fabricadas em chapa de aço carbono estrutural e usinagens conforme desenho, e que possuem como características especiais: acabamento superficial de 3.2 m de rugosidade superficial "Ra" na superfície [21a], e to- lerância de planicidade nesta mesma superfície [21a] de 0,02mm.

A Figura .11 apresenta detalhes de como o redutor de velocidade com divisor de torque é fixo à sua base. A finalidade destas "características especiais" acima citadas é garantir que, quando estas peças forem fixadas na base de concreto com a superfície [21a] voltada para ci- ma, através dos chumbadores [22] conforme norma DIN 529, e apoiadas nas porcas [23] do chumbador, seja possível o nivelamento preciso das oito placas com instrumento de precisão tipo "comb-laser". Este nivelamento preciso ga- rante uma distribuição adequada do peso do redutor de velocidade com divisor de torque em sua base, através das oito placas de nivelamento [21]. A fixação do redutor de velocidade com divisor de torque é realizada através de tirantes [6] dimensionados ao esforço do tipo de trabalho.

A seguinte descrição detalhada deve ser lida e interpretada com referência às figuras 12 a 21 , representando uma forma de realização preferida para o "aperfeiçoamento introduzido em carcaça aplicada em equipamento redutor de velocidade", não sendo intencionados a limitar o escopo do invento, este sim limitado apenas ao explicitado no quadro reivindicatório.

Conceito construtivo: tal como evidenciado a- través das figuras 1 a 10, o equipamento redutor (A) apresenta subsistema de carcaça composto por:

1. Carcaça superior ( ) formada por um corpo de ferro fundido ou aço (1a) cujas paredes verticais são planas, sendo duas laterais, uma esquerda e uma direita, providas de uma aba de fechamento inferior (Af1) inclinada em relação à superfície (3g) e definida em todo o contorno da parte inferior do corpo (1). As paredes laterais apresentam espessura reduzida, sendo que em sua parte externa tais faces têm definidas nervuras (1 b), cuja função é aumentar a rigidez estrutural, e ao longo da aba de fechamento nestas mesmas laterais é definido um conjunto de três cavidades (1c), vide figuras 9 e 10, cada qual na forma arco de circunferência, cuja função é alojar e suportar os mancais de rolamento do redutor.

Por sua vez sua face superior é definida por dois planos em ângulo entre si aos quais são fixadas tampas (6) e (7), vide figura 7, onde em particular é montada em posição ortogonal e central à tampa (6) uma torre (4) com um filtro, cuja função é permitir a equalização de pressão da cavidade interna com o ambiente externo. Tal torre pode ser alternativamente instalada junto à tampa (7).

2. Carcaça intermediária (2): tem definido um corpo (2a) composto por paredes verticais planas, sendo duas laterais, uma esquerda e uma direita, sendo que ao longo dessas é definida uma pluralidade de nervuras (2b), limitadas pelos extremos superior e inferior do corpo (2a).

No extremo superior do corpo (2a) é defini- da uma aba de fechamento (Af2) que se desenvolve em todo o contorno do corpo (2a) onde ao longo desta aba de fechamento é definido um conjunto de três cavidades (2c), vide figuras 9 e 10, cada qual na forma arco de circunferência, cuja função é alojar e suportar os mancais de rolamento do redutor. Neste caso é especialmente relevante o fato de que aba de fechamento (Af2) apresenta geometria idêntica a da aba de fechamento (Af1) da carcaça superior (1), bem como as três cavidades (2c) são complementares das três cavidades (1c).

Já no extremo inferior do corpo (2a) são definidas duas abas de fechamento (Af3a) e ( Af3b) paralelas e afastadas verticalmente entre si, que se desenvolvem em todo o contorno inferior do corpo (2a), onde a estas são definidas uma cavidade pequena (2dc) (a cavidade pode ser substituída por uma protrusão (2dp) caso não seja necessário apoio para mancai nesta região), uma cavidade média (2e) e uma cavidade maior (2f), to- das com arco de circunferência, cuja função é alojar e suportar os mancais de rolamento do conjunto rotativo.

3. Carcaça inferior (3): tem definido um corpo (3a) provido de paredes verticais planas, sendo duas laterais, uma esquerda e uma direita, sendo que ao longo dessas é definida uma pluralidade de nervuras (3b), limitadas pelos extremos superior e inferior do corpo (3a), onde em seu extremo superior são definidas duas abas de fechamento (Af4a) e (Af4b) paralelas e afastadas verticalmente entre si, que se desenvolvem em todo o contorno superior do corpo (3a), onde a estas são definidas uma cavidade pequena (3dc) (a cavidade pode ser substituída por uma protrusão (3dp) caso não seja necessário apoio para mancai nesta região), uma cavidade média (3e) e uma cavidade maior (3f), todas com arco de circunferência, cuja função é alojar e suportar os mancais de rolamento do redutor. Neste caso é especialmente relevante o fato de que as abas de fechamento (Af4a) e (Af4b) apresentam geometria idênticas à das abas de fechamento (Af3a) e (Af3b), respectivavemente, da carcaça intermediária (2), bem como a cavidade (3dc) ou protrusão pequena (3dp), a cavidade média (3e) e a cavidade maior (3f) são complementares da cavidade (2dc) ou da protusão pequena (2dp), da cavidade média (2e) e da cavidade maior (2f), respectivamente. Em adição na parte extrema inferior do corpo (3a) é definida uma base plana (3g), bem como na sua face posterior é fixada uma tampa (15).

Da montagem da carcaça aperfeiçoada:

a. Preliminarmente no interior da carcaça inferior (3) é montado parte do conjunto rotativo e parte dos mancais de rolamento, onde especificamente o mancai do eixo de saída (5) é montado sobreposto à cavidade maior (3f), vide figuras 5 e 6 respectivamente;

b. A carcaça intermediária (2) é posicionada e alinhada sobre a carcaça inferior (3), de tal sorte que a cavidade maior (3f) fique alinhada com a cavidade maior (2f), bem como as abas de fechamento (Af3a) e (Af3b) fiquem posicionadas de forma adjacente às abas de fechamento (Af4a) e (Af4b), respectivamente;

c. A fixação entre a carcaça inferior (3) e a carcaça intermediária (2) é feita através da aplicação de uma pluralidade de elementos de fixação (parafusos, porcas e pinos), em todo o contorno das abas de fechamento (Af3a) e (Af4a), e (Af3b) e (Af4b), respectivamente;

d. O restante do conjunto rotativo é montado e apoiado sobre a carcaça intermediária (2);

e. A carcaça superior (1) é posicionada e alinhada sobre a carcaça intermediária (2), de tal sorte que a aba de fechamento (Af1) fica posicionada de forma adjacente à aba de fechamento (Af2);

f. A fixação entre a carcaça intermediária (2) e a carcaça superior (1) é feita através da aplicação de uma pluralidade de elementos de fixação (parafusos, porcas e pinos), em todo o contorno das abas de fechamento (Af 1 ) e (Af2);

g. Aplicação de placas e tampas:

- na região de união das cavidades (1c) e (2c) são instaladas em ambos os lados do redutor tampas circulares (9), (10) e (11) que são fixadas através de uma pluralidade de elementos de fixação (pa- rafusos);

- na variação construtiva em que o eixo de entrada (16) está localizado na região de união das cavidades (2dc) e (3dc) e onde apenas um mancai para o eixo é apoiado na face lateral e externa da carcaça (o outro mancai é apoiado internamente à carcaça), uma tampa circular (12) é utilizada e fixada por uma pluralidade de elementos de fixação (parafusos) na região de união das cavidades (2dc) e (3dc), que fica no mesmo lado do eixo de entrada (16), e no lado oposto ao eixo de entrada (16) tem-se uma protrusão definida por (2dp) e (3dp);

- na variação construtiva em que o eixo de entrada (16) está localizado na região de união das cavidades (2dc) e (3dc) e onde os dois mancais para o eixo são apoiados nas faces laterais e externas da carcaça, duas tampas circulares são utilizadas (uma em cada lado do redu- tor), sendo que a tampa (12) utilizada no mesmo lado do eixo de entrada possui furo central para passagem do eixo, e a tampa utilizada no lado oposto ao eixo de entrada não possui furo central. As tampas são então fixadas à carcaça por uma pluralidade de elementos de fixação (parafusos);

- na variação construtiva em que o eixo de entrada (12) está localizado na região de união das cavidades pequenas

(1c) e (2c), então ambos os lados do redutor contém a protrusão definida por (2dp) e (3dp) (em substituição às cavidades (2dc) e (3dc)), e desta forma a tampa (12) não é utilizada, e a tampa (11) no lado do redutor que contém o eixo de entrada (16) é caracterizada por possuir um furo central para a passa- gem do eixo;

- na região de união das cavidades medias (2e) e (3e) são instaladas em ambos os lados do redutor tampas circulares (8), onde na região periférica do diâmetro externo desta tampa é definida uma pluralidade de elementos de fixação (parafusos);

- na região de união das cavidades maiores (2f) e (3f) no lado oposto ao eixo de saída (5) é fixada uma tampa circular (17), onde na região periférica do diâmetro externo desta tampa é definida uma pluralidade de elementos de fixação (parafusos). Já no mesmo lado do eixo de saída (5) é instalada uma tampa bipartida ( 8) onde em todo seu con- torno também é definida uma pluralidade de elementos de fixação (parafusos).

A escolha da forma de realização preferida para os aperfeiçoamentos introduzidos em conceito construtivo da carcaça; no sistema de montagem da carcaça; no sistema rotativo; no sistema hidráulico e finalmente no sistema de fixação do redutor de velocidade na fundação da planta industrial, objeto de reivindicação nesta cártula, descrita neste tópico de detalhamento do invento é fornecida apenas a título de exemplo. Alterações, modificações e variações podem ser realizadas para outras quaisquer formas de realização para os citados revelados e reivindicados aperfeiçoamentos, por aqueles com habilidade na arte sem, no entanto divergir do objetivo revelado no pleito da presente patente, o qual é exclusivamente definido pelas reivindicações anexas.

Verifica-se pelo que foi descrito e ilustrado que o "APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM EQUIPAMENTO REDUTOR DE VELOCIDADE COM DIVISOR DE TORQUE E EM SUA CARCAÇA" ora reivindicados se enquadra às normas que regem a patente de invenção à luz da Lei de Propriedade Industrial, merecendo pelo que foi exposto e como consequência, o respectivo privilégio.

Claims

REIVINDICAÇÃO

1^a) APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM EQUIPAMENTO REDUTOR DE VELOCIDADE COM DIVISOR DE TORQUE, caracterizado por uma carcaça metálica constituída de quatro partes sobrepostas [1], [2], [3] e [4], sendo as três faces de união entre as partes [1] e [2], entre [2] e [3] e entre [3] e [4]. paralelas e horizontais e passando pelas linhas de centro dos eixos do conjunto rotativo.

2^a) APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM EQUIPAMENTO REDUTOR DE VELOCIDADE COM DIVISOR DE TORQUE, caracterizado por possuir um sis- tema modular independente de lubrificação por óleo mineral constituído de quatro módulos, sendo que cada módulo acompanha uma das carcaças [1], [2], [3] e [4], e onde as principais dimensões externas de cada módulo acompanha as principais medidas dos componentes da carcaça 1], [2], [3] e [4].

3^a) APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM EQUIPAMENTO REDUTOR DE VELOCIDADE COM DIVISOR DE TORQUE, caracterizado por possuir tirantes [6] fabricados em aço de alta liga beneficiado, com as duas extremidades com rosca tipo "fina" obtida através de laminação a frio, e o corpo alongado com diâmetro levemente menor.

4^a) APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM EQUIPAMENTO REDUTOR DE VELOCIDADE COM DIVISOR DE TORQUE, caracterizado por possuir pares de arruelas com superfícies esféricas [7] e [8], fabricado em aço de alta liga beneficiado, onde as duas superfícies esféricas são "polidas" e possuem a mesma geometria e o mesmo raio "R", porém uma é côncava e a outra é convexa, e instaladas entre as porcas e o bloco dos mancais [5] em sua superfície horizontal superior.

5^a) APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM EQUIPAMENTO REDUTOR DE VELOCIDADE COM DIVISOR DE TORQUE, caracterizado por possuir buchas excêntricas [9] com excentricidade "e", fabricadas em aço liga beneficiado, com formato cilíndrico, sendo porém as linhas de centro dos cilindros defasadas de excentricidade "e", localizadas nos colos dos rolamentos lado engrenagem [12] do eixo superior [10] do "divisor de torque" e lado da engrenagem [13] do eixo inferior [11] do "divisor de torque.

6^a) APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM EQUIPAMENTO REDUTOR DE VELOCIDADE COM DIVISOR DE TORQUE, caracterizado por possuir o estágio de engrenamento anterior ao divisor de torque com eixo pinhão de dentes retos [19 e engrenagem de dentes retos "[17].

7^a) APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM EQUIPAMENTO REDUTOR DE VELOCIDADE COM DIVISOR DE TORQUE, caracterizado por possuir um eixo pinhão de entrada do divisor de torque [14] com dois dentados idênticos fresa- dos no eixo, sendo a única diferença a direção da hélice, pois um dente é com hélice esquerda [15], enquanto o outro dente é com hélice direita [16].

8^a) APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM EQUIPAMENTO REDUTOR DE VELOCIDADE COM DIVISOR DE TORQUE, caracterizado por possuir nas engrenagens [12] e na [13] do divisor de torque um conjunto de usinagens conhecido como saque hidráulico (20), que permite a injeção de óleo em alta pressão, constituído de furos [20a] usinados na lateral do corpo da engrenagem, sendo que cada furo atinge o diâmetro interno da engrenagem no canal circular interno [20b], que possibilitam a formação de um filme de óleo [20d], que permite o deslizamento (movimento rotativo) da engrenagem sobre o eixo. 9^a) APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM EQUIPAMENTO REDUTOR DE VELOCIDADE COM DIVISOR DE TORQUE, caracterizado por seu nivelamento junto à base de concreto ser realizado através de placas de nivelamento [21] fabricadas em chapa de aço carbono estrutural e com as características especiais de acabamento superficial de rugosidade superficial "Ra" na superfície [21a] igual ou menor que 3.2μηι, e tolerância de planicidade máxima nesta mesma superfície [21a] de 0,02mm, apoiadas na base de concreto com a superfície [21a] voltada para cima, através dos chumbadores [22] e porcas [23] do chumbador.

10^a) APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM CARCAÇA DE EQUIPAMENTO REDUTOR DE VELOCIDADE COM DIVISOR DE TORQUE", onde a carcaça metálica constituída é caracterizada por ser composta de uma carcaça superior (1), uma carcaça intermediária (2) e uma carcaça inferior (3), onde cada qual é formada por um corpo (1a), (2a) e (3a), respectivamente, que por sua vez apresentam paredes verticais providas de nevuras lineares (1b), (2b) e (3b), respectivamente, sendo que algumas destas nervuras são alinhadas geometricamente com as componetes radias das forças resultantes da transmissão de torque por engrenagens cilíndricas; o fechamento entre a carcaça superior (1) e a carcaça intermediária (2) é feito por uma superfície (S l) inclinada em relação à superfície da base (3g); o fechamento entre a carcaça intermediária (2) e a carcaça inferior (3) é feito por três superfícies (Sf2a), (Sf2b) e (Sf2c), sendo as superfícies (Sf2a) e (Sf2b) paralelas em relação à superfície da base (3g), e a superfície (Sf2c) ortogonal em relação à sufercíe da base (3g); as superfícies (Sf1), (Sf2a) e (Sf2b) passam pelas linhas de centro de todos os eixos do redutor, o que garante que os colos dos mancais passem a fazer parte do corpo de cada peça da componente carcaça.