ES2207619T3 - Estacion de rodillos de rodadura para el apoyo basculante de un tubo giratorio. - Google Patents
Estacion de rodillos de rodadura para el apoyo basculante de un tubo giratorio.Info
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Abstract
Estación de rodillos de rodadura para el apoyo giratorio, basculante y axialmente desplazable de un tubo giratorio (1) que se puede accionar de forma rotatoria, como un horno tubular giratorio, un desecador de tambor y similares, que comprende dos rodillos de rodadura (3) situados simétricamente a ambos lados de un plano central longitudinal (1b) vertical del tubo giratorio (1), en cuyas superficies perimetrales (3a) exteriores se apoya de forma giratoria una superficie de rodadura (4) del tubo giratorio (1) y cada uno de los cuales está alojado de forma libremente giratoria, a través de su eje (3b) de rodillo de rodadura, en dos cojinetes giratorios (5) fijados a una placa de solera (6) apoyada de forma basculante sobre una base (7, 8) estacionaria, caracterizada porque cada placa de solera (6) que sostiene un rodillo de rodadura (3) se apoya en la base (7, 8), a través de dos cojinetes articulados (9, 10) dispuestos con una separación transversal (QA) entre sí, transversalmente respecto al eje longitudinal del tubo giratorio, de los cuales el cojinete articulado (9) interior, situado más cerca del plano central longitudinal (1b) vertical del tubo giratorio (1), está configurado en forma de un cojinete de articulación esférica, apoyándose como cojinete fijo, de forma estacionaria, en la base (7, 8), mientras que el cojinete articulado (10) exterior, situado más lejos de dicho plano central longitudinal (1b) vertical, forma un cojinete con apoyo libre, apoyándose sobre la base (7, 8) alrededor del punto central (9a) de esfera del cojinete de articulación esférica (9) interior, de tal forma que se pueda deslizar en forma de arco circular.
Description
Estación de rodillos de rodadura para el apoyo
basculante de un tubo giratorio.
La invención se refiere a una estación de
rodillos de rodadura para el apoyo giratorio, basculante y
axialmente desplazable de un tubo giratorio que se puede accionar
de forma rotatoria, como un horno tubular giratorio, un desecador
de tambor y similares, según el preámbulo de la reivindicación
1.
Para poder apoyar giratoriamente o almacenar de
forma fiable tubos giratorios de dimensiones relativamente grandes,
tanto de diámetro como de longitud, como es sabido generalmente se
recurre a al menos dos estaciones de rodillos de rodadura dispuestas
con una separación axial correspondiente entre sí. En el caso de
tubos giratorios de dimensiones tan grandes como, por ejemplo, en
el caso de los hornos tubulares giratorios, desecadores de tambor y
similares, no se puede evitar que se produzcan, por una parte,
ciertas inexactitudes de montaje y, por otra parte, unas
deformaciones o distorsiones más o menos fuertes de las camisas de
tubo correspondientes, lo que se manifiesta de forma especialmente
fuerte en los hornos giratorios de gran efecto térmico, como por
ejemplo, en el caso de los hornos tubulares giratorios. En la
práctica, esto conduce a tambaleos en la zona de las superficies de
rodadura que apoyan un tubo giratorio de este tipo sobre los
rodillos de rodadura correspondientes y que quedan formadas por
unas formaciones correspondientes en el perímetro exterior del tubo
giratorio o mediante anillos de rodadura montados en las secciones
de tubo correspondientes. Para poder compensar el empeoramiento del
comportamiento de soporte, causado por estos tambaleos de las
superficies de rodadura del tubo giratorio, y reducir el desgaste y
los daños resultantes en las superficies perimetrales o superficies
de rodadura engranadas entre sí, se conocen ya numerosas formas de
realización de estaciones de rodillos de rodadura, en las que los
rodillos de rodadura y/o las placas de solera que los sostienen
están apoyados de forma basculante y/o axialmente desplazable
respecto a una base inmóvil.
Generalmente, se debe tener en cuenta que el
comportamiento de soporte no homogéneo antes mencionado en la
superficie de contacto entre dos cilindros que se tocan puede ser
provocado por un llamado "cruzamiento" y/o por un llamado
"soporte de cantos". Por "cruzamiento" se entiende el
hecho de que los ejes centrales paralelos de dos cilindros que se
tocan giran entre sí alrededor de su normal común que los une,
careciendo los ejes centrales girados de un punto de intersección
común. En caso de un cruzamiento de este tipo se produce una
distribución no homogénea de la presión superficial en las
superficies de contacto con el valor máximo en el centro de las
superficies de contacto (visto a lo largo de la longitud del
cilindro), y adicionalmente, debido al cruzamiento durante el
proceso de rodadura, entre las superficies perimetrales de los
cilindros (por ejemplo, entre el anillo de rodadura de un tubo
giratorio y un rodillo de rodadura) se generan fuerzas axiales, es
decir fuerzas en la dirección de los ejes de cilindro, en las
superficies de contacto, si existen las fuerzas antagonistas
correspondientes (por ejemplo, una llamada "fuerza de descenso"
de efecto axial de un horno tubular giratorio). Por soporte de
cantos se entiende el hecho de que los ejes centrales paralelos de
dos cilindros que se tocan giran entre sí en su plano común,
teniendo los ejes centrales girados un punto de intersección común.
En caso de este soporte de cantos, la denominada "presión
superficial de Hertz" se distribuye de forma no homogénea por las
superficies de contacto por la longitud del cilindro, es decir, la
fuerza de presión resultante de la integración de la presión
superficial de Hertz actúa radialmente, de forma unilateral, sobre
los cilindros que se tocan.
Ahora, en la práctica se intenta evitar con
rodillos de rodadura de autoajuste o sistemas de rodillos de
rodadura de autoajuste el cruzamiento y el soporte de cantos para
conseguir un diagrama de contacto (presión superficial constante de
Hertz) entre las superficies de rodadura del tubo giratorio y las
superficies perimetrales exteriores de los rodillos de rodadura, a
ser posible en cualquier condición de servicio. Para poder seguir
todos los movimientos posibles (tambaleos, etc.) de las superficies
de rodadura, por ejemplo, la placa de solera de un rodillo de
rodadura debería alojarse de tal forma que dispusiera de al menos
dos grados de libertad de giro alrededor de los ejes teóricos del
cruzamiento y del soporte de cantos. Un alojamiento esférico,
evidentemente, cumpliría con este requisito. En caso de un
alojamiento de este tipo, sin embargo, resulta un sistema mecánico
lábil, es decir que el rodillo de rodadura puede moverse de forma
incontrolada hacia la superficie de rodadura del tubo giratorio. El
grado de libertad crítico de este autoajuste es el giro alrededor
del eje teórico del cruzamiento, siendo causado el cruzamiento del
rodillo de rodadura por fuerzas circunferenciales descentradas
(fuerzas de arrastre con rodillos de rodadura no accionados y
fuerzas de accionamiento con rodillos de rodadura accionados). A
mecida que aumenta el giro o el cruzamiento no se producen fuerzas
de retroceso en el rodillo de rodadura, de modo que el rodillo de
rodadura llega a estar fuera de control. Un sistema de este tipo no
es capaz de funcionar.
Para evitar la labilidad descrita, por la
práctica se conoce el procedimiento de alojar la placa de solera de
un rodillo de rodadura de autoajuste de tal forma que no se pueda
producir ningún cruzamiento incontrolable, es decir, de entre los
dos grados de libertad necesarios del alojamiento de autoajuste de
la placa de solera se renuncia al grado de libertad del
cruzamiento. El grado de libertad restante evita el soporte de
cantos entre la superficie de rodadura del tubo giratorio y el
rodillo de rodadura. La placa de solera alojada de esta forma, con
el rodillo de rodadura fijamente unida, sigue la superficie de
rodadura (anillo de rodadura) del tubo giratorio mediante
movimientos basculantes sólo en un sentido, evitando de esta manera
el soporte de cantos mencionado. La posición del eje de giro
teórico, alrededor del cual se realizan los movimientos
basculantes, tiene un papel esencial para la sensibilidad del
autoajuste contra fuerzas axiales de parte de los tubos
giratorios.
En una forma de realización conocida por el
documento EP-A-0019136, que
corresponde aproximadamente a la estación de rodillos de rodadura
indicada en el preámbulo de la reivindicación 1, el rodillo de
rodadura es sostenido con su eje, a través de dos soportes
giratorios, por los dos extremos de una placa de solera basculante.
Dicha placa de solera está alojada mediante un cojinete de rótula
central, configurado sustancialmente a modo de una pieza cilíndrica
circular, que está en contacto deslizable con el lado interior de un
semicojinete en forma de un segmento cilíndrico anular, cuyo lado
exterior se apoya en una base horizontal. El cojinete de rótula
configurado en forma de una pieza cilíndrica circular y el
semicojinete o el segmento cilíndrico forman como unidad el
cojinete de rótula en sí para la placa de solera. Puesto que el
lado interior del segmento cilíndrico está dotado de una superficie
deslizante, el cojinete de rótula que lleva la placa de solera
puede deslizarse a lo largo de la superficie de deslizamiento
interior del segmento cilíndrico, y durante dicho desplazamiento,
el segmento cilíndrico lleva a cabo un movimiento oscilante sobre
la base. Para que la placa de solera y el rodillo de rodadura
sostenido por la misma puedan realizar un desplazamiento axial
correspondiente al movimiento axial del anillo de rodadura del tubo
giratorio están previstos medios de accionamiento mecánicos o
hidráulicos que pueden ser accionados por el anillo de rodadura.
Los dos rodillos de rodadura de una estación de rodillos de
rodadura pueden ser sostenidos por una placa de solera común,
estando dispuesto debajo de cada rodillo un cojinete de rótula
separado; sin embargo, asimismo es posible apoyar ambos rodillos de
rodadura en una placa de solera separada y unir ambas placas de
solera entre sí a través de cables tensores o barras tensoras para
absorber las fuerzas de expansión.
Si en la realización conocida
(documento-A-0019136), descrita en
último lugar, se desea eliminar el cruzamiento antes descrito,
obviamente esto únicamente es posible mediante el desplazamiento de
los cojinetes giratorios que sostienen el eje del rodillo de
rodadura, sobre la placa de solera. Un desplazamiento de este tipo
de los cojinetes giratorios del eje de rodillo de rodadura sobre la
placa de solera requiere un gasto de construcción relativamente
alto y se puede realizar sólo con herramientas pesadas especiales y
con una inversión de tiempo relativamente alta. Si en esta
realización conocida se prevén dos placas de solera separadas para
los dos rodillos de rodadura, las barras tensoras o similares deben
estar configuradas para poder absorber fuerzas de expansión y
fuerzas de torsión relativamente altas.
La invención tiene el objetivo de proporcionar
una estación de rodillos de rodadura según el preámbulo de la
reivindicación 1, que evitando un soporte de cantos y evitando al
menos en mayor medida un cruzamiento y con una construcción
relativamente sencilla y un modo de funcionamiento fiable, garantice
un autoajuste óptimo y suave de cada rodillo de rodadura.
Según la invención, este objetivo se consigue
mediante las características indicadas en la parte caracterizadora
de la reivindicación 1.
Algunas configuraciones y variantes de la
invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas.
La invención se basa en el conocimiento de que,
además de una rodadura estable, un rodillo de rodadura de
autoajuste de una estación de rodillos de rodadura debe satisfacer
como mínimo los siguientes requisitos:
- a)
- El alojamiento de la placa de solera basculante debe ser suave para que el rodillo de rodadura pueda seguir los tambaleos de la superficie de rodadura o del anillo de rodadura del tubo giratorio a apoyar sin elevados pares de ajuste, siendo determinado un soporte de cantos residual por los pares de ajuste necesarios del alojamiento de la placa de solera.
- b)
- Ningún rodillo de rodadura de autoajuste debería responder a las fuerzas en dirección del eje de rodillos de rodadura (fuerzas axiales), es decir que las fuerzas axiales que existen siempre no deben influir en el comportamiento de soporte.
- c)
- Las oscilaciones propias inevitables (cada componente tiene oscilaciones propias) de los rodillos de rodadura de autoajuste no deben ser influidas por fuerzas (o por alteraciones temporales de las mismas) en la superficie de contacto entre la superficie de rodadura del tubo giratorio y el rodillo de rodadura, porque la excitación de oscilaciones propias por dichas fuerzas daría lugar a un desgaste no homogéneo de la superficie perimetral exterior de los rodillos de rodadura.
Por lo tanto, en la estación de rodillos de
rodadura según la invención, cada placa de solera que lleve un
rodillo de rodadura, visto transversalmente respecto al tubo
giratorio y los rodillos de rodadura, se apoya en la base a través
de dos cojinetes articulados dispuestos con una separación
transversal entre sí, de los que el cojinete articulado interior,
situado más próximo al eje central longitudinal, vertical, del tubo
giratorio, está configurado en forma de un cojinete de articulación
esférica, estando dispuesto de forma estacionaria como cojinete
fijo de forma inmóvil sobre la base, mientras que el cojinete
articulado exterior, situado más lejos de dicho plano central
longitudinal, vertical, forma un cojinete con apoyo libre,
apoyándose sobre la base alrededor del punto central de esfera del
cojinete de articulación esférica interior, de tal forma que se
pueda deslizar en forma de arco circular.
Esta configuración según la invención permite un
autoajuste óptimo y suave de cada placa de solera y, por tanto, del
rodillo de rodadura sostenido por dicha placa de solera, siendo
estabilizados los rodillos de rodadura y las placas de solera que
los sostienen por las superficies de rodadura o los anillos de
rodadura del tubo giratorio, que se apoyan en las superficies
perimetrales exteriores de estos rodillos de rodadura, en donde
mediante su movilidad basculante suave (por medio de los cojinetes
articulados) y mediante el apoyo deslizable en forma de arco en la
base posibilitan, por una parte, que se evite el soporte de cantos
indeseable y, por otra, que el posible cruzamiento indeseable de
cada rodillo de rodadura por un movimiento deslizante
correspondiente del cojinete articulado exterior en la base se pueda
eliminar rápidamente e invirtiendo relativamente poco trabajo.
Resulta especialmente ventajoso prever en la zona
del cojinete articulado exterior un dispositivo de ajuste que
ataque en la placa de solera de tal forma que dicha placa de solera
se pueda desplazar en dirección hacia el apoyo deslizable en forma
de arco circular del cojinete articulado exterior, respecto a la
base, siendo por tanto ajustable o reajustable el rodillo de
rodadura sostenido por la misma, en el sentido de un ajuste de
cruzamiento, respecto a la superficie de rodadura del tubo
giratorio.
Asimismo, se considera ventajoso que los dos
cojinetes articulados de la o de cada placa de solera estén
realizados sustancialmente como cojinete articulado axial y que, en
la posición básica del rodillo de rodadura y de la placa de solera,
el eje central del cojinete articulado exterior esté orientado
sustancialmente de forma vertical y que el eje central del cojinete
articulado interior esté orientado con una inclinación respecto a la
horizontal, siendo determinada dicha inclinación por el sentido de
acción de las fuerzas resultantes sobre el rodillo de rodadura
correspondiente, es decir, esta inclinación o posición inclinada
del cojinete de articulación esférica interior es el resultado de
la adición vectorial de las fuerzas circunferenciales (por ejemplo,
fuerzas de fricción de cojinete y fuerzas de accionamiento) y de las
fuerzas de apoyo sobre la o sobre cada placa de rodadura.
Sólo una comparación de esta construcción según
la invención, descrita hasta ahora, con la realización conocida
(EP-A-0019136) descrita en último
lugar, pone en evidencia, por una parte, la posibilidad de ajuste
rápido y extraordinariamente sencillo en caso de un cruzamiento del
o de cada rodillo de rodadura, es decir, los cruzamientos
provocados, por ejemplo, por fuerzas axiales de parte del tubo
giratorio pueden eliminarse de manera sencilla, en poco tiempo y
empleando poca fuerza. Por otra parte, al contrario de la
realización conocida, mediante la construcción según la invención,
las fuerzas de expansión son absorbidas por el cojinete de
articulación esférica interior, realizado como cojinete fijo, por
lo que no se requieren elementos especiales para absorber fuerzas
de torsión.
En lo que respecta al dispositivo de ajuste para
ajustar el cruzamiento del rodillo de rodadura, éste puede
realizarse de una manera especialmente ventajosa y sencilla de tal
forma que contenga dos tornillos de ajuste opuestos con una
separación axial, que se puedan ajustar uno respecto al otro y que
actúen de forma sustancialmente horizontal, así como un órgano de
tope que esté dispuesto entre los extremos orientados uno hacia el
otro de los tornillos de ajuste y cuyas superficies laterales
formen superficies de tope o de contacto para estos extremos de
tornillo. Por tanto, el ajuste del cruzamiento o el ajuste de cada
placa de solera y del rodillo de rodadura sostenido por la misma,
respecto a la superficie de rodadura del tubo giratorio, puede
realizarse de manera sumamente fácil, con una herramienta muy
sencilla, por ejemplo, un destornillados, así como rápidamente y
ejerciendo poca fuerza.
A continuación, la invención se describe
detalladamente con la ayuda del dibujo. En este dibujo muestran
la figura 1 una vista longitudinal
esquemática de un tramo longitudinal de un tubo giratorio, apoyado
de forma giratoria, por ejemplo, sobre dos estaciones de rodillos
de rodadura configuradas según la invención;
la figura 2 una vista transversal o frontal
representada a escala ampliada, cortada aproximadamente en la mitad
derecha, de una estación de rodillos de rodadura según la
invención, aproximadamente según la línea de corte
II-II en la figura 1;
la figura 3 una vista lateral
(aproximadamente según la flecha III en la figura 2) de una placa
de solera de la estación de rodillos de rodadura, apoyada en una
base a través de cojinetes articulados;
la figura 4 una vista desde arriba sobre una
placa de solera de la estación de rodillos de rodadura;
la figura 5 una vista de detalle ampliada,
que corresponde aproximadamente a la sección V en la figura 3, para
presentar un dispositivo de ajuste para la placa de solera;
la figura 6 una vista de un corte vertical a
través de un cojinete de articulación esférica interior de la placa
de solera;
la figura 7 una vista de un corte vertical a
través de un cojinete de articulación exterior de la placa de
solera;
las figuras 8, 9 y 10 unas vistas laterales
longitudinales aproximadamente iguales de tres ejemplos de
realización distintos de la estación de rodillos de rodadura según
la invención.
En la vista longitudinal según la figura 1, en
primer lugar, está representado generalmente como un tubo giratorio
o un tramo longitudinal correspondiente de un tubo giratorio 1 se
apoya de forma giratoria, por ejemplo, en dos estaciones de rodillos
de rodadura 2 configuradas según la invención. Se supone, por
ejemplo, que este tubo giratorio 1 es un horno tubular giratorio
(con unas dimensiones de diámetro y de longitud correspondientemente
grandes) que puede ser accionado de forma rotatoria alrededor de su
eje longitudinal 1a, de la manera conocida de por sí y por ello no
descrita detalladamente aquí. Cada estación de rodillos de rodadura
2 puede realizarse sustancialmente de la misma manera, por lo que a
continuación bastará con describir solamente una de ellas en
detalle.
Observando adicionalmente la vista transversal o
frontal según la figura 2, queda claro que (cada) estación de
rodillos de rodadura 2 contiene dos rodillos de rodadura 3 situadas
por pares y simétricamente respecto a ambos lados de un plano
central 1b longitudinal vertical del tubo giratorio 1, que se
extiende por el eje longitudinal 1a, apoyándose de forma giratoria
en la superficie perimetral exterior o la superficie de rodadura 3a
de dichos rodillos de rodadura una superficie de rodadura
correspondiente del tubo giratorio 1, en donde dicha superficie de
rodadura del tubo giratorio está formada generalmente por una
sección de camisa correspondientemente reforzada del tubo giratorio
1, preferentemente - como en este ejemplo - por un anillo de
rodadura 4 (o su superficie de rodadura o superficie perimetral
exterior) dispuesto de la manera conocida en el perímetro exterior
del tubo giratorio 1. Los anchos de los rodillos de rodadura 3 y de
los anillos de rodadura 4, que se extienden en el sentido axial,
están adaptados uno al otro de la manera habitual. Cada rodillo de
rodadura 3 está alojado de forma libremente giratoria, a través de
su eje 3b de rodillo de rodadura, en dos cojinetes giratorios
(cojinetes de deslizamiento o cojinetes de rodillos de rótula).
Este alojamiento de los ejes 3b de rodillo de rodadura en los
cojinetes giratorios 5 puede ser convenientemente flotante de la
manera conocida de por sí, en cuyo caso el rodillo de rodadura 3
sostenido de forma no giratoria por el eje de rodillo de rodadura
puede seguir limitadamente los movimientos axiales del tubo
giratorio 1 y los anillos de rodadura 4, que se producen durante el
funcionamiento; esta movilidad axial limitada - flotante - de los
rodillos de rodadura 3 y los ejes 3b de rodillo de rodadura puede
aprovecharse de la manera habitual - por ejemplo, mediante
arandelas de presión - para el control visual, por lo que al
producirse fuerzas axiales y un cruzamiento resultante puede
accionarse un dispositivo de ajuste correspondiente para eliminar
el cruzamiento, a lo que se hará referencia más detalladamente más
adelante.
Cada eje 3b de rodillo de rodadura y el rodillo
de rodadura 3 correspondiente está fijado, a través de sus dos
cojinetes giratorios 5, sobre una placa de solera 6 que a su vez se
apoya de forma basculante sobre una base o un suelo base 7
estacionario. En el ejemplo de realización descrito, cada rodillo
de rodadura 3 de una estación de rodillos de rodadura 2 está
dispuesto en una placa de solera 6 separada, apoyándose las dos
placas de solera 6 de la estación de rodillos de rodadura 2 en un
bastidor base común (por ejemplo, una placa de base común) 8 que, a
su vez, está dispuesto de forma estacionaria en una base 7 en sí,
es decir, el bastidor base 8 común forma una base estacionaria o
parte de la misma, sobre la que se apoyan directamente las placas
de solera 6, aunque el suelo base 7 también podría realizarse de tal
forma que las placas de solera 6 se puedan apoyar directamente en
él.
Una idea fundamental de esta (de cada) estación
de rodillos de rodadura 2 consiste en que cada placa de solera 6 (y
por tanto también el rodillo de rodadura 3 sostenido por la misma)
- vista transversalmente respecto al tubo giratorio 1 y los rodillos
de rodadura 3, es decir según la vista de la figura 2 - se apoye en
el bastidor base 8 (y por tanto también en la base 7 estacionaria)
a través de dos cojinetes articulados 9,10 dispuestos con una
separación transversal QA entre sí, que en la representación según
la figura 2 se ven sólo en la zona debajo de la placa de solera 6
(porque es una vista en corte parcial), mientras que en la mitad
izquierda de la figura 2 están cubiertos (porque es una vista
frontal pura). De estos cojinetes articulados 9, 10, el cojinete
articulado 9 interior, situado más cerca del eje central
longitudinal 1b vertical del tubo giratorio está configurado en
forma de un cojinete articulado esférico y dispuesto como cojinete
fijo de forma estacionaria en el bastidor base 8 (en caso de
necesidad también directamente en el suelo base 7). El cojinete
articulado 10 exterior, situado más lejos de dicho plano central
longitudinal 1b vertical, forma un cojinete con apoyo libre, y este
cojinete articulado 10 exterior se apoya en el bastidor base 8
pudiendo deslizarse en forma de arco circular alrededor del punto
central 9a de esfera del cojinete de articulación esférica 9
interior, tal como se indica por la flecha doble 11 en forma de
arco circular en la vista en planta desde arriba según la figura 4
sobre la placa de solera 6.
Además, en la mitad derecha en la figura 2 se ve
que una recta 12 que une los puntos articulados 9a, 10a del
cojinete articulado 9 interior y del cojinete articulado 10
exterior forma un eje de giro geométrico de extensión transversal
que, a su vez, forma un eje basculante común para estos dos
cojinetes articulados 9, 10 y que, preferentemente, se extiende de
forma aproximadamente horizontal. Entonces, el rodillo de rodadura
perteneciente se apoya de forma basculante, junto con la placa de
solera 6 que lo sostiene, alrededor de dicho eje basculante 12, es
decir según la figura 2 la mitad derecha, perpendicularmente
respecto al plano de dibujo y según la figura 3 en la dirección de
la flecha doble 13.
De especial importancia es también un dispositivo
de ajuste 14 previsto en la zona del cojinete articulado 10
exterior (véase, por ejemplo, las figuras 3 y 5) y que ataca en la
o en cada placa de solera 6 de tal forma que dicha placa de solera
6 pueda desplazarse en dirección del apoyo deslizable en forma de
arco circular (flecha doble 11), mencionado, del cojinete
articulado 10 exterior respecto a la base 7 estacionaria o al
bastidor base 8, lo que permite ajustar exactamente el rodillo de
rodadura 3 sostenido por la misma, en el sentido de un ajuste de
cruzamiento respecto a la superficie de rodadura o el anillo de
rodadura 4 del tubo giratorio 1.
Como se puede ver en la vista de detalle ampliada
según la figura 5, el dispositivo de ajuste 14 contiene para el
ajuste de cruzamiento del rodillo de rodadura 3 (a través de la
placa de solera 6 correspondiente) dos tornillos de ajuste 15
opuestos con una separación axial entre sí, que se pueden ajustar
uno respecto al otro y que actúan de forma sustancialmente
horizontal (estando opuestos coaxialmente), así como un órgano de
tope 16 dispuesto entre los extremos 15a orientados uno contra el
otro de dichos tornillos de ajuste 15, cuyas superficies laterales
16a, 16b forman superficies de tope o de contacto para estos
extremos 15a de tornillo. Se considera conveniente que los dos
tornillos de ajuste 15 estén fijados aproximadamente en la zona del
cojinete articulado 10 exterior a la cara inferior 6a de la placa
de solera 6 (por ejemplo, mediante soldadura), mientras que el
órgano de tope 16 esté dispuesto fijamente, por ejemplo, en
posición vertical (tal como está representado en la figura 5),
sobre el bastidor base, entrando con su extremo superior 16c
suficientemente en la zona entre los dos extremos 15a de tornillo de
ajuste, pero manteniendo la distancia suficiente respecto a la cara
inferior 6a de la placa de solera para no poder entrar en contacto
con dicha cara inferior 6a durante el movimiento basculante de la
placa de solera 6.
Mientras que el cojinete articulado 9 interior de
cada placa de solera 6 - como ya se ha mencionado - está realizado
siempre en forma de cojinete de articulación esférica, el cojinete
articulado 10 exterior puede estar realizado generalmente de
cualquier manera adecuada que permita un movimiento giratorio en un
plano de giro 10b paralelo respecto al plano central longitudinal 3c
vertical del rodillo de rodadura 3. Para ello, el cojinete
articulado 10 exterior podría realizarse, por ejemplo, en forma de
un simple cojinete de bisagra (cojinete de bisagra giratoria). En
el presente ejemplo de realización, sin embargo, resulta preferible
que también el cojinete articulado 10 exterior de la/de cada placa
de solera 6 esté realizado en forma de un cojinete de articulación
esférica (sustancialmente de la misma manera que el cojinete
articulado 9 interior).
En lo que se refiere a la configuración y
disposición de los dos cojinetes articulados 9, 10 en la zona entre
la placa de solera 6 correspondiente y el bastidor base 8, los dos
cojinetes articulados 9, 10 de cada placa de solera 6 están
realizados, por una parte, como cojinetes de articulación esférica
(tal como se ha mencionado) y, por otra, sustancialmente como
cojinete articulado axial. Esto último es posible porque en la
posición inicial o básica - representada en las figuras de los
dibujos - del rodillo de rodadura 3 y de la placa de solera 6, el
eje central 10c del cojinete articulado 10 exterior, que pasa por
el punto central 10a de esfera, está orientado sustancialmente de
forma vertical (véanse especialmente las figuras 3 y 7). En cambio,
el eje central 9c del cojinete articulado 9 interior está orientado
con una inclinación \alpha respecto a la horizontal H, tal como se
puede ver en las figuras 3 y 6. Esta posición inclinada o
inclinación \alpha es determinada por la dirección de acción de
las fuerzas resultantes que actúan sobre el rodillo de rodadura 3
correspondiente, es decir de la adición vectorial (por ejemplo,
fuerzas de rozamiento de cojinete y eventualmente fuerzas de
accionamiento), así como de las fuerzas de apoyo. La configuración
posibilitada de esta manera de los dos cojinetes articulados 9,10
de cada placa de solera 6 como cojinete articulado axial permite
una construcción especialmente sencilla y, por tanto, económica de
estos cojinetes articulados 9, 10, lo que queda especialmente claro
si se tiene en cuenta que, con otra orientación y disposición,
estos cojinetes articulados tendrían que recibir adicionalmente
también cargas radiales, lo que conllevaría una construcción de
cojinetes articulados correspondientemente más complicada. No
obstante, se debe mencionar que el uso de cojinetes articulados
aptos para cargas axiales y radiales generalmente no se descarta en
esta construcción según la invención.
En la figura 2 se ve además que el punto central
9a de esfera del cojinete de articulación esférica 9 interior está
dispuesto perpendicularmente por debajo de la línea de contacto 17
entre la superficie perimetral exterior - superficie de rodadura 3a
del rodillo de rodadura 3 y la superficie de rodadura /el anillo de
rodadura 4 del tubo giratorio 1. Esto ofrece la ventaja de que las
fuerzas axiales en el rodillo de rodadura 3 (y por tanto también en
la placa de solera 6), provocadas por el movimiento axial del tubo
giratorio 1, no influyen en el dispositivo de ajuste 14 para el
cruzamiento del rodillo de rodadura 3.
La realización constructiva de los dos cojinetes
de articulación esférica 9 y 10 está representada detalladamente en
las figuras 6 y 7. En éstas, en primer lugar, se puede ver
generalmente que los dos cojinetes de articulación esférica 9, 10
tienen sustancialmente la misma estructura. Por tanto, cada
cojinete de articulación esférica 9, 10 está configurado
preferentemente en forma de un cojinete de casquete esférico.
Al observar en primer lugar la estructura
constructiva del cojinete de articulación esférica 9 interior según
la figura 6, este cojinete de articulación esférica (cojinete de
casquete esférico 9) presenta una primera parte 9.1 de casquete
esférico, alojada con una superficie de cojinete de deslizamiento
9.2, de forma giratoria hacia todos los lados, en una superficie de
cojinete de deslizamiento 9.3 interior, cóncava, en forma de
casquete esférico y de tejuelo de articulación, de una segunda
parte de casquete esférico 9.4. Estas dos partes de casquete
esférico 9.1 y 9.4 están realizadas aproximadamente en forma de
anillo circular - como muestra claramente la figura 6 - estando
dispuesta la primera parte de casquete esférico 9.1 fijamente a modo
de un muñón de eje 18 que, a su vez, va fijado a un apéndice 6b,
orientado oblicuamente hacia abajo, de la placa de solera 6. La
segunda parte de casquete esférico 9.4, en cambio, está dispuesta o
apoyada de forma estacionaria, por ejemplo, a través de una pieza
de unión 9.5, en un apéndice de fijación 8a, orientado oblicuamente
hacia arriba, del bastidor base 8.
También el cojinete de articulación esférica
exterior (cojinete de casquete esférico) 10 presenta una primera
parte de casquete esférico 10.1 que, a su vez, está alojada, de
forma giratoria hacia todos los lados, con una superficie de
cojinete de deslizamiento 10.2 exterior, convexa, en forma de
casquete esférico, en una superficie de cojinete de deslizamiento
10.3 interior, cóncava, en forma de casquete esférico y de tejuela
de articulación, de una segunda parte de casquete esférico 10.4.
También en este cojinete de articulación esférica exterior
(cojinete de casquete esférico) 10, las dos partes de casquete
esférico 10.1 y 10.4 están realizadas en forma de anillo circular,
como se puede apreciar en la figura 7. Sin embargo, la segunda parte
de casquete esférico 10.4 de este cojinete de articulación esférica
10 exterior no se apoya de forma fija (como en el caso del cojinete
de articulación esférica interior 9), sino en dirección de la
flecha doble 11 (figura 4), de forma deslizable, en el bastidor
base 8. De la forma más sencilla, este apoyo deslizable podría
realizarse de tal forma que una pieza de unión 10.5 que recibe
fijamente a segunda parte de casquete esférico 10.4 se apoya con su
lado inferior 10.5a directamente en una
contra-superficie configurada como cojinete de
deslizamiento en el lado superior del bastidor base 8. Según el
ejemplo de realización representado en la figura 7, sin embargo, es
preferible que en la zona por debajo de la pieza de unión 10.5, un
contrasoporte de deslizamiento 20 en forma de placa esté fijo por
separado - eventualmente de forma recambiable - al lado superior
del bastidor base 8, en cuyo lado superior 20a configurado como
superficie de deslizamiento se apoyan de forma deslizable el lado
inferior 10.5a, configurado también como superficie de
deslizamiento, de la pieza de unión 10.5 y, por tanto, la segunda
parte de casquete esférico 10.4 inferior. Cada contrasoporte de
deslizamiento 20 está realizado, por tanto, en forma de una placa
de cojinete de deslizamiento sustancialmente plana. Este
contrasoporte de deslizamiento o esta placa de cojinete de
deslizamiento 20 está fabricado convenientemente de un material
deslizante con valores de fricción relativamente bajos, por
ejemplo, de fundición gris o de un material sintético
correspondiente.
En la estación de rodillos de rodadura 2 según la
invención y descrita anteriormente, cada rodillo de rodadura 3 está
realizado y dispuesto de forma óptima con un autoajuste respecto al
anillo de rodadura 4 correspondiente del tubo giratorio 1. Puesto
que estos rodillos de rodadura 3 de autoajuste responden
negativamente a fuerzas axiales, no deben presentar ningún
cruzamiento. Por esta razón conviene poder controlar al menos
visualmente la posición de los rodillos de rodadura 3 y de sus ejes
de rodillos de rodadura 3b - como ya se ha mencionado anteriormente
- para que, en caso de producirse un cruzamiento del rodillo de
rodadura, este cruzamiento se pueda compensar rápidamente con la
ayuda del dispositivo de ajuste 14 para poder ajustar el rodillo de
rodadura 3 correspondiente, a ser posible sin cruzamiento. Puede
hacer falta un ajuste repetido del cruzamiento mediante la
modificación de las condiciones de servicio del tubo giratorio 1,
así como por otras influencias. El accionamiento del dispositivo de
ajuste 14 descrito para el ajuste del cruzamiento de los rodillos
de rodadura 3 es relativamente suave y sencillo. Observando
especialmente la representación según la figura 5, los tornillos de
ajuste 15 podrían realizarse como tornillos hexagonales sencillos y
asegurarse en su posición de ajuste mediante contratuercas
correspondientes (tal como está representado). De esta forma, el
accionamiento de estos tornillos de ajuste 15 se puede realizar de
forma rápida y sin esfuerzo especial, con la ayuda de una llave
correspondiente.
Como se sabe en principio por la práctica, los
rodillos de rodadura 3 de las estaciones de rodillos de rodadura 2
para tubos giratorios 1 pueden realizarse como meros rodillos de
cojinete de soporte o de apoyo o como rodillos de rodadura
accionables. Algunos ejemplos de ello se describen a continuación,
haciendo referencia a la realización según la invención de una
estación de rodillos de rodadura con la ayuda de las figuras 8, 9 y
10.
De las descripciones anteriores de la realización
según la invención de la o de cada estación de rodillos de rodadura
2, así como de las figuras anteriores de los dibujos resulta
sustancialmente que los ejes centrales 9c, 10c (o sus
correspondientes tramos centrales superiores) de las piezas de
cojinete articulado superiores, basculantes junto con la placa de
solera 6 perteneciente, es decir las primeras piezas de casquete
esférico 9.1 y 10.1, de ambos cojinetes articulados 9, 10 se
encuentran en un plano de referencia común que se extiende
perpendicularmente a la placa de solera 6 y que está orientado en
ángulo recto respecto al plano central longitudinal vertical 3c
(figura 2) del rodillo de rodadura 3 correspondiente.
Si ahora cada rodillo de rodadura 3 está
realizado, según la representación en la figura 8, como mero
rodillo de cojinete de soporte, el eje 3b de rodillo de rodadura
correspondiente está alojado con sus extremos en los dos cojinetes
giratorios 5 dispuestos a ambos lados del plano central transversal
3d vertical, simétrico del rodillo de rodadura. Con esta realización
(figura 8) del rodillo de rodadura 3, el plano de referencia 21
antes mencionado para las piezas superiores 9.1, 10.1 de los
cojinetes articulados 9, 10 coincide con el plano central
transversal 3d, vertical, simétrico del rodillo de rodadura 3,
porque el rodillo de rodadura 3 con el eje 3b de rodillo de
rodadura, los dos cojinetes giratorios 5, la placa de solera 6 y
los cojinetes articulados 9,10 forman un sistema de equilibrio
respecto al plano central transversal 3d.
En principio, ocurre lo mismo en el ejemplo de
realización representado en la figura 9, en el que un rodillo de
rodadura 3 está realizado de forma accionable, de tal forma que a
ambos extremos 3b_{1} y 3b_{2} de dicho rodillo de rodadura 3
está abridado un motor de accionamiento reductor 22, 23 que puede
ser, preferentemente, un motor hidráulico, pero generalmente también
un electromotor correspondiente. Por tanto, la diferencia de este
ejemplo de realización según la figura 9 con el de la figura 8
consiste únicamente en que en ambos extremos de rodillo de rodadura
está dispuesto un motor de accionamiento 22, 23 igual, de forma
que también en este caso resulta un sistema de equilibrio a ambos
lados del plano central transversal 3d vertical, simétrico, del
rodillo de rodadura. De esta forma, a su vez, el plano de
referencia 21 antes descrito puede coincidir con el plano central
transversal 3d antes mencionado del rodillo de rodadura 3. Tanto en
el ejemplo de la figura 8 como en el ejemplo de la figura 9
resultan pues unas realizaciones de construcción simétrica,
fácilmente dominables en cuanto a los pares de giro y de
basculamiento.
El ejemplo de realización según la figura 10
difiere de los de las figuras 8 y 9 en que, presentando por lo
demás la misma construcción, solamente en un extremo 3b_{1} de
rodillo de rodadura está abridado un motor de accionamiento reductor
22; por tanto, el rodillo de rodadura 3 también está realizado de
forma accionable. Dado que en este ejemplo de realización (figura
10), respecto al plano central transversal 3d vertical, simétrico,
del rodillo de rodadura 3, resulta cierto desequilibrio debido al
accionamiento unilateral por motor, hay que garantizar una
compensación en cuanto al apoyo basculante de la placa de solera 6
(a través de los cojinetes articulados 9, 10 en el bastidor base 8).
Por esta razón, en este tercer ejemplo de realización (figura 10),
el plano de referencia 21 que comprende los ejes centrales de las
piezas superiores de los dos cojinetes articulados 9, 10 está
desplazado en una medida compensatoria A correspondiente,
paralelamente respecto al plano central transversal 3d vertical,
simétrico del rodillo de rodadura 3.
Claims (20)
1. Estación de rodillos de rodadura para el apoyo
giratorio, basculante y axialmente desplazable de un tubo giratorio
(1) que se puede accionar de forma rotatoria, como un horno tubular
giratorio, un desecador de tambor y similares, que comprende dos
rodillos de rodadura (3) situados simétricamente a ambos lados de
un plano central longitudinal (1b) vertical del tubo giratorio (1),
en cuyas superficies perimetrales (3a) exteriores se apoya de forma
giratoria una superficie de rodadura (4) del tubo giratorio (1) y
cada uno de los cuales está alojado de forma libremente giratoria,
a través de su eje (3b) de rodillo de rodadura, en dos cojinetes
giratorios (5) fijados a una placa de solera (6) apoyada de forma
basculante sobre una base (7, 8) estacionaria,
caracterizada porque cada placa de solera (6) que sostiene un
rodillo de rodadura (3) se apoya en la base (7, 8), a través de dos
cojinetes articulados (9, 10) dispuestos con una separación
transversal (QA) entre sí, transversalmente respecto al eje
longitudinal del tubo giratorio, de los cuales el cojinete
articulado (9) interior, situado más cerca del plano central
longitudinal (1b) vertical del tubo giratorio (1), está configurado
en forma de un cojinete de articulación esférica, apoyándose como
cojinete fijo, de forma estacionaria, en la base (7, 8), mientras
que el cojinete articulado (10) exterior, situado más lejos de
dicho plano central longitudinal (1b) vertical, forma un cojinete
con apoyo libre, apoyándose sobre la base (7, 8) alrededor del punto
central (9a) de esfera del cojinete de articulación esférica (9)
interior, de tal forma que se pueda deslizar en forma de arco
circular.
2. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 1, caracterizada porque en la zona del
cojinete articulado (10) exterior está previsto un dispositivo de
ajuste (14) que ataca en la placa de solera (6) de tal forma que
dicha placa de solera pueda desplazarse en dirección al apoyo
circular deslizable del cojinete articulado (10) exterior respecto
a la base (7, 8) estacionaria, lo que permite ajustar exactamente el
rodillo de rodadura (3) sostenido por la misma, en el sentido de un
ajuste de cruzamiento respecto a la superficie de rodadura (4) del
tubo giratorio.
3. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 1, caracterizada porque una recta que une los
puntos centrales articulados (9a, 10a) de los cojinetes articulados
interior y exterior (9, 10) forma un eje de giro geométrico como
eje basculante (12) común para estos cojinetes articulados, y el
rodillo de rodadura (3) puede bascular, junto con la placa de solera
(6) que lo sostiene, alrededor de dicho eje basculante (12).
4. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 3, caracterizada porque el eje basculante
(12) se extiende sustancialmente de forma horizontal.
5. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 1 ó 3, caracterizada porque el cojinete
articulado (10) exterior de la placa de solera (6) también está
realizado en forma de un cojinete de articulación esférica.
6. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 1 ó 3, caracterizada porque el cojinete
articulado (10) exterior de la placa de solera está realizado
aproximadamente en forma de cojinete de bisagra giratorio en un
plano de giro (10b) situado paralelamente respecto al plano central
longitudinal (3c) vertical del rodillo de rodadura (3).
7. Estación de rodillos de rodadura según las
reivindicaciones 3 y 5, caracterizada porque cada cojinete
de articulación esférica (9, 10) está configurado en forma de un
cojinete de casquete esférico, presentando una primer parte (9.1,
10.1) de casquete esférico, alojada con una superficie de cojinete
de deslizamiento (9.2, 10.2) exterior, convexa, en forma de casquete
esférico, de forma giratoria hacia todos los lados, en una
superficie de cojinete de deslizamiento (9.3, 10.3) interior,
cóncava, en forma de casquete esférico y de tejuelo de
articulación, de una segunda parte de casquete esférico (9.4.,
10.4).
8. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 7, caracterizada porque las dos partes de
casquete esférico (9.1, 9.4, 10.1, 10.4) de cada cojinete de
articulación esférica (9, 10) están realizadas aproximadamente en
forma de anillo circular, estando unida la primera parte de casquete
esférico (9.1, 10.1) fijamente con la placa de solera (6) móvil, y
apoyándose la segunda parte de casquete esférico (9.4, 10.4) en la
base (7, 8).
9. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 8, caracterizada porque la segunda parte de
casquete esférico (9.4) del cojinete de articulación esférica (9)
interior está unida fijamente con la base (7, 8), mientras que la
segunda parte de casquete esférico (10.4) del cojinete de
articulación esférica (10) exterior se apoya, por medio de una
superficie de deslizamiento (10.5a), en un contrasoporte de
deslizamiento (20) plano, unido fijamente con la base.
10. Estación de rodillos de rodadura según al
menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada
porque los dos cojinetes articulados (9, 10) de la placa de solera
(6) están realizados sustancialmente como cojinete articulado axial
y, en la posición básica del rodillo de rodadura (3) y de la placa
de solera (6), el eje central (10c) del cojinete articulado (10)
exterior está orientado sustancialmente de forma vertical y el eje
central (9c) del cojinete articulado (9) interior está orientado con
una inclinación (\alpha) respecto a la horizontal (H), siendo
determinada dicha inclinación (\alpha) por el sentido de acción
de las fuerzas resultantes sobre el rodillo de rodadura (3)
correspondiente.
11. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 10, caracterizada porque el punto central
(9a) de esfera del cojinete de articulación esférica (9) interior
está dispuesto sustancialmente de forma perpendicular por debajo de
la línea de contacto (17) entre la superficie perimetral exterior
(3a) del rodillo de rodadura (3) y la superficie de rodadura (4)
del tubo giratorio (1).
12. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 2 y/u 11, caracterizada porque el dispositivo
de ajuste (14) comprende para el ajuste de cruzamiento del rodillo
de rodadura (3) dos tornillos de ajuste (15) opuestos con una
separación axial entre sí, que se pueden ajustar uno respecto al
otro y que actúan de forma sustancialmente horizontal, así como un
órgano de tope (16) dispuesto entre los extremos (15a) antagonistas
de los tornillos de ajuste, cuyas superficies laterales (16a, 16b)
forman superficies de tope para estos extremos (15a) de
tornillo.
13. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 12, caracterizada porque los tornillos de
ajuste (15) están fijados, aproximadamente en la zona del cojinete
articulado (10) exterior, a la cara inferior (6a) de la placa de
solera (6), mientras que el órgano de tope (16) está dispuesto
fijamente, en posición aproximadamente vertical, sobre una base (7,
8), entrando con su extremo superior (16c) en la zona entre los dos
extremos (15a) de tornillo de ajuste.
14. Estación de rodillos de rodadura según al
menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque los ejes centrales de las piezas de cojinete articulado
(9.1, 10.1) superiores, basculantes junto con la placa de solera
(6), de ambos cojinetes articulados (9, 10) se encuentran en un
plano de referencia (21) común que se extiende perpendicularmente a
la placa de solera (6) y que está orientado en ángulo recto
respecto al plano central longitudinal vertical (3c) del rodillo de
rodadura (3) correspondiente.
15. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 14, caracterizada porque en cada rodillo de
rodadura (3) configurado como mero rodillo de cojinete de apoyo, el
plano de referencia (21) coincide con el plano central transversal
(3d) simétrico del rodillo de rodadura (3).
16. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 14, caracterizada porque al menos un rodillo
de rodadura (3) está realizado de forma accionable, y a ambos
extremos (3b_{1}, 3b_{2}) de dicho rodillo de rodadura está
abridado un motor de accionamiento reductor (22, 23), estando
orientado el plano de referencia (21) de tal forma que coincida con
el plano central transversal simétrico del rodillo de rodadura.
17. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 14, caracterizada porque al menos un rodillo
de rodadura (3) está realizado de forma accionable, y sólo a un
extremo (3b_{1}) del eje (3b) del rodillo de rodadura está
abridado un motor de accionamiento reductor (22), y el plano de
referencia (21) está desplazado en una medida compensatoria (A),
paralelamente respecto al plano central transversal (3d) simétrico
del rodillo de rodadura (3).
18. Estación de rodillos de rodadura según al
menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque cada placa de solera (6) se apoya directamente en un
bastidor base (8) dispuesto fijamente en la propia base (7).
19. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 18, caracterizada porque en el bastidor base
(8) están dispuestos los contrasoportes de deslizamiento (20) para
los cojinetes articulados (10) exteriores, en forma de placas de
cojinete de deslizamiento sustancialmente planas, fabricadas de un
material deslizante con valores de fricción relativamente
bajos.
20. Estación de rodillos de rodadura según la
reivindicación 18, caracterizada porque cada rodillo de
rodadura (3) de la estación de rodillos de rodadura (2) se apoya en
una placa de solera (6) separada, y ambas placas de solera (6) se
apoyan en un bastidor base (8) común.
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