ES2301976T3 - Dispositivo y procedimiento de calibracion de una aplanadora de rodillos para una barra instrumentada. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de calibrado de una aplanadora de rodillos para aplanar una banda metálica (10), que consta al menos de un conjunto constituido por dos series de rodillos inferior (11) y superior (12), dispuestas una enfrente de la otra para imbricar los rodillos de una serie en los de la otra, estando estas series de rodillos dispuestos sensiblemente en paralelo entre sí y en perpendicular a la dirección de avance de la banda a aplanar, dispositivo caracterizado porque consta, además, de una barra rígida de medir (8), de longitud suficiente para ser posicionada en la dirección de aplanado entre dicho conjunto de dichos rodillos superiores e inferiores, extendiéndose sobre todos los rodillos, bloques rígidos (81) integrados en la barra que reproducen, cuando se colocan en la vertical de los rodillos inferiores, la acción de dichos rodillos inferiores (11) y sus características mecánicas, y una fina lámina metálica (82) que descansa sobre estos bloques, encontrándose ésta fijada sobre uno de ellos hacia el centro de la barra y comprendiendo extensómetros (83) para medir sus deformaciones elásticas.

Description

Dispositivo y procedimiento de calibración de un aplanadora de rodillos para una barra instrumentada.

La presente invención, que se inscribe en el campo de la metalurgia y más particularmente de la fabricación de chapas, especialmente de acero, se refiere al calibrado de una aplanadora de rodillos, con la excepción de las aplanadoras denominadas multi-rodillos de tracción.

Es conocido que las aplanadoras se destinan a corregir o a reducir considerablemente defectos, procedentes de diversas fases de fabricación (laminado, bobinado, tratamientos térmicos) de las chapas metálicas, Se mencionarán por ejemplo, los defectos desarrollables (curva inicial, "teja") o no desarrollables (defectos de "borde largo" o de "centro largo").

Se recuerda que, esquemáticamente, el principio del aplanado en frío consiste en transformar un defecto geométrico en un sistema de tensiones residuales variables en el espesor mediante flexiones alternas. La chapa o la banda que hay que aplanar pasa de este modo al interior de una jaula constituida por un conjunto que comprende al menos dos series de rodillos inferiores y superiores dispuestas una enfrente de la otra. Las dos series están dispuestas sensiblemente en paralelo entre sí, y perpendiculares a la dirección de avance de la banda. Durante su paso entre estos rodillos, la chapa experimenta una deformación plástica parcial en flexión en un sentido, y a continuación en sentido opuesto. La amplitud de la flexión se reduce progresivamente, debido a que la imbricación de los rodillos es decreciente yendo hacia la salida de la aplanadora. De este modo, es posible fabricar productos que presentan una excelente planeidad y un nivel muy bajo de tensiones residuales, aptos para satisfacer algunas aplicaciones en el campo del mobiliario metálico, de los electrodomésticos y de la industria del automóvil.

Las tolerancias cada vez más exigentes en los productos en términos de planeidad o de nivel de tensiones residuales, solicitadas por los usuarios, requieren un dominio cada vez mayor del comportamiento mecánico de las aplanadoras, sin el cual su funcionamiento sigue siendo incierto. En este punto de la exposición, parece útil, para comprender mejor los diferentes parámetros de ajuste, describir los principales elementos constitutivos de una aplanadoras de rodillos, tal como por ejemplo la conocida a partir del documento FR-A-2546856.

En la figura 1, se ha representado con este fin un corte longitudinal esquemático de una aplanadora clásica: se distingue una serie de rodillos inferiores 11 (referenciados de "11a" a "11n" sumando en este caso particular u total de diez) y una serie de rodillos superiores 12 referenciados cono "12a" a "12m", llevadas respectivamente por un pisa-chapa inferior 13 y un pisa-chapa superior 14. La banda metálica 10 es arrastrada en el sentido de la flecha F en la aplanadora. Los rodillos 11 y 12 se inbrincan los unos en los otros de manera decreciente en el sentido de avance de la banda: de este modo la banda se deforma de manera significativa por flexión entre los rodillos de entrada 11a, 12a, 11b, pero muy poco en los rodillos de salida 11m, 12m, 11n de la zona de salida de la aplanadora. De este modo, los defectos geométricos iniciales de la banda se transforman por plastificación en un sistema de tensiones residuales cuya amplitud decrece con la de la flexión impuesta por los rodillos.

La figura 2 presenta esqueméticamente medios conocidos que permiten ajustar la imbricación de los rodillos: el "basculamiento" caracteriza la inclinación del pisa-.chapa superior 14 respecto del pisa-chapa inferior 13 en el sentido de avance de la banda. Se considera el pisa-chapa inferior como un plano de referencia. El pisa-chapa 14 lo sostiene un bastidor superior 15 mediante conjuntos 16a, 16b, 16c y 16d de ajuste, por ejemplo del tipo tornillo-tuerca con transmisión angular u otras tecnologías.

Los conjuntos de ajuste según el ejemplo anteriormente mencionado de tipo tornillo-tuerca los accionan los motores 19a y 19b mediante árboles impulsores 17a y 17b. Los acoplamientos 18a y 18b permiten desacoplar temporalmente los conjuntos de ajustes que conectan, para de este modo poder ajustar el paralelismo transversal (o "dislocación") entre los rodillos inferiores y superiores, tanto en la entrada como en la salida de la aplanadora. El ajuste de las imbricaciones de los rodillos se efectúa a continuación mediante los motores que accionan simultáneamente los conjuntos de ajuste en la entrada o en la salida de la aplanadora.

La dislocación se debe eliminar mediante intervenciones importantes sobre la máquina. El basculamiento se ajusta de manera corriente para modificar las imbricaciones de los rodillos, en particular en función de las características de las bandas aplanadas.

La figura 3 presenta esquemáticamente una aplanadora clásica en una vista frontal, que ilustra los medios disponibles para compensar la flexión de los rodillos cargados. En efecto, los esfuerzos de reacción durante el aplanado de la banda se traducen por deformaciones de los rodillos. Para la compensación de las mismas, los rodillos de aplanado van soportados sobre niveles de rodillos, rampas o rodillos de apoyo y de contra-apoyo. Este conjunto va montado en un chasis denominado "casete" colocado en un conjunto de rampas de "contra-apoyo" independientes y ajustables en altura, repartidas en el sentido transversal de la aplanadora. La figura 3 ilustra un ejemplo de once filas de contra-apoyos 21 que permiten compensar la flexión de los rodillos 11. El movimiento lateral de los rodillos está limitado por los cojinetes 20. La posición vertical de estas rampas se puede ajustar por ejemplo mediante cuñas oblicuas 22 ajustables.

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La figura 4 presenta, de manera voluntariamente exagerada, las deformaciones creadas por estas rampas de contra-apoyo sobre los rodillos inferiores mediante un desplazamiento vertical más o menos importante de las rampas. Las deformaciones se pueden realizar sobre los rodillos vacíos y cargados.

La figura 5 presenta un ejemplo conocido donde la altura de estos contra-apoyos se puede ajustar mediante cuñas oblicuas 23 interpuestas entre los rodillos de soporte 11 y un bastidor inferior rígido 15'. El desplazamiento relativo de las cuñas oblicuas lo garantiza un gato 24, y se puede medir por ejemplo con un detector 25 de posición.

En el caso de una aplanadora con 5 a 6 niveles de rodillos superpuestos (caso no representado aquí), se encuentra también la presencia de rodillos excéntricos que se apoyan sobre rodillos intermedios y que permiten ajustar el apriete de los rodillos de entrada 12a y de salida 12m.

De este modo, el ajuste global de una aplanadora consta de numerosos parámetros, y especialmente:

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El ajuste de dislocación (paralelismo transversal entre los rodillos superiores e inferiores), por ejemplo efectuado por conjuntos de ajuste tornillo-tuerca, las rampas de contra-apoyo.

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El ajuste de la imbricación de los rodillos en la entrada y en la salida de la aplanadora por basculamiento del pisa-chapa.

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El ajuste de los contra-apoyos para compensar la flexión de los rodillos cargados.

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La tracción de la banda.

Para poder ajustar las aplanadoras en función de las características de las bandas, es por lo tanto necesario calibrar o inicializarlas. Esto equivale a determinar los ajustes básicos de la aplanadora adaptados para obtener el efecto deseado. También es deseable conocer los valores de ajuste controlables por los medios disponibles (especialmente ajuste de las imbricaciones, ajuste de altura de los rodillos de contra-apoyo) así como el valor de los huelgos y aflojamientos, de la flexión de los rodillos durante el aplanado. De este modo, es posible tener en cuenta estos parámetros en el ajuste de la aplanadora.

La obtención de una buena planeidad en los productos requiere por lo tanto:

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calibrar precisamente el entrehierro en la entrada y en la salida de la aplanadora, por ejemplo \pm 0,05 mm.

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Verificar la ausencia de dislocación o de basculamiento parásito de pisa-chapas teóricamente paralelos desde el punto de vista del operario.

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Calibrar precisamente la altura de los contra-apoyos, por ejemplo a \pm0,02 mm.

Ahora bien, actualmente, las operaciones de aplanado, y en particular el calibrado, muestran un cierto empirismo, por diversas razones:

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los monogramas o las consignas de preajuste indicados por los constructores pueden evidenciarse como inadaptadas.

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La verificación regular del calibrado de las aplanadoras es realizada a menudo por los operarios utilizando una barra rectificada o una barra redonda de diámetro calibrado introducida en el entrehierro para verificar el valor cuando los rodillos aplanadores entran en contacto con esta barra. Realizada en ausencia de carga, esta operación no garantiza por consiguiente un entrehierro preciso durante la carga de la aplanadora (apriete sobre producto) puesto que los huelgos y el aflojamiento de la máquina no son considerados en este procedimiento. La precisión de este procedimiento de calibrado es difícil de cuantificar, ya que está evidentemente ligada ala sensibilidad y a la experiencia de los operarios, y no se garantiza su reproducibilidad.

Por otra parte se ha propuesto ("Modeling of the leveling process and applications to heavy plate mills and strip finishing mills", METEC Düsseldorf, 1994) un procedimiento para caracterizar las aplanadoras cargadas dinámicamente, y que permite su calibrado. Este procedimiento descansa sobre la utilización de chapas de referencia de diferentes formatos que constan de calibres de deformación colocados a la altura de cada contra-apoyo.

Si este procedimiento que utiliza chapas instrumentadas se adapta perfectamente para definir los ajustes iniciales de una aplanadora, es por el contrario poco apta para vigilar regularmente su buen funcionamiento. En efecto, su puesta en marcha necesita la parada de la máquina durante varias horas, así como la intervención de personal cualificado y de medios de medición eficaces, lo cual penaliza en gran medida la productividad. Además, en el caso de aplanadora de grandes dimensiones, el volumen de tales chapas y su dificultad de manipulación son un problema no despreciable.

Existe por lo tanto una importante necesidad de disponer de un procedimiento fácil de ejecutar, que permitiría:

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Detectar eventuales defectos mecánicos de una aplanadora.

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Verificar el calibrado de una máquina en caso de duda.

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Verificar que los ajustes definidos inicialmente no han variado a lo largo del tiempo.

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Efectuar este calibrado mucho más rápidamente que por el procedimiento de las chapas instrumentadas, y con una precisión y una reproducibilidad muy superior al procedimiento manual actual que utiliza las barras calibradas.

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Ajustar con precisión el apriete de los rodillos de entrada y de salida actuando sobre excéntricos o medio equivalente.

La presente invención tiene como propósito responder a estas necesidades. Pretende particularmente, de este modo, determinar con precisión y sencillez las características de una aplanadora efectuando un calibrado en carga reproducible y bajo esfuerzos conocidos.

Pretende igualmente determinar la posición de los ajustes de contra-apoyo, para de este modo corregir la flexión de los rodillos aplanadores.

Pretende también corregir la "dislocación" de la aplanadora, así como controlar su "basculamiento" de pisa-chapas paralelos.

Pretende también de manera especial asegurarse de que los ajustes iniciales no han evolucionado a lo largo del tiempo.

Con estos objetivos a la vista, la invención tiene por objeto un dispositivo de calibrado de una aplanadora de rodillos para aplanar una banda metálica, que consta al menos de un conjunto constituido por dos series de rodillos inferior y superior, dispuestas una enfrente de la otra para imbricar los rodillos de una serie en los de la otra, estando estas series de rodillos dispuestos sensiblemente en paralelo entre sí y en perpendicular a la dirección de avance de la banda a aplanar, dispositivo caracterizado porque consta, además, de una barra rígida de medir, de longitud suficiente para ser posicionada en la dirección de aplanado entre dicho conjunto de los rodillos superiores e inferiores, extendiéndose sobre todos los rodillos, bloques rígidos integrados en la barra que reproducen, cuando se colocan en la vertical de los rodillos inferiores, la acción de dichos rodillos inferiores y sus características mecánicas, y una fina lámina metálica que descansa sobre estos bloques, encontrándose ésta fijada sobre uno de ellos hacia el centro de la barra y comprendiendo extensómetros para medir sus deformaciones elásticas.

Según una característica preferida de la invención, la longitud de la lámina delgada instrumentada es superior a la distancia que separa el primer y el último rodillo de la aplanadora, siendo su ancho preferiblemente inferior al de una rampa o de un rodillo de contra-apoyo.

Según otra característica ventajosa de la invención, las características geométricas y mecánicas de dicha lámina delgada se eligen de tal manera que, cuando se somete esta lámina fina a un esfuerzo correspondiente al aplanado de bandas de espesor, de límite y de módulo de elasticidad más bajos tratadas en la aplanadora, éstas conducen a una deformación en el campo elástico del material de la lámina.

Según otra característica ventajosa de la invención, los extensómetros pueden ser calibres de deformación con variación de resistencia o extensómetros de fibra óptica que miden la variación de longitud de una cavidad de Fabry-Perot, o cualquier otro medio que permita medir la flecha local de dicha lámina delgada.

Según otra característica de la invención, la barra comprende un bloque de centrado que se intercala entre dos rodillos inferiores para posicionar de una manera precisa y reproducible dicha barra en el sentido longitudinal de dicha aplanadora.

Según otra característica de la invención, se posicionan al menos dos extensómetros en el centro y en la parte inferior de la lámina de manera que, la barra instrumentada una vez colocada en la aplanadora, los extensómetros se sitúen a la altura del cuarto rodillo a partir de la entrada de la aplanadora y del N-3-ésimo rodillo de salida de la aplanadora, comprendiendo en total dicha aplanadora N rodillos.

Ventajosamente, se posicionan al menos dos extensómetros en el centro y en la parte inferior de la lámina de manera que, la barra instrumentada una vez colocada en la aplanadora, se sitúan dichos extensómetros a la altura del segundo rodillo a partir de la entrada de la aplanadora y del N-1-ésimo rodillo de salida de la aplanadora, comprendiendo dicha aplanadora en total N rodillos.

Según otra característica de la invención, la barra comprende ventajosamente una extensión para su fácil manipulación en el interior de la aplanadora.

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La invención tiene también por objeto un procedimiento de calibrado de una aplanadora de rodillos que utiliza el dispositivo con barra instrumentada definido anteriormente, caracterizado porque se colocan estas dos barras de medición que constan de una lámina delgada instrumentada, cerca de los cojinetes en la aplanadora, estando las rampas de contra-apoyos totalmente bajadas, se acercan las series de rodillos inferiores y superiores la una a la otra actuando sobre los medios de mando de apriete para de este modo ejercer un esfuerzo sobre dichas barras de medición, correspondiendo este esfuerzo de referencia al aplanado de bandas de espesor, de límite y de módulo de elasticidad más bajos susceptibles de ser tratadas en la aplanadora, encontrándose dicha lámina en un estado de deformación elástica. Una vez alcanzado este esfuerzo, se miden mediante dichos extensómetros, las deformaciones de las barras para deducir un entrehierro de referencia, la dislocación y el basculamiento de dicha aplanadora, y en su caso, aportar correcciones en función de estos resultados.

Según una variante preferida de realización, se efectúa la etapa de calibrado definida anteriormente, y a continuación, en una etapa posterior, se posicionan las dos barras de medición que consta de una lámina instrumentada en la vertical de rampas de contra-apoyo más cercanas de los cojinetes y se acercan las dos series de rodillos inferiores y superiores la una a la otra accionando los medios de mando de apriete para ponerlas en el entrehierro de referencia medido en la etapa anterior, se actúa entonces sobre el desplazamiento de las dos rampas de contra-apoyo anteriormente mencionadas para obtener un esfuerzo idéntico al esfuerzo de referencia, medido a partir de las deformaciones de la lámina fina instrumentada, y por el desplazamiento lateral de las barras en la vertical de las otras barras de contra-apoyo, se repite esta operación tantas veces como sea necesario hasta el calibrado de todos los contra-apoyos.

Según otra variante de realización, se disponen tantas barras de medición que constan de una lámina delgada instrumentada y definidas anteriormente, como rampas de contra-apoyo, se posicionan cerca de los cojinetes en la aplanadora dichas dos barras de medición, se acercan las dos series de rodillos la una a la otra accionando los medios de mando de apriete para de este modo ejercer un esfuerzo de referencia sobre las barras de medición, correspondiendo dicho esfuerzo al aplanado de bandas de espesor, de límite y de módulo de elasticidad más bajos tratadas en dicha aplanadora, y encontrándose la lámina un estado de deformación elástica, se miden mediante extensómetros las deformaciones experimentadas por las láminas para deducir el entrehierro de referencia y corregir, en su caso, la dislocación y el basculamiento de dicha aplanadora, y a continuación se dispone la totalidad de las barras de medición en la aplanadora, posicionadas respectivamente a la altura de cada rampa de contra-apoyo, las dos series de rodillos se acercan una a la otra accionando los medios de mando de apriete para obtener el entrehierro de referencia, se actúa sobre el desplazamiento de los contra-apoyos para obtener el esfuerzo de referencia, y se miden mediante extensómetros las deformaciones experimentadas por las láminas para deducir el entrehierro y el esfuerzo de apriete aplicado por los rodillos y, en su caso, se aportan correcciones al calibrado en función de los resultados así obtenidos.

Ventajosamente, los procedimientos de calibrado descritos anteriormente se lleva a cabo gracias a barras que constan de un bloque de centrado que se intercala entre dos de los rodillos inferiores para posicionar de manera precisa y reproducible cada barra en el sentido longitudinal de la aplanadora, de tal manera que los bloques rígidos que reproducen la acción de los rodillos inferiores estén dispuestos en la vertical de estos rodillos.

La invención se va a describir ahora de manera más precisa, pero no limitativa, refiriéndose a las hojas de dibujo anexas en las cuales:

- Las figuras 1 a 5, que ilustran el principio y la constitución de una aplanadora de rodillos conocidos, ya se han comentado anteriormente.

La figura 6 presenta un dispositivo de barra instrumentada según la invención y su posicionamiento en una aplanadora de rodillos.

La figura 7 ilustra un modo de fijación de la lámina delgada sobre un bloque de la barra instrumentada.

La figura 8 ilustra el apriete medido en una aplanadora mediante la invención, encontrándose las rampas de contra-flexión totalmente bajadas.

La figura 9 ilustra el apriete medido en una aplanadora mediante la invención, después de la homogeneización en el sentido longitudinal y transversal.

El dispositivo representado en la figura 6 está constituido en primer lugar por una barra rígida 8, por ejemplo de acero, de longitud superior a la de la aplanadora. Esta barra rígida consta de bloques fijos 81, también rígidos, cuyo espaciamiento reproduce fielmente el interejes de los rodillos 11 del pisa-chapa inferior de la aplanadora. La geometría de estos bloques se elige preferiblemente para crear un contacto lineal con una lámina de espesor fino que descansa sobre los mismos. Se eligen por ejemplo bloques cilíndricos cuyo diámetro es cercano al de los rodillos de la aplanadora. El dimensionamiento general de la barra se efectúa a partir de las condiciones de aplanado de la gama de productos que necesitan menos esfuerzo (flexión mínima de los rodillos aplanadores).

Una lámina 82 de espesor fino descansa sobre los bloques 81. La presencia de esta lámina simula la de un producto fino en contacto lineal con bloques de una dureza comparable a la de los rodillos aplanadores. La longitud total de esta lámina es superior a la distancia que separa el eje del primer y del último rodillo. El ancho de la lámina, definido de tal manera que el conjunto de soporte tenga una rigidez suficiente, no sobrepasa el ancho de un contra-apoyo. La lámina delgada es solidaria a la barra por fijación sobre un bloque central único dela barra, para de este modo permitir una deformación libre de la lámina por uno y otro lado del punto de fijación durante el apriete. Esta lámina se fija mediante un tornillo 86, como se ilustra en la figura 7, o por cualquier otro sistema equivalente.

Las características de esta lámina metálica se eligen en función de los siguientes puntos: Ya se ha visto que los requisitos de esta lámina son los definidos por las condiciones de aplanado de la gama de los productos que necesitan menos esfuerzo. Por definición, estas condiciones conducen a la deformación plástica de los productos aplanados. Las características de la lámina se deben elegir sin embargo de tal manera que estas mismas condiciones se traduzcan por su deformación únicamente en el campo elástico. Esto significa que una al menos de las siguientes características de la lámina: límite de elasticidad, espesor, módulo de elasticidad, debe ser superior a las de los productos aplanados.

El dispositivo incluye ventajosamente una extensión 85 que permite su fácil manipulación, por ejemplo para desplazarlo transversalmente en el interior de la aplanadora. Esta extensión sirve también para garantizar las conexiones eléctricas de los calibres de deformación.

En la figura 6, se ha representado el dispositivo que descansa sobre la serie inferior de los rodillos 11 de la aplanadora. Con el fin de garantizar su exacto posicionamiento longitudinal respecto de los rodillos subyacentes, es útil emplear un sistema de posicionamiento: éste es por ejemplo un bloque 84 de centrado solidario a la barra, que se intercala entre dos rodillos inferiores 11 de la aplanadora. De este modo, la barra se posiciona longitudinalmente de manera precisa y reproducible, estando los bloques rígidos que reproducen la acción de los rodillos inferiores perfectamente dispuestos en la vertical de estos rodillos. Se entiende evidentemente que se pueden aplicar medios equivalentes de posicionamiento siempre que consiga una precisión comparable.

Como se puede ver, se fijan dos extensiómetros 83a y 83b (por ejemplo calibres de extensometría, calibres de fibras ópticas de deformación que miden la variación de longitud de una cavidad de Fabry-Perot, o cualquier otro medio que permite medir la flecha local de la lámina delgada) en la parte inferior de la lámina delgada. Su localización precisa corresponde a los siguientes datos:

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Los dos extensómetros se colocan lo más cerca posible de los extremos de la aplanadora (entrada y salida), para medir por diferencia el basculamiento de la máquina con la mayor precisión posible.

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Para obtener la mayor precisión posible, los extensómetros se colocan en una zona muy solicitada en flexión. De este modo, una localización a media distancia de dos rodillos superior e inferior (deformación nula) no sería apropiada para el propósito deseado.

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Los extensómetros se posicionan ventajosamente en una parte de la lámina delgada solicitada en tracción. Incluso si su localización es teóricamente posible en una parte solicitada en compresión, las dificultades de posicionamiento en una superficie directamente en contacto con los rodillos hacen que esta eventualidad sea sensiblemente más difícil.

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Es conveniente, por otra parte, localizar los extensómetros en un lugar considerado como totalmente encastrado, cuyas condiciones límite están únicamente definidas por las posiciones de los rodillos. Esta condición no se cumple a la altura de los rodillos "12a" y "12m" de la figura 6, puesto que la chapa es libre más allá de los rodillos "11a" y "11n". Esta condición está se cumple sin embargo a la altura de los rodillos "12b" y "12l". Más generalmente, si se designa por N el número total de rodillos de la aplanadora (es decir m+n suma del número de rodillos de la serie superior e inferior), 1 designando el rodillo de entrada, y N el rodillo de salida, los extensómetros se localizan preferiblemente en la cara en extensión de la lámina delgada a la altura del cuarto rodillo (es decir del lado de la entrada de la aplanadora) y del N-3 -ésimo rodillo (del lado de la salida de la aplanadora). Los extensómetros se colocan en el centro de la lámina, a la altura de los dos rodillos anteriormente mencionados, para medir el extremo local de deformación por flexión.

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Sin embargo, también puede ser ventajoso disponer extensómetros en zonas donde el apriete se debe controlar de manera más rigurosa, y donde se disponen medios específicas para actuar: es el caso en la entrada o en la salida de aplanadora, donde el apriete se puede modificar especialmente por un excéntrico que actúa indirectamente sobre los rodillos 12a y 12m. En este caso, se pueden disponer ventajosamente extensómetros en el centro de la lámina, a la altura de los dos rodillos anteriormente mencionados (83c y 83d, figura 6) para medir la deformación local: Si ésta es considerablemente diferente la medida en otro punto longitudinal de la barra en la vertical de un rodillo (por ejemplo al nivel de los rodillos 12b y 12l), se concluirá que hay ajustes imperfectos (por ejemplos: sobreapriete) del excéntrico que habrá que modificar.

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El espesor total del dispositivo (barra+bloque+lámina+sistema de centrado) es suficientemente importante para garantizar la rigidez del conjunto, a la vez que sigue siendo compatible con la abertura máxima disponible en la aplanadora.

Para efectuar una medición, se coloca la barra 8 entre los rodillos inferiores y los rodillos superiores de la aplanadora. El tope 84 (o el sistema de posicionamiento equivalente) posiciona la barra respecto de estos rodillos, y garantiza de este modo que la integridad de la barra está dispuesta longitudinalmente respecto de la aplanadora. Al no ser crítico, el posicionamiento transversal de una barra respecto de una rampa de contra-apoyo, se puede llevar a cabo colocando la barra en el eje del contra-apoyo con la ayuda de un dispositivo medidor usual o de un sistema equivalente.

El procedimiento que sigue describe una primera etapa destinada a conocer y corregir la dislocación y el basculamiento de una aplanadora:

Dos barras 8 de medición con lámina instrumentada se colocan en la aplanadora, posicionadas lo más cerca posible de los cojinetes 20, rampas de contra-apoyo 21 totalmente bajadas. En un primer tiempo, se acercan las dos series de rodillos 11 y 12 la una a la otra accionando los medios de mando de apriete (motores 19a y 19b) para ejercer un esfuerzo de aplanado. Con el fin de garantizar la mayor precisión al procedimiento de calibrado, este esfuerzo de aplanado de referencia se elige de manera que se reproduzca el esfuerzo más débil en la gama de aplicación industrial de la aplanadora, el correspondiente al aplanado de los productos más finos, al módulo y al límite de elasticidad más bajos. Las deformaciones medidas en las barras 8 permiten deducir un valor del entrehierro (que se cualifica de entrehierro de referencia). Por examen y comparación de los valores de entrehierro de referencia medidos en el sentido longitudinal y transversal de la aplanadora, es posible corregir la dislocación y el basculamiento de la aplanadora por ejemplo mediante ajustes 16a, 16b, 16c, 16d del tipo tornillo-tuerca o de dispositivos equivalentes.

El siguiente procedimiento describe una etapa posterior que pretende determinar el entrehierro y el esfuerzo de apriete aplicado por los rodillos a la altura de los contra-apoyos:

Dos barras 8 de medición se posicionan en la vertical de las primeras y últimas rampas de contra-apoyo 21a y 21k, las más cercanas a los cojinetes. Se acercan las dos series de rodillos inferiores 11 y superiores 12 la una a la otra accionando los medios de mando de apriete para ponerlas en el entrehierro de referencia medido en la etapa anterior. Se actúa sobre el desplazamiento de los contra-apoyos 21a y 21k en cuestión para de este modo obtener el esfuerzo de referencia, realizándose la medición a partir de las deformaciones de la lámina delgada instrumentada 82 de las barras 8. Se vuelve a empezar esta estapa desplazando lateralmente las barras a la altura de los dos otros contra-apoyos 21, tantas veces como sea necesario, hasta el calibrado de la totalidad de los contra-apoyos 21.

Con el fin de efectuar el calibrado y los ajustes más rápidamente, también es posible disponer de tantas barras 8 de medición que constan de una lámina instrumentada 82 como rampas de contra-apoyo 21. La primera etapa es idéntica a la descrita anteriormente, mientras que la siguiente etapa consiste en disponer una barra 8 bajo cada rampa 21.

A modo de ejemplo, los siguientes resultados ilustran la invención: el dispositivo y el procedimiento se han puesto en práctica con el fin de caracterizar una aplanadora de rodillos: Las referencias 1 y 9 de la figura 8 corresponden a la vertical de las primeras y últimas rampas de contra-apoyo de esta aplanadora, la referencia 5 indica el eje longitudinal de la aplanadora. La figura 8 ilustra la variación transversal del apriete medido en la entrada (E) y en la salida (S) de esta aplanadora mediante barras con lámina instrumentada, estando las rampas de contra-flexión totalmente bajas. Esta primera etapa permite identificar una flexión de rodillos cargados, así como una torsión del casete de la aplanadora.

La figura 9 ilustra el apriete medido en la misma aplanadora, después de la corrección efectuada sobre los contra-apoyos teniendo en cuenta indicaciones de la anterior etapa de caracterización: se han homogeneizado la flexión de los rodillos, en entrehierro de la máquina cargada. El epriete sobre las barras instrumentadas después de esta operación de calibrado es de 0,5 mm \pm 0,1 mm.

Es evidente que la invención no se limita a los ejemplos descritos anteriormente, sino que se extiende a múltiples variantes de equivalentes en la medida en que se reproduce su definición dada en las siguientes reivindicaciones. De este modo, la invención descrita permite identificar y corregir rápidamente eventuales defectos de ajuste de las aplanadoras de rodillos. De uso sencillo para el operario, permite establecer un diagnóstico de los eventuales desvíos y aumentar de manera importante la calidad de los productos aplanados, por una mejor planeidad y una mayor regularidad.

Claims (12)

1. Dispositivo de calibrado de una aplanadora de rodillos para aplanar una banda metálica (10), que consta al menos de un conjunto constituido por dos series de rodillos inferior (11) y superior (12), dispuestas una enfrente de la otra para imbricar los rodillos de una serie en los de la otra, estando estas series de rodillos dispuestos sensiblemente en paralelo entre sí y en perpendicular a la dirección de avance de la banda a aplanar, dispositivo caracterizado porque consta, además, de una barra rígida de medir (8), de longitud suficiente para ser posicionada en la dirección de aplanado entre dicho conjunto de dichos rodillos superiores e inferiores, extendiéndose sobre todos los rodillos, bloques rígidos (81) integrados en la barra que reproducen, cuando se colocan en la vertical de los rodillos inferiores, la acción de dichos rodillos inferiores (11) y sus características mecánicas, y una fina lámina metálica (82) que descansa sobre estos bloques, encontrándose ésta fijada sobre uno de ellos hacia el centro de la barra y comprendiendo extensómetros (83) para medir sus deformaciones elásticas.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud de dicha lámina delgada (82) instrumentada es superior a la distancia que separa el eje del primer (11a) y del último (11n) rodillo de dicha aplanadora, y el ancho de dicha lámina inferior al de una rampa o de un rodillo de contra-apoyo (21).

3. Dispositivo según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque las características geométricas y mecánicas de dicha lámina delgada (82) se eligen de tal manera que, cuando se somete esta lámina fina a un esfuerzo correspondiente al aplanado de bandas de espesor, de límite y de módulo de elasticidad más bajos tratadas en dicha aplanadora, éstas conducen a una deformación en el campo elástico del material de dicha lámina.

4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dichos extensómetros (83) son calibres de deformación con variación de resistencia o extensómetros de fibra óptica que miden la variación de longitud de una cavidad de Fabry-Perot, medios de medición de la flecha local de dicha lámina delgada (82).

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha barra (8) comprende un bloque de centrado (84) que se intercala entre dos de dichos rodillos inferiores (11) para posicionar de una manera precisa y reproducible dicha barra en el sentido longitudinal de dicha aplanadora.

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se posicionan al menos dos de dichos extensómetros (83) en el centro y en la parte inferior de la lámina (82), de manera que, la barra instrumentada una vez colocada en la aplanadora, dichos extensómetros se sitúen a la altura del cuarto rodillo (12b) a partir de la entrada de la aplanadora y del N-3-ésimo rodillo de salida (12l) de la aplanadora, comprendiendo en total dicha aplanadora N rodillos.

7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se posicionan al menos dos de dichos extensómetros (83) en el centro y en la parte inferior de la lámina (82), de manera que, la barra instrumentada una vez colocada en la aplanadora, se sitúan dichos extensómetros a la altura del segundo rodillo (1a) a partir de la entrada de la aplanadora y del N-1-ésimo rodillo de salida (12m) de la aplanadora, comprendiendo dicha aplanadora en total N rodillos.

8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dicha barra rígida (8) comprende una extensión (85) para su manipulación en el interior de dicha aplanadora.

9. Procedimiento de calibrado de una aplanadora de rodillos, que utiliza el dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se posicionan cerca de los cojinetes (20) en dicha aplanadora dichas dos barras de medición (8) que constan de una lámina delgada instrumentada (82), estando las rampas de contra-apoyos (21) totalmente bajadas, se acercan las series de rodillos inferiores (11) y superiores (12) una a la otra actuando sobre los medios de mando de apriete para de este modo ejercer un esfuerzo sobre dichas barras de medición, correspondiendo este esfuerzo de referencia al aplanado de bandas de espesor, de límite y de módulo de elasticidad más bajos susceptibles de ser tratadas en dicha aplanadora, encontrándose dicha lámina en un estado de deformación elástica, y a continuación, una vez alcanzado este esfuerzo, se miden las deformaciones de las barras mediante dichos extensómetros (83) para deducir un entrehierro de referencia, la dislocación y el basculamiento de dicha aplanadora, y en su caso, aportar correcciones en función de estos resultados.

10. Procedimiento de calibrado de una aplanadora de rodillos según la reivindicación 9, que utiliza el dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se posicionan en una etapa posterior, dichas dos barras de medición que constan de una lámina instrumentada (82) en dicha aplanadora, transversalmente en la vertical de las rampas de contra-apoyo más cercanas de los cojinetes (21a) y (21k), se acercan las dos series de rodillos inferiores (11) y superiores (12) la una a la otra actuando sobre los medios de mando de apriete hasta obtener dicho entrehierro de referencia, se actúa respectivamente sobre el desplazamiento de las dos rampas de contra-apoyo (21a) y (21k) para obtener dicho esfuerzo de referencia medido a partir de las deformaciones de la lámina (82) y se desplazan lateralmente dichas otras barras bajo otras rampas de contra-apoyo (21), y aplicando dicho esfuerzo a la altura de cada una de dichas rampas de contra -apoyo (21) de la aplanadora.

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11. Procedimiento de calibrado de una aplanadora de rodillos, que utiliza el dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se disponen tantas dichas barras de medición que constan de una lámina delgada instrumentada (82) como rampas de contra-apoyo, que se posicionan cerca de los cojinetes (20) en dicha aplanadora dichas dos barras de medición que constan de una lámina delgada instrumentada (82), se acercan las dos series de rodillos la una a la otra actuando sobre los medios de mando de apriete para de este modo ejercer un esfuerzo de referencia sobre dichas barras de medición, correspondiendo dicho esfuerzo al aplanado de bandas de espesor, de límite y de módulo de elasticidad más bajos tratadas en dicha aplanadora, y encontrándose dicha lámina un estado de deformación elástica, se miden mediante dichos extensómetros (83) formaciones experimentadas por dichas láminas para deducir el entrehierro de referencia y corregir la dislocación y el basculamiento de dicha aplanadora, y a continuación se dispone la totalidad de dichas barras de medición en la aplanadora, posicionadas respectivamente a la altura de cada rampa de contra-apoyo (21), se acercan las dos series de rodillos la una a la otra actuando sobre los medios de mando de apriete para obtener dicho entrehierro de referencia, se actúa sobre el desplazamiento de los contra-apoyos (21) para obtener dicho esfuerzo de referencia, se miden mediante dichos extensómetros las deformaciones experimentadas por las láminas para deducir el entrehierro y el esfuerzo de apriete aplicado por los rodillos y, en su caso, se aportan correcciones al calibrado en función de los resultados así obtenidos.

12. Procedimiento de calibrado de una aplanadora según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque el dispositivo según la reivindicación 5 está intercalado entre dos de dichos rodillos inferiores (11) para posicionar gracias al bloque de centrado (84) de manera precisa y reproducible dicha barra (8) en el sentido longitudinal de dicha aplanadora y de tal manera que los bloques rígidos (81) que reproducen la acción de los rodillos inferiores (11) estén dispuestos en la vertical de estos rodillos.