Scopul principal al unui laminor în industria metalurgică este de a reduce grosimea unui semifabricat din metal prin procesul de laminare. Un laminor tipic poate consta dintr-o singură cajă, însă de cele mai multe ori are în componență mai multe caje. De obicei, cajele sunt dispuse în linie, pentru a obține o reducere treptată a grosimii produselor laminate.
- FIGURA 1 - Secțiune transversală prin caja de laminor cu 4 cilindri
Figura 1 prezintă o secțiune transversală prin caja unui laminor cu patru cilindri (tip 4HI), în care rulmenți radiali axiali cu role conice pe patru rânduri sunt montați pe fusurile cilindrilor de sprijin (BUR) și ale cilindrilor de lucru (WR). Rulmenți axiali cu role conice sunt utilizați în mecanismul șuruburilor de presiune pentru a regla grosimea produsului laminat.
Partea stângă a cajei de laminor din figura 1 este conectată la sistemul de transmisie a puterii. Capătul cilindrului de lucru este prelucrat prin așchiere cu un profil specific, pentru a permite conectarea unui cuplaj. Carcasa rulmentului este liberă să se deplaseze axial în fereastra cajei de pe această parte. Partea dreaptă din figura 1 reprezintă partea operatorului laminorului, iar carcasa rulmentului din acea parte este blocată împotriva deplasării axiale în fereastra cajei.
Traseul sarcinilor generate în rulmenți de forța de laminare este reprezentat în figură. Rulmenții sunt supuși unor sarcini radiale foarte mari și unor sarcini axiale cu valori variabile.
Atunci când cilindrii de sprijin sau cilindrii de lucru folosesc, în locul rulmenților radiali axiali cu role conice, rulmenți radiali cu role cilindrice pe patru rânduri (4CRB), un rulment axial de capacitate mare trebuie încorporat în partea fixă a laminorului pentru a prelua sarcinile axiale externe inerente în procesul de laminare (figura 2). Acest rulment axial este, de cele mai multe ori, un rulment radial axial cu role conice pe două rânduri de tip TDIK (inel interior conic dublu, prevăzut cu canale de pană), montat cu arcuri elicoidale de compresie. Pe partea flotantă, același rulment axial poate fi utilizat pentru simetria soluției constructive, însă un rulment de capacitate mai ușoară, cu rol de fixare, cum ar fi un rulment radial cu bile, este, de asemenea, potrivit.
- FIGURA 2 - Soluție constructivă de fus de cilindru cu rulment 4CRB (radial) și cu rulment axial tip TDIK
1. Rulmentul axial
a) Rulment TDIK standard: Sistemul de arcuri elicoidale de compresie încorporat în carcasă (soluție constructivă tradițională de laminor).
Figura 2 prezintă soluția constructivă de fus de cilindru în care un rulment radial cu role cilindrice pe 4 rânduri este folosit ca rulment pentru preluarea încărcărilor pe direcție radială, iar un rulment radial axial cu role conice tip TDIK este folosit pentru a asigura preluarea încărcărilor axiale. Arcuri elicoidale de compresie, externe rulmentului, sunt necesare pentru pretensionarea axială a inelelor exterioare ale rulmentului TDIK, cu scopul de a menține sub tensiune și rolele rândului de rulment care nu participă la preluarea forței axiale rezultate din procesul de laminare.
Arcurile elicoidale de compresie, montate în carcasă, mențin ambele inele exterioare ale rulmentului TDIK pretensionate axial, indiferent de direcția de acțiune a forței axiale de laminare. Având în vedere că rulmenții sunt montați cu ajustaje cu joc, inelele interioare sunt fixate pe fusurile cilindrilor prin pene pentru a preveni rotirea și uzura prin adeziune a alezajului rulmentului și a fusului cilindrului. Inelele exterioare sunt montate cu un ajustaj cu joc de aproximativ 2-3 mm în alezajul carcasei, pentru a asigura faptul că rulmentul axial TDIK nu preia nicio sarcină radială. Interstițiul dintre fața inelelor exterioare de rulment, pe care apasă arcurile elicoidale, și fața carcasei are valori cuprinse între 0,15 mm și 0,30 mm, pe fiecare parte.
b) Soluția Timken: Rulment TDIK cu sistem de arcuri elicoidale de compresie integrate în rulment (soluție constructivă de laminor simplificată) În majoritatea cazurilor, atunci când, pentru lagărele cilindrilor de laminor, se utilizează rulmenți radiali axiali cu role conice pe patru rânduri, nu sunt necesari rulmenți suplimentari pentru poziția axială (consultați figura 1). Însă, în cazurile în care sarcina axială exercitată asupra cilindrilor este prea mare (atunci când sisteme de dezaliniere axială a cilindrilor de lucru sau de deplasare axială a cilindrilor de lucru sunt prevăzute în laminor), un rulment axial suplimentar este necesar pentru a prelua această sarcină axială suplimentară. Acest rulment axial împiedică preluarea sarcinii axiale de către rulmentul din poziția radială. Figura 3 prezintă o soluție constructivă de fus de cilindru cu rulmenți radiali axiali cu role conice pe patru rânduri și cu un rulment TDIK suplimentar în poziție axială.
- FIGURA 3 - Fus de cilindru cu rulmenți radiali axiali cu role conice pe patru rânduri și rulment axial TDIK cu arcuri integrate
The Timken Company a dezvoltat o versiune a rulmentului TDIK care folosește un sistem de arcuri elicoidale de compresie integrate în rulment. Scopul sistemului cu arcuri elicoidale de compresie integrate în rulment este similar sistemului prezentat în figura 2 (arcuri elicoidale de compresie montate în carcasă). Sistemul de arcuri integrate în rulment este proiectat să dezvolte cantitatea corectă de forță axială pentru a menține rândul neîncărcat sub tensiunea optimă. Acest nou rulment este adecvat atât pentru a ajuta la simplificarea soluției constructive a laminoarelor nou proiectate, cât și pentru adaptarea la laminoarele existente.
Soluția constructivă de rulment TDIK cu arcuri elicoidale integrate în rulment prezintă două avantaje principale, comparativ cu soluția (tradițională) cu rulment TDIK pretensionat cu arcuri elicoidale montate în carcasă:
- Montarea pieselor conjugate rulmentului (carcasă, capace) este simplificată deoarece nu mai este nevoie de inserarea arcurilor elicoidale în carcasă sau în capacul acesteia, fapt ce reduce la minim posibilitatea de a pierde sau deteriora arcurile elicoidale separate, necesare pentru rulmentul TDIK standard.
- Specificațiile tehnice referitoare la arcurile elicoidale și la asamblarea acestora sunt gestionate de producătorul rulmentului (rezultând un reper mai simplu de asamblat pentru constructorul de laminor).
Soluția constructivă de rulment TDIK cu arcuri elicoidale de compresie integrate în rulment (imagine detaliată 3D) este reprezentată în figura 4. Această construcție conține un inel interior dublu, cu două rânduri de role și două colivii (1) și două inele exterioare simple (2). Inelul interior dublu este de obicei blocat împotriva rotirii pe fus printr-o pană montată pe fața exterioară, având astfel practicate canale de pană în alezaj (3).
Canale de pană sunt amplasate pe ambele fețe ale inelului interior dublu, astfel încât poziția rulmentului poate fi inversată în carcasă pentru a-i prelungi durata de viață, dacă forța axială ce acționează asupra cilindrului este îndreptată predominant într-o singură direcție, în timpul funcționării laminorului.
- FIGURA 4 - Soluția constructivă de rulment TDIK cu arcuri integrate în rulment
Chiar dacă, în mod normal, canalele de pană sunt localizate pe fețe, pot fi prelucrate și canale de pană poziționate în alezajul inelului interior. Această soluție constructivă nu are în componență inel distanțier între inelele exterioare simple. Sistemul cu arcuri elicoidale este alcătuit dintr-un număr de arcuri elicoidale de compresie (4), pistoane (5) și inele de reținere (6)
