ITMI20061460A1 - Dispositivo di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione - Google Patents

Description

Franco MARTEGAN1

Titolare: TECHINT COMPAGNIA TECNICA

INTERNAZIONALE S.p.A.

Titolo: "Dispositivo di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione"

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione.

I cosiddetti "Roll Shop" sono aree di acciaierie dedicate al ricondizionamento dei rulli o cilindri usurati, impiegati nelle gabbie di laminazione.

Le lavorazioni su tali cilindri sono determinate dalle specifiche richieste di mantenimento della qualità del laminato prodotto, nonché dal peso e dal costo da essi sotteso.

Al fine di evitare di imprimere sul prodotto segni che ne riducono la qualità e quindi il prezzo di vendita, le superfici devono essere frequentemente rettificate con tolleranze di forma estremamente contenute .

Approfittando delle operazioni di rettifica, poi, viene eseguita tutta una serie di "Controlli Non Distruttivi" (CND) che identificano il numero e l'estensione dei difetti definendo, in tal modo, anche il ciclo per il loro ricondizionamento.

Frane» MARTEGANT

Tali cilindri sono presenti in diverse varianti che differiscono tra loro principalmente per le dimensioni e per le forme, mentre sono accomunate da pesi elevati e costi alti di investimento.

La rapidità con cui le operazioni di rilavorazione vengono condotte va ad influenzare il numero di cilindri necessari in una linea di laminazione e conseguentemente anche l'investimento complessivo della linea stessa.

La tendenza attuale nei Roll Shop vede, quindi, un'automazione sempre più spinta. Punto fondamentale per l'attuazione di questa politica consiste nel dotare il Roll Shop di un sistema di movimentazione dei cilindri che sia il più possibile elastico, efficiente e veloce nonostante le masse in gioco e le tolleranze di posizionamento particolarmente ridotte. Le operazioni di movimentazione nei Roll Shop vengono normalmente attuate con dispositivi di aggancio del cilindro detti "bilancini". Questi ultimi sono strutture dotate di pinze e sostenuti dalle funi del carro ponte del capannone dove è situato il Roll Shop. È loro demandato il compito di eseguire alcune operazioni preliminari, propedeutiche alla rilavorazione tra cui, ad esempio, il ribaltamento di voluminosi quanto asimmetrici dispositivi di Franco MARTEGANI

ancoraggio alla gabbia di laminazione, sporgenti rispetto alla superficie del cilindro detti "guarniture", posizionandoli in maniera tale da non essere di intralcio alle operazioni di rettifica.

È chiaro che la valutazione della qualità operativa di un bilancino, oltre che sull'investimento iniziale e sulla sua manutenzione, si basa sulla velocità di attuazione della movimentazione, ovverosia sul tempo necessario al caricamento, alla riconfigurazione ed al deposito in situ del cilindro stesso, nonché sulla accuratezza di posizionamento.

I sistemi più rudimentali di movimentazione risentono dell'asimmetria nella distribuzione del peso dei cilindri. Infatti, raramente il centro di gravità coincide con la mezzeria del sistema: al momento del sollevamento si generano dunque oscillazioni di beccheggio causate inoltre dal limitato vincolo indotto dalle funi di sostegno, che devono essere smorzate prima del rideposito sulla macchina di destinazione, come ad esempio una macchina rettificatrice.

Inoltre, tali sistemi sono soggetti a sbilanciamenti e conseguenti inclinazioni del cilindro che influenzano la sicurezza e la velocità dì deposito dello stesso.

Franco MARTE G ANI

Non ultimo, l'operazione di rotazione delle guarniture provoca sbandamenti laterali che causano oscillazioni, e dunque incertezza nel posizionamento, riducendo l'accuratezza nell'operazione di movimentazione ed allungandone i tempi.

Al fine di risolvere almeno in parte i problemi descritti, sono noti dispositivi di aggancio impiegati in sistemi di movimentazione noti - come ad esempio quelli illustrati in figura 1 - i quali comprendono dei mezzi di traslazione 10,11 di un gancio che permettono uno spostamento complessivo della struttura 30, 31, 32, 33 porta cilindro 50 e guarniture 55 nella sola direzione di beccheggio, inseguendo così il baricentro e annullando, in tal modo, una qualsiasi inclinazione dovuta a questo tipo di sbilanciamento assiale.

Tale soluzione non gode però di un'elevata appetibilità commerciale in quanto introduce diversi svantaggi tra cui una notevole complicazione meccanica indotta dalla necessità di traslare l'intera struttura di peso non trascurabile con spostamenti del centro di gravità che devono essere eseguiti ad una velocità compatibile con il tempo complessivo di movimentazione.

Franco MARTEGANI

Inoltre, la traslazione del punto di aggancio induce a sua volta oscillazioni che vanno a sommarsi a quelle già naturalmente generate dall'operazionedisollevamento in quanto il sistema di supporto al carro ponte è a funi e dunque tutt'altro che rigido. Queste oscillazioni non sono facilmente trattabili da un sistema automatizzato e, spesso, solo l'esperienza, la competenza e la bravura dell'operatore di macchina riesce a ridurre il tempo necessario al completamento dell'operazione a livelli accettabili.

Non ultimo, essendo la traslazione del punto di attacco variabile da cilindro a cilindro, essa induce una forte incertezza circa la reale posizione delle estremità da agganciare alla rettificatrice compromettendo l'accuratezza complessiva del sistema e la possibilità di svincolarsi da un operatore umano che assista all'operazione, a meno dell'introduzione di guide e/o sistemi di centraggio meccanico ingombranti ed invasivi.

I bilancini attualmente in commercio mancano inoltre completamente della possibilità di una regolazione trasversale.

Tale regolazione risulta necessaria in quanto le guarniture sono elementi pesanti e di forma

Franco MARTEGANI

sostanzialmente parallelepipeda che vengono ruotati attorno ad un asse ben distante dal loro centro di gravità. Tali rotazioni introducono così dei rollìi che, sebbene di minore ampiezza rispetto al beccheggio, insorgono in una direzione a basso momento dì inerzia e, sono quindi maggiormente accentuati.

In aggiunta, il fatto di dover operare ortogonalmente alla direzione di traslazione rende più complicato e foriero di perdite di tempo un qualsiasi tentativo di ridurne l'intensità.

L'operatore di macchina, inoltre, non ha a disposizione alcun modo di poter interferire con tali oscillazioni se non operando con il posizionamento del carro gru stesso.

Si consideri infine che la potenza installata per compensare l'inclinazione è dipendente dalla massa da spostare e dall'angolo di inclinazione raggiunto.

Per forti angoli di attacco, che devono comunque essere considerati in fase di progettazione, il sistema deve essere in grado di spostare una frazione consistente del peso complessivo della struttura comprendente il cilindro ed il bilancino.

Nel caso dei bilancini noti, l'introduzione dei mezzi di traslazione della struttura intera comporta un

Franco MARTEGANT

aggravamento nel dimensionamento dei motori e di tutta la meccanica di spostamento e, conseguentemente, una notevole lievitazione dei costi .

Scopo generale della presente invenzione è quello di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.

Altro scopo è quello di escogitare un dispositivo di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione che sia in grado di eseguire una correzione di entrambi gli angoli di inclinazione, smorzando inoltre eventuali oscillazioni di beccheggio e/o trasversali di rollio.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione che presenti una struttura semplice e permetta di compensare le suddette inclinazioni in maniera rapida ed economica.

Non ultimo scopo della presente invenzione è quello di ideare un dispositivo di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione che presenti un'elevata precisione potendo così essere

Fianco MARTE G ANI

pilotato sia manualmente sia automaticamente all'interno dei Roll Shop.

In vista degli scopi suddetti/secondo la presente invenzione, si è pensato di realizzare un dispositivo di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione avente le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni allegate.

Le caratteristiche strutturali e funzionali della presente invenzione ed i suoi vantaggi nei confronti della tecnica conosciuta risulteranno ancora più chiari ed evidenti da un esame della descrizione seguente, riferita ai disegni allegati, che mostrano un dispositivo di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione realizzato secondo i principi innovativi dell'invenzione stessa. Nei disegni:

la figura 1 mostra una vista laterale longitudinale dì un dispositivo di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri dì laminazione secondo l'arte nota in condizione di carico;

la figura 2 mostra una vista laterale longitudinale di un dispositivo di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione secondo la presente invenzione in condizione scarica;

Franco MARTE G ANI

la figura 2a è una vista laterale trasversale di un dispositivo di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione secondo la presente invenzione in condizione scarica;

la figura 3 mostra una vista laterale longitudinale di un dispositivo dì aggancio di cilindri di laminazione secondo la presente invenzione in condizione di carico;

la figura 3a è una vista laterale trasversale di un dispositivo di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione secondo la presente invenzione in condizione di carico.

Con riferimento ai disegni, il dispositivo di aggancio 1 - o bilancino 1 - per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione in oggetto è complessivamente indicato con 1, e nell'esempio illustrato, secondo la presente invenzione, comprende una struttura porta cilindri costituita da una traversa fìssa 30, alla quale è collegata una coppia di traverse telescopiche 31, in cui alle traverse 30,31 sono rispettivamente collegati una coppia di dispositivi 32 di rotazione delle guarniture 55 ed una coppia di dispositivi 33 atti al sollevamento delle pinze 4 di presa del cilindro 50.

Franco MARTEGAM

Come nel caso del dispositivi noti, anche nel dispositivo di aggancio 1 secondo l'invenzione, alla struttura 30-33 è inoltre collegata una struttura 10 di aggancio alla gru 20. Inoltre, i dispositivi 33 di sollevamento delle pinze 4 sono provvisti di arresti laterali 5, mentre i dispositivi 32 di rotazione delle guarniture 55 prevedono ciascuno un carrello 9 dì trascinamento delle stesse.

Nel dispositivo di aggancio 1 secondo l'invenzione la correzione dei due angoli di inclinazione avviene per mezzo di due guide scorrevoli longitudinali 100 atte a contrastare il beccheggio, e due guide scorrevoli trasversali 120, atte a contrastare il rollio, sulle quali guide 100, 120 sono movimentate delle masse equilibratrici 200, 220 attraverso un dispositivo di comando 300, 320 in modo tale da ottenere l'equilibratura del cilindro 50.

La correzione di entrambe le inclinazioni viene dunque data dall'apposito spostamento delle masse equilibratrici 200, 220 interne alla struttura del bilancino 1 lungo le rispettive guide 100, 120.

Il dispositivo secondo l'invenzione è così in grado di compensare efficacemente anche inclinazioni presenti lungo l'asse trasversale del bilancino 1.

Franco MARTEGAN1

Nella particolare forma di realizzazione illustrata, preferita ma non esclusiva, le coppie dì guide scorrevoli 100, 120 sono disposte lungo due direzioni tra loro ortogonali. Nulla vieta però la scelta di direzioni tra loro non ortogonali oppure l'impiego di un numero maggiore di guide aventi orientazioni diverse.

La movimentazione delle masse 200, 220 lungo le guide 100,120 del bilancino 1 non modifica inoltre in alcun modo il posizionamento relativo tra il cilindro 50 ed il gancio di sostegno 20, consentendo un esatto posizionamento del cilindro 50 in riferimento ai sostegni ed agganci della macchina di destinazione. Le masse equilibratrici 200, 220 sono solitamente dì dimensioni ridotte, non andando dunque ad aumentare le dimensioni di ingombro dell'insieme bilancino 1 e cilindro 50.

Inoltre, è sufficiente che le masse equilibratrici 200, 220 abbiano un peso pari a circa il 2% del peso complessivo dell'insieme bilancino 1 e cilindro 50, al fine di ottenere già la massima efficienza per il recupero dell'inclinazione.

In un'applicazione simulata durante la fase di progetto, è stato mostrato che la massa sufficiente a contrastare un'inclinazione di 2° nella direzione di

Franco MARTEGANI

beccheggio per un peso di struttura di 15 Ton e di un cilindro di 30 Ton è di soli 500 kg.

Conseguentemente, il dispositivo di comando 300,320 che pilota anche tali masse 200, 220 può essere dimensionato in maniera ridotta, ossia in modo tale da erogare una potenza significativamente inferiore rispetto ai dispositivi noti che dovevano pilotare lo spostamento dell'intera struttura 30-33 comprensiva del cilindro 50.

Un'ulteriore vantaggio relativo al fatto che le masse 200, 220 che vengono movimentate al fine della compensazione delle inclinazioni sono drasticamente diminuite in peso, è la possibilità di poter spostare tali masse 200, 220 in maniera veloce, in quanto l'inerzia di tali piccole masse 200, 220 in moto risulta trascurabile e contrasta in maniera efficiente le oscillazioni naturali di maggiore ampiezza indotte nel sistema. Ciò si traduce nel fatto di poter equilibrare geometricamente il sistema senza introdurre ulteriori fonti di oscillazione ma, al contrario, contrastando efficacemente le oscillazioni di beccheggio e di rollio eventualmente già presenti.

La velocità raggiungibile di posizionamento delle masse equilibratrici 200, 220 consente di operare un

Franco MARTEGAM

bilanciamento in contemporanea con i sistemi di rotazione delle guarniture 55 eliminando sin dal principio eventuali oscillazioni o traslazioni statiche e diminuendo complessivamente i tempi di movimentazione dei cilindri di laminazione 50.

Il sistema di movimentazione impiegante il dispositivo di aggancio 1 secondo l'invenzione è impiegabile per ogni tipo di cilindro. Infatti/qualora nuove installazioni dì laminatoio prevedano cilindri 50 eccedenti ì limiti ai progetto del bilancino 1 originale, gli interventi di adeguamento al dispositivo di bilanciamento risultano particolarmente veloci e poco onerosi dato che è sufficiente la sostituzione delle masse equilibratrici 200, 220 o l'aggiunta di pesi a tali masse.

Tale dispositivo 1 offre per di più il vantaggio di un'elevata sicurezza nelle manovre e dunque nei confronti degli operatori presenti nell'area: lo spostamento delle piccole masse equilibratrici 200, 220, avvenendo all'interno delle guide 100, 120 del bilancino 1, sostanzialmente non costituisce un pericolo, in quanto le grandi masse rappresentate dal cilindro 50 e dal bilancino 1 stesso rimangono ferme durante l'operazione di compensazione.

Franco MARTE G ANI

Con la soluzione qui descritta impiegante masse limitate 200, 220 in movimento e le velocità in gioco, il dispositivo 1 secondo l'invenzione non necessita di operazioni manutentive maggiori rispetto ai bilancini fissi noti.

Rispetto invece alle soluzioni a geometria variabile, come quella illustrata in figura 1, oggigiorno presenti sul mercato, si ha un netto miglioramento sia in termini di tempi di movimentazione dei cilindri sia in termini di costi di acquisizione e di mantenimento ordinario e straordinario, tali costi dipendendo in maniera diretta dalla complessità del dispositivo 1 stesso e dalle potenze che è necessario erogare.

Una drastica riduzione di tali potenze implica dunque una migliorata competitività in termini dì costi diretti ed indiretti necessari per l'impianto nel suo complesso.

I sistemi di movimentazione delle masse 200, 220 sono, inoltre, agevolmente governabili con sistemi automatici di controllo inseriti nel controllore di macchina. In un sistema automatizzato, sensori di sbandamento, allineati lungo le direzioni degli assi principali del sistema, provvedono a fornire

Franco MARTEGAN1

1 informazione necessaria al fine di poter correggere le inclinazioni d'assetto del bilancino 1.

Dunque, con l'aggiunta di una congrua rete di sensori, il sistema di movimentazione di cilindri di laminazione impiegante il dispositivo di aggancio secondo l'invenzione potrebbe essere agevolmente reso indipendente da qualsiasi intervento umano avendo al proprio interno la capacità di reagire ad ogni prevedibile eventualità di sbilanciamento nonché le doti di precisione, affidabilità e riproducibilità necessarie per effettuare il trasporto automatizzato in un qualsiasi Roll Shop.

Da quanto sopra descritto con riferimento alle figure, appare evidente come un dispositivo di aggancio per sistemi dì movimentazione di cilindri di laminazione secondo l'invenzione sìa particolarmente utile e vantaggioso. E' così conseguito lo scopo menzionato al preambolo della descrizione.

Tale dispositivo permette infatti di compensare inclinazioni sia longitudinali sia trasversali, ottenendo inoltre uno smorzamento delle oscillazioni di beccheggio e delle oscillazioni dovute a rollio, senza per giunta la necessità di potenze dì pilotaggio elevate.

Franco MARTHGAN1

Inoltre, il dispositivo di aggancio secondo l'invenzione offre un'elevata precisione e certezza riguardo il posizionamento del cilindro e dunque la possibilità dì impiegare un comando in remoto ed eventualmente in automatico del sistema di movimentazione di cilindri di laminazione.

Naturalmente, le forme del dispositivo dì aggancio secondo l'invenzione possono essere diverse da quella mostrata a solo titolo dì esempio non limitativo nei disegni, come pure diversi possono essere i materiali. Così ad esempio, la disposizione ed il numero delle guide può variare a seconda delle esigenze implementative.

L'ambito di tutela dell'invenzione è pertanto delimitato dalle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. Franco MARTEGANI RIVENDICAZIONI 1* Dispositivo (1) di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione comprendente una struttura di sollevamento (30-32) di un cilindro (50) provvista di mezzi di presa (4) di detto cilindro (50) e di mezzi di aggancio (10) superiori atti a mantenere detto dispositivo (1) in una posizione sollevata, detto dispositivo (1) comprendendo inoltre mezzi di compensazione di inclinazione, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di compensazione di inclinazione comprendono una pluralità dì guide (100,120), ognuna guida (100,120) essendo provvista di almeno un elemento a massa (200,220), detto almeno un elemento a massa (200,220) essendo mobile lungo detta guida (100,120).
2. 2. Dispositivo (1) di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta pluralità dì guide (100,120) comprende una prima guida (100) parallela all'estensione longitudinale di detto dispositivo di aggancio (1) ed una seconda guida (120) ortogonale a detta prima guida (100).
3. 3. Dispositivo (1) di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione secondo la rivendicazione 1 o 2 caratterizzato dal fatto che FrancoMARTEGANI detto almeno un elemento a massa (200,220) è movimentato lungo detta guida (100,120) mediante mezzi di comando (300,320).
4. 4. Dispositivo (1) di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comando (300,320) di detti elementi a massa (200,220) sono collegati ad una pluralità di sensori atti a determinare l'inclinazione longitudinale e/o trasversale di detto cilindro (50).
5. 5. Dispositivo (1) di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione secondo la rivendicazioni 4 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comando (300,320) sono mezzi di comando automatico.
6. 6. Dispositivo (1) di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comando (300,320) sono mezzi di comando in remoto.
7. 7. Dispositivo (1) di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti mezzi di compensazione di inclinazione (100,120,200,220) Franco MARTEGAN1 presentano un ingombro sostanzialmente contenuto nel volume d'ingombro occupato da detta struttura di sollevamento (30-32).
8. 8. Dispositivo (1) di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti elementi a massa (200,220) presentano un peso sostanzialmente pari al 2% del peso complessivo di detto dispositivo (1) di aggancio caricato con detto cilindro (50).
9. 9. Dispositivo (1) di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti elementi a massa (200,220) sono rimuovìbili da dette guide (100,120).
10. 10. Dispositivo (1) di aggancio per sistemi di movimentazione di cilindri di laminazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detta struttura di sollevamento comprende una traversa fissa (30), alla quale è collegata una coppia di traverse telescopiche (31), alle traverse (30,31) essendo rispettivamente collegati una coppia dì dispositivi (32) atti a pilotare in rotazione una pluralità di guarniture (55) presenti su detto cilindro (50), ed una coppia Franco MARTE G ANI di dispositivi (33) atti al sollevamento di una pluralità di pinze (4) per la presa di detto cilindro ( 50) .