En el proceso de laminación (metalurgia), el bastidor del tren de laminación es un componente estructural fundamental que influye directamente en la estabilidad del tren, la resistencia a las fuerzas de laminación y la precisión dimensional del producto. Comprender la estructura y los tipos de bastidores es fundamental para los ingenieros involucrados en el diseño, la operación y el mantenimiento de trenes de laminación.
Este artículo explica qué es un bastidor de laminación, las diferencias entre los bastidores abiertos y cerrados, y los métodos de conexión habituales utilizados en los bastidores de tipo abierto.
¿Qué es un soporte de laminación?
Un bastidor de laminación es la estructura que soporta e instala los principales componentes de trabajo de un tren de laminación. Aloja piezas tales como:
- Rollos rodantes
- Rodamientos de rodillos
- Mecanismos de ajuste de rodillos
- Equipos de guiado para laminadores
Dado que el soporte debe soportar fuerzas de rodamiento significativas manteniendo la precisión dimensional requerida del producto laminado, debe poseer suficiente resistencia y rigidez.
Dependiendo de la configuración del tren de laminación y de los requisitos de producción, las cajas de laminación se clasifican generalmente en dos tipos principales:
- Soportes de laminación cerrados
- Soportes de laminación abiertos
¿Qué es un soporte de laminación cerrado?
Un soporte cerrado para fresador se construye como un único marco integral, formando un lazo estructural rígido. Este diseño proporciona alta resistencia y rigidez, permitiéndole soportar grandes fuerzas de rodamiento.
Los bastidores cerrados se utilizan típicamente en laminadores donde se presentan cargas pesadas, tales como:
- Un laminador primario de alta fuerza de laminación.
- Laminadores de losas
- Laminadores de chapas y flejes
En algunos casos, también se aplican en trenes de laminación de perfiles que requieren una mayor rigidez estructural.
En los trenes de laminación equipados con bastidores cerrados, los cilindros suelen insertarse o extraerse a lo largo de su eje, a través de la ventana del bastidor, durante los cambios de cilindros. Estos trenes, por lo general, no requieren equipos dedicados para el cambio de cilindros, tales como:
- Carros de cambio de bobinas
- Manguitos de equilibrio
- Ganchos en C
Sin embargo, cuando se utilizan bastidores cerrados en los trenes de laminación con disposición horizontal, la sustitución de los cilindros resulta relativamente difícil, ya que los bastidores adyacentes y los ejes de transmisión pueden obstaculizar la extracción axial de los mismos.
¿Qué es un soporte de laminación abierto?
Un bastidor de laminación abierto no es un marco integral. En su lugar, consta de dos partes principales:
- El cuerpo del soporte
- Una tapa superior extraíble
Este diseño se utiliza ampliamente en laminadores de perfiles horizontales, principalmente porque simplifica en gran medida el cambio de rodillos.
En los laminadores con bastidores abiertos, el cilindro puede elevarse verticalmente tras retirar la tapa superior, evitando las limitaciones de espacio axial que se presentan en los bastidores cerrados.
Ventajas
- Sustitución del rollo más fácil y rápida
- Mejor accesibilidad para el mantenimiento
Disadvantages
- Menor rigidez estructural en comparación con los soportes cerrados.
- Se requieren más superficies mecanizadas.
- Mayor costo de fabricación en algunos casos
Métodos de conexión entre la tapa superior y el cuerpo del soporte
En soportes abiertos para fresadores, el método de conexión entre la tapa superior y las columnas de soporte influye significativamente tanto en la eficiencia del cambio de rodillos como en la rigidez del soporte. Varias estructuras de conexión comúnmente utilizadas incluyen las siguientes.
1. Conexión atornillada
La tapa superior se fija a las columnas del soporte mediante pernos largos.
Características:
- Estructura simple
- Gran deformación del perno debido a su longitud.
- Menor rigidez general
- El cambio de rodillos es más lento debido a que se deben retirar y volver a instalar las tuercas.
2. Conexión vertical de pasador y cuña
En esta configuración, unos pasadores verticales combinados con cuñas fijan la tapa superior al cuerpo del soporte.
Características:
- Cambio de rodillos más rápido que con conexiones atornilladas.
- Rigidez estructural moderada
3. Conexión mediante anillo de manguito y cuña inclinada
Este diseño sustituye los pernos o pasadores cilíndricos por anillos de manguito.
El extremo inferior del anillo de la camisa está articulado a la columna mediante un pasador, mientras que el extremo superior utiliza una cuña inclinada para fijar conjuntamente la tapa superior y la columna.
Características:
- Cómodo reemplazo del rollo
- Mayor sección transversal que los pernos o pasadores.
- Rigidez mejorada del molino
4. Conexión mediante pasador transversal y cuña inclinada
En esta estructura, la tapa superior y la columna se conectan primero mediante un pasador horizontal y, a continuación, se ajustan utilizando una cuña inclinada.
Características:
- Estructura simple
- Pequeña deformación de los elementos de conexión
Sin embargo, bajo la fuerza de apriete de la cuña y las cargas de impacto, puede producirse una deformación a lo largo del plano de cizallamiento del pasador, lo que dificulta el desmontaje y aumenta el tiempo de cambio del rodillo.
5. Conexión de cuña inclinada
En comparación con los métodos anteriores, la conexión de cuña inclinada ofrece varias ventajas:
- Menor deflexión elástica de la tapa superior
- Estructura de conexión sencilla y fiable
- Reducción de la deformación lateral de las columnas del soporte.
Tras tensar la cuña, la parte superior de la columna queda firmemente sujeta por la cuña y la tapa superior, limitando significativamente la deformación lateral. Debido a su mayor rigidez, esta estructura suele denominarse soporte semicerrado y ha sido ampliamente adoptada en laminadores.
