Na produção moderna de laminação de aço, a precisão dimensional, a qualidade da forma da tira e a estabilidade da laminação são fundamentalmente determinadas pelos sistemas de controle do laminador. Dentre eles, o dispositivo de ajuste dos cilindros é um dos subsistemas mecânicos mais críticos. Ele regula a posição dos cilindros dentro do suporte do laminador para obter um controle preciso da redução, ajustes estáveis da folga entre os cilindros e um alinhamento consistente da linha de laminação.
Este artigo fornece uma visão geral estruturada dos dispositivos de ajuste de cilindros em laminadores, incluindo classificação, funções, sistemas de aperto elétrico, tecnologia de aperto hidráulico e problemas operacionais comuns, como o “assentamento” dos cilindros.
1. O que é um dispositivo de ajuste de inclinação?
Um dispositivo de ajuste de cilindros é um sistema mecânico e/ou hidráulico instalado em um laminador para regular a posição relativa dos cilindros. Seus principais objetivos são:
- Alcançar a redução necessária (rascunho)
- Controlando a abertura da folga do rolo
- Garantir as dimensões e o formato corretos do produto.
- Manter a altura da linha de rolamento
- Garantir condições de rolamento estáveis e seguras
Seja em laminadores de perfis, laminadores de barras, laminadores de tiras ou laminadores contínuos, os sistemas de ajuste de cilindros são essenciais para o controle do processo e a qualidade do produto na laminação de aço.
2. Classificação dos dispositivos de ajuste de rotação
Os dispositivos de ajuste de rolos podem ser categorizados sob duas perspectivas principais: direção do movimento e configuração do moinho/requisito do processo.
2.1 Classificação por Direção de Ajuste
(1) Dispositivos de ajuste axial
Os sistemas de ajuste axial regulam a posição do rolo ao longo do eixo de rotação e proporcionam fixação axial.
As principais funções incluem:
Alinhamento de ranhuras em laminadores de ranhuras, como laminadores de desbaste e laminadores de seção, para garantir a geometria correta da passada.
Suporte ao controle do formato da tira em laminadores de tiras (por exemplo, configurações HC ou CVC)
Garantir o posicionamento axial dos cilindros em vários tipos de moinhos
O ajuste axial é particularmente importante na laminação de ranhuras, onde o alinhamento da passada influencia diretamente a precisão do perfil.
(2) Dispositivos de ajuste radial
Os sistemas de ajuste radial controlam a distância entre os eixos dos cilindros de trabalho — em outras palavras, a folga entre os cilindros. Este é o mecanismo principal para o controle da redução em laminadores.
As principais funções incluem:
- Ajustar a folga do rolo para obter a tiragem necessária
- Garantir as dimensões transversais desejadas
- Controlando o paralelismo de rolamento
- Ajuste da altura da linha de laminação durante a troca de rolos
- Manter o alinhamento consistente da linha de laminação entre os passes em laminadores contínuos.
O ajuste radial afeta diretamente o controle da espessura e a precisão dimensional na laminação do aço.
2.2 Classificação por tipo de moinho e requisito de processo
(1) Dispositivo de ajuste do rolo superior (parafuso)
O dispositivo de ajuste do cilindro superior — comumente chamado de sistema de parafuso — é a forma mais comum de ajuste de cilindros. Ele é instalado em laminadores de dois, três, quatro cilindros e multicilíndricos.
Sua função é ajustar a posição do rolo superior para controlar a redução e a folga entre os rolos.
Dependendo do mecanismo de acionamento, os sistemas de aperto por parafuso podem ser:
- Manual
- Elétrico
- Hidráulico
O projeto estrutural depende da velocidade de ajuste necessária, do comprimento do curso e da frequência de operação.
(2) Dispositivo de ajuste de rolo central
Utilizado principalmente em laminadores de três cilindros.
- Em laminadores onde o cilindro central é fixo (como em certos laminadores de seção), mecanismos de cunha são frequentemente empregados para compensar o desgaste dos mancais e manter a folga adequada.
- Em laminadores onde o cilindro inferior é fixo (por exemplo, laminadores de três cilindros do tipo Lauter), o cilindro do meio pressiona alternadamente o cilindro superior ou inferior para permitir passes de laminação alternados.
Os métodos de acionamento podem incluir mecanismos de elevação elétricos, hidráulicos ou coordenados.
(3) Dispositivo de ajuste de rolamento inferior
O dispositivo de ajuste do rolo inferior alinha o rolo inferior com a linha de laminação.
Em laminadores de três cilindros com cilindros intermediários fixos, ele ajusta a distância entre os cilindros intermediários e inferiores.
Em laminadores de dois ou quatro cilindros com linha de laminação fixa, garante que a linha de laminação permaneça nivelada e estável.
Os sistemas de acionamento podem ser manuais, elétricos ou hidráulicos.
(4) Dispositivo de ajuste de rotação vertical
Instalado em ambos os lados dos cilindros verticais, este sistema ajusta a distância entre eles para controlar as dimensões da largura na laminação de seções e barras.
Geralmente é acionado eletricamente e estruturalmente semelhante aos sistemas de aperto por parafuso elétricos.
3. Sistema de aperto por parafuso elétrico em laminadores
O dispositivo elétrico de aperto por parafuso é o sistema de ajuste do cilindro superior mais tradicional e amplamente utilizado em laminadores de aço.
Um sistema típico de fixação elétrica por parafuso inclui:
- Motor elétrico
- Redutor de engrenagem
- Freio
- Parafuso e porca de fixação
- Almofada de rolamento esférico
- Indicador de posição
- Componentes de medição de carga
Com base na velocidade de ajuste, os sistemas de aperto elétrico são geralmente divididos em:
- Sistemas de aperto rápido
- Sistemas de aperto lento por parafuso (comumente usados em laminadores de tiras)
Em projetos de aperto rápido, um mecanismo de liberação do parafuso pode ser incorporado para lidar com condições operacionais anormais.
O fenômeno dos “assentos sobre rodas”
Na produção, os sistemas de aperto elétrico rápido podem apresentar os seguintes problemas:
- Parafuso emperrado (bloqueado)
- Afrouxamento automático do parafuso durante a laminação
O “assentamento dos rolos” ocorre quando os rolos são pressionados rapidamente uns contra os outros, entrando em contato e sofrendo deformação elástica. A força de retorno elástico pode causar o travamento mecânico do parafuso e da porca. Quando o motor atinge o torque de estol, a rotação para, resultando na interrupção da operação.
As causas típicas incluem:
- Bloqueio de material laminado
- Elevação excessiva do rolo superior para cima
- Efeitos combinados de deformação elástica
Esse fenômeno afeta a estabilidade da laminação e a continuidade da produção.
4. Sistema de Rosqueamento Hidráulico: Controle de Alta Precisão da Folga dos Cilindros para Laminação Moderna de Aço
Os mecanismos de aperto por parafuso elétricos apresentam limitações inerentes devido à grande inércia rotacional e à velocidade de resposta relativamente lenta. À medida que as velocidades de laminação de tiras aumentam e as tolerâncias dimensionais se tornam mais rigorosas — especialmente com a adoção de sistemas de Controle Automático de Calibre (AGC) — os sistemas de aperto por parafuso elétricos podem não atender mais aos requisitos de processos avançados.
Os sistemas de aperto hidráulico substituem os parafusos e porcas tradicionais por cilindros hidráulicos para ajustar a folga do rolo.
Em comparação com os sistemas de aperto elétrico, o aperto hidráulico oferece:
- Resposta mais rápida e maior precisão de ajuste.
- Rigidez equivalente do laminador ajustável, permitindo a transição de controle de “folga constante entre os cilindros” para “força de laminação constante”.
- Proteção contra sobrecarga simples e confiável
- Componentes hidráulicos padronizados e estruturas mecânicas simplificadas.
- Maior eficiência de transmissão
No entanto, os sistemas hidráulicos exigem:
- Alta precisão de fabricação dos componentes
- Forte capacidade de manutenção
- Sistemas de automação confiáveis
Portanto, os sistemas de aperto hidráulico são amplamente adotados em laminadores de tiras de alta velocidade e laminadores que exigem um controle rigoroso da espessura.
