No processo de laminação (metalurgia), a gaiola de laminação é um componente estrutural fundamental que afeta diretamente a estabilidade do laminador, a resistência às forças de laminação e a precisão dimensional do produto. A compreensão da estrutura e dos tipos de gaiolas de laminação é importante para os engenheiros envolvidos no projeto, operação e manutenção de laminadores.
Este artigo explica o que é um suporte de laminação, as diferenças entre suportes abertos e fechados, e os métodos de conexão comuns utilizados nos suportes de laminação do tipo aberto.
O que é um suporte de laminação?
Um suporte de laminação é a estrutura que sustenta e acomoda os principais componentes de trabalho de um laminador. Ele aloja peças como:
- Rolos rolando
- Rolamentos de rolos
- Mecanismos de ajuste de rolos
- Equipamentos de Guia para Laminadores
Como o suporte deve suportar forças de rolamento significativas mantendo a precisão dimensional exigida do produto laminado, ele deve possuir resistência e rigidez suficientes.
Dependendo da configuração do laminador e dos requisitos de produção, os suportes de laminação são geralmente classificados em dois tipos principais:
- Cadeiras de laminação fechadas
- Cadeiras de laminação abertas
O que é um suporte de laminação fechado?
Um suporte de moinho fechado é construído como uma única estrutura integral, formando um laço estrutural rígido. Esse projeto oferece alta resistência e rigidez, permitindo que suporte grandes forças de rolamento.
Gaiolas fechadas são tipicamente utilizadas em laminadores onde há cargas pesadas, tais como:
- Um laminador primário com alta força de laminação.
- Laminadores de placas
- Laminadores de chapas e tiras
Em alguns casos, eles também são aplicados em laminadores de perfis que exigem maior rigidez estrutural.
Em laminadores equipados com gaiolas fechadas, os cilindros são geralmente inseridos ou removidos ao longo do eixo do cilindro, através da janela da gaiola, durante as trocas de cilindros. Esses laminadores tipicamente não requerem equipamentos dedicados à troca de cilindros, tais como:
- Carros de troca de bobinas
- Luvas de balanceamento
- Ganchos em C
No entanto, quando são utilizados suportes fechados em laminadores de seção horizontal, a substituição dos cilindros torna-se relativamente difícil, pois os suportes e eixos de acionamento próximos podem obstruir a remoção axial dos cilindros.
O que é um suporte de laminação aberto?
Um suporte de laminação aberto não é uma estrutura integral. Em vez disso, ele consiste em duas partes principais:
- O corpo do suporte
- Uma tampa superior removível
Este projeto é amplamente utilizado em laminadores de perfis horizontais, principalmente porque simplifica consideravelmente a troca de cilindros.
Em laminadores com gaiolas abertas, o cilindro pode ser içado verticalmente após a remoção da tampa superior, evitando as limitações de espaço axial que ocorrem com gaiolas fechadas.
Vantagens
- Substituição do rolo mais fácil e rápida
- Melhor acessibilidade para manutenção
Desvantagens
- Menor rigidez estrutural em comparação com suportes fechados.
- Mais superfícies usinadas necessárias
- Custo de fabricação mais elevado em alguns casos
Métodos de Conexão entre a Tampa Superior e o Corpo do Suporte
Para gaiolas de laminação abertas, o método de conexão entre a tampa superior e as colunas da gaiola influencia significativamente tanto a eficiência da troca de cilindros quanto a rigidez da gaiola. Dentre as diversas estruturas de conexão comumente utilizadas, incluem-se as seguintes.
1. Conexão Parafusada
A tampa superior é fixada às colunas do suporte utilizando parafusos longos.
Característicos:
- Estrutura simples
- Grande deformação do parafuso devido ao seu comprimento
- Menor rigidez geral
- A troca de rolos é mais lenta porque as porcas precisam ser removidas e reinstaladas.
2. Conexão Vertical por Pino e Cunha
Nesta configuração, pinos verticais combinados com cunhas fixam a tampa superior ao corpo do suporte.
Característicos:
- Troca de rolos mais rápida do que com conexões aparafusadas.
- Rigidez estrutural moderada
3. Conexão por Anel de Luva e Cunha Inclinada
Este design substitui parafusos ou pinos cilíndricos por anéis de luva.
A extremidade inferior do anel da luva é articulada à coluna por meio de um pino, enquanto a extremidade superior utiliza uma cunha inclinada para fixar a tampa superior à coluna.
Característicos:
- Substituição prática do rolo
- Seção transversal maior do que a de parafusos ou pinos.
- Rigidez aprimorada do moinho
4. Conexão por Pino Transversal e Cunha Inclinada
Nesta estrutura, a tampa superior e a coluna são primeiramente conectadas por meio de um pino horizontal e, em seguida, apertadas com uma cunha inclinada.
Característicos:
- Estrutura simples
- Pequena deformação dos elementos de conexão
No entanto, sob a força de aperto da cunha e cargas de impacto, pode ocorrer deformação ao longo do plano de cisalhamento do pino, dificultando a desmontagem e aumentando o tempo de troca do cilindro.
5. Conexão por Cunha Inclinada
Em comparação com os métodos anteriores, a conexão por cunha inclinada oferece diversas vantagens:
- Menor deflexão elástica da tampa superior
- Estrutura de conexão simples e confiável
- Redução da deformação lateral das colunas do estande
Após o aperto da cunha, a porção superior da coluna é firmemente fixada pela cunha e pela tampa superior, limitando significativamente a deformação lateral. Devido à sua rigidez aprimorada, essa estrutura é frequentemente denominada gaiola de laminação semifechada e tem sido amplamente adotada em laminadores.
