Brevet FR2118051A1 — publié le 19720728

*' 2118051 Les produits métallurgiques ayant des sections transversales "façonnées", tels que les tiges, les barres, les billet-tes et les profilés, sont actuellement laminés, en règle générale, dans une série de cages de laminage classiques comprenant deux cy-5 lindres superposés. Une telle cage se compose essentiellement de deux cylindres de travail coopérants et tournant en sens contraire, dans lesquels sont ménagées des cannelures ayant la forme appropriée pour l'obtention de la section transversale désirée du produit. Dans de telles cages, pour différentes raisons inhérentes au ^0 processus de laminage, il est souhaitable que les deux cylindres transmettent a peu près le même couple de laminage pendant le laminage. Dans la pratique, ce résultat est obtenu par le fait que les deux cylindres sont accouplés à un générateur de force motrice (généralement un moteur électrique) par l'intermédiaire d'arbres 15 de cardan et une boîte d'engrenages. Selon une caractéristique de l'invention, une cage de laminoir comprenant deux cylindres de travail, dont l'un au moins présente une ou plusieurs gorges ou cannelures formées sur sa périphérie, est caractérisée en ce que l'un seulement des cylindres 20 de travail comporte un accouplement destiné à sa liaison à un moteur d'entraînement, et en ce que des moyens sont prévus pour presser les deux cylindres de travail l'un contre l'autre, de manière que le couple de laminage nécessaire soit transmis pendant la marche au second cylindre par frottement entre les surfaces correspon-25 dantes du premier cylindre de travail entraîné et du second cylindre de travail. Les cylindres de travail peuvent être supportés par des cylindres d'appui, mais il est également possible de supprimer ces derniers. Les extrémités des cylindres de travail sont de préféren-30 ce maintenues dans des empoises, un élément tendeur étant prévu pour solliciter les empoises les unes vers les autres afin de presser ainsi les cylindres de travail l'un contre l'autre. Les empoises sont généralement séparées par une entretoise, qui peut être formée par un ou plusieurs coins, et qui est réglable pour permet-35 tre de modifier la distance entre les cylindres. Les surfaces de 1'entretoise qui sont appliquées contre les empoises sont de préférence courbes, vues en coupe transversale suivant un plan parallèle au plan des axes des cylindres, afin que les empoises puissent subir un mouvement angulaire dans le 40 plan contenant les axes des cylindres, pendant la flexion de ces 71 44667 2. 2118051 derniers. Les surfaces de 1'entretoise qui sont appliquées contre les empoises peuvent être revêtues d'une matière ayant un faible coefficient de frottement. L'élément tendeur peut comprendre une tige de pré-con-5 trainte traversant les empoises et fixée à l'extérieur de celles-ci. L'élément tendeur peut en outre comprendre des éléments élastiques, de manière que toute charge excessive sur les surfaces correspondantes des cylindres de travail puisse être absorbée par les éléments élastiques. 10 Les cylindres de travail sont de préfér nce pressés l'un contre l'autre avec une force supérieure à deux fois la charge de laminage. La demanderesse a trouvé qu'une cage de laminoir suivant l'invention a les avantages suivants par rapport aux cages de 15 laminoir classiques existantes : 1) les frais d'investissement sont nettement moindres puisqu'il n'est pas nécessaire de prévoir une boite d'engrenages et des arbres avec cardan dans une cage de laminoir suivant l'invention. La surface occupée au sol et les fondations nécessaires pour 20 supporter la cage et son moteur d'entraînement sont également bien moins importantes. 2) il est possible d'utiliser des cylindres de travail ayant un plus petit diamètre que ceux des cages classiques. Dans les laminoirs classiques, les dimensions de l'accouplement limitent 25 généralement la distance minimale entre les axes des cylindres de travail, ce qui limite le diamètre minimal utilisable pour les cylindres de travail. Les cylindres plus petits ont divers avantages, tels que la diminution des défauts dans le sens de la largeur, provoqués par des conditions de laminage variables, ce qui permet 3 0 d'obtenir des produits dont les tolérances dimensionnelles sont plus serrées, et les plus petits cylindres permettent également une plus grande réduction d'épaisseur par passe. 3) d'autres perfectionnements dans les tolérances dimensionnelles des produits sont obtenus en raison de l'importante 3 5 augmentation de la rigidité de la cage de laminoir, comparativement aux cages de laminage classiques. 4) les opérations usuelles de remplacement à exécuter dans la cage nécessitent également moins de temps puisqu'il suffit de débrancher et de rebrancher un seul accouplement et puisque 40 l'accès à l'accouplement est nettement amélioré. 71 44667 3. 2118051 D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, ainsi que des dessins annexés dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en élévation, partie en coupe, de 5 l'ensemble d'une cage de laminoir suivant l'invention, suivant un premier exemple de réalisation ; la Fig. 2 est une vue en coupe verticale d'une cage de laminoir suivant l'invention, suivant un mode de réalisation différent et préféré ; 10 la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la Fig. 2 ; la Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3 ; la Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la Fig. 2. La Fig. 1 représente une cage de laminoir 1, comprenant deux cylindres de travail 2 et 3, présentant tous deux des gorges 4 formées sur leur périphérie et dans lesquelles le produit est façonné. Seul le premier cylindre de travail 2 est relié par un 20 accouplement 5 à un moteur d'entraînement 6. Les extrémités des cylindres de travail 2 et 3 sont maintenues dans des empoises supérieures 7 et inférieures 8 montées dans un carter 9. La référence 10 désigne un mécanisme de serrage classique à vis. Les cylindres de travail 2 et 3 sont pressés l'un contre l'autre par des capsules 25 hydrauliques (non représentées) disposées entre le carter 9 et les empoises inférieures 8, de sorte qu'en fonctionnement le couple de laminage nécessaire soit transmis au second cylindre de travail 3 par frottement entre les surfaces correspondantes du premier cylindre de travail entraîné 2 et le second cylindre de travail 3. 30 Dans les Fig. 2 à 5, un premier cylindre de travail 12 et un second cylindre de travail 13 sont assemblés de la façon représentée. Les deux cylindres 12 et 13 présentent des gorges 14 formées sur leur périphérie et dans lesquelles le produit est façonné, tandis que les cylindres sont appliqués l'un contre l'autre par 35 des surfaces correspondantes 29. Seul le premier cylindre de travail 12 est pourvu d'un accouplement 15 pour sa liaison avec un moteur d'entraînement (non représenté). Les "extrémités des cylindres de travail 12 et 13 sont maintenues dans des empoises supérieures 16 et inférieures 17. 40 un roulement 18 à rouleaux cylindriques supporte chaque 71 44667 4. 2118051 extrémité de cylindre dans chaque empoise 16, 17, et les extrémités de cylindre se trouvant à l'opposé de l'accouplement 15 sont en outre retenues axialement par des roulements de butée 19 à billes . 5 Chaque empoise supérieure 16 est séparée de 1'empoise inférieure 17 correspondante par une entretoise sous la forme d'un mécanisme à coin 20. Ce mécanisme comprend deux coins 30 et 31 opposés. Les surfaces 21, 22 du mécanisme à coin 20 qui sont appliquées contre les empoises 16, 17 sont courbes, comme cela est vi-10 sible dans une coupe transversale parallèle au plan des axes des cylindres de travail. Les faces 23, 24 des empoises 16, 17, appliquées contre le mécanisme à coin 20, ont une courbure correspondante, de sorte que les empoises 16^_ 17 peuvent osciller dans le plan contenant les axes des cylindres de travail- 12, 13 lors de la !5 flexion de ceux-ci pendant l'utilisation normale. Les surfaces 21, 22 du mécanisme à coin 20 sont revêtues de polytétrafluoréthylène, qui est une matière ayant un faible coefficient de frottement. Des éléments tendeurs formés par des tiges de précontrainte 25 traversant les empoises 16, 17 et fixées à l'extérieur 20 de celles-ci par des écrous 16 rivés sur les parties filetées 34 des tiges 25 sont prévus pour presser les deux cylindres de travail 12, 13 l'un contre l'autre, de sorte que le couple de laminage nécessaire est transmis pendant la marche au second cylindre de travail 13 par le frottement entre les surfaces 29 correspondantes 25 du premier cylindre entraîné 12 et du second cylindre de travail 13. Les cylindres de travail 12, 13 sont pressés l'un contre l'autre avec une force supérieure à deux fois la charge de laminage maximale. Les cylindres -de'-travail -^2 et 13 ne sont pas soutenus i ' par des cylindres d'appui en contact avec eux. 30 Des rondelles Belleville 27, faisant partie des éléments tendeurs, sont disposés sur les têtes 28 aux extrémités inférieures des tiges de précontrainte 25. Ces éléments élastiques ont une caractéristique charge/déformation qui s'écarte largement d'une caractéristique linéaire, et ils diminuent le risque de surcharge 35 des surfaces correspondantes des cylindres et des paliers lors d'un incident quelconque, par exemple lors d'une dilatation anormale des cylindres par suite d'un défaut d'alimentation en eau de refroidissement. Par conséquent, s'il se produit une dilatation anormale des cylindres, la charge sur les paliers varie relativement 40 peu et la rigidité de la cage de laminoir ne subit aucune influen- COPY 1 .. 71 44667 5' ' 2118051 ce nuisible. Le système à coin 20 peut être réglé au moyen de tirants 3 2 portant des filetages 35 à une extrémité et au moyen d'ëcrous 33, ce qui permet de modifier la distance entre les em-5 poises 16 et 17, donc également la distance entre les axes des cylindres de travail. ■ Le mode opératoire suivant est utilisé pour précontraindre correctement la cage de laminoir. Le mécanisme à coin 20 étant enlevé, les cylindres 12, - io sont pressés l'un contre l'autre dans une presse ou un montage hydraulique, avec une force supérieure à deux fois la charge de laminage maximale. Le mécanisme à coin 20, les tirants 32 et les tiges de précontrainte 25 sont ensuite mis en place et des outils de précontrainte connus sont appliqués aux tirants 32 du mécanis-15 me à coin et aux tiges de précontrainte 25. Des forces de traction sont appliquées simultanément aux tirants 32 et aux tiges de précontrainte 25, et les forces sont augmentées graduellement, à un taux fixe, jusqu'à ce que la charge des tiges de précontrainte soit égale à la force avec laquelle les deux cylindres sont pressés 20 l'un contre l'autre. Le rapport entre la charge appliquée aux tiges de précontrainte 25 et la charge appliquée aux tirants 3 2 est égal au rapport de multiplication du mécanisme à coin 20, ce rapport étant à peu égal à 1/2 tg © (6 étant égal à la moitié de l'angle formé par les faces obliques du mécanisme à coin 20), si les 25 surfaces du mécanisme à coin sont revêtues d'une matière ayant un très faible coefficient de frottement. Les écrous 26 et 33 vissés sur les parties filetées 34 et 35 des tiges de précontrainte 25 et des tirants 3 2 sont ensuite serrés puis les charges de précontrainte extérieures sont suppri-3 0 mées. La force s'exerçant entre les cylindres et - la force de séparation entre les empoises 16, 17 sont alors égales et supérieures à deux fois la charge de laminage. Les cylindres de travail utilisés dans une cage de laminoir suivant l'invention peuvent être légèrement courbes. Une 35 telle conformation favorise la charge uniforme des surfaces correspondantes des cylindres, ce qui réduit la fatigue des surfaces des cylindres du fait que la flexion des cylindres qui se produit pendant le laminage est compensée dans une certaine mesure. Le mécanisme à coin peut comprendre deux coins opposés ou un coin unique. 40 Des cages de laminoirs réalisés suivant l'invention reCOPY 71 44667 2118051 présentent un progrès technique considérable par rapport aux cages connues et apportent des avantages quant au prix de revient, aux facilités d'exploitation et aux tolérances dimensionnelles des produits pouvant être laminés dans de, telles cages. 71 44667 7. 2118051 REVENDICATIONS 1. Cage de laminoir comprenant deux cylindres de travail , dont l'un au moins comporte une ou plusieurs gorges ou can- ^ nelures formées sur sa périphérie, et un dispositif de précontrainte destiné à presser les cylindres de travail l'un vers l'autre, caractérisée en ce que l'un seulement des cylindres de travail (2, 12) comporte un accouplement (5, 15) pour la liaison de ce cylindre avec un moteur d'entraînement, et en ce que le dispositif de précontrainte (10, 25, 26) est agencé de manière à presser les surfaces (29) des cylindres (2, 3, 12, 13) l'une contre l'autre avec une force suffisante pour que le couple de laminage puisse être transmis par le premier cylindre de travail (2, -12) au second cylindre de travail (3, 13) par le frottement entre les surfaces correspondantes (29) des cylindres de travail (2, 3, 12, 13). 2. Cage de laminoir suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités des cylindres de travail (2, 3, 12, 13) sont maintenues dans des empoises (7, 8, 16, 17), et en ce eue les empoises (16, 17) sont sollicitées l'une vers l'autre par des on éléments tendeurs (25). 3. Cage de laminoir suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les empoises (16, 17) sont séparées l'une de l'autre par une entretoise (20). 4. Cage de laminoir suivant la revendication 3, caracté-risée en ce que 1"entretoise (20) comprend un ou plusieurs coins (30, 31). 5. Cage de laminoir suivant la revendication 4, caractérisée en ce que des dispositifs de réglage (32, 33, 35) sont prévus pour les coins (3 0, 31). o n 6. Cage de laminoir suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce eue les surfaces (21, 22) des coins (3 0, 31) qui sont appliquées contre les empoises (16, 17) sont courbes, considérées en coupe transversale parallèle au plan des axes des cylindres, et en ce que les surfaces (23, 24) des empoises (16, 17) 3 S adjacentes ont des courbures correspondantes. 7. Cage de laminoir suivant l'une quelconque des revendications 4 a 6, caractérisée en ce que les surfaces (21, 22) des coins (30, 31) qui sont appliquées contre les empoises (16, 17) sont revêtues d'une natière ayant un faible coefficient de frotte- 40 ment. 71 44667 8- 2118051 8. Cage de laminoir suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que des éléments élastiques (27) sont incorporés dans l'élément tendeur (25) pour absorber toute charge excessive sur les surfaces correspondantes (29) des cy- 5 lindres de travail (12, 13). 9. Cage de laminoir suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les cylindres de travail (12, 13) sont pressés l'un contre l'autre avec une force supérieure à deux fois la charge de laminage. 10 10. Cage de laminoir suivant l'une quelconque des re vendications 1 à 9, caractérisée en ce que les cylindres de travail (12, 13) ne sont pas soutenus par des cylindres antagonistes en contact avec eux.