Brevet FR2169750A1 — publié le 19730914

La présente invention concerne le matériel de- laminage utilisé en métallurgie, notamment les laminoirs. Ces derniers temps on a mis au point un nouveau procédé de travail des métaux, qui a reçu le nom de "laminagetréfilage". Ce procédé est fondé essentiellement sur le fait que lors du laminage, grace aux vitesses de rotation différentes des cylindres, le métal subit en plus un étirage. Un tel procédé est plus productif que les procédés traditionnels et permet en outre de diminuer considérablement les valeurs de réduction du métal dans la cage de travail. On connaît universellement des laminoirs comportant des cages de travail à deux cylindres, dans lesquelles chaque cylindre est relié à un moteur individuel soit directement, soit par l'intermédiaire d'un réducteur. Dans un tel laminoir les cylindres peuvent tourner indépendamment l'un de l'autre et pratiquement à n'importe quelle vitesse. Mais, l'utilisation d'un tel laminoir, dans lequel les vitesses de rotation des cylindres sont différentes, est désavantageuse du point de vue économique.En effet, étant donné que l'un des cylindres fonctionne toujours en régime actif (sa vitesse est plus grande), tandis que l'autre fonctionne en régime de freinage, les dépenses d'énergie totales pour un tel procédé de laminage fondé sur des vitesses périphériques différentes des cylindres sont déterminées par la différence entre la puissance fournie et la puissance récupérée, c'est-à-dire N = C (Mn - M'n') (l) N étant la puissance nécessaire au laminage; M et M', les couples respectifs sur les cylindres menant et mené; n et n', les vitesses de rotation respectives des cylindres menant et mené; C, le coefficient de conversion en unités de puissance correspondantes. Pour réaliser le laminage avec des cylindres tournant à des vitesses différentes, il faut prévoir une puissance installée des moteurs électriques déterminée par la formule suivante où m signifie "moteur". Pour assurer la marche réversible du laminoir, la puissance installée nécessaire est E Nm = 2C (Mn)mag (3) La comparaison entre la formule (1) et les formules (2) et (3) montre que pour un laminoir à commandes de cylindres individuelles la puissance installée dépasse largement (de plus de deux fois en cas de marche réversible) les repenses d'énergie nécessitées par le procédé. En outre, il est évident que le procédé entraîne des pertes considérables résultant de la double transformation de l'énergie d'abord de l'énergie mécanique en énergie électrique, puis de l'énergie électrique à nouveau en énergie mécanique. La grande puissance installée nécessite une extension correspondante du système de production d'énergie, En outre, la nécessité de restituer au réseau l'énergie reçue de chacune des machines électriques à tour de rôle a pour effet de diminuer la précision de régulation de la vitesse des machines et, corrélativement, des opérations du procédé. lie but de l'invention est de supprimer les inconvénients indiqués. Il s'agissait donc de créer un laminoir dans lequel la liaison des cylindres de la cage de travail serait conçue de manière à assurer la concordance entre la puissance installée des moteurs électriques et la puissance nécessaire au laminage. Ce problème est résolu du fait que dans un laminoir du type comportant des cages de travail à deux cylindres et équipées de deux moteurs, selon l'invention les cylindres de chaque cage de travail sont reliés entre eux par l'intermédiaire de deux différentiels, dont les éléments menants analogues sont reliés entre eux deux par deux par l'intermédiaire de trains d'engrenages de telle façon que les roues dentées soient en nombre pair dans l'un desdits trains et impair dans l'autre, chacun de ces trains menants étant relié à un moteur individuel. la nouveauté de l'invention réside essentiellement dans le fait que les cylindres sont reliés entre eux mécaxiquement. La channe de liaison fermée est conçue de telle façon qu'une composition des puissances active et réactive s'effectue automatiquement, quel que soit le sens du laminage. La commande constituée de deux moteurs et, au besoin, de réducteurs, attaque extérieurement la chaîne de-liaison fermée, aussi fonctionne-t-elle toujours en régime actif en compensant les pertes d'énergie résultant du laminage et des frottements. Il devient par conséquent possible de diminuer considérablement la puissance installée et il devient inutile de restituer au réseau électrique l'énergie du cylindre de freinage, une telle restitution entraînant des dépenses supplémentaires, des difficultés en cours d'utilisation et des pertes d'énergie électrique. La chaîne de liaison mécanique fermée des cylindres du laminoir est réalisée au moyen de deux différentiels,dans lesquels les liaisons deux par deux des couronnes et des planétaires (éléments menants) respectifs sont réalisées par des trains d'engrenage respectifs de telle façon que le nombre de roues dentées soit pair dans l'une desdites liaisons et impair dans l'autre ; chacun des cylindres est relié par un arbre tournant ou par un manchon à son porte-satellites respectif. Une telle chaîne de liaison fermée est cinématiquement souple, c'est-à-dire qu'elle permet de réguler à l'aide de deux moteurs les vitesses de rotation de chacun des cylindres, et il assure la composition des puissances actives et réactives à l'intérieur de la chaîne de liaison fermée. Pour une meilleure compréhension de l'invention, la description en est donnée dans ce qui suit à l'aide d'exemples non limitatifs de réalisation du laminoir proposé et à l'aide desdessins annexés qui représentent - la figure t, la chaîne cinématique du laminoir selon l'invention; - la figure 2, idem, selon un autre mode de réalisation du laminoir. lie laminoir représenté sur le dessin comprend des cylindres de travail 1 et 2 (figures 1 et 2) reliés par des arbres tournants 3 et 4 à des différentiels 5 et 6 respectivement, et une commande constituée par des moteurs 7, 8 et des réducteurs respectifs 9, 10. Chaque différentiel comporte des éléments menants constitués, pour chaque cylindre, par un planétaire 11, 12 et une couronne 13, 14, et par un élément mené constitué par un porte-satellites 15, 16. Les planétaires menants 11, 12 sont reliés entre eux soit par des roues dentées 17, 18 et 19 (figure 1), soit par des roues dentées 20 et 21 (figure 2). lies couronnes menantes 13, 14 sont reliées entre elles par des roues 22, 23 (figure 1) ou par des roues-dentées 24, 25 et 26 (figure 2). lies arbres tournants 3 et 4 sont reliés aux éléments menés 15, 16 respectivement. Un des moteurs de chaque commande, (le moteur 7) est relié par une roue dentée 27 au train d'engrenages 17, 18, 19 (figure 1). lie second moteur, 8, est relié par une roue dentée 28 au train d'engrenages 22, 23. lie moteur 7 peut être relié directement à l'arbre de l'un des planétaires (le planétaire 11) et le moteur 8 à l'arbre de la roue dentée 25 (figure 2). lie laminoir proposé fonctionne de la façon suivante. Quand les moteurs 7 et 8 sont mis en marche, les éléments de sortie de la commande sont entrainés dans un sens ou dans l'autre. Dans le cas où la rotation s'effectue suivant les flèches "a" et "b" (figure 1) ou "c" et "d" (figure 2), leséléments menants 12, 14 dans le différentiel 6 tournent dans un même sens et une composition de leurs vitesses s'effectue sur l'élément mené 16, ces vitesses s'additionnant l'une à l'autre. Dans le second différentiel 5, les éléments menants 11 et 13 tournent en sens contraires et une composition de leurs vitesses s'effectue sur le porte-satellites 15, ces vitesses se retranchant l'une de l'autre. Ainsi, la vitesse de rotation du cylindre 2 correspond à la somme des vitesses des roues menantes, tandis que la vitesse du cylindre 1 correspond à leur différence, c'est-à-dire que les cylindres 1 et 2 tournent à des vitesses différentes. Par un choix approprié des vitesses des moteurs 7 et 8 on obtient pour le rapport entre, d'une part, la vitesse de rotation de la couronne 13 et, d'autre part, le rapport de transmission entre la couronne et le porte-satellites 15, une valeur plus élevée que celle du rapport entre, d'une part, la vitesse du planétaire 11 et, d'autre part, le rapport de transmission entre le planétaire et le porte-satellites 15. Cela assure la rotation des cylindres 1 et 2 en sens contraires. Pour inverser la marche du laminoir, il faut que le cylindre menant 2 devienne un cylindre mené, que le cylindre mené 1 devienne un cylindre menant et que leur rotation soit inversée tout en conservant le même rapport de vitesses. Cela est obtenu en changeant le sens de rotation du moteur 8 (figure 1) ou du moteur 7 (figure 2), tout en conservant la valeur absolue de leur vitesse, car dans ce cas il y a inversion de la rotation des couronnes 13, 14 des deux différentiels 5 et 6; de ce fait, une composition des vitesses e rotation des roues 11, 13 s'effectue sur le porte-satellites 15, ces vitesses s'ajoutant l'une à l'autre, tandis qu'une composition des vitesses de rotation des roues 12, 14 s'effectue sur le porte-satellites 16, ces vitesses se retranchant l'une de l'autre. De la sorte, les moteurs des laminoirs conformes à l'invention ne sont pas reliés directement aux cylindres et fonctionnent toujours en régime actif. Beur énergie est transmise à une chaÎne cinématique fermée, dans laquelle elle compense les pertes d'énergie résultant du laminage et des frottements. La puissance installée des moteurs d'un tel laminoir (nompte non tenu des pertes dues aux frottements) ne dépasse pas la puissance correspondant au régime de laminage le plus dur. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. -REVENDIGBTION- Un laminoir du type comportant des cages de travail à deux cylindres, équipées chacune d'une commande à deux moteurs, caractérisé en ce que les cylindres de chaque cage de travail sont reliés entre eux par l'intermédiaire de deux différentiels, dont les éléments menants analogues respectifs sont reliés entre eux deux par deux au moyen de trains d'engrenages respectifs dont l'un comporte un nombre pair de roues dentées et l'autre un nombre impair, chacun de ces trains d'engrenages menants étant attaqué par un moteur individuel.