Brevet FR2452332A1 — publié le 19801024

La présente invention concerne la construction des laminoirs et a notamment pour objet un dispositif d'appui pour un cylindre de travail dans la cage d'un laminoir. On connatt des dispositifs d'appui pour le cylindre de travail dans la cage d'un laminoir. En tant que prototype, les inventeurs ont adopté le dispositif d'appui faisant l'objet du brevet allemand nO 218 524, cl. 7a, 29/00. Ce dispositif comprend une poutre d'appui rigide placée dans le bâti de la cage, sous les vis de serrage, un cylindre d'appui avec des paliers à ses extrémités, un palier hydrostatique sur lequel ledit cylindre prend appui par sa table, ce palier hydrostatique comportant un coussinet avec des cavités pour la réception de huile (fluide), des vérins hydrauliques de serrage disposés suivant la longueur du cylindre, entre la poutre d'appui et le palier hydrostatique. Pendant le laminage, par suite de l'irrégularité du chauffage du produit a laminer, des irrégularités de son épaisseur, de la non-uniformité de ses propriétés mécaniques, etc., effort de laminage varie, ce qui provoque une augmentation des variations des déformations de la cage, la flexion du cylindre et des variations de l'épaisseur du laminé. Afin de maintenir l1épaisseur du laminé la valeur prescrite, il faut faire varier la pression de l'huile dans les vérins de serrage. Toutefois, ce dis positif connu présente un inconvénient, consistant en ce qutil ne permet pas d'assurer pendans le laminage la régulation automatique du profil du laminé par contre-flexion du cylindre. On connatt aussi des dispositifs d'appui pour les cylindres de travail, diminuant les différences d'épaisseur transversales, comprenant des cylindres d'appui placés dans le bâti avec des roulements, entre les portées allongées desquels sont placés des dispositifs de serrage qui créent un effort supplémentaire faisant fléchir les cylindres dans le sens contraire de la flexion due a l'action de l'effort de laminage. Ces dispositifs connus sont équipés d'un système de régulation automatique de l'épaisseur du laminé, comprenant des appareils de mesure, de conversion et d'amplification, une memoire, etc. La régulation automatique de l'effort de contre-flexion est fondée, dans ces dispositifs, sur la mesure de l1épaisseur du laminé par des appareils de mesure, et la conversion des résultats de cette mesure en un signal électrique commandant les appareils de régulation du systeme de contre-flexion. Le système de régulation automatique du profil du laminé doit, dans ces dispositifs, comporter des appareils de mesure et de régulation fiables, ce qui s'avère bien souvent difficile à réaliser dans la pratique. De plus, la channe assurant la conversion des résultats des mesures de l'épaisseur du laminé en signal d'exécution est longue, ce qui provoque une certaine inertie du système. En outre, les systèmes connus de régulation automatique de l'épaisseur du laminé sont extrêmement compliqués et couteux. On connalt également des systèmes d'appui du cylindre de travail dans la cage d'un laminoir, comprenant une poutre d'appui rigide placée dans le bati de la cage, sous les vis de serrage, un cylindre d'appui avec des paliers aux extrémités, sur lequel est disposé le corps d'un palier hydrostatique avec un coussinet réalisé sous la forme d'un demi-anneau à rigidité variable dans sa section transversale et dont la surface intérieure forme un écartement avec la table du cylindre d'appui, un mécanisme de régulation de l'écartement et un mécanisme de réglage de l'écartement. Le mécanisme de régulation de l'écartement est réalisé sous la forme de vis disposées dans le corps du palier hydrostatique aux côtés du coussinet, dans sa zone chargée, et agissant sur le coussinet par l'intermédiaire de coins. Le mécanisme de réglage de l'écartement est réalisé sous la forme de coins interposés entre le corps du palier hydrostatique et les bords du coussinet. Les mécanismes indiqués et le coussinet de profil spécial permettent le fonctionnement du dispositif d'appui après reprofilage des cylindres. Quand le cylindre mis en place a une table de diamètre plus petit, pour que l'écartement entre le cylindre et le coussinet conserve la valeur de travail nécessaire, a l'aide du mécanisme de réglage on le règle a cette valeur par flexion du coussinet qui prend un profil correspondant a celui de la table du cylindre reprofilé. Pour accroître la rigidité du coussinet et diminuer sa déformation sous l'action de la pression hydrostatique, a l'aide des vis du mécanisme de régulation de l'écartement on augmente le nombre de points de contact rigide entre le coussinet et le corps du palier hydrostatique. Toutefois, le dispositif venant entre décrit présente une série d' inconvénients. Le réglage a la valeur voulue de I'écartement.de travail entre le coussinet et le cylindre et son maintien pendant le laminage sont compliqués et exigent beaucoup de travail, surtout dans les dispositifs d'appui de grandes dimensions. En outre, ces opérations doivent être exécutées sur le palier hydrostatique chargé, car dans le cas contraire il serait difficile d'obtenir l'écartement requis entre le coussinet et le cylindre. Il faut donc avoir un dispositif spécial pour charger le palier hydrostatique en dehors de la cage, ou régler l'écartement dans la cage, les cylindres étant chargés. La pression appliquée sur les bords du coussinet doit être telle que l'écartement entre le cylindre et le coussinet . ait une valeur déterminée. Un écartement trop grand ne permet pas d'y maintenir la pression nécessaire, et un écartement insuffisant rend possibles les contacts du métal des bords du coussinet avec le métal de la table du cylindre, car la pression de l'huile dans cette zone est faible. En outre, il est impossible de réguler automatiquement le profil du laminé en fonction des variations de l'effort de laminage, et on ne peut réaliser le contrôle du serrage du coussinet sur la table du cylindre, ce qui est l'une des conditions essentielles du fonctionnement du palier hydrostatique. Si le coussinet est pressé par le mécanisme de réglage avec un effort trop grand, il se forme un espace entre le coussinet et le corps du palier hydrostatique, et si la pression est produite par un effort insuffisant, ltecartement augmente entre le coussinet et la table du cylindre, ce qui se traduit par un abaissement de la portance du palier et une diminution de la rigidité de l'appui. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients indiqués. On stest proposé pour cela de créer un dispositif d'appui pour le cylindre de travail dans la cage d'un laminoir, qui, tout en restant aussi simple que le prototype, permettrait la régulation automatique et fiable de l'épaisseur du laminé. La solution consiste en un dispositif d'appui pour le cylindre de travail dans la cage d'un laminoir, placé entre les montants de la cage et dans les fenêtres de guidage des montants, dans lesquelles entrent les vis de serrage, comprenant un cylindre d'appui situé entre les montants et engagé par ses bouts dans les fenêtres de guidage des montants, un palier hydrostatique constitué par un corps placé sur ledit cylindre d'appui et par un coussinet dont la surface intérieure forme avec la table du cylindre d'appui un écartement, ce coussinet ayant dans sa surface intérieure au moins une cavité raccordée par une conduite à une source de fluide sous pression, une poutre d'appui pressée aux extrémités vers le cylindre d'appui par des vis de serrage, et des vérins hydrauliques disposés suivant la longueur du cylindre d'appui entre la poutre d'appui et le palier et agissant pendant le laminage sur le corps du palier pour la régulation du profil du laminé, dispositif dans lequel, d'après l'invention, il est prévu au moins une cavité pour chaque vérin hydraulique, les cavités et les verins hydrauliques qui leur correspondent étant raccordés à une source unique de fluide sous pression, avec laquelle lesdites cavités sont reliées au moyen d'une conduite par l'intermédiaire d'un étrangleur. Grâce à la présente invention, on obtient un dispositif d'appui pour un cylindre de travail dans la cage d'un laminoir, qui, tout en étant de conception aussi simple que le prototype, permet la régulation automatique et fiable de l'épaisseur du laminé. Le dispositif faisant l'objet de l'invention permet aussi de réaliser le laminage de bandes larges de très bonne qualité en ce qui concerne l'épaisseur. I1 est avantageux de monter en parallèle avec l'étrangleur une valve d'arrêt dont la chambre de commande est raccordée a la conduite entre la cavité du coussinet et l'étrangleur, ce qui permet d'assurer l'écartement voulu des cylindres de travail au moment où le laminé les quitte. I1 est avantageux aussi, dans le cas de travail avec des cylindres reprofilés, de doter le dispositif d'appui d'un mécanisme de régulation de l'écartement entre la surface intérieure du coussinet et la table du cylindre au cours du laminage, comprenant des vérins hydrauliques logés dans le corps du palier de telle façon que l'élément mobile de chacun d'eux agisse sur le coussinet, réalisé sous la forme d'un demi-anneau à rigidité variable dans sa section transversale, dans sa zone chargée, la chambre utile de chacun des vérins étant raccordée à la conduite entre la cavité du coussinet et 1 'étrangleur. Une telle solution technique permettra de conserver constant l'écartement entre le coussinet et la table du cylindre, ainsi que de diminuer la plage de régulation de l'étrangleur dans le cas de fonctionnement du dispositif d'appui avec des cylindres .reprofilés. Il est également avantageux, pour le réglage préliminaire de l'écartement entre la surface intérieure du coussinet et la table du cylindre, de doter le dispositif d'appui d'un mécanisme pour le réglage de cet écartement, comprenant des vérins hydrauliques disposés dans le corps du palier de telle façon que leurs pistons coopèrent avec les bords du coussinet, ainsi que des valves de non-retour disposées du côté de la chambre utile de ces vérins, ces valves ayant des pistons plongeurs mobiles avec des canaux pour l'admission du fluide aux vérins et le déplacement par ces vérins des bords du coussinet d'une valeur assurant la formation de ltécartement nécessaire entre le coussinet et la table du cylindre. Une telle solution technique permettra de régler l'écartement de travail initial entre le cylindre et le coussinet avec une précision suffisante, ce qui rendra possible une diminution de la plage de régulation de l'étrangleur dans le cas de fonctionnement du dispositif avec des cylindres reprofilés. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux a la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement a titre d'exemples non limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente la cage à cylindres dtun laminoir, du côté de l'entrée du produit à laminer dans les cylindres, avec des dispositifs d'appui pour les cylindres de travail, conformes à l'invention (vue en coupe) - la figure 2 représente une coupe suivant II-II de la figure 1;; - la figure 3 représente une coupe suivant II-II de la figure I, dans le cas de réalisation du dispositif d'appui avec un coussinet en forme de demi-anneau à rigidité variable (en coupe transversale3, - la figure 4 représente le détail "A" de la figure 3 à plus grande échelle. Les figures 1 et 2 représentant la cage d'un laminoir dans lequel sont placés des dispositifs d'appui pour les cylindres, conformes à l'invention. Dans l'ouverture entre les montants des bâtis 1 du laminoir 2 sont placés des cylindres d'appui 3, dont les bouts dotés de paliers 4 sont e engagés dans les fenêtres de guidage 5 du bâti 1 pour le maintien des cylindres 3 dans la direction axiale. Entre les cylindres d'appui 3 sont placés des cylindres de travail 6 contactés par les cylindres 3 contre lesquels ils sont pressés par des dispositifs d'équilibrage 7. Sur les cylindres d'appui 3 sont placés les corps 8 de paliers hydrostatiques 9, ayant des coussinets 10 dont les surfaces intérieures forment avec les tables 11 des cylindres d'appui 3 des ecartements 12. Dans les surfaces intérieures des coussinets 10 sont ménagées des cavités 13, disposées deux par deux, dans lesquelles est admise huile. Le nombre de cavités 13 est choisi de façon à assurer le positionnement automatique du cylindre 3 dans le coussinet 10. Dans ltouverture entre les montants du bâti 1 sont disposées des poutres d'appui 14, dont les extrémités sont poussées vers les cylindres d'appui 3 par des vis de serrage 15 placées dans les fenêtres de guidage 5 du bâti 1. Entre les poutres d'appui 14 et les corps 8 des paliers hydrostatiques 9 sont disposés suivant la longueur du cylindre des vérins de serrage 16, qui agissent pendant le laminage sur le corps 8 du palier 9 pour la régulation du profil du laminé 17. Les vérins 16 sont disposés au droit de chaque paire de cavités 13. La chambre utile 18 de chaque vérin 16 et les cavités 13 correspondantes sont raccordées par une conduite 19 à une source 20 unique de fluide sous pression, les cavités 13 étant raccordées à la conduite 19 par des conduites 21 dans lesquelles sont intercalés des étrangleurs 22. La source 20 de fluide sous pression, réalisé, par exemple, sous la forme d'un groupe motopompe à débit réglable, refoule l'huile sous pression dans les cavités 13 et dans les vérins 16, via les conduites 19. La pression est maintenue par des régulateurs 23, d'après des manomètres 24. Pour assurer l'écartement voulu des cylindres de travail 6 au moment où le laminé 17 les quitte en parallèle avec les étrangleurs 22 sont montées sur des conduites 25 des valves d'arret 26, dont la chambre de commande 27 est raccordée à la conduite d'alimentation 21 entre l'étrangleur 22 et la cavité 13 à l'aide d'une conduite 28. La valve d'arrêt 26 comporte un tiroir 29 et un ressort 30 (ou tout autre élément produisant un effort permanent, par exemple un électroaimant). Les figures 3 et 4 représentent une variante de réalisation du dispositif d'appui, dans laquelle le coussinet est un demi-anneau à rigidité variable dans sa section transversale, et dans laquelle il est prévu un mécanisme de régulation de l'écartement entre la surface intérieure du coussinet et la table du cylindre pendant le laminage, ainsi qu'un mécanisme pour le réglage de l'écartement avant le commencement du laminage. Un mécanisme 31 de réglage de l'écartement 12 est constitué par des vérins hydrauliques 32, logés dans le corps 8a du palier 9a. L'élément mobile 33 de chaque vérin 32 agit sur le coussinet îOa du palier 9a dans sa zone chargée, située à peu près à 300 de la verticale. La chambre utile 34 de chaque vérin 32 est raccordez à la conduite 21 entre la cavité 13 du coussinet 10a et ltetrangleur 22. Le mécanisme 35 de réglage de l'écartement 12 comprend des vérins hydrauliques 36 logés dans le corps 8a du palier 9a, de telle façon que leurs pistons 37 coopèrent avec les bords du coussinet 10a. Du côté de la chambre utile 38 desdits vérins 36 sont disposées des valves de non-retour 39 ayant des pistons plongeurs mobiles 40 avec des canaux 41 pour l'admission de l'huile aux vérins 36 et pour le déplacement par ces vérins des bords du coussinet iOa d'une valeur assurant la formation de l'écartement 12 nécessaire entre le coussinet 10a et la table 11 du cylindre 3. Le fonctionnement du dispositif d'appui en régime établi se déroule de la façon suivante. Le groupe motopompe 20 produit la pression initiale en amont des régulateurs 23, à l'aide desquels la pression est réglée dans chaque conduite de pression- 19 à la valeur voulue, en fonction de l'effort de laminage, avec contrôle aux manomètres 24. L'huile sous cette pression va aux vérins de serrage 16 et produit sur les cylindres d'appui 3 un effort égal à l'effort de laminage. Le rapport entre les dimensions des vérins 16, des cavités 13 et des étrangleurs 22 est choisi de façon que la plage possible de variation du débit huile à travers le palier 9 assure un frottement liquide et l'équilibre de l'effort de laminage, de la portance du film d'huile dans ltecartement 12 et de 11 effort des vérins 16. Grâce à la présence des étrangleurs 22, la portance du film d'huile dans l'écartement 12 augmente quand la charge augmente sur les vérins 16. Pendant le laminage, si l'effort de laminage augmente, l'écartement 12 diminue dans le palier hydrostatique 9, ce qui entraine une augmentation de la pression de l'huile dans les cavités 13. La pression augmentera dans les cavités 13 jusqu'à la valeur à laquelle l'effort des vérins 16 et la portance du film d'huile s'équilibrent. t'équilibre du système : effort de laminage - portance du film d'huile - effort des vérins 16, est maintenu en permanence, aussi la charge sur le palier 9 ne dépasse-t-elle pratiquement jamais sa portance. De la sorte, quand l'effort de laminage change, effort des vérins 16 varie automatiquement sous I'effet de la variation de la pression de l'huile dans les cavités 13. S'il est nécessaire de corriger l'effort de 7'un quelconque des vérins 16, c'està-dire de modifier la distribution de l'effort de laminage suivant la longueur du cylindre 3, il faut changer le débit d'huile à travers la conduite 19 correspondante. Le changement du débit d'huile à travers l'étrangleur 22 modifie sa résistance hydraulique de la valeur p. L'effort du vérin 16 change de la valeur t P = Sp. F, où F est la surface du piston du vérin 16. Pendant le laminage, sous l'action de la pression de l'huile dans la cavité 13 et, par conséquent, dans la chambre utile 27 de la valve d'arret 26, le tiroir 29 obture les canaux 42 puur le passage de l'huile. Quand le laminé 17 sort des cylindres 6, la pression tombe brusquement dans les cavités 13 et dans la chambre 27, le ressort 30 fait déplacer le tiroir 29 qui ouvre le passage de l'huile à travers les canaux 42; 11 étrangleur 22 reste hors circuit et la pression dans les vérins 16 devient pratiquement égale à celle des cavités 13, qui est proche de zéro. Les tiges 43 des vérins 16 restent à leur position initiale et l'écartement entre les cylindres de travail 6 ne change pas. Pour assurer le fonctionnement du dispositif sur des cylindres 3 reprofilés, le mécanismes 31 de régulation de l'écartement 12 au cours du laminage fonctionne de la façon suivante (figure 3). Pendant le laminage l'huile est admise aux cavites 13 du coussinet 10a et aux chambres utiles 34 des vérins 32, dont la surface des pistons 44 est choisie selon la charge que doit supporter le coussinet l0a. Quand l'effort de laminage augmente, l'écartement de graissage 12 entre la surface intérieure du coussinet 10a et la table 11 du cylindre 3 diminue, la résistance opposée à l'écoulement de l'huile à travers l'écartement 12 augmente, aussi la pression s 'accroit-elle dans les cavités 13. Mais l'accroissement de la pression dans les cavités 13 s'accompagne d'un accroissement de la pression dans les chambres utiles 34 des vérins 32, dont l'effort s'oppose à la déformation du coussinet lOa. En definitive, l'écartement 12 entre le coussinet 10a et la table 11 du cylindre 3, ainsi que la position du cylindre 3 ne changent pas quand l'effort de laminage augmente. Quand l'effort de laminagediminue, à débit -d1huile constant à travers l'écartement 12, la pression baisse en conséquence dans les cavités 13 et dans les chambres 34, aussi l'écartement 12, de même que lors de l'augmentation de effort, ne change-t-il pas, et le coussinet lOn conserve son profil de section transversale, c'est-à-dire qu'il reste pressé contre le corps 8a du palier 9a. C'est ainsi que s'effectue la régulation automatique du profil du coussinet lOn en fonction de l'effort de laminage. Avant le commencement du laminage avec des cylindres 3 reprofilés, on règle l'écartement initial 12 avec le mécanisme 35. Pour cela on applique au préalable au palier hydrostatique 9a un effort environ égal à la moitié de l'effort de laminage. On admet l'huile aux cavités 13 de façon à assurer la séparation hydrostatique des surfaces de frottement : surface intérieure du coussinet lOa et surface de la table 11 du cylindre d'appui. Ensuite, via le canal d'alimentation 45 de la valve 39, on admet 11huile venant d'un groupe motopompe (non représenté), par la conduite 47, an ouvrant le robinet 46. Le piston plongeur 40 se déplace alors de la valeur "H" de sa course, et les canaux 41 mettent en communication les chambres utiles 38 des vérins 36 avec le canal d'alimentation 45. Sous l'action de la pression de l'huile dans les vérins 36, les bords du coussinet 10a sont pressés vers la table 11 du cylindre 3 jusqu'à mise en contact. L'effort développé par les vérins 36 sous l'action de la pression dans les chambres 38 est équilibré par les forces dues à la déformation élastique du coussinet 10a et à la pression de l'huile dans l'écartement 12. Ceci fait, on coupe l'admission de l'huile en fermant le robinet 46. On ouvre le robinet 48 qui met le canal 45 en communication avec le retour 49. Sous l'action de la pression huile dans la chambre 38, le piston plongeur 40 se déplace en sens inverse dela valeur "R" de la course, en chassant un volume d'huile déterminé de la valve de non-retour 39, et ferme la sortie de l'huile de la chambre 38. Comme ceci est suivi par une baisse de la pression de l'huile dans la chambre 38, les bords du coussinets 10a, sous l'action des forces dues à la déformation élastique et à la pression de l'huile dans l'écartement 12, font déplacer les pistons 37 des vérins 36 d'une valeur "h" égale à la valeur de ltecartement 12, correspondant au volume d'huile indiqué. La valeur de l'écartement 12 dans les paliers hydrostatiques est d'ordinaire de quelques centièmes de millimètre. Par le procédé indiqué on assure un réglage précis de l'écartement 12 entre la surface intérieure du coussinet lOa et la table 11 du cylindre d'appui 3. L'opération décrite de réglage de llecartement 12 s'effectue périodiquement avant le laminage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisations décrits et représentés qui ntont eté donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'appui pour un cylindre de travail dans la cage d'un laminoir, du type placé entre les montants de la cage et dans les fenêtres de guidage des montants, dans lesquelles entrent des vis de serrage, et comprenant un cylindre d'appui situé entre les montants et engagé par ses bouts dans les fenêtres de guidage des montants, un palier hydrostatique constitué par un corps placé sur ledit cylindre d'appui et par un coussinet dont la surface intérieure forme avec la table du cylindre d'appui un écartement, ce coussinet ayant dans sa surface intérieure au moins une cavité raccordée par une conduite à une source de fluide sous pression, une poutre d'appui pressée à ses extrémités contre le cylindre d'appui par les vis de serrage, et des vérins hydrauliques disposés suivant la longueur du cylindre d'appui entre la poutre d'appui et le palier et agissant pendant le laminage sur le corps du palier pour la régulation du profil du laminé, caractérisé en ce qutil est prévu dans la surface intérieure du coussinet du palier hydrostatique au moins une cavité pour chaque vérin hydraulique, les cavités et les vérins hydrauliques qui leur correspondent étant raccordés à une source unique de fluide sous pression, et un étrangleur étant intercalé dans les conduites reliant les cavités à ladite source. 2. Dispositif d'appui selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en parallèle avec 1'etrangleur, est montée une valve d'arrêt dont la chambre de commande est raccordée à la conduite entre la cavité du coussinet et ltetrangleur. 3. Dispositif d'appui selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le coussinet du palier hydrostatique est réalisé sous la forme d'un demi-anneau à rigidité variable dans sa section transversale, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme de régulation de l'écartement entre la surface intérieure du coussinet et la table du cylindre au cours du laminage, comprenant des vérins hydrauliques logés dans le corps du palier de telle façon que l'élément mobile de chacun d'eux agisse sur le coussinet, la chambre- utile de chacun des vérins étant raccordée à la conduite entre la cavité du coussinet et 11 étrangleur. 4. Dispositif d'appui selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme pour le réglage de I'écartement entre la surface intérieure du coussinet et la table du cylindre, comprenant des vérins hydrauliques logés dans le corps du palier de telle façon que leurs pistons coopèrent avec les bords du coussinet, ainsi que des valves de non-retour disposées du côté de la chambre utile de ces vérins et ayant des pistons plongeurs mobiles avec des canaux pour l'admission du fluide aux vérins et le déplacement, par ces vérins, des bords du coussinet d'une valeur assurant la formation de l'écartement nécessaire entre le coussinet et la table du cylindre.