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"Cage de laminoir pour le support de cylindres de laminoirs en utilisant des paliers à rouleaux'$.
L'utilisation de paliers à rouleaux pour le support de cylindres dans des laminoirs n'a pas encore trouvé la même ex- tension que l'utilisation de paliers à rouleaux dans d'autres domaines de la construction de machines. La raison en est que, dans des laminoirs, d'une part, il se présente des pressions d'appui élevées, tandis que, d'autre part, la place dont on dispose pour les paliers à rouleaux est très limitée, par suite du faible écartement- entre les axes des cylindres. Le diamètre extérieur des paliers à rouleaux doit être inférieur au plus petit diamètre des cylindres à l'état tourné.
Dans des lami-
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noirs trios, le diamètre' extérieur-.des paliers à rouleaux doit encore être réduit en raison de l'épaisseur de paroi nécessai- re du corps de palier supportant la pression d'appui, Il existe par suite aussi des limites très étroites à une diminution du diamètre intérieur des paliers à rouleaux, si l'on veut avoir des paliers susceptibles de supporter les efforts,étant donné que les tourillons des cylindres, consistant principalement en encore fonte, doivent/posséder une résistance suffisante à la flexion et à la torsion.
Pour pouvoir employer des paliers à rouleaux d'un plus grand diamètre extérieur, on a proposé de décaler l'un par rapport à l'autre les paliers des cylindres coopérant entre eux. Ce mode de construction présente toutefois l'inconvénient d'entraîner de grandes longueurs de la construction, car il exige, pour les paliers décalés vers l'extérieur, des touril- lons de longueur double, ce qui non seulement accrott le dan- ger de leur rupture,mais aussi augmente ,les coûts des cylindres en stock. L'économie de place qui peut être atteinte de cette manière ntest toutefois pas très importante, car on ne peut donner au tourillon du palier à rouleaux, situé à l'extérieur dans chaque cas, par suite du moment de flexion accrû, qu'un diamètre seulement légèrement inférieur au diamètre des cylin- dres.
L'emploi de deux paliers à rouleaux disposés à côté l'un de l'autre entraine également des inconvénients analogues, car il augmente le moment de flexion se produisant à l'endroit du tourillon, sans tenir compte du fait qu'en raison du manque inévitable de précision dans la fabrication et le montage, on ne peut pas atteindre une charge absolument égale des deuxpa- liers. Mais la grande longueur du tourillon est tout.particu- lièrement gênante lorsqu'on emploie, pour décharger les deux paliers de support, encore un troisième palier de butée.
L'emploi général de paliers à rouleaux dans la construc- tion des laminoirs a été empêché, en dehors de l'installation coûteuse des cylindres en stock, par le démontage relativement
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compliqué et long des cylindres, même lorsque ce travail est ef- fectué en dehors de la cage de laminoir. Les dispositifs de pa- liers à rouleaux employée jusqu'ici ne permettent que dans des cas très rares l'emploi des paliers à rouleaux fabriqués en sé- rie, normalisés et par suite aussi moins coûteux, étant donné que leur diamètre intérieur est la plupart du temps trop petit pour permettre de donner aux organes d'accouplement, par exem- ple aux trèfles, une résistance suffisante.
L'invention décrite ci-après supprime les inconvénients mentionnés ci-dessus, en cequ'elle permet l'emploi de grands paliers à rouleaux, à grande force portante, fabriqués en série, sans l'emploi de tourillons extrêmement longs et de diamètre relativement faible ; la disposition particulière des empoises de la cage et des organes d'accouplement réduit de façon très notable le temps nécessaire au changement des cylindres. La caractéristique essentielle de l'invention con- siste en ce qu'un cylindre-par exemple dans des laminoirs trios, le cylindre médian- comporte des paliers à rouleaux, disposés concentriquement au tourillon, tandis que le cylindre supérieur et le cylindre inférieur , coopérant avec le premier, sont supportés indirectement par un ou plusieurs galets d'appui, tourillonnés dans des paliers , rouleaux.
Il importe peu, pour l'objet de l'invention, que ces galets d'appui soient situés dans le plan des paliers à rouleaux du cylindre supporté direc- tement, ou en dehors de ce plan; l'endroit où les galets d'ap- pui agissent sur le cylindre à supporter ou sur son tourillon importe également peu. Les axes des galets d'appui peuvent éga- lement être inclinés par rapport au cylindre à supporter, pour pouvoir également supporter des poussées axiales par les galets d'appui.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les empoises de la cage, en vue de l'utilisation de la cage comme ca- ge à cylindres interchangeables, et en outre les organes d'ac- couplement, le dispositif de réglage'-de l'écartement entre les cylindres et la construction des cylindres eux-mêmes, ont été également adapter'd'après des points de vue nouveaux, aux te-
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soins du mode de support par paliers à rouleaux.
Un exemple dé réalisation de l'objet de l'invention est représente sur les dessins ci-join'ts :
La fig. 1 est une vue en coupe verticale passant par les axes des cylindres.
La fig. 2 est une vue en élévation de l'empoise.
La fin.. 5 est une vue en coupe horizontale passant par l'axe du cylindre médian.
La fig. 6 est une vue en coupe horizontale passant par l'axe du cylindre inférieur.
La fig. 7 représente, dans sa moitié de gauche, une vue en coupe transversale par la cage de laminoir, et dans sa moi- tié de droite une vue en élévation de face de la cage.
La fig. 8 est une vue en élévation du corps de palier du cylindre médian.
Les figs. 3 et 4 et 9 - 11 représentent différentes for- mes de réalisation du tourillon et des organes d'accouplement.
Il est représenté, comme exemple de réalisation, un train de laminoir trio, dans lequel les tourillons du cylindre supérieur et du cylindre inférieur sont supportés par des ga- lets d' appu i.
1,2,3 désignent les cylindres d'un train de laminoir trio; le cylindre médian 2 est supporté par des paliers à rouleaux 4.
Chaque palier à rouleaux 4 est monté sur une douille en forme de chapeau 5, qui est enfilée sur le tourillon 6 du cylindre. La
4 bague de roulement 7 des paliers à rouleaux/repose dans une em- Poise 8 en forme de H (fig. 7). L'empoise 8 prend appui par ses bras ou prolongements supérieurs 9 contre la tête ou chapeau 10 de la cage, et par ses bras ou prolongements inférieurs 12 contre les surfaces d'appui 13 des montants Il de la cage. Les deux em- poises 8 du cylindre médian 2 sont reliées entre elles par les de traverses 14, sur lesquelles les deux empoises 8 peuvent, après qu'elles ont été enlevées des montais de la cage, être déplacées en direction axiale.
Le cylindre supérieur 1 et le cylindre infé- rieur 3 sont supportés par des galets d'appui 15,16, respective-
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ment, à l'intérieur desquels sont logés des rouleaux 17,18.
Les galets 15,16 tournent, dans l'exemple de réalisation con- sidéré, contre des douilles 21,22, enfilées sur les tourillons
19,20 des cylindres 1,3 respectivement. Les composantes radia- ..les et axiales de la pression de laminage, qui se produisent au cours de l'opération de laminage, ainsi que le poids propre et la pression d'appui du cylindre supérieur,sont supportés par un palier à frottement de roulement 23,24, disposé concen- triquement au tourillon 19,20 du cylindre 1,3 respectivement; ces paliers à frottement de roulement 23,24 peuvent être cons- titués par des paliers à billes à fort épaulement, des paliers cylindriques à collet, des paliers à rouleaux pendulaires, des paliers à rouleaux coniques ou de toute autre manière appropriée.
La disposition peut également être réalisée de telle manière que la poussée axiale, et par suite aussi le réglage en position axiale du cylindre, n'est produit que d'un seul. côté du tou- rillon. Dans l'exemple de réalisation considéré, les douilles en forme de chapeau 5,21,22, montées sur les tourillons 6,19,20 des cylindres, supportent, pour le cylindre médian 2, les pa- liers à rouleaux 4, et pour le cylindre supérieur 1 et le cy- lindre inférieur 3, les paliers à frottement de roulement 23,24 servant à recevoir la poussée axiale.
La disposition des paliers à frottement de roilement 23,4,24 sur les douilles 21,5,22, au lieu de leur disposition directement sur les tourillons de cy- lindres 19,6,20, présente l'avantage que lors d'un changement des cylindres, les paliers à frottement de roulement 23,4,24 eux- mêmes restent toujours complètement enfermés. Les corps des pa- liers 23 sont disposés entre les bras supérieurs 9 des empoises 8, et les copps des paliers 24 entre les bras inférieurs 12 des empoises 8. Les corps des paliers a3,24 sont montés de façon à pouvoir être déplacés en hauteur.
A cet effet, les corps des pa- liers 23,24 comportent un prolongement latéral en forme de cro- chet 23',24' (fig.7) qui n'engage par dessus un goujon 25,26, respectivement., .Le goujon 25,26 est, lors d'un déplacement en
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hauteur du corps du palier 23,24, guide' dans la fente 27,28 du prolongement 23',24',L'empoise 8 embrasse, par ses prolonge- ments latéraux 29,30 (fig. 6) une glisssière 31, ménagée en saillie sur les montants 11 de la cage. Après enlèvement des chapeaux 10 de la cage, on peut retirer les deux empoises 8, reliées entre elles par les traverses. 14, ainsi que le jeu de cylindres, hors de la cage de laminoir ou les mettre en place dans celle-ci.
Le réglage de la position axiale du cylindre su- périeur 1 et du cylindre inférieur 3 peut s'effectuer de ma- nière simple par un déplacement convenable des écrous 32, mon- tés sur les goujons 26. Le palier 24 (figure 5), par exemple, est ainsi convenablement déplacé et, par l'intermédiaire de celui-ci, la douille 22 qui le supporte et qui est montée sur le tourillon de cylindre 20, avec le cylindre 3. Le déplace- ment axial du cylindre supérieur 1 s'effectue de la même manière.
Cette possibilité de régler la position axiale du cylindre su- périeur et du cylindre inférieur présente, par rapport aux dis- positions employées jusqu'ici,l'avantage que les organes ser- vant au réglage sont disposés sur l'empoise du cylindre médian 2.
Il est ainsi possible d'effectuer l'assemblage précis d'un jeu de cylindres en dehors de la cage de laminoir et avant le mon- tage de ce jeu de cylindres dans la cage,ce qui acilitea no- tamment le réglage en position des cylindres l'un par rapport à l'autre. Pour rendre possible un assemblage complet d'un jeu de cylindres interchangeables avec leurs accessoires en dehors de la cage de laminoir, les traverses reliant les deux empoises 8 du cylindre médian 2 présentent en même temps la forme de pou- tres à glissière pour recevoir les lunettes 33 d'introduction et dé sortie des laminés (fig. 2). Les poutres à glissières 34 (figs. 2 et 6) pour le cylindre inférieur 3 sont engagées, par leurs extrémités libres, chacune dans un évidement 35, ménagé à la partie inférieure de 1'empoise 8.
L'assemblage peut natu- rellement aussi avoir lieu d'une autre manière.
En général on essaiera; dans des cylindres de la- minoir en fonte, d'exécuter également le tourillon de cylindre
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en fonte. S'il se présente des pressions d'appui plus élevées, et si l'on veut employer des paliers à rouleaux d'une plus grande force portante et de dimensions normales, le diamètre extérieur du tourillon est limité par le diamètre intérieur ou alésage du palier à rouleaux, et celà d'autant plus que, pour les raisons mentionnées précédemment, on ne renonce pas volon- tiers à intercaler des douilles entre le diamètre intérieur du palier à rouleaux et le diamètre extérieur du tourillon.
Dans de tels cas, pour des pressions d'appui plus élevées et pour des couples plus importants à transmettre, des tourillons en fonte ne seront plus suffisamment résistants, et on emploie alors des axes continus ou des to@rillens rapportés en acier forgé, en considérant que, par rapport à un tourillon en fonte d'un diamètre donné, un tourillon en acier forgé, même sison diamètre est d'un tiers plus pett, est encore notablement plus résistant que le premier, Mais des tourillons d'un fai- ble diamètre de ce genre, qui par eux-mêmes résisteraient bien à la flexion et à la torsion, présentent l'inconvénient que leur diamètre est trop petit pour constituer des organes d'accou - plement solides et résistant à l'usure.
En combinaison avec l'emploi de paliers à rouleaux, on obvie à cet inconvénient et en même temps on obtient un stock de cylindre moins coûteux par le fait que les tourillons, reliés rigidement aux corps des cylindres, ne constituent que de simples corp;s à section circu- laire et ne comportent eux-mêmes pas d'organes d'accouplement, qui exigent un usinage particulier.
Ceci est obtenu par le fa.it que les douilles en formede chapeau 5,21,22 (dont la douille
5 porte le palier)- à rouleaux 4 du cylindre médian 2, tandis que les douilles 21,22 constituent la surface de roulement pour les galets -d'appui.'15,16) présentent, sur le côté extérieur, la forme d'organes d'accouplement et sont d'autre part reliés au corps du cylindre correspondant, de sorte que le tourillon de cylindreproprement dit n'est soumis essentiellement qu'à des efforts de flexion, tandis que les douilles en forme de chapeau 5,21,22-transmettent essentiellement le moment de tor--
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sion.
En déchargeant le'tourillon du moment de torsion, on peut faire supporter au tourillon dans une mesure plus grande des efforts de flexion, ou, en d'autres mots, pour un moment de flexion donné, on peut donner au tourillon un diamètre plus faible. La manière suivant laquelle les organes d'accouplement sont constitués aux extrémités extérieure et intérieure des douilles importe peu. On peut par suite employer à. cet effet les profils en trèfle, les clavettes, les accouplements à fric= tion et à boulons, les plus différents, ou n'importe quél genre d'accouplement universel. Un mode de réalisation est représenté sur les figs. 1,5,6,7. La douille 5 est par exem- ple aplatie à son extrémité extérieure et constitue ainsi la partie mâle d'un accouplement universel, formant allonge d'ac- couplement, suivant un mode de construction connu.
Les douil- les 5,21,22 sont montées sur le tourillon du cylindre corres- pondant par des portées cylindriques ou coniques et sont main- tenus en place ou emmanchées en position par des clavettes 36 (figs. 5 et 6), et sont, après enlèvement de celles-ci, dé- tachées à nouveau par des vis formant arrache-moyeu ; il est ménagé à cet effet, dans l'alésage 37 de la partie d'extrémi- té de la doulle, un filetage intérieur particulier 38. Dans le mode de fixation de la douille 39, tel que représenté sur les figs. 3 et 4, la fixation de la dotale sur le tourillon 40 du cylindre a lieu au moyen d'un goujon 41, dont l'extrémité filetée 41' se visse dans le tourillon 40 du cylindre. Le collet du goujon 41 prend appui contre la douille eh forme de 'chapeau 39.
Le goujon 41 peut également passer à'travers tout le cylin- dre dans un alésage axial.de celui-ci. Sur les figs. 9-11, il est représenté une construction des douilles qui diffère' des 'précédentes et dans laquelle l'allonge d'accouplement 42 peut consister en un fer plat.
Comme le diamètre extérieur de la douille 43 est déterminé par le diamètre intérieur du palier à rouleaux à monter sur celle-ci et comme il faut donner des dimensions aussi grandes que possible aux organes d'accouple-
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ment en raison de l'usure qui se produite les extrémités en forme de fourche 43' de la douille 43, à alésage cylindrique, deviendraient relativement faibles et s'écarteraient élasti- quement l'une de l'autre d'une manière inadmissible lors de la transmission de couples assez élevés.
Tour obvier cet inconvénient, on emmanche sur la pièce d'accouplement en forme de fourche 43' un fort manchon 44 (figs. 9-11), qui sert à guider et centrer la partie aplatie mâle de l'allonge d'ac- c ouplement 42 et qui maintient en même temps la bague inté- rieure de roulement du palier à roulea.ux, quidoit être montée en cet endroit. La douille 43 présente à son extrémité libre une forme conique et porte un filetage extérieur 45 dans le- quel s'engage le filetage intérieur du inanchon 44. La face frontale du manchon 44 est avantageusement fermée par une tôle 46, laissant seulement passer librement avec un certain jeu l'allonge 42, de sorte que la graisse reste de façon durable dans l'espace vide 47 ainsi formé.
L'accouplement de la douille 39 avec le corps 48 du cylindre est représenté dans un exemple de réalisation sur les figs. 3 et 4. La douille 39 comporte une rainure 49, formée par rabotage, dans laquelle s'engagent'des saillies ou nervures 48', de forme appropriée, du cylindre 48.
Le réglage en position du cylindre supérieur du cylin- dre inférieur 1,3, s'effectue par un déplacement des galets d'appui 15,16. Le réglage de la position,suivant l'ure des ma- nières connues, en montant les galets d'appui dans une empoi- se mobile, dont on règle la position par des tiges filetées ou des coins, conduit à une construction de cage extraordinai- rement haute, qu'on doit éviter dans l'intérêtde la rigidité. ton de la cage..Dans l'exemple de réalisation considéré , le réglage de la,,position des cylindres 1,3 s'effectue de la manière suivante. Le moyeu'51, constituant la bague de roule- ment intérieure/50 pour les rouleaux 17 du galet d'appui 15, comporte une rainure 52, qui s'étend en direction axiale, avec un fond montant obliquement 53 '(fig. 1).
Dans cette rainure
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52 est logé un coin 54, dont-la face limite supérieure est di- rigée parallèlement à l'axe du galet. L'extrémité saillante li- bre du coin 54 comporte à sa partie supérieure une denture 55, avec laquelle engrène un pignon denté 56. En déplaçant le coin 54, par exemple dans la direction de la flèche x, on peut rele- ver le galet 15, qui est constamment repoussé vers le haut par des ressorts ou des contrepoids, et ainsi écarter le cylindre 1 du cylindre médian 2, c'est à. dire le relever.
Au lieu de la rainure dirigée obliquement vers le haut, on peut également utiliser un évidement d'une autre for- me, ménagé dans le tourillon, comme glissière pour le coin.
Au lieu d'un seul coin on peut également employer deux coins 60,61 (comme représenté sur la fig. 1 pour le réglage de la position du galet d'appui inérieur); on doit alors choisir l'in- clinaison des faces 60',61' des deux coins et le diamètre de la tige 62, qui relie ceux-ci, de telle manière que ce dispositif, en se brisant, sert de dispositif de sûreté empêchant une sur- charge.
Corne le galet d'appui supérieur 15 est monté dans le chapeau 10 de la cage du laminoir, le dispositif de fixation de ce chapeau doit assurer une grande rigidité. Le chapeau 10 est par suite aussi assemblé aux montants 11 de la cage d'une manière s'écartant des modes de fixation habituellement em- ployés jusqu'ici.
Le chapeau 10 comporte à son extrémité infé- rieure deux nez 63 (fig. 7) qui s'appliquent contre la paroi intérieure 64 des montants 11 de la cage..Pour obtenir un as- semblage rigide du chapeau 10 aussi bien en direction verticale u'en direction horizontale, les ancrages de fixation 65 (fig.7) ne sont pas, comme d'habitude, disposés verticalement, mais dans une posttion inclinée, pour que les composantes horizon- tales de la pression d'appui, qui se produisent lors du serra- ge des ancrages 65, appliquent avec force les montants de la cage contre le chapeau 10 et ses nez 63.
Pour atteindre une amélioration additionnelle par rapport au mode de construction habituellement employé jusqu'ici, le pivot 66 des ancrages 65
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sur le chapeau 10, et les organes de fixation, par exemple les coins 67 (dans le cas où on emploie ceux-ci), ont été déplacés vers le bas, où ils sont facilement accessibles, ce qui est particulièrement avantageux dans des cages assez grandes et assez hautes.
Lors de l'utilisation de paliers à rouleaux avec les dispositions décrites ci-dessus, il faut encore tenir compte du fait que, lors 4'un bris éventuel du cylindre, les paliers des cylindres soient protégés aucant que possible contre des détériorations. Lorsqu'un cylindre se brise obliquement, les deux moitiés du cylindre brisé tendent, sous l'action du couple appliqua sur le cylindre, à se déplacer l'une par rapport à l'au- tre en direction axiale. Par exemple, un cylindre supérieur ou un cylindre inférieur, se brisant ainsi, détériorerait les ga- lets d'appui 15;16 ou leurs paliers à rouleaux.
Pour cbvier à cet inconvénient, les bras ou prolongements 9 et 12 des empoises 8 comportent des cloisons transversales 70 (fig. 6) qui entourent partiellement et avec un faible jeu le tourillon de cylindre, par exemple le tourillon 20. Le jeu latéral (voir la partie supérieure de la fig. 1), entre la face frontale du cylindre 1,3 (ou la bride 21',22' des douilles 21,22) et le galet d'appui 15,16, est plus grande que le jeu s' (fig. 6) entre la face frontale du cylindre 1,3 et la cloison transversale 70. Lors d'un bris des cylindres 1,2 et l'écarte- ment axial des moitiés du cylindre, les brides SI',22' des doulles 21,22 sont pressées contre la cloison transversale 70.
Le fort moment de freinage, qui est ainsi-engendré, provoque alors le bris d'un organe de transmission, constituant un élé- ment de sécurité.