CA1087364A - Machine, notamment de coulee centrifuge, a dispositif d'appui axial - Google Patents

Abstract

Cette machine est du type comprenant une enveloppe munie d'une couronne sur laquelle peut rouler au moins un galet monté sur le bâti. Elle est caractérisée en ce qu'elle comporte un tourillon solidaire du bâti et sur lequel est monté libre en rotation un levier qui porte lui même deux galets d'appui qui sont montée fous en rotation, la couronne présentant par ailleurs deux faces d'appui non axiales entre lesquelles sont située les galets et dont la distance dans le sens axial permet un débattement angulaire du levier.

Description

., ,, :
La pr~sente invention concerne les machi~es du -type comprenant un b~ti fixe par rappor-t auquel est montée mobile en rotation autour de son axe une enveloppe de révolution, cette en-veloppe étant munie d~un dispositif d1appui axial dans llun ou l~autre sens qui comporte une couronne disposée dans un plan normal à l~axe et solidaire de l1enveloppe, et au moins un galet d~appui mont~ sur le bati de manière à pouvoir rouler sur une face non axiale de cette couronne.
Cette invention trouve une application avantageuse sur les machines de coulée centrifuge des tuyaux à emboi-tement dans lesquelles l~envelopp~ de révolution tournante est constituée par la coquille de centrifugation elle-même. -; On sait que les coquilles de centri~ugation, mont~es rotatives sur des galets de support, sont soumises à des charges ou poussées axiales dans l~un ou l'autre sens: dans le sens du bout ,.
~;~ uni vers l'emboitement lors de l~extraction des tuyaux coulés, et dans le sens de l'emboftement vers le bout uni soit lors de la mise en place et du verrouillage d'un noyau d'emboftement sur la tête de la coquille, soit sous 11effort d'un bras de pose et support automatique d'un noyau qui doit résister à la poussee axiale de la fonte coulée sur ce noyau.
Si l~on empechait tout mouvement longitudinal de la coquille sous l'efEet de ces charges axiales, on pourrait provoquer des déformations de la coquille, celle-ci subissant ~lors des contraintes de flambement, ce qui gênerait fortement une rotation .. . .
bonne et libre de cette coquille.
C'est pourquoi, pour resister à ces charges axiales, on a déjà prévu, comme indiqué plus haut, un galet de butée en appui sur une couronne solidaire de la coquille et pouvant rouler ; 30 sur celle-ci.

Toutefois, notamment dans le cas de coquilles de cen-trifugation de gros diamètre, c'est-à-dire par exemple de diamètre ...

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: . , :. . : .... . : . ~ . . ... . -.. . ..

3~

supérieur à 600 mm, il faudrait alors utiliser un galet de butée de dimensions très importantes Or, plus le galet de butée serait gros, moins on serait s~r d'avoir un appui de but~e v~ritable, et donc efficace, sur toute sa génératrice de contact en raison des ~ ;
tolérances de fabrication de la coquille, qui est en gén~ral exté-rieurement brute de fonderie, et de la rotation plus ou moins régu-lière de cette coquille qui tourne plus ou moins rond.
On pourrait donc supposer qu~il suffirait de deux galets de butée roulant sur la meme face de la couronne pour résoudre le problème, la charge axiale se trouvant théoriquement répartie sur ces deux galets~ ~ependant, pour la meme raison que précédemment, un appui réel sur deux génératrices de contact, une pour chaque galet, serait illusoire Il y aurait plutôt certitude d1appui sur un seul et meme galet, et celui-ci ne résisterait pas longtemps aux charges. En outre, une telle solution entrafnerait un aligne-ment difficile des axes des galets de butée avec ceux des galets de support.
En conséquence, l'invention a pour but de fournir une k~ . .
machine du type précité qui présente un appui axial efficace et résistant.
A cet effet, elle a pour objet une machine de ce type caractérisée en ce que le dispositif d~appui axial comporte un tourillon qui est solidaire du b~ti et est disposé radialement par rapport à l'enveloppe, dans la position normale du plan moyen de la couronne, et sur lequel est monté, libre en rotation et perpen-diculairement à lui, en levier qui porte lui-même deux galets ,. . .
dlappui dont les axes sont compris dans le plan de l~axe du touril-lon et de llaxe du levier et qui sont montés fous en rotation sur ce levier, la couronne présentant par ailleurs deux faces d~appui non axiales entre lesquelles sont situés les galets et dont la distance dans le sens axial permet un d~battement angulaire du levier.

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~3736~ :

Grâce à cette structure simple et r~buste, non seule- . -.
ment les deux galets d'appui à la fois sont constamment en position :
de butée sur la couronne pendant la rotation de l'enveloppe et exercent ainsi une r~action axiale contre les charges en assurant .:
: une bonne répartition de celles-ci entre ces deux galets, mais . encore le problème de llalignement de ceux-ci avec les galets de ;- support ne se pose plus. .
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre . 10 d~exemple non limitatif et en regard du dessum annexé sur lequel: .
: la Fig. 1 est une vue schématique, en élévation et coupe diamétrale, d'une machine de coulée cen-trifuge conforme à
. l'invention;
. la Fig. 2 en est une vue en coupe transversale, par-tielle et à plus grande échelle, prise suivant la ligne 2-2 de ;; i la ~ig. l;
la Fig 3 est une vue de dessous par rapport à la Fig. 2, mais montrant en outre le profil de la section axiale de la .
couronne;
` 20 les ~ig. 4, 5 et 6 sont des schémas correspondant à cette :;

Fig. 3 et illustrant le fonctionnement de la machine.
.~ .
~ La machine de coulée centrifuge 1 représentée comprend : . . , un carter 2 à l'intérieur duquel est montée mo~il.e en rotation autour de son axe horizontal, une coquille de forme générale tubu- .. .
laire 3 dont les extrémités traversent des orifices de ce carter :
Il s'agit plus précisément d~une machine du type de Lavaud, c'est- .:
à~dire associée à un canal de coulée de grande longeur 4, repré-; senté partiellement, destiné à traverser longitudinalement la ~:
coquille 3 afin d'y déverser de la fonte liquide, le carter 1 étant .

supposé ici fixe en translation et le canal 4 mobile parallèlement à l~axe X-X. La coquille 3 est complétée par un no~au 5 qui est fixé à l'intérieur dlune extrémité élargie 6 de cette coquille et .

.

-3- ~

8 ~3i~i~

qui d~limite la for~ne intérieure de l~em~oîtement du tuyau ~ mouler 7, représenté en trait mixte, ce noyau étant maintenu verrouillé
sur la coquille par un certain nombre de clavettes centrifuges 8.
Une silhouette humaine 9 est sch~matisée près de la machine pour montrer que ce noyau est à peu près de la dimension d'un homme.
La coquille repose enfin sur des galets de support 10 et 11 d'axe parallèle à l~a~e X-X, les galets 11 étant également moteurs parce qu'entraînés en rotation par un moteur 12.
La ~achine comprend par ailleurs un dispositif d'appui axial 13 qui comprend une couronne 14 et d~ux galets d'appui ou de butée 15. La couronne 14 est rapportée et fixée autour de l~extré-mité à bout uni 16, opposée à l~extrémité à emboftement 6 de la coquille 3 (mais, en variante, elle pourrait bien entendu être fixée autour de cette extrémité à emboîtement 6) et elle comporte deux joues 17 réunies par un anneau cylindrique de ~a~on à :Eormer une gorge annulaire 18 à pro~il trapézoidal évasé vers llextérieur dans le sens radial, les flancs 19 intérieurs, dans le sens axial, des joues présentant à cet effet une ~orme tronconique d'axe X-X.
Le dispositif dlappui axial comprend en outre un tourillon ou pivot :. :
20 qui est fixé, par un socle 21, à l'intérieur du carter 2, suivant un axe vertical Y-Y recontrant ltaxe X-X et situé dans la posi-tion normale, c~est-à-dire en llabsence de cllarge axiales sur la coquille, du plan de symétrie de la couronne 1~. Sur ce tourillon 20 est mont~ pivotant lihrement un levier de support 22 à peu près . horizontal et dont llaxe Z-Z est orienté en moyenne suivant une . direction perpendiculaire aux axes X-X et Y-Y, c'est-à-dire trans-. . .
versale par rapport à la coquille A ses extrémités, et symétri-quement par rapport à l'axe Y-Y, ce levier 22 porte deu~ tourillons ~ 23 dont les axes sont légèrement inclin~s, dans le plan Y-Z, de : 30 façon à converger sur l~axe X-X et sur chacun desquels peut tourner ~ librement llun des deux gale-ts 15.

: L~écartement des tourillons 23 est relativement ~aible, .. " ~ .
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', tel par exemple que llangle de leurs axes soit de l~ordre de seulement 20. Les deux galets 15 ont une forme tronconique dont l~axe est celui des tourillons 23 et dont la conicité est complé-mentaire de celle des flancs 19 des joues de la couronne de facon - à pouvoir coopérer avec ceux-ci. La grande base de ces galets, tournée vers l'extérieur dans le sens radial de la coquille, a un : diamètre D légèrement in-férieur, par exemple de 5 à 10%, à la largeur maximale L, dans le sens axial de la coquille, de la gorge ' 18 de la couronne. ~insi, le levier pivotant 22 est susceptible d'un débattement angulaire relativement faible, par exemple de llordre de ~, autour du tourillon 20, ce débattement étant limité
par les joues 17 de la couronne.
Le fonctionnement de la machine et du dispositi~ d'appui axial ainsi décrit est le suivant:
Lorsque la coquille 3 est à l~arrêt, les galets 15 ~ engagés dans la couronne 14 peuvent être indi~-féremment au contact i des ~lancs 19 des joues 17 ou légèrement écartés de celles-ci, le levier 22 étant en position de repos. ;
Lorsque la coquille 3 est entrafnée en rotation, avant la coulée, lors de l'introduction et de la ~ixation du noyau 5, cette coquille subit une poussée axiale dans le sens de la flèche ; f (de llemboftement vers le bout uni). Cette poussée axi~le est créée par un bras d'amenée du noyau et pourrait même ~tre maintenue ;~ par le meme bras ~non représenté) si c'était le moyen utilisé pour verrouiller le noyau à la place des clavettes 8 ici utilisées Si le tourillon 20 d~axe Y-Y se trouvait situé rigoureusement dans le plan de symétrie de la couronne, à égale distance de ses joues, si la coquille tournait parfaitemént rond et si les joues de la couronne étaient parfaitement circulaires, la joue 17 située du côté de llemboitement 6 viendrait porter par~aitement sur des génératrices des deux galets situées d'un même côt~ par rapport à l'axe Z-~ du bras 22 et celui-ci ne basculerait pas Si par .. . . . , ,, . ', ~ . . . .. . . . .

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contre, les joues de la couronne 14 sont fortemeDt déform~es, par exemple à la suite de montages et démontages et de manutentions fréquentes de la coquille 3, il arrive que la joue 17 la plus proche de l'emboitement prenne appui en premier sur un seul des galets, par exemple celui situ~ en haut sur la Fig. 4, mais ce pourrait être l~autre. Le levier 22 bascule alors autour du tourillon 20 en tournant suivant les flèches Fl (Fig. ~) et le galet 17 situé en bas sur la Fig. 4 bute alors contre llautre joue située du côté du bout uni Il y a ainsi contact suivant des génératrices 24 des galets qui sont opposées par rapport à l'axe Z-Z du levier 22. Il peut arriver aussi que ce soit la joue 17 la plus proche du bout uni 16 qui prenne en premier contact avec llun des galets par suite d'une irr~gularité de rotation de la coquille ou dlune irrégularité de forme de cette joue. Dans ce cas, le levier 22 bascule dans le sens opposé à celui des flèches ,,, En fonctionnement normal, le levier 22 qui jouit d'un certain degré de liberté illustré par les Fig. 4 e-t 5 pivote tantot dans le sens de la flèche Fl, tantôt dans le sens opposé
; 20 de la flèche F sous lle~fet des irrégularit~s précitées, de la dilatation axiale de la coquille et des déplacements axiaux de la coquille.
Pendant la rotation de la coquille et la coulée, cette coquille subit une poussée axiale de la part de la font atteignant le noyau et une contre-poussée axiale supérieure de verrouillage de la part des clavettes 8 ou du bras de support et de verrouil-lage du noyau (F:ig. 6). La coquille reste toujours en butée par llune des joues 17 de la couronne 14 sur les galets 15 suivant deux génératrices de contact 24 (Fig. 6). L'un des galets exerce une réaction axiale de butée contre une joue 17 tandis que llautre ~alet exerce une réaction axiale parallèle sur la même joue. Les deux reactions axiales des galets sont égales et de même sens, ' ,, ~8 ~

.
passent par les géneratrices de contact 24, et équilibrent la poussée fl de la coquille 3. `

Lors de l~extraction du tuyau 7 qui vient d~être coulé

.. la coquille subit un ef~ort axial de traction dans le sens de la:: , . flèche f2. C~est alors la joue 17 opposée qui se rapproche des galets 15 cependant que le levier 22 pivote jusqu~à ce`que les deux galets 15 prennent appui contre la meme joue 17 opposée à :.
: celle que l'on voit en appui sur la Fig. 6. -:
Les avantages de la machine équipée de ce dispositi~ .
;~
^ 10 d'appui axial sont, entre autres, les suivants:
Grace au levier et aux deux galets coopérant avec la couronne à joues tronconiques, quelles qui soient les imperfections . dlajus-tage du dispositi-f lors du montage, quelles qui soient les imperfections de rotation de la coquille (-faux rond résultant des . dures contraintes thermiques de chaleur et de refroidissement ; subies par la coquille), quelles que soient les déformations . éventuelles des joues de la couronne et quelle que soit llusure : des pièces en contact, on a toujours un contact des deux galets . .
~ sur les joues suivant deux génératrices de contact. Par conséquent, :. 20 la charge axiale subie est parfaitement partagée à égalité entre les deux gale-ts qui sont capables de la supporter, d~où u~e réduction de moitié de llusure due à la pression spécifique de .;; contactO Grace au levier 2~, le couple des réactions axiales r est par~ai.tement équilibré. Sans ce levier, l~emploi de deux galets de butée montés sur des -tourillons fixes serait illusoire, :: car un seul des galets supporterait e-f:Eectivement la totalité
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de la charge axiale et n'y résisterait pas longtemps.
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Claims (3)

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué
sont définies comme il suit:

1. Machine, notamment de coulée centrifuge, du type comprenant un bâti fixe par rapport auquel est montée mobile en rotation autour de son axe une enveloppe de révolution, cette en-veloppe étant munie d'un dispositif d'appui axial dans l'un ou l'autre sens qui comporte une couronne disposée dans un plan normal à l'axe et solidaire de l'enveloppe, et au moins un galet d'appui monté sur le bâti de manière à pouvoir rouler sur une face non axiale de cette couronne, caractérisée en ce que le dispositif d'appui axial comporte un tourillon qui est solidaire du bâti et est disposé radialement par rapport à l'enveloppe dans la position normale du plan moyen de la couronne, et sur lequel est monté, libre en rotation et perpendiculairement à lui, un levier qui porte lui-même deux galets d'appui dont les axes sont compris dans le plan de l'axe du tourillon et de l'axe du levier et qui sont montés fous en rotation sur ce levier, la couronne présentant par ailleurs deux faces d'appui non axiales entre lesquelles sont situés les galets et dont la distance dans le sens axial permet un débattement angulaire du levier.

2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les galets sont disposés sur le levier symétriquement de part et d'autre du tourillon.

3. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les galets sont tronconiques avec leurs axes convergeant sur l'axe de l'enveloppe et la couronne présente une gorge à section axiale trapézoidale dont les flancs présentent la même inclinaison que les génératrices des galets.