FR2509821A1 - Different speed roll-drive mechanism - has main motor driving one roll and its rotating stator driving other roll via auxiliary motor and gears - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne les dispositifs d'entrainement et a notamment pour objet un dispositif d'entraSnement utilisé pour la rotation de deux arbres de travail à des vitesses différentes. The present invention relates to drive devices and in particular relates to a drive device used for the rotation of two working shafts at different speeds.
Le dispositif d'entrainement conforme d l'invention pour la rotation de deux arbres de travail à des vitesses différentes peut entre utilisé dans de nombreuses installations, notammentpourla rotation, à des vitesses et dans des sens différents, d'arbres de travail auxquels est appliquée une charge variable et entre lesquels est déplacée à une vitesse prescrite une pièce à usiner. The drive device according to the invention for the rotation of two working shafts at different speeds can be used in many installations, in particular for the rotation, at different speeds and in different directions, of working shafts to which is applied a variable load and between which a workpiece is moved at a prescribed speed.
Ce dispositif d'entratnement trouve appllcation sur une large échelle, notamment, dans les laminoirs, les installations de redressage, et peut aussi entre utilisé dans les channes de façonnage continu de pièces longues, en tant que mdcanismes de tension et de réenroulement. This drive device finds appllcation on a large scale, in particular, in rolling mills, straightening installations, and can also be used in continuous shaping chains of long pieces, as tensioning and rewinding mechanisms.
L'augmentation des vitesses de laminage et l'éléva- tion des couples moteurs aux arbres, ainsi que la nécessité d'accroitre la souplesse de régulation de la valeur, du rapport et du sens des vitesses de rotation des arbres de travail, exigent que soit perfectionnde la concieption des dispositifs d'entratnement des laminoirs modernes. The increase in rolling speeds and the increase in engine torques to the shafts, as well as the need to increase the flexibility of regulating the value, the ratio and the direction of the speeds of rotation of the working shafts, require that or perfect the design of drive systems for modern rolling mills.
Par exemple, dans des laminoirs à froid pour la production de bandes par laminage et étirage, l'un des cylindres tourne plus vite que l'autre et tend à faire tourner le deuxième cylindre, par l'intermédiaire de la bande à laminer, à une vitesse supérieure à celle communiquée au deuxième cylindre par le dispositif d'en tralnement, autrement dit, le premier cylindre fonctionne en régime actif, alors que le deuxième fonctionne en régi- me réactif. De plus, les valeurs des couples moteurs aux cylindres sont différentes. Pendant cette opération, il faut aussi régler la valeur, le rapport des vitesses et le sens de rotation des cylindres. For example, in cold rolling mills for the production of strips by rolling and drawing, one of the rolls rotates faster than the other and tends to turn the second cylinder, through the strip to be laminated, to a speed higher than that communicated to the second cylinder by the drive device, in other words, the first cylinder operates in active mode, while the second operates in reactive mode. In addition, the values of the engine torques on the cylinders are different. During this operation, the value, the gear ratio and the direction of rotation of the cylinders must also be adjusted.
Les commandes individuelles en usage à l'heure actuelle pour l'actionnement des deux cylindres permettent de faire tourner ces cylindres dans n'importe quel sens, à des valeurs et un rapport déterminés des vitesses des cylindres, mais dans ce cas la puissance des moteurs entraînant les cylindres en rotation est très élevée. The individual controls in use at present for the actuation of the two cylinders make it possible to rotate these cylinders in any direction, at determined values and a ratio of the speeds of the cylinders, but in this case the power of the motors. causing the cylinders to rotate is very high.
En premier lieu, étant donné que l'un des moteurs de commande des cylindres travaille en régime de générateur et fournit 1' énergie au réseau électrique, lg puissance utile consommée pour la rotation des deux cylindres est égale à la différence entre les puissances active et active. La puissance totale des moteurs est élevée, car elle doit Strie égale à la somme des puissances active et réactive. Firstly, given that one of the cylinder control motors works in generator mode and supplies energy to the electrical network, lg useful power consumed for the rotation of the two cylinders is equal to the difference between the active powers and active. The total power of the motors is high, because it must Streak equal to the sum of the active and reactive powers.
En deuxième lieu, lors d'un changement du sens de rotation des cylindres, ceux-ci changent de rible, donc les couples moteurs aux arbres des moteurs changent euxaussi. Dans les laminoirs réversibles on mante des moteurs de puissance identique, et le fait que l'un des moteurs fonctionne en régime de charge incomplète accroit la puissance totale des moteurs utilisés. Secondly, when the direction of rotation of the cylinders changes, they change the target, so the engine torques on the engine shafts also change. In reversible rolling mills, motors of the same power are mantled, and the fact that one of the motors operates under an incomplete load regime increases the total power of the motors used.
Tout cela aboutit à une élévation du coat du dispositif d'entraînement, à une baisse de la précision de régulation des vitesses de rotation des arbres, à une augmentation de son encombrement et de sa masse, et à un accroissement des pertes d'énergie électrique. All this results in an increase in the cost of the drive device, a decrease in the precision of regulating the rotational speeds of the shafts, an increase in its size and its mass, and an increase in the losses of electrical energy. .
On connait un dispositif d' entraînement pour la rotation à différentes vitesses des arbres de travail d'un laminoir réversible (cf. le certificat d'auteur soviétique No. 484026, du 29.04.74, cl. B21B 35/08), dans lequel la puissance totale des moteurs utilisés est réduite. Il comporte deux moteurs principaux dont les rotors sont reliés cinématiquement à des arbres de travail différents. De plus, le dispositif d'entraînement contient un moteur auxiliaire, lié cinématiquement par l'intermédiaire d'une botte de vitesses aux arbres de travail. A drive device is known for rotating the working shafts of a reversible rolling mill at different speeds (cf. Soviet author's certificate No. 484026, of April 29, 74, cl. B21B 35/08), in which the total power of the motors used is reduced. It has two main motors, the rotors of which are kinematically connected to different working shafts. In addition, the drive device contains an auxiliary motor, kinematically linked via a gearbox to the working shafts.
Pendant le travail, ce moteur est relié alternativement à l'arbre soumis à la plus grande charge.During work, this motor is connected alternately to the shaft subjected to the greatest load.
Ce dispositif d'entraînement permet de rdduire la puissance totale des moteurs seulement en cas d'égalité des couples moteurs aux arbres de travail. Dans ce cas, si l'un des arbres fonctionne en régime réactif, le moteur qui lui est relié fonctionne en régime de générateur, ce qui conduit à une augmentation de la puissance totale des moteurs. This drive device makes it possible to reduce the total power of the motors only in the event of equality of the motor torques with the working shafts. In this case, if one of the shafts operates in reactive mode, the engine which is connected to it operates in generator mode, which leads to an increase in the total power of the motors.
On connais un autre dispositif d'entraînement d'un laminoir réversible destiné à la rotation de deux arbres de travail à des vitesses différentes (cf. le certificat d'auteur soviétique No. 569342 du 1.03.76, cl. 621B 35/08) comprenant deux moteurs liés cinématiquement aux deux arbres de travail et reliés l'un à l'autre par une transmission par engrenages comprenant des pignons baladeurs et réalisée de manière que lors de l'inversion de marche les arbres soient reliés l'un à l'autre. Another drive device is known for a reversible rolling mill intended for the rotation of two working shafts at different speeds (cf. Soviet author's certificate No. 569342 of 1.03.76, cl. 621B 35/08) comprising two motors kinematically linked to the two working shafts and connected to each other by a gear transmission comprising sliding pinions and produced in such a way that during the reverse gear the shafts are connected to each other other.
Le dispositif d'entraînement conforme à l'invention permet de réduire la puissance totale des moteurs pour différentes valeurs des couples moteurs aux arbres. Cepen dant, en cas de débrayagede la transmission par engrenages, c'est-g-dire quand chaque arbre est actionné par sa commande individuelle, il est impossible de récupérer l'énergie des moteurs. Lorsqu'un arbre trafflaille en régime réactif, la puissance totale des moteurs utilisés est telle qu'elle dépasse la puissance nécessaire à la réalisation de l'opération technologique correspondante. The drive device according to the invention makes it possible to reduce the total power of the motors for different values of the motor torques on the shafts. However, in case of disengaging the gear transmission, that is to say when each shaft is actuated by its individual control, it is impossible to recover the energy from the motors. When a tree trafflaille in reactive mode, the total power of the motors used is such that it exceeds the power necessary for the realization of the corresponding technological operation.
Dans le cas où les pignons de la transmission par engrenages sont embrayes, le dispositif d'entrainement fonctionne en régime de commande de groupe (après l'inversion de marche), les arbres de travail du laminoir se trouvent rigidement reliés l'un à l'autre et il est impossible de régler les vitesses de rotation de ces arbres. In the case where the gears of the gear transmission are engaged, the drive device operates in group control mode (after reverse gear), the work shafts of the rolling mill are rigidly connected to each other. 'other and it is impossible to adjust the rotational speeds of these shafts.
Il existe un dispositif d'entraînement permettant de régler les vitesses de rotation de deux arbres de travail (ct. le certificat d'auteur soviétique No. 275972, cl. B2IB 35/00, 1976), comprenant un réducteur différentiel aux deux arbres d'entrée duquel est relié un moteur correspondant, tandis que leurs arbres de sortie sont accouplés aux arbres de travails
Le dispositif d'entraînement muni d'un réducteur différentiel se distingue avantageusement de la commande individuelle et des dispositifs d'entraînement décrits en ce que, pendant que l'un des arbres de travail fonctionne en régime réactif, l'énergie est récupérée dans le dispositif d'entraînement lui-mEme. De. ce fait, les deux moteurs d'entraînement fonctionnent en régime actif et la puissance installée des moteurs du dispositif d'entralnement est réduite au minimum nécessaire.There is a drive device for adjusting the rotational speeds of two working shafts (ct. Soviet author's certificate No. 275972, cl. B2IB 35/00, 1976), comprising a differential reduction gear to the two shafts. input of which a corresponding motor is connected, while their output shafts are coupled to the working shafts
The drive device provided with a differential reducer advantageously differs from the individual control and from the drive devices described in that, while one of the working shafts is operating in reactive mode, the energy is recovered in the drive device itself. As a result, the two drive motors operate in active mode and the installed power of the motors of the centering device is reduced to the minimum necessary.
Cependant, le dispositif d' entraînement muni d'un réducteur diffdrentSl est caractérisé par une masse et un encombrement notables à cause de la présence du réducteur différentiel. However, the drive device provided with a diffdrentSl reducer is characterized by a significant mass and bulk due to the presence of the differential reducer.
On connaît un dispositif d'entraînement (cf. le certificat d'auteur soviétique No. 651864, cl. B2IB 35/00, 1976) pour la rotation-dedxxarbres de travail entre lesquels est déplacée à une vitesse linéaire prescrite une pièce à façonner, ledit dispositif d'entraînement comprenant, liés cinématiquement entre eux, un moteur auxiliaire imposant la vitesse de rotation des arbres de travail et un moteur principal à stator et rot or tournants, ce dernier étant reîié;cinématiquement à l'un des arbres de travails Il est possible de relier cinématiquement le rotor du moteur auxiliaire soit au stator, soit au rotor du moteur principal. A drive device is known (cf. Soviet author's certificate No. 651864, cl. B2IB 35/00, 1976) for the rotation-of working shafts between which a workpiece is moved at a prescribed linear speed, said drive device comprising, kinematically linked together, an auxiliary motor imposing the speed of rotation of the working shafts and a main motor with rotating stator and rot or, the latter being connected; kinematically to one of the working shafts II it is possible to kinematically connect the rotor of the auxiliary motor either to the stator or to the rotor of the main motor.
L'autre arbre de travail est relié d'une manière analogue à deux autres moteurs auxiliaire et principal. The other work shaft is connected in a similar manner to two other auxiliary and main motors.
Une telle réalisation du dispositif d'entraSnementsperset d'obtenir de grandes vitesses de rotation des arbres de travail sans faire appel à des multiplicateurs. Les arbres de travail sont mis en rotation indépendamment l'un de l'autre, en assurant n'importe quel rapport et sens de leurs vitesses de rotation.Such an embodiment of the drive device allows to obtain high speeds of rotation of the working shafts without using multipliers. The working shafts are rotated independently of each other, ensuring any ratio and direction of their rotational speeds.
Ce dispositif d'entraînement présente les més inconvénients que la commAnde individuelle considérée plus haut, car lors du fonctionnement de l'un des arbres en régime réactif, les moteurs auxiliaire- et principal faisant tourner cet arbre fonctionnent en régime de générateur. This drive device has the same disadvantages as the individual control considered above, because during the operation of one of the shafts in reactive mode, the auxiliary- and main motors rotating this shaft operate in generator mode.
De ce fait, la puissance totale des moteurs est supérieure à la puissance minimale nécessaire à la réalisation de l'opération technologique considérée.As a result, the total power of the motors is greater than the minimum power necessary for carrying out the technological operation considered.
Pour diminuer la puissance des moteurs, on relie souvent les arbres de travail entre eux au moyen d'une transmission par engrenages et on utilise un moteur auxiliaire et un moteur principal, ce qui rend impossible la régulation du rapport des vitesses des arbres de travail0
On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif pour la rotation de deux arbres de travail à des vitesses différentes, dans lequel l'utilisation optimale de l'énergie des moteurs en fonction de la charge de travail des arbres de travail, par récupération de ladite énergie à l'intérieur du dispositif d'entraînement, permettrait de diminuer la puissance totale des moteurs et de conserver en même temps la possibilité dc régler les valeurs et le rapport des vitesses de rotation des arbres de travail dans une même plage.To reduce the power of the motors, the working shafts are often connected to each other by means of a gear transmission and an auxiliary motor and a main motor are used, which makes it impossible to regulate the speed ratio of the working shafts0
It has therefore been proposed to develop a device for the rotation of two working shafts at different speeds, in which the optimal use of the energy of the motors as a function of the working load of the working shafts, by recovery of said energy inside the drive device would reduce the total power of the motors and at the same time keep the possibility of adjusting the values and the ratio of the rotational speeds of the working shafts within the same range.
Ce problème est résolu à l'aide d'un dispositif d'entraînement pour la rotation de deux arbres de travail à des vitesses différentes, entre lesquels est déplacée à une vitesse linéaire prescrite une pièce à façonner, du type comportant, liés cinématiquement entre eux, un moteur auxiliaire imposant la valeur des vitesses de rotation des arbres de travail et un moteur principal à stator et rotor tournants, ce dernier étant relié cinématiquement à l'un desdits arbres de travail, caractérisé, selon l'invention, en ce que le moteur principal est relié cinématiquement par son stator au deuxième arbre de travail pour imposer la différence des vitesses de rotation des arbres de travail, tandis que le moteur auxiliaire est relié par son rotor à l'un des arbres de travail pour imposer sa vitesse de rotation. This problem is solved with the aid of a drive device for the rotation of two working shafts at different speeds, between which is moved at a prescribed linear speed a workpiece, of the type comprising, kinematically linked together , an auxiliary motor imposing the value of the speeds of rotation of the working shafts and a main motor with rotating stator and rotor, the latter being kinematically connected to one of said working shafts, characterized, according to the invention, in that the main motor is kinematically connected by its stator to the second working shaft to impose the difference in the speeds of rotation of the working shafts, while the auxiliary motor is connected by its rotor to one of the working shafts to impose its speed of rotation .
Il est avantageux, suivant l'invention, de réaliser la liaison cinématique du stator du moteur principal avec l'arbre de travail à l'aide d'une transmission par engrena ges. It is advantageous, according to the invention, to make the kinematic connection of the stator of the main motor with the working shaft using a gear transmission.
Dans le but de réduire 1' encombrement du moteur principal, il est avantageux de relier cinématiquement le rotor du moteur auxiliaire à l'arbre de travail auquel est relié cinématiquement le rotor du moteur principal. In order to reduce the size of the main motor, it is advantageous to kinematically connect the rotor of the auxiliary motor to the working shaft to which the rotor of the main motor is kinematically connected.
Il est aussi avantageux de munir le dispositif d'entraînement d'un deuxième moteur auxiliaire, dont le rotor est lié cinématiquement à l'autre arbre de travail. It is also advantageous to provide the drive device with a second auxiliary motor, the rotor of which is kinematically linked to the other working shaft.
Le dispositif d'entraRnement conforme à l'invention assure la liaison entre les deux arbres de travail par interaction des champs électromagnétiques du rotor et du stator du moteur principal, et permet ainsi de varier la vitesse et le sens de rotation de l'un des arbres de travail par rapport à '1 1autre arbre de travail dans une large plage en rdglant la vitesse de rotation du rotor par rapport à la vitesse 'de rotation du stator du moteur principal par des méthodes eonnues dans le domaine des machines électriques. The drive device according to the invention provides the connection between the two working shafts by interaction of the electromagnetic fields of the rotor and the stator of the main motor, and thus makes it possible to vary the speed and the direction of rotation of one of the working shafts relative to '1 1other working shaft in a wide range by adjusting the rotational speed of the rotor relative to the rotational speed of the stator of the main motor by methods known in the field of electric machines.
Le moteur auxiliaire impose lavaleur et le sens de la vitesse de rotation de l'un des arbres de travail.The auxiliary motor imposes the value and the direction of the speed of rotation of one of the working shafts.
Lors du fonctionnement de l'un des arbres de travail en régime réactif, l'énergie n'est pas fournie dans le réseau électrique (comme dans le cas de la commande individuelle), mais est transmise par l'intermédiaire des champs magnétiques du stator et du rotor du moteur principal à l'autre arbre de travail, fonctionnant en régime moteur. When one of the working shafts is operating in reactive mode, energy is not supplied to the electrical network (as in the case of individual control), but is transmitted via the magnetic fields of the stator and from the main engine rotor to the other working shaft, operating at engine speed.
Dans une transmission mécanique faisant partie de la commande d'un groupe d'arbres de travail, l'énergie est récupérée d'une manière analogue, mais la transmission mécanique ne permet pas de rdgler le rapport des vitesses et le sens de rotation des arbres de travail.In a mechanical transmission forming part of the control of a group of working shafts, the energy is recovered in an analogous manner, but the mechanical transmission does not make it possible to adjust the gear ratio and the direction of rotation of the shafts of work.
Ainsi, avec un nombre minimal de transmissions cinématiques, on obtient une régulation universelle caractéristique des commandes individuelles, tout en réduisant au minimum nécessaire la puissance totale des moteurs d'entraînement comme dans le cas de la commande de groupe ou de la commande différentielle. Thus, with a minimum number of kinematic transmissions, one obtains a universal regulation characteristic of individual controls, while reducing to the minimum necessary the total power of the drive motors as in the case of group control or differential control.
Cette circonstance permet de diminuer de 2 a 3 fois l'encombrement et la masse, de simplifier la conception, d'élever la fiabilité, la précision et la souplesse de commande de la rotation des arbres de travail ainsi gRe d'élever le rendement de l'ensemble du dispositif d'entraîne- ment.Cela permet d'abaisser son coût de 40 à 60% et de réduire de 3 à 5% les pertes d'énergie lectriqueO
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à lalumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure I représente la chaîne cinématique du dispositif d'entraînement proposé pour la rotation @ deux arbres de travail à des vitesses différentes, selon l'invention ; - la figure 2 montre la chaîne cinématique d'une variante de réalisation du dispositif d'entraînement confor- me à l'invention, dans laquelle le rotor du moteur princi- pal et le rotor du moteur auxiliaire sont reliés à un même arbre de travail, selon l'invention
- la figure 3 représente la chaîne cinématique d'une autre variante de réalisation du dispositif d'entraine- ment conforme à l'invention, dans laquelle sont prévus deux moteurs auxiliaires, selon l'invention ; et
- la figure 4 montre la chaîne cinématique d'un dispositif d1 entraînement conforme à l'invention, utilisé dans un mécanisme de tension d'une installation de redressage de tôles.This circumstance makes it possible to reduce by 2 to 3 times the bulk and the mass, to simplify the design, to increase the reliability, the precision and the flexibility of control of the rotation of the working shafts thus gRe to increase the yield of the entire drive system. This lowers its cost by 40 to 60% and reduces electrical energy losses by 3 to 5%.
The invention will be better understood and other details and advantages of the latter will appear better in the light of the explanatory description which will follow of different embodiments given only by way of nonlimiting examples, with references to the nonlimiting drawings. annexed in which
- Figure I shows the kinematic chain of the drive device proposed for rotation @ two working shafts at different speeds, according to the invention; - Figure 2 shows the kinematic chain of an alternative embodiment of the drive device according to the invention, in which the rotor of the main motor and the rotor of the auxiliary motor are connected to the same work shaft , according to the invention
FIG. 3 represents the kinematic chain of another alternative embodiment of the drive device according to the invention, in which two auxiliary motors are provided, according to the invention; and
- Figure 4 shows the kinematic chain of a drive device according to the invention, used in a tensioning mechanism of a sheet metal straightening installation.
Le dispositif d'entraînement pour la rotation a des vitesses différentes de deux arbres de travail I et 2 (figure i) entre lesquels une pièce à façonner 3 est déplacée i une vitesse linéaire prescrite, par exemple pour la rotation de deux cylindres de travail d'un laminoir à bande, est destiné à mettre ces arbres en rotation aux vitesses de rotation respectives n1 et n2 (indiquées sur le dessin par des flèches) prévues par la technologie de façonnage de la pièce 3. The drive device for rotation has different speeds of two working shafts I and 2 (figure i) between which a workpiece 3 is moved at a prescribed linear speed, for example for the rotation of two working rollers d a strip rolling mill is intended to put these shafts into rotation at the respective rotational speeds n1 and n2 (indicated in the drawing by arrows) provided by the shaping technology of the part 3.
Le dispositif d'entraînement proposé comporte, selon l'invention, un moteur auxiliaire 4 et un moteur principal 5, liés cinématiquement entre eux. The proposed drive device comprises, according to the invention, an auxiliary motor 4 and a main motor 5, kinematically linked together.
Le moteur auxiliaire 4 est destiné à imposer aux arbres de travail 1, 2 le niveau requis de vitesses de rotation. C'est un moteur électrique de type classique et de puissance requise, comprenant un stator fixe 6 et un rotor tournant 7 monté dans des paliers 8 logés dans le corps du stator 6. The auxiliary motor 4 is intended to impose on the working shafts 1, 2 the required level of rotational speeds. It is an electric motor of conventional type and of required power, comprising a fixed stator 6 and a rotating rotor 7 mounted in bearings 8 housed in the body of the stator 6.
Le moteur principal 5 impose la différence des vitesses de rotation des arbres de travail 1 et 2. C'est un moteur électrique de type classique comprenant un stator tournant 9 et un rotor tournant 10. Le stator 9 est supporté par des paliers fixes 11, tandis que le rotor 10 est monté dans les paliers 12 logés dans le corps du stator 9. The main motor 5 imposes the difference in the speeds of rotation of the working shafts 1 and 2. It is an electric motor of conventional type comprising a rotating stator 9 and a rotating rotor 10. The stator 9 is supported by fixed bearings 11, while the rotor 10 is mounted in the bearings 12 housed in the body of the stator 9.
La liaison cinématique entre le moteur auxiliaire 4 et le moteur principal 5 est réalisée à l'aide d'une transmission par engrenages 13. The kinematic connection between the auxiliary motor 4 and the main motor 5 is produced using a gear transmission 13.
L'arbre du rotor 7 du moteur auxiliaire 4 est lié par l'intermédiaire d'un accouplement 14 à un arbre intermédiaire 15. L'arbre 15 est monté dans des paliers 16. Il est relié par une broche 17 à l'arbre de travail 2. La roue 18 de la transmission par engrenage 13 est montée sur ce même arbre intermédiaire 15. La roue 18 est en prise avec l'autre roue 19 de la transmission par engrenages 13, montée sur l'arbre 20 du stator 9 du moteur principal 5. L'arbre 21 du rotor 10 du moteur principal 5 est relié par une broche 22 à 11 arbre de travail 1. The shaft of the rotor 7 of the auxiliary motor 4 is connected by means of a coupling 14 to an intermediate shaft 15. The shaft 15 is mounted in bearings 16. It is connected by a pin 17 to the shaft of work 2. The wheel 18 of the gear transmission 13 is mounted on this same intermediate shaft 15. The wheel 18 is engaged with the other wheel 19 of the gear transmission 13, mounted on the shaft 20 of the stator 9 of the main motor 5. The shaft 21 of the rotor 10 of the main motor 5 is connected by a pin 22 to 11 working shaft 1.
Les moteurs 4 et 5 sont alimentés en énergie électrique par des sources d'alimentation 23 et 24 sur lesquelles sont branchés respectivement les moteurs 4 et 5. Motors 4 and 5 are supplied with electrical energy by power sources 23 and 24 to which motors 4 and 5 are respectively connected.
Dans le dispositif d'entraînement proposé, pour imposer la différence désirée des vitesses de rotation aux arbres 1, 2, le rotor 10 du moteur principal 5 est relié à l'arbre 1 et le stator 9 de ce moteur 5 est lié cinématiquement à l'arbre 2. La liaison cinématique du stator 9 du moteur principal 5 peut être exécuté sous forme d'une transmission par engrenages 13, ou sous forme de toute autre transmission mécanique appropriée telle que: transmission à friction, transmission par chaîne, etc. il convient de noter que les transmissions à friction et celles par chaîne sont caractérisées par une plage relativement étroite des charges et des puissances pouvant être transmises, par un encombrement relativement grand et une précision relativement basse de la transmission. In the proposed drive device, to impose the desired difference in the speeds of rotation on the shafts 1, 2, the rotor 10 of the main motor 5 is connected to the shaft 1 and the stator 9 of this motor 5 is kinematically linked to the 'shaft 2. The kinematic connection of the stator 9 of the main motor 5 can be executed in the form of a gear transmission 13, or in the form of any other suitable mechanical transmission such as: friction transmission, chain transmission, etc. it should be noted that friction and chain drives are characterized by a relatively narrow range of loads and powers that can be transmitted, by a relatively large footprint and a relatively low precision of the transmission.
Pour cette raison, il est avantageux d'utiliser, dans ces dispositifs, une transmission par engrenages. For this reason, it is advantageous to use, in these devices, a gear transmission.
La transmission par engrenages 13 peut etre à un étage, comme montré sur la figure 1, ou à plusieurs étages . Si les conditions de fonctionnement du dispositif d'entranement proposé exigent des changements des rapports de transmission du dispositif d'entrainement, par exemple pour redistribuer les couples moteurs entre les arbres des moteurs auxiliaire 4 et principal 5, il est avantageux d'utiliser une boite de vitesses (non représentée sur les dessins3. The transmission by gears 13 can be in one stage, as shown in FIG. 1, or in several stages. If the operating conditions of the proposed drive device require changes in the transmission ratios of the drive device, for example to redistribute the engine torques between the shafts of the auxiliary 4 and main 5 engines, it is advantageous to use a gearbox speed (not shown in the drawings 3.
Dans le cas où le couple moteur sur un arbre de travail 25 (figure S) est très supérieur au couple moteur sur vautre arbre de travail 26, il est avantageux d'appliquer une variante de réalisation du dispositif d'entraînement proposé, permettant-de réduire la puissance et ltencombrement du moteur principal 5. In the case where the engine torque on a work shaft 25 (FIG. S) is much greater than the engine torque on the work shaft wall 26, it is advantageous to apply an alternative embodiment of the proposed drive device, making it possible to reduce the power and size of the main motor 5.
Il est indésirable d'utiliser un moteur principal d'un grand encoibrement > car son rotor et son stator sont tous deux tournants. Dans un moteur de grandes dimensions et de masse importante, les pièces en rotation du moteur créent sur les paliers de grandes charges dues au couple de volant, et le dispositif d'entraînement a de l'inertie, ce qui complique le réglage de la vitesse de rotation et abaisse la précision du reglage. It is undesirable to use a main motor with a large size> because its rotor and its stator are both rotating. In a motor of large dimensions and large mass, the rotating parts of the motor create on the bearings large loads due to the flywheel torque, and the drive device has inertia, which complicates the speed adjustment. and lowers the precision of the adjustment.
Ce dispositif d'entraine-nt comporte, comme on vient de le décrire dans-la variante représentée sur la figure 1, un moteur principal 5 et un moteur auxiliaire 4 reliés cinématiquement entre eux. This drive-nt device comprises, as just described in the variant shown in Figure 1, a main motor 5 and an auxiliary motor 4 kinematically connected together.
Le moteur auxiliaire 4 est exécuté d'une manière analogue à la variante du dispositif d'entraînement représentée sur la figure 1. The auxiliary motor 4 is executed in a similar manner to the variant of the drive device shown in FIG. 1.
L'arbre du rotor 7 du moteur auxiliaire 4 est relié un bout de l'arbre de travail 25 par l'intermédiaire d'une broche 27. The rotor shaft 7 of the auxiliary motor 4 is connected to one end of the working shaft 25 by means of a pin 27.
L'arbre 29 du rotor 30 du moteur principal 5 est accouplé à l'autre bout du meme arbre de travail 25 par l1intermédiaire d'une broche 28. The shaft 29 of the rotor 30 of the main motor 5 is coupled to the other end of the same working shaft 25 by means of a pin 28.
Le moteur principal 5 comporte un rotor tournant 30 et un stator tournant 31. The main motor 5 comprises a rotating rotor 30 and a rotating stator 31.
Dans le corps du stator 31 du moteur principal 5 sont prévues des saillies creuses cylindriques 32 à l1interieur desquelles est monté sur des paliers l'arbre 29 du rotor 30. Les saillies 32 sont montées sur des appuis à pilier 33. In the body of the stator 31 of the main motor 5 are provided hollow cylindrical projections 32 inside which is mounted on bearings the shaft 29 of the rotor 30. The projections 32 are mounted on pillar supports 33.
Le stator 31 du moteur principal 5 est lié à l'arbre de travail 26 par l'intermédiaire des roues 34, 35,en prise mutuelle, de la transmission par engrenage 13, d'un arbre 36 supporte par des paliers 37, et d'une broche 38. The stator 31 of the main motor 5 is linked to the working shaft 26 by means of the wheels 34, 35, in mutual engagement, of the gear transmission 13, of a shaft 36 supported by bearings 37, and d 'a pin 38.
Dans la variante considéree, le rotor 7 du moteur auxiliaire 4 (montré en lignes tiretées) peut entre relié à l'arbre 29 du rotor 30 du moteur principal 5
Dans cette variante du dispositif d'entraînement, le moteur principal 5 est relié cinématiquement aux deux arbres de travail 25, 26 pour imposer une différence entre leurs vitesses de rotation.In the variant considered, the rotor 7 of the auxiliary motor 4 (shown in dashed lines) can between connected to the shaft 29 of the rotor 30 of the main motor 5
In this variant of the drive device, the main motor 5 is kinematically connected to the two working shafts 25, 26 to impose a difference between their rotational speeds.
L'énergie électrique est fournie aux moteurs 4 et 5 par des sources d'alimentation 39 et 40 connectées au moteur 4,5 respectivement. Electric power is supplied to motors 4 and 5 by power sources 39 and 40 connected to motor 4.5 respectively.
Si l'on a besoin de rédure l'encombrement du dispositif d'entraînement proposé, par exemple pour des arbres de travail 41 et 42 de diamètre relativement petit, il est avantageux d'utiliser la variante de réalisation du dispositif d'entraînement représentée sur la figure 3. Ce dispositif d'entraînement comporte un moteur principal 5 et un moteur auxiliaire 4 liés cinmatique7ment l'un a l'autre. Les extrémités de l'arbre 43 du rotor 44 du moteur principal 5 sont allongées et montées dans des paliers 45. Le stator 46 du moteur principal 5 'repose sur des paliers 47 placés sur un arbre 43 du rotor 44. If it is necessary to reduce the size of the proposed drive device, for example for work shafts 41 and 42 of relatively small diameter, it is advantageous to use the alternative embodiment of the drive device shown on Figure 3. This drive device comprises a main motor 5 and an auxiliary motor 4 kinematically linked to one another. The ends of the shaft 43 of the rotor 44 of the main motor 5 are elongated and mounted in bearings 45. The stator 46 of the main motor 5 'rests on bearings 47 placed on a shaft 43 of the rotor 44.
L'arbre 43 du rotor 44 du moteur principal 5 est rel; par l'intermédiaire d'une broche 48 l'arbre de travail 41, tandis que le stator 46 de te moteur 5 est lié par l'intermédiaire de la transmissior par engrenages 13, d'un arbre intermédiaire 49etd'une broche 50 à 'autre arbre de travail 42.The shaft 43 of the rotor 44 of the main motor 5 is rel; via a spindle 48 the working shaft 41, while the stator 46 of the motor 5 is linked via the transmissior by gears 13, of an intermediate shaft 49 and of a spindle 50 to ' other work tree 42.
L'arbre du rotor 7 du moteur auxiliaire 4 est lié par l'intermédiaire d'un accouplement 51, d'un arbre intermédiaire 49 et dune broche 50 à l'arbre de travail 42. The rotor shaft 7 of the auxiliary motor 4 is linked by means of a coupling 51, an intermediate shaft 49 and a spindle 50 to the working shaft 42.
Pour diminuer le couple moteur à l'arbre du rotor 7 du moteur auxiliaire 4, on a prévu dans le dis positif d'entraînement un moteur auxiliaire 52 réalisé d'une manière analogue au moteur 4. Le rotor du moteur 52 est lié au moyen d'accouplements 53 et d'un arbre intermédiaire 54 Bl'arbre 43 du rotor 44 du moteur principal 5 Pour décharger l'arbre 43 du rotor 44 du moteur principal 5, on a équilibré son stator 46 par des ressorts 55. To decrease the engine torque at the rotor shaft 7 of the auxiliary motor 4, an auxiliary motor 52 made in a manner analogous to the motor 4 is provided in the drive device. The rotor of the motor 52 is linked to the means couplings 53 and an intermediate shaft 54 Bl'shaft 43 of the rotor 44 of the main motor 5 To discharge the shaft 43 of the rotor 44 of the main motor 5, its stator 46 was balanced by springs 55.
L'énergie électrique est amenée aux moteurs 4,5, 52 à partir des sources d'alimentation 56, 57, 58 connectées aux moteurs 4,5, 52, respectivement. Electric power is supplied to the motors 4,5, 52 from the power sources 56, 57, 58 connected to the motors 4,5, 52, respectively.
Dans le dispositif d'entraînement mettant en rotation les deux arbres de travail d'un mécanisme detension d'une installation de redressage de tôles, par exemple d'un ruban 59(figure 4),.. on a placé les arbres de travail 60 et 61 à une grande distance l'un de l'autre. Le moteur principal 5 et le moteur auxiliaire 4 sont exécutés selon la variante du dispositif d'entraînement représentée sur la figure 1. L'arbre 21 du rotor 10 du moteur principal 5 est lié par l'intermédiaire d'une broche 62 à-l'arbre 60, qui, en tournant à la vitesse n3, enroule le ruban 59. L'arbre du rotor 7 du moteur auxiliaire 4 est lié cinématiquement à l'arbre de travail 61 qui, en tournant à la vitesse n4, déroule le ruban 59. In the drive device rotating the two working shafts of a tensioning mechanism of a plate straightening installation, for example of a ribbon 59 (FIG. 4), .. the working shafts 60 were placed and 61 at a great distance from each other. The main motor 5 and the auxiliary motor 4 are executed according to the variant of the drive device shown in FIG. 1. The shaft 21 of the rotor 10 of the main motor 5 is linked by means of a pin 62 a-l 'shaft 60, which, by rotating at speed n3, winds the ribbon 59. The rotor shaft 7 of the auxiliary motor 4 is kinematically linked to the working shaft 61 which, by rotating at speed n4, unwinds the ribbon 59.
L'arbre du rotor 7 du moteur auxiliaire 4 est lié à l'aide d'un accouplement 63 à l'arbre intermédiaire 64 sur lequel est monté le pignon conique 65 d'une transmis- sion par engrenages 66, lequel pignon est en prise avec le pignon conique 67 calé sur l'arbre 20 du stator 9 du moteur principal 5. The rotor shaft 7 of the auxiliary motor 4 is connected by means of a coupling 63 to the intermediate shaft 64 on which is mounted the bevel gear 65 of a gear transmission 66, which gear is engaged with the bevel gear 67 fixed on the shaft 20 of the stator 9 of the main motor 5.
L'arbre intermédiaire 64 est lié à l'aide d'un accouplement 68, d'une transmission 69 et d'une broche 70 à l'arbre de travail 61. The intermediate shaft 64 is linked by means of a coupling 68, a transmission 69 and a spindle 70 to the working shaft 61.
Le moteur principal 5 et-le moteur auxiliaire 4 sont connectés aux sources d'alimentation 71 et 72 , respective eat
Le dispositif d'entraînement pour la mise en rotation de deux arbres de travail à des vitesses différentes fonctionne de la manière suivante. Le moteur auxiliaire 4 (figure 1) impose la valeur et le sens requis de la vitesse de rotation n2 de l'arbre de travail 2 et, par l'intermédiaire d'une transmission par engrerages 13, au stator 9 du moteur principal 5. La tension de la source d'alimentation 24 est appliquée aux enroulements du rotor 10 et du stator 9 du moteur principal 5, ce qui assure la rotation du rotor 10 relativement au stator 9 à la vitesse nO. The main motor 5 and the auxiliary motor 4 are connected to the power sources 71 and 72, respectively eat
The drive device for the rotation of two working shafts at different speeds operates as follows. The auxiliary motor 4 (FIG. 1) imposes the required value and direction of the speed of rotation n2 of the working shaft 2 and, by means of a gear transmission 13, on the stator 9 of the main motor 5. The voltage of the power source 24 is applied to the windings of the rotor 10 and the stator 9 of the main motor 5, which ensures the rotation of the rotor 10 relative to the stator 9 at speed nO.
La vitesse ansolue n1 de rotation du rotor 10 et de l'arbre de travail 1 est égale à la somme algébrique de la vitesse de rotation nS du moteur 9 et de la vitesse de rotation nO du rotor 10 par rapport au stator, c'est-à-dire: n 2
n, ~ n5 9 nO = +n0 , où i est le rapport de transmission de la transmission par engrenages 13.The fixed speed n1 of rotation of the rotor 10 and of the working shaft 1 is equal to the algebraic sum of the speed of rotation nS of the motor 9 and the speed of rotation nO of the rotor 10 relative to the stator, this is i.e. n 2
n, ~ n5 9 nO = + n0, where i is the transmission ratio of the gear transmission 13.
il s1 ensuit que la valeur de la vitesse de rotation n2 et le sens de rotation de l'arbre de travail 2 sont imposé et réglés par le moteur auxiliaire 4, tandis que celles de l'arbre de travail 1 le sont par le moteur principal 5, par commande de la vitesse relative de rotation nO coque dans les moteurs classiques. Le rapport n" des vitessende rotation n1 et N2 des arbres de travail 2 1, 2 peut être réglé tant en variant la vitesse n2 que la vitesse nO, ce qui découle de l'équation
n2 n1 + no
= i ;
n2 n2
Lorsque l'arbre de travail 2 fonctionne en régime réactif, ce qui peut avoir lieu, en pratique, quand il faut maintenir la vitesse n1 de l'arbre de travail @ à une valeur supérieure à celle de la vitesse n2 de l'arbre de travail 2, l'arbre 1 tend à faire tourner l'arbre 2 par l'intermédiaire de la pièce à façonner 3 à une vitresse supérieure à n2.Ceci est empêché par la liaison cinématique de l'arbre de travail 2 avec les moteurs 4 et 5, de sorte que le mouvement de l'arbre 2 ne s'accélère pas et celui-ci fonctionne en régime réactif. Son énergie est transmise, par l'intermédaire de la broche 17, de l'arbre intermédiaire 15 et de la transmission par engrenages 13, au stator 9 qui, à son tour, transmet l'énergie, par l1intermédiaire du champ magnétique, au rotor 10, et à l'arbre 7 fonctionnant en régime actif.it follows that the value of the speed of rotation n2 and the direction of rotation of the working shaft 2 are imposed and adjusted by the auxiliary motor 4, while those of the working shaft 1 are imposed by the main motor 5, by controlling the relative speed of rotation nO hull in conventional engines. The ratio n "of the rotation speeds n1 and N2 of the working shafts 2 1, 2 can be adjusted both by varying the speed n2 and the speed nO, which follows from the equation
n2 n1 + no
= i;
n2 n2
When the working shaft 2 operates in reactive mode, which can take place, in practice, when it is necessary to maintain the speed n1 of the working shaft @ at a value greater than that of the speed n2 of the working shaft work 2, the shaft 1 tends to rotate the shaft 2 through the workpiece 3 at a speed greater than n2. This is prevented by the kinematic connection of the work shaft 2 with the motors 4 and 5, so that the movement of the shaft 2 does not accelerate and the latter operates in reactive mode. Its energy is transmitted, via the spindle 17, the intermediate shaft 15 and the gear transmission 13, to the stator 9 which, in turn, transmits the energy, via the magnetic field, to the rotor 10, and to the shaft 7 operating in active mode.
Ainsi est assuré le fonctionnement des moteurs 4 et 5 en régime actif (régime moteur). This ensures the operation of engines 4 and 5 in active mode (engine speed).
En conséquence, la puissance totale installée N des moteurs 4, 5 ne dépasse pas la valeur minimale nécessaire, égale à la somme algébrique (compte tenu du signe) des puissances aux arbres de travail 1 et 2, c'est-à-dire NE i N4+N5 = N1 + (- N2):N1 - N2 où N4 est la puissance du: moteur 4,
N5, la puissance du moteur 5,
N1, la puissance (active) à l'arbre 1,
N2, la puissance (réactive) à l'arbre 2.Consequently, the total installed power N of motors 4, 5 does not exceed the minimum value necessary, equal to the algebraic sum (taking into account the sign) of the powers at work shafts 1 and 2, i.e. NE i N4 + N5 = N1 + (- N2): N1 - N2 where N4 is the power of: motor 4,
N5, engine power 5,
N1, the power (active) at shaft 1,
N2, the power (reactive) at shaft 2.
En cas de commande individuelle des arbres de travail 1, 2, on a, au régime de fonctionnement considéré = = N4 + N5 = UN1 + + [-N2 = N1 + N2 s
il est évident que N1 + N2 > N1 - N2
D'une manière analogue, l'énergie est récupérée dans le moteur principal 5 également en cas de fonctionnement en régime réactif.In the case of individual control of working shafts 1, 2, we have, at the operating regime considered = = N4 + N5 = UN1 + + [-N2 = N1 + N2 s
it is obvious that N1 + N2> N1 - N2
In an analogous manner, the energy is recovered in the main motor 5 also when operating in reactive mode.
A la différence du dispositif d'entraînement représenté sur la figure 1, dans le dispositif d'entraînement représenté sur la figure 2 le moteur auxiliaire 4 impose la vitesse de rotation n3 de l'arbre 25, la vitresse n4 de rotation de l'arbre 26 étant égale à
n4 = (n3 + n'0)i ; où n'O est la vitesse de rotation du rotor 30 par rapport au stator 31 ; n3
Le rapport des vitesses 3 est égal à
n4
n3 n'0
n4 n4 i
Donc , comme dans le cas du dispositif représenté sur la figure 1, le rapport des vitesses des arbres de travail 1, 2 dans le dispositif représenté sur la figure 2 peut outre réglé en variant tant la vitesse n4 que la vitesse n'mais les lois de variation des vitesses sont diff6- rentes.Unlike the drive device shown in Figure 1, in the drive device shown in Figure 2 the auxiliary motor 4 imposes the speed of rotation n3 of the shaft 25, the speed n4 of rotation of the shaft 26 being equal to
n4 = (n3 + n'0) i; where n'O is the speed of rotation of the rotor 30 relative to the stator 31; n3
The gear ratio 3 is equal to
n4
n3 n'0
n4 n4 i
So, as in the case of the device shown in Figure 1, the speed ratio of the working shafts 1, 2 in the device shown in Figure 2 can be further adjusted by varying both the speed n4 and the speed but the laws speed variations are different.
Pour le reste, les deux dispositifs fonctionnent d'une manière analogue:
A la différence du dispositif d'entraînement représen- té sur la figure 1, le dispositif d'etraînement représen- té sur la figure 3 comporte un moteur auxiliaire 52 qui permet de réduire le couple moteur transmis par le rotor du moteur principal. Pour le reste, le fonctionnement des deux dispositifs est analogue.For the rest, the two devices work in a similar way:
Unlike the drive device shown in Figure 1, the drive device shown in Figure 3 includes an auxiliary motor 52 which reduces the engine torque transmitted by the rotor of the main engine. For the rest, the operation of the two devices is similar.
Le dispositif d'entraînement représenté sur la flgure 4 fonctionne d'une marnière analogue au dispositif représenté sur la figure 1. The drive device shown in Figure 4 operates in a manner similar to the device shown in Figure 1.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8113780A FR2509821A1 (en) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | Different speed roll-drive mechanism - has main motor driving one roll and its rotating stator driving other roll via auxiliary motor and gears |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8113780A FR2509821A1 (en) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | Different speed roll-drive mechanism - has main motor driving one roll and its rotating stator driving other roll via auxiliary motor and gears |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2509821A1 true FR2509821A1 (en) | 1983-01-21 |
| FR2509821B1 FR2509821B1 (en) | 1983-12-16 |
Family
ID=9260507
Family Applications (1)
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| FR8113780A Granted FR2509821A1 (en) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | Different speed roll-drive mechanism - has main motor driving one roll and its rotating stator driving other roll via auxiliary motor and gears |
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|---|---|
| FR (1) | FR2509821A1 (en) |
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| FR2509821B1 (en) | 1983-12-16 |
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