FR2558396A1 - Method for pilger rolling of pipes, rolling mill for its implementation and pipes rolled in accordance with the said method - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le domaine de la fabrication des tubes et a notamment pour objet un procédé de laminage de tubes au pas de pèlerin, un laminoir pour sa mise en oeuvre et les tubes laminés conformément audit procédé. The present invention relates to the field of manufacturing tubes and in particular relates to a method of rolling tubes with pilgrim's steps, a rolling mill for its implementation and the tubes laminated in accordance with said method.
A l'heure actuelle, le laminage des tubes s'effectue principalement sur des laminoirs à cylindres ou à galets avec des cages mobiles. Dans la technique de la fabrication des tubes, on note une tendance au perfectionnement des laminoirs et des procédés de laminage à froid des tubes par augmentation de la longueur du foyer de défor- mation, par emploi de cylindres de dimensions réduites, accroissement de la vitesse des laminoirs, par application du laminage multiligne et à moyenne température, par perfectionnement du cannelurage de l'outillage et des méthodes de préparation de l'ébauche de départ. L'accroissement de la production des laminoirs à froid est obtenu par augmentation de la cadence de marche des cages, grâce à la diminution de leur poids et à l'équilibrage des masses animées d'un mouvement rectiligne alternatif.Toutefois, la diminution du poids de la cage à cylindres entraine une diminution de sa rigidité, ce qui abaisse notablement la précision dimensionnelle des tubes laminés et leur qualité. At present, the rolling of tubes is mainly carried out on rolling mills with rolls or rollers with movable cages. In the technique of manufacturing tubes, there is a tendency to perfect rolling mills and cold rolling methods of tubes by increasing the length of the deformation focus, by using cylinders of reduced dimensions, increasing speed. rolling mills, by applying multiline and medium-temperature rolling, by improving the grooving of the tools and methods of preparing the starting blank. The increase in the production of cold rolling mills is obtained by increasing the rate of operation of the cages, thanks to the reduction in their weight and the balancing of the masses driven by an alternating rectilinear movement. However, the reduction in weight of the cylinder cage causes a reduction in its rigidity, which significantly reduces the dimensional accuracy of the rolled tubes and their quality.
De surcroît, l'emploi de cages à cylindres allégées n'aboutit pas à une augmentation notable de la production des laminoirs, car leur faible rigidité oblige à réduire l'effort de laminage et, par conséquent, à diminuer le degré de réduction de l'ébauche et la production du laminoir
Une certaine augmentation de la cadence de marche des cages à cylindres (c'est-à-dire de la vitesse opératoire du laminoir) est obtenue en utilisant des dispositifs d'équilibrage de types divers: pneumatiques, à masse8 pesantes, à ressorts, etc. Toutefois, le recours à l'équilibrage des masses mobiles complique la conception du laminoir et augmente ses dimensions et son poids, rend plus sévères les prescriptions relatives à la précision de fabrication et de montage des sous-ensembles rapides du laminoir.In addition, the use of lightweight cylinder cages does not lead to a significant increase in the production of rolling mills, since their low rigidity means that the rolling effort has to be reduced and, consequently, the degree of reduction in l and production of the rolling mill
A certain increase in the rate of running of the roll cages (that is to say the operating speed of the rolling mill) is obtained by using balancing devices of various types: pneumatic, heavy weight, spring loaded, etc. . However, the recourse to the balancing of the moving masses complicates the design of the rolling mill and increases its dimensions and its weight, makes more stringent the requirements relating to the precision of manufacture and assembly of the rapid subassemblies of the rolling mill.
Afin d'augmenter la production des laminoirs à tubes à froid, on emploie aussi ces derniers temps des cages modernisées à deux lignes de laminage des tubes. Ces cages ont un poids accru, ce qui augmente les charges dynamiques dans le système animant la cage d'un mouvement rectiligne alternatif et, par conséquent, ne permet la marche qu'à une cadence réduite ou implique la présence d'un mécanisme d'équilibrage encombrant, d'où un abaissement de la vitesse opératoire du laminoir. In order to increase the production of cold tube rolling mills, modernized cages with two tube rolling lines have also been used recently. These cages have an increased weight, which increases the dynamic loads in the system animating the cage with an alternating rectilinear movement and, consequently, only allows walking at a reduced rate or implies the presence of a mechanism. bulky balancing, hence a reduction in the operating speed of the rolling mill.
Les laminoirs à galets à froid pour la fabrication de tubes ont trouvé des applications étendues dans la production des tubes extra-minces laminés à froid. Dans ces laminoirs, à la différence des laminoirs à tubes à froid opérant par cylindres, le tube est déformé sur un mandrin cylindrique par des galets à rayon de la cannelure constant, égal au rayon du tube fini;
Dans le cas de laminage par galets, la cage a une longueur de course de 1,8 à 2,0 fois plus grande que la longueur de course des galets, c'est-à-dire qu'elle est plus grande que la longueur du tronçon laminé sur le tube, ce qui explique les efforts dynamiques importants transmis au système d'actionnement.L'allongement total obtenu sur les laminoirs à tubes à froid opérant par galets atteint rarement 3 fois, car le tube est principalement réduit en épaisseur de paroi, sa réduction en diamètre étant insignifiante.Cold roller mills for tube manufacturing have found wide applications in the production of extra-thin cold rolled tubes. In these rolling mills, unlike cold tube rolling mills operating by cylinders, the tube is deformed on a cylindrical mandrel by rollers with a radius of constant groove, equal to the radius of the finished tube;
In the case of roller rolling, the cage has a stroke length of 1.8 to 2.0 times greater than the stroke length of the rollers, i.e. it is greater than the length of the laminated section on the tube, which explains the significant dynamic forces transmitted to the actuation system. The total elongation obtained on cold tube rolling mills operating with rollers rarely reaches 3 times, since the tube is mainly reduced in thickness by wall, its reduction in diameter being insignificant.
La pratique de l'utilisation des laminoirs à galets a montré que l'augmentation de l'avancement et de la déformation totale par passe provoque une altération de la qualité de la surface des tubes et un abaissement de leur précision dimensionnelle, ce qui se manifeste par l'apparition d'un profil polygonal, de differences d'épaisseur transversales, etc. The practice of using roller mills has shown that the increase in advancement and total deformation per pass causes an alteration in the quality of the surface of the tubes and a reduction in their dimensional accuracy, which is manifested. by the appearance of a polygonal profile, transverse thickness differences, etc.
Ce qui vient d'etre dit montre qu'il est avantageux d'utiliser les laminoirs à galets pour les opérations d'achèvement. What has just been said shows that it is advantageous to use roller mills for completion operations.
L'analyse des méthodes de laminage des tubes à froid et des laminoirs pour leur mise en oeuvre qui existent actuellement montre que la production des laminoirs s'accroît quand leur vitesse opératoire augmente. The analysis of the methods of rolling cold tubes and rolling mills for their implementation which currently exist shows that the production of rolling mills increases when their operating speed increases.
Toutefois, l'augmentation de la vitesse opératoire entraîne un accroissement des charges dynamiques dans les éléments de la chaîne cinématique de mouvement rectiligne alternatif, ce qui provoque une usure intense de ces éléments et, par conséquent, abaisse la fiabilité et la production des laminoirs. However, the increase in operating speed leads to an increase in dynamic loads in the elements of the kinematic chain of reciprocating rectilinear movement, which causes intense wear of these elements and, consequently, lowers the reliability and the production of the rolling mills.
On connait aussi un laminoir à tubes à froid opérant en discontinu avec des cylindres fixes en translation (brevet Grande-Bretagne NO 1 149 822 cl. B3M). Ce laminoir a une cage fixe dans laquelle sont montés deux cylindres. There is also known a cold tube rolling mill operating discontinuously with fixed cylinders in translation (Great Britain patent NO 1,149,822 cl. B3M). This rolling mill has a fixed cage in which two cylinders are mounted.
La barre porte-mandrin est rigidement liée à un mandrin d'accouplement, lequel est relié à son tour à un chariot par un ressort. Le mécanisme de mouvement rectiligne alternatif du chariot est réalisé dans le laminoir connu sous la forme d'une came à tambour avec une rainure en forme de boucle. Une saillie solidaire du corps du chariot est engagée dans cette rainure. Le laminage s'effectue sur un mandrin cylindrique long. L'ébauche est avancée dans le laminoir par une vis qui coopère avec le corps du mécanisme de mouvement rectiligne alternatif du chariot, corps dans lequel est fixé le tambour Lors de l'avancement, le corps du mécanisme se déplace vers la cage. Le recul de la barre s'effectue au moyen de la meme vis;
Ce laminoir ne peut laminer les tubes avec une réduction de leur diamètre intérieur de 1,5 à 3 fois.Lors des changements de réglage du laminoir, le tambour doit etre changé. Dans ce laminoir, l'avancement de l'ébauche doit s'effectuer en commun avec l'avancement de tout le mécanisme de déplacement du tube, ce qui augmente les charges dynamiques sur le système d'actionnement et entraine une diminution de la production du laminoir.The chuck bar is rigidly linked to a coupling chuck, which in turn is connected to a carriage by a spring. The reciprocating rectilinear movement mechanism of the carriage is produced in the known rolling mill in the form of a drum cam with a loop-shaped groove. A projection integral with the carriage body is engaged in this groove. The rolling is carried out on a long cylindrical mandrel. The blank is advanced in the rolling mill by a screw which cooperates with the body of the reciprocating rectilinear movement mechanism of the carriage, body in which the drum is fixed. During advancement, the body of the mechanism moves towards the cage. The bar is pulled back using the same screw;
This rolling mill can only roll tubes with a reduction in their internal diameter from 1.5 to 3 times. When changing the setting of the rolling mill, the drum must be changed. In this rolling mill, the advancement of the blank must be carried out in common with the advancement of the entire tube displacement mechanism, which increases the dynamic loads on the actuation system and causes a reduction in the production of the rolling mill.
On connaît un procédé de laminage de tubes au pas de pèlerin dans une cage fixe à cylindres tournant en continu, et un laminoir pour le réaliser (brevet Stats-Unis NO 4 184 352 cl. 72/208). There is a known process of rolling tubes with pilgrim's steps in a fixed cage with continuously rotating cylinders, and a rolling mill for carrying it out (United States patent NO 4,184,352 cl. 72/208).
D'après ce procédé, le profil longitudinal du secteur actif des cannelures des cylindres est réalisé curviligne et, lors de la course retour à contresens de la rotation des cylindres, le déplacement forcé de l'ébauche avec le mandrin s'effectue avec leur rotation simultanée autour de l'axe longitudinal et présentation d'une portion d'ébauche aux cylindres. Ensuite, pendant la course aller dans le sens de rotation des cylindres, la vitesse de déplacement forcé de l'ébauche avec le mandrin est accordée avec la vitesse de déplacement de l'ébauche par les cylindres de travail et la portion d'ébauche est réduite sur le mandrin. Dans ce procédé, les cylindres de travail sont animés d'un mouvement de rotation uniforme, tandis que l'ébauche avec le mandrin effectue un mouvement rectiligne alternatif. According to this process, the longitudinal profile of the active sector of the grooves of the cylinders is made curvilinear and, during the reverse stroke of the rotation of the cylinders, the forced displacement of the blank with the mandrel takes place with their rotation. simultaneous around the longitudinal axis and presentation of a blank portion to the cylinders. Then, during the stroke going in the direction of rotation of the cylinders, the speed of forced displacement of the blank with the mandrel is tuned with the speed of displacement of the blank by the working cylinders and the rough portion is reduced. on the chuck. In this process, the working rolls are driven in a uniform rotational movement, while the blank with the mandrel performs a reciprocating rectilinear movement.
Dans le mouvement rectiligne alternatif il y a deux points dits "morts", au début et à la fin de la course, points auxquels la vitesse des éléments mobiles en translation est nulle. Pour mettre en accord la vitesse de déplacement de l'ébauche et du mandrin avec la vitesse linéaire des cylindres de travail, il faut, au début de chaque course aller (déplacement dans le sens de rotation des cylindres), accélérer l'ébauche et le mandrin, et pour arreter l'ébauche et le mandrin à la fin de cette course, il faut les freiner. L'accélération et le freinage de l'ébauche avec le mandrin s'effectuent aussi lors de la course retour.Dans ce procédé de laminage des tubes au pas de pèlerin, la déformation de l'ébauche sur le mandrin est exécutée par la moitié ou plus de la moitié de la cannelure des cylindres animés d'un mouvement de rotation uniforme, aussi la course aller, durant laquelle les cylindres déforment l'ébauche, occupe-t-elle la moitié ou plus de la moitié du cycle de laminage. L'accélération et le freinage de l'ébauche avec le mandrin lors de la course aller s'effectuent quand les secteurs passant au foyer de déformation sont les secteurs inactifs, aussi la durée de la course aller constitue-t-elle dans le procédé connu environ 2/3 du cycle, la durée de la course retour (déplacement de l'ébauche avec le mandrin à contresens de la rotation des cylindres), ne constituant qu'environ 1/3 du cycle. In the reciprocating rectilinear movement there are two so-called "dead points", at the start and at the end of the race, points at which the speed of the moving elements in translation is zero. To match the speed of movement of the blank and the mandrel with the linear speed of the working rolls, at the start of each outward stroke (movement in the direction of rotation of the rolls), accelerate the blank and the chuck, and to stop the blank and the chuck at the end of this stroke, they must be braked. The acceleration and braking of the blank with the mandrel is also carried out during the return stroke. In this process of rolling tubes with pilgrim steps, the deformation of the blank on the mandrel is performed by half or more than half of the groove of the cylinders with a uniform rotational movement, also the forward stroke, during which the cylinders deform the blank, occupies half or more than half of the rolling cycle. The acceleration and braking of the blank with the mandrel during the outward stroke takes place when the sectors passing through the deformation focus are the inactive sectors, so the duration of the outward stroke constitutes in the known process about 2/3 of the cycle, the duration of the return stroke (displacement of the blank with the mandrel against the rotation of the cylinders), constituting only about 1/3 of the cycle.
Quand les cylindres tournent à une vitesse constante, la vitesse du mouvement rectiligne alternatif des masses mobiles pendant la déformation de l'ébauche est à peu près constante, si l'on néglige la variation du rayon de laminage de la cannelure à section variable des cylindres, et l'accélération est nulle. La vitesse ne change lors de la course aller que pendant l'accélération et le freinage de l'ébauche avec le mandrin, la valeur absolue de l'accEle- ration et de la décélération étant faible. When the cylinders rotate at a constant speed, the speed of the reciprocating rectilinear movement of the moving masses during the deformation of the blank is almost constant, if one neglects the variation in the rolling radius of the variable section groove of the cylinders , and the acceleration is zero. The speed only changes during the forward stroke during acceleration and braking of the preform with the mandrel, the absolute value of acceleration and deceleration being low.
Toutefois, lors de la course retour, quand, en un temps constituant 1/3 du cycle, il est nécessaire de réaliser le meme déplacement des masses mobiles que pendant la durée de la course aller, qui constitue les 2/3 du cycle, la vitesse moyenne du mouvement varié rectiligne alternatif des masses mobiles s'accroît dé deux fois comparativement à leur vitesse lors de la course aller. Le mouvement des masses mobiles de l'ébauche avec le mandrin pendant la course retour est un mouvement à accé lération brutale jusqu'à la moitié de la course, puis un mouvement à décélération brutale à la fin de la course, la valeur absolue de I'accélération et de la décélération étant élevée. However, during the return race, when, in a time constituting 1/3 of the cycle, it is necessary to carry out the same displacement of the moving masses as during the duration of the outward race, which constitutes 2/3 of the cycle, the average speed of the varied rectilinear alternating movement of the moving masses increases twice compared to their speed during the outward race. The movement of the moving masses of the blank with the mandrel during the return stroke is a sudden acceleration movement up to half of the stroke, then a suddenly decelerating movement at the end of the stroke, the absolute value of I acceleration and deceleration being high.
C'est pourquoi, dans le procédé connu, le mouvement rectiligne alternatif de l'ébauche avec le mandrin a un caractère sans inertie pendant la course aller et un caractère dynamique très accentué pendant la course retour. This is why, in the known method, the reciprocating rectilinear movement of the blank with the mandrel has a character without inertia during the outward stroke and a very accentuated dynamic character during the return stroke.
Les charges dynamiques alternées qui sont alors engendrées dans les éléments de la chaîne cinématique du mouvement rectiligne alternatif du chariot (ébauche-tube) provoquent l'usure rapide des pièces de cette chaîne, l'abaissement de sa fiabilité et de la production de tout le laminoir. The alternating dynamic loads which are then generated in the elements of the kinematic chain of the reciprocating rectilinear movement of the carriage (blank-tube) cause rapid wear of the parts of this chain, the lowering of its reliability and the production of all rolling mill.
Pour réaliser ce procédé, il existe un laminoir comprenant une cage fixe avec des cylindres de travail animés d'un mouvement de rotation continu par un système d'actionnement principal. Ce même système d'actionnement entraîne un convertisseur de rotation uniforme en rotation variable et le mandrin d'avancement de l'ébauche. Ledit mandrin d'avancement de l'ébauche comporte des écrous alignés , coopérant avec la vis d'avancement, laquelle est engagée dans le chariot conjointement avec les barres porte-mandrin. Le mécanisme de mouvement rectiligne alternatif de ce laminoir est lié au système d'actionnement principal, auquel sont également liés un mandrin d'attelage avant et un mécanisme d'avancement et de rotation de l'ébauche, comprenant un convertisseur de rotation continue en rotation intermittente et un arbre de rotation. To carry out this process, there is a rolling mill comprising a fixed cage with working rolls driven in a continuous rotational movement by a main actuation system. This same actuation system drives a converter of uniform rotation into variable rotation and the advancement mandrel of the blank. Said blank advancement mandrel comprises aligned nuts, cooperating with the advancement screw, which is engaged in the carriage together with the mandrel bars. The reciprocating rectilinear movement mechanism of this rolling mill is linked to the main actuation system, to which are also linked a front coupling mandrel and a mechanism for advancing and rotating the blank, comprising a converter for continuous rotation in rotation intermittent and a rotating shaft.
Comparativement au laminoir décrit dans le brevet
Grande-Bretagne NO 1 149 822, cl. B3M, le laminoir considéré lamine les tubes engagés bout à bout, en enfilade, sur un mandrin profilé court, ayant une longueur de l'ordre de celle du foyer de déformation, ce qui permet d'accroître la réduction de l'ébauche en épaisseur de paroi (jusqu'à 90%) et en diamètre intérieur (jusqu'à 60%), et de diminuer ainsi le caractère cyclique du processus b
Dans ce laminoir, l'avancement de l'ébauche s'effectue par déplacement supplémentaire lors de la course retour du mandrin d'avancement de l'ébauche à partir de la vis d'avancement. Ceci accrolt la fiabilité de tout le laminoir et permet d'augmenter sa production.Les changements de réglage du laminoir lors du passage à un autre itinéraire s'effectuent (de pair avec le changement des cylindres) par changement de réglage du mécanisme de mouvement rectiligne alternatif du chariot (réglage du rayon de la manivelle), ce qui simplifie notablement les changements de réglage et diminue leur durée.Compared to the rolling mill described in the patent
Great Britain NO 1 149 822, cl. B3M, the rolling mill considered, rolls the tubes engaged end to end, in a row, on a short profiled mandrel, having a length of the order of that of the deformation hearth, which makes it possible to increase the reduction of the blank in thickness wall (up to 90%) and inside diameter (up to 60%), and thus reduce the cyclical nature of the process b
In this rolling mill, the advancement of the preform takes place by additional displacement during the return stroke of the advancement mandrel of the preform from the advancing screw. This increases the reliability of the whole rolling mill and increases production. Changes to the setting of the rolling mill when switching to another route are carried out (along with the change of cylinders) by changing the setting of the rectilinear movement mechanism alternative of the carriage (adjustment of the radius of the crank), which considerably simplifies the changes of adjustment and reduces their duration.
Dans le laminoir considéré, le mécanisme de mouvement rectiligne alternatif du chariot marche a un régime dynamique très accentué pendant la course à vide, ce qui abaisse la longévité de ses éléments de force et, en définitive, entrave l'augmentation de la production du laminoir. In the rolling mill under consideration, the reciprocating rectilinear movement mechanism of the running carriage has a very accentuated dynamic speed during the idle stroke, which reduces the longevity of its force elements and, ultimately, hinders the increase in the production of the rolling mill .
On s'est donc proposé de créer un procédé de laminage de tubes au pas de pèlerin et un laminoir pour le réaliser, qui seraient conçus de manière que les conditions de vitesse du procédé de laminage et les liaisons cinématiques du mécanisme animant le chariot d'un mouvement rectiligne alternatif, du convertisseur de rotation continue en rotation intermit- tente et du convertisseur de rotation uniforme en rotation variable du laminoir permettent d'augmenter la production du laminoir. We therefore proposed to create a rolling process for pilgrim's tubes and a rolling mill to carry it out, which would be designed so that the speed conditions of the rolling process and the kinematic connections of the mechanism driving the carriage an alternating rectilinear movement, of the continuous rotation converter in intermittent rotation and of the uniform rotation converter in variable rotation of the rolling mill make it possible to increase the production of the rolling mill.
Ce problème est résolu du fait que le procédé de laminage de tubes au pas de pèlerin dans une cage fixe à cylindres de travail tournant en continu, le profil longitudinal du secteur actif de la cannelure étant réalisé curviligne, du type suivant lequel, lors de la rotation des cylindres, l'ébauche et le mandrin sont déplacés de force avec rotation simultanée autour de leur axe longitudinal et avancement d'une portion d'ébauche dans les cylindres, puis, lors de la course aller, l'ébauche avec le mandrin sont déplacée de force dans le sens de rotation des cylindres, la vitesse de ce déplacement étant accordée avec la vitesse de déplacement de l'ébauche par les cylindres de travail et la portion d'ébauche étant réduite sur le mandrin, est caractérisé, d'après l'invention, en ce que les vitesses de déplacement forcé de l'ébauche avec le mandrin en course aller et en course retour et la vitesse de déplacement de l'ébauche par les cylindres de travail sont variées suivant une loi harmonique, le déplacement forcé de l'ébauche en course aller et en course retour s'effectuant pendant des temps égaux. This problem is solved by the fact that the process of rolling tubes with pilgrim's steps in a fixed cage with working cylinders rotating continuously, the longitudinal profile of the active sector of the groove being made curvilinear, of the type according to which, during the rotation of the cylinders, the blank and the mandrel are forcibly displaced with simultaneous rotation around their longitudinal axis and advancement of a portion of blank in the cylinders, then, during the outward stroke, the blank with the mandrel are forcibly displaced in the direction of rotation of the cylinders, the speed of this displacement being matched with the speed of displacement of the blank by the working cylinders and the blank portion being reduced on the mandrel, is characterized, according to the invention, in that the speeds of forced displacement of the blank with the mandrel in the forward and reverse stroke and the speed of displacement of the blank by the working rolls are varied according to a harmonic law, the forced displacement of the preform in the outward and return stroke takes place for equal times.
Le déplacement de l'ébauche avec le mandrin pendant des temps égaux à l'aller et au retour, à une vitesse variant suivant une loi harmonique (proche de la loi sinusoidale) au cours de chaque course, assure un mouvement progressivement accéléré du début de la course à son milieu et progressivement retardé du milieu de la course à sa fin. Le caractère harmonique (proche de la loi sinusoidale) de la variation de la vitesse du mouvement rectiligne alternatif de masses mobiles fait que leur accélération varie suivant une loi cosinusoldale et, par conséquent, provoque un fort abaissement et une égalisation de ses valeurs extrémales. Un tel procédé de laminage des tubes au pas de pèlerin permet de diminuer les charges dynamiques dans le mécanisme de mouvement rectiligne alternatif et d'accroître de la sorte la vitesse opératoire, ainsi que, par conséquent, la production du laminoir. The displacement of the blank with the mandrel for equal times on the outward and return journeys, at a speed varying according to a harmonic law (close to the sinusoidal law) during each stroke, ensures a progressively accelerated movement from the start of the race in its middle and gradually delayed from the middle of the race to its end. The harmonic character (close to the sinusoidal law) of the variation of the speed of the reciprocating rectilinear movement of moving masses makes that their acceleration varies according to a cosinusoldale law and, consequently, causes a strong lowering and an equalization of its extreme values. Such a method of rolling tubes with pilgrim steps makes it possible to reduce the dynamic loads in the reciprocating rectilinear movement mechanism and thereby to increase the operating speed, as well as, consequently, the production of the rolling mill.
De plus, le problème exposé plus haut est résolu du fait que le laminoir pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, du type comprenant une cage fixe avec des cylindres de travail animés d'un mouvement de rotation continu par un système d'actionnement principal, auquel sont liés cinématiquement un convertisseur de rotation uniforme en rotation variée et un mandrin d'avancement de l'ébauche comportant des écrous alignés qui coopèrent avec une vis d'avancement engagée conjointement avec des barres porte-mandrin dans un chariot dont le mécanisme de mouvement rectiligne alternatif est lié audit système d'actionnement principal, auquel sont également liés un mandrin d'attelage avant et un mécanisme d'avancement et de rotation de l'ébauche, comportant un convertisseur de rotation continue en rotation intermittente, est caractérisé, d'après l'invention, en ce que le convertisseur de rotation uniforme en rotation non uniforme est accouplé par son arbre de sortie aux cylindres de travail, le système d'actionnement principal est lié à un mécanisme sinus qui comporte un arbre avec un maneton, lequel est lié au mécanisme de mouvement rectiligne alternatif du chariot, équipé d'une bielle qui est liée au mandrin d'attelage avant, celui-ci étant lié cinématiquement au convertisseur de rotation continue en rotation intermittente, et ledit convertisseur de rotation continue en rotation intermittente comporte un arbre engagé dans un manchon de façon qu'il puisse coulisser axialement, l'un de ses bouts étant monté à l'aide de roulements dans ledit mandrin d'attelage avant, et son autre bout étant accouplé à la vis d'avancement par une rotule. In addition, the problem set out above is solved by the fact that the rolling mill for implementing the method of the invention, of the type comprising a fixed cage with working rollers driven in a continuous rotational movement by a system of main actuation, to which are kinematically linked a converter of uniform rotation to varied rotation and a chuck for advancing the blank comprising aligned nuts which cooperate with a advancement screw engaged jointly with chuck bars in a carriage whose the reciprocating rectilinear movement mechanism is linked to said main actuation system, to which are also linked a front coupling mandrel and a mechanism for advancing and rotating the blank, comprising a converter for continuous rotation to intermittent rotation, is characterized, according to the invention, in that the converter from uniform rotation to non-uniform rotation is coupled by its output shaft to the working rolls , the main actuation system is linked to a sinus mechanism which comprises a shaft with a crank pin, which is linked to the reciprocating rectilinear movement mechanism of the carriage, equipped with a connecting rod which is linked to the front coupling mandrel, ci being kinematically linked to the continuous rotation converter in intermittent rotation, and said continuous rotation converter in intermittent rotation comprises a shaft engaged in a sleeve so that it can slide axially, one of its ends being mounted using of bearings in said front coupling mandrel, and its other end being coupled to the advancement screw by a ball joint.
La liaison de l'arbre de sortie du convertisseur de rotation uniforme en rotation non uniforme avec les cylindres de travail permet de faire varier la vitesse de déplacement de l'ébauche par les cylindres de travail suivant une loi harmonique. Le mécanisme sinus, lié cinématiquement au système d'actionnement principal et comportant un arbre avec un maneton qui est lié au mécanisme de mouvement rectiligne alternatif du chariot, lequel est accouplé par une bielle au mandrin d'attelage avant, et la liaison cinématique à ce mécanisme sinus du convertisseur de rotation continue en rotation intermittente, comportant un arbre engagé dans un manchon, de façon qu'il puisse coulisser axialement, l'un de ses bouts étant monté dans le mandrin d'attelage avant à l'aide de roulements, et son second bout étant accouplé par une rotule à la vis d'avancement, permettent de faire varier suivant une loi harmonique la vitesse de déplacement forcé du chariot en course aller et en course retour, et de réaliser ces courses en des temps égaux, de valeur égale à la moitié de la durée du cycle de laminage. Ceci rend possible l'abaissement et l'égalisation des valeurs extrémales des accélérations en course aller et en course retour des masses animées d'un mouvement rectiligne alternatif, et, par conséquent, l'accroissement de la vitesse opératoire et de la production du laminoir;;
Il est avantageux que la vis d'avancement soit liée par un couple de pignons de rechange à l'un des bouts de l'arbre de rotation, le second bout de cet arbre étant accouplé à l'arbre de sortie d'un mécanisme de transmission de la rotation, à l'intérieur de l'arbre creux d'entrée duquel est engagé coaxialement l'arbre du convertisseur de rotation continue en rotation intermittente.The connection of the output shaft of the uniform rotation converter to non-uniform rotation with the working rolls makes it possible to vary the speed of movement of the blank by the working rolls according to a harmonic law. The sinus mechanism, kinematically linked to the main actuation system and comprising a shaft with a crank pin which is linked to the reciprocating rectilinear movement mechanism of the carriage, which is coupled by a connecting rod to the front coupling mandrel, and the kinematic connection to this sinus mechanism of the converter from continuous rotation to intermittent rotation, comprising a shaft engaged in a sleeve, so that it can slide axially, one of its ends being mounted in the front coupling mandrel by means of bearings, and its second end being coupled by a ball joint to the advancement screw, make it possible to vary according to a harmonic law the speed of forced displacement of the carriage in the outward and return stroke, and to carry out these strokes in equal times, value equal to half the duration of the rolling cycle. This makes it possible to lower and equalize the extreme values of the accelerations in the outward and return stroke of the masses driven by an alternating rectilinear movement, and, consequently, the increase in the operating speed and the production of the rolling mill ;;
It is advantageous that the advancement screw is linked by a pair of spare pinions to one of the ends of the rotation shaft, the second end of this shaft being coupled to the output shaft of a mechanism. transmission of rotation, inside the hollow input shaft which is engaged coaxially the shaft of the continuous rotation converter in intermittent rotation.
Une telle liaison cinématique de la vis d'avancement avec l'arbre de rotation et de l'arbre de rotation avec l'arbre de convertisseur, mobile dans la direction axiale, permet de transmettre la rotation du convertisseur de rotation continue en rotation intermittente à la vis d'avancement au moyen de seulement deux couples de pignons, l'un des couples de pignons étant changeable et utilisé pour changer la valeur de l'avancement. La réduction notable du nombre de transmissions par engrenages dans la chaîne cinématique du mécanisme d'avancement simplifie sa conception, accroît la fiabilité et la vitesse opératoire, contribue à l'accroissement de la production du laminoir. Such a kinematic connection of the feed screw with the rotation shaft and of the rotation shaft with the converter shaft, movable in the axial direction, makes it possible to transmit the rotation of the converter from continuous rotation to intermittent rotation to the advancement screw by means of only two pairs of pinions, one of the pairs of pinions being changeable and used to change the value of the advance. The significant reduction in the number of gear transmissions in the kinematic chain of the advancement mechanism simplifies its design, increases reliability and operating speed, contributes to the increased production of the rolling mill.
il est avantageux que le mécanisme de mouvement rectiligne alternatif du chariot comporte, outre la bielle mentionnée, un bras monté sur un arbre, ce bras étant lié cinématiquement au premier maneton du mécanisme sinus et ayant une rainure radiale dans laquelle est disposé un patin monté de façon qu'il puisse exécuter un déplacement de réglage et accouplé à la bielle par une articulation. it is advantageous that the reciprocating rectilinear movement mechanism of the carriage comprises, in addition to the mentioned connecting rod, an arm mounted on a shaft, this arm being kinematically linked to the first crankpin of the sinus mechanism and having a radial groove in which is disposed a pad mounted so that it can carry out an adjustment movement and coupled to the connecting rod by a joint.
Les différences constructives indiquées du mécanisme de mouvement rectiligne alternatif et sa liaison cinéma- tique au mécanisme sinus permettent de mettre en accord la vitesse de déplacement de l'ébauche par les cylindres de travail avec la vitesse de son déplacement forcé lors de la déformation quand l'itinéraire du laminage change, tout en conservant le caractère harmonique de la variation de ces vitesses. The indicated constructive differences of the reciprocating rectilinear movement mechanism and its kinematic connection to the sinus mechanism make it possible to bring the speed of movement of the blank by the working cylinders into agreement with the speed of its forced movement during deformation when the The rolling route changes, while retaining the harmonic nature of the variation in these speeds.
Il est souhaitable que l'arbre du mécanisme sinus soit équipé d'un second maneton, monté avec un décalage angulaire de 1800 par rapport au premier maneton, ce second maneton étant accouplé par une bielle verticale à l'un des bouts d'un levier portant sur ses deux bras des poids s'équilibrant réciproquement. It is desirable that the shaft of the sinus mechanism be equipped with a second crankpin, mounted with an angular offset of 1800 relative to the first crankpin, this second crankpin being coupled by a vertical connecting rod to one of the ends of a lever. carrying reciprocally balanced weights on both arms.
Grâce à une telle conception, le couple dynamique est complètement équilibré sur l'arbre porte-manivelle du mécanisme sinus, ce qui accroît la fiabilité et la longévité du système d'actionnement principal et contribue à l'accroissement de la production du laminoir. Thanks to such a design, the dynamic torque is completely balanced on the crankshaft of the sinus mechanism, which increases the reliability and longevity of the main actuation system and contributes to the increase in the production of the rolling mill.
Il est recommandé que, dans le convertisseur de rotation continue en rotation intermittente, le manchon soit monté de façon qu'il puisse tourner en continu à partir du système d'actionnement principal, pour augmenter l'angle de rotation de l'arbre du convertisseur lors du déplacement de l'ébauche en avant et supprimer la rotation de cet arbre lors du déplacement de l'ébauche en arrière. It is recommended that, in the converter from continuous rotation to intermittent rotation, the sleeve is mounted so that it can rotate continuously from the main actuation system, to increase the angle of rotation of the converter shaft when moving the blank forward and suppress the rotation of this shaft when moving the blank back.
Quand le manchon tourne et l'arbre du convertisseur se déplace en avant à contresens de la rotation des cylindres (course à vide), les rotations de l'arbre et du manchon s'ajoutent, ce qui accroît 11 angle de rotation de l'arbre
Quand l'arbre du convertisseur se déplace en arrière (course utile), les rotations de l'arbre et du manchon se retranchent, aussi l'arbre ne tourne-t-il pas, c'est-à-dire que pendant la course utile il n'y a ni avancement ni rotation de l'ébauche. Une telle réalisation constructive du convertisseur de rotation continue en rotation intermittente permet de simplifier sa conception et, de la sorte, d'accroite la fiabilité et la longévité de l'un des sous-ensembles les plus compliqués du laminoir.When the sleeve turns and the converter shaft moves forward against the rotation of the cylinders (idle stroke), the shaft and sleeve rotations are added, which increases the angle of rotation of the tree
When the converter shaft moves backwards (useful stroke), the rotations of the shaft and of the sleeve become entrenched, so the shaft does not rotate, i.e. during the stroke useful there is no advancement or rotation of the blank. Such a constructive embodiment of the converter of continuous rotation to intermittent rotation makes it possible to simplify its design and, in this way, to increase the reliability and the longevity of one of the most complicated sub-assemblies of the rolling mill.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtonrt mieux à la lumière 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
- les figures 1 à 4 représentent le schéma de disposition relative des cylindres de travail, de l'ébauche et du mandrin à différents stades du laminage d'un tube par le procédé au pas de pèlerin, d'après l'invention;
- la figure 5 représente le graphique de variation des vitesses et des accélérations du tube avec le mandrin (ainsi que des mécanismes les retenant) et des cylindres de travail, d'après l'invention;
- la figure 6 représente une vue d'ensemble d'un laminoir à tubes à pas de pèlerin, réalisé d'après l'invention, coupe horizontale; ;
- la figure 7 représente le même laminoir, coupe verticale le long de l'axe du laminoir;
- la figure 8 représente la coupe VIII-VIII de la figure 6;
- la figure 9 représente la coupe IX-IX de la figure 6;
- la figure 10 représente la coupe X-X de la figure 6.The invention will be better understood and other objects, details and advantages thereof appear better in the light of the explanatory description which will follow of various embodiments given only by way of nonlimiting examples, with references to the drawings. nonlimiting annexed in which
- Figures 1 to 4 show the relative arrangement diagram of the working rolls, the blank and the mandrel at different stages of the rolling of a tube by the pilgrim's step method, according to the invention;
- Figure 5 shows the graph of variation of the speeds and accelerations of the tube with the mandrel (as well as retaining mechanisms) and working cylinders, according to the invention;
- Figure 6 shows an overall view of a pilgrim tube rolling mill, produced according to the invention, horizontal section; ;
- Figure 7 shows the same rolling mill, vertical section along the axis of the rolling mill;
- Figure 8 shows section VIII-VIII of Figure 6;
- Figure 9 shows section IX-IX of Figure 6;
- Figure 10 shows section XX of Figure 6.
Le procédé de laminage de tubes au pas de pèlerin conforme à l'invention, dans une cage fixe avec des cylindres de travail tournant en continu et dont le profil longitudinal du secteur actif de la cannelure est réalisé curviligne, consiste en ce qui suit. L'ébauche 1 (figure 1), dans laquelle est placé un mandrin 2, est déplacée de force de la position gauche extrême (point mort gauche) à contresens de la rotation des cylindres 3 (course retour). Durant ce déplacement la portion "m" de l'ébauche 1 est présentée aux cylindres 3 par déplacement relatif supplémentaire de l'ébauche par rapport au mandrin 2 dans le même sens et par rotation d'un angle en commun avec le mandrin 2.Lors de la course retour de l'ébauche 1, les cylindres 3 de travail se placent de façon que les secteurs inactifs "ab" des cannelures soient en vis-à-vis. A la fin de la course retour, à la position droite extrême représentée sur la figure 2 (point mort droit), le déplacement forcé de l'ébauche 1 en commun avec le mandrin 2 est inversé et s'effectue dans le sens de rotation des cylindres 3 de travail (course aller). Le déplacement forcé de l'ébauche 1 avec le mandrin 2 lors de la course aller s'effectue de telle façon qu'à l'instant ot elle est contactée par les cylindres 3 (figure 3) de travail, la vitesse de déplacement forcé de l'ébauche 1 soit égale à la vitesse de son déplacement par les cylindres 3 de travail.Au cours de la course aller de l'ébauche 1 avec le mandrin 2, la portion "m" de l'ébauche 1 est réduite sur le mandrin 2. Pendant la réduction, la vitesse de déplacement forcée de l'ébauche 1 est accordée en valeur et en sens à la vitesse de son déplacement par les cylindres 3 de travail; La réduction de l'ébauche 1 est réalisée par le secteur actif "cd" des cannelures des cylindres 3 et s'achève au moment ou les cylindres 3 atteignent la position dans laquelle les fins des secteurs actifs de leurs cannelures sont en vis-à-vis (figure 4, point d)9'après l'invention, la vitesse v1 (figure 5) de déplacement forcé de l'ébauche 1 avec le mandrin 2 en course aller et en course retour et la vitesse v2 de déplacement de l'ébauche 1 par les cylindres 3 de travail sont variées suivant une loi harmonique (proche de la loi sinusoldale). Lors de la course aller (secteur "cd", figure 5) les vitesses v1 et v2 sont accordées en valeur et en sens. Le déplacement forcé de l'ébauche 1 en course aller et en course retour s'effectue en des temps égaux. The method of rolling pilgrim's pitch tubes according to the invention, in a fixed cage with working cylinders rotating continuously and whose longitudinal profile of the active sector of the groove is made curvilinear, consists of the following. The blank 1 (Figure 1), in which a mandrel 2 is placed, is forcibly moved from the extreme left position (left dead center) against the rotation of the cylinders 3 (return stroke). During this movement the portion "m" of the blank 1 is presented to the cylinders 3 by additional relative displacement of the blank relative to the mandrel 2 in the same direction and by rotation of an angle in common with the mandrel 2.So of the return stroke of the blank 1, the working cylinders 3 are positioned so that the inactive sectors "ab" of the grooves are opposite. At the end of the return stroke, in the extreme right position shown in FIG. 2 (right dead center), the forced movement of the blank 1 in common with the mandrel 2 is reversed and takes place in the direction of rotation of the 3 working cylinders (outward stroke). The forced displacement of the blank 1 with the mandrel 2 during the outward stroke takes place in such a way that at the instant it is contacted by the working cylinders 3 (FIG. 3), the speed of forced displacement of the blank 1 is equal to the speed of its displacement by the working cylinders 3. During the forward stroke of the blank 1 with the mandrel 2, the portion "m" of the blank 1 is reduced on the mandrel 2. During reduction, the speed of forced movement of the blank 1 is adjusted in value and direction to the speed of its movement by the working cylinders 3; The reduction of the blank 1 is carried out by the active sector "cd" of the grooves of the cylinders 3 and ends when the cylinders 3 reach the position in which the ends of the active sectors of their grooves are opposite. screw (FIG. 4, point d) 9 ′ according to the invention, the speed v1 (FIG. 5) of forced displacement of the blank 1 with the mandrel 2 in the forward and reverse stroke and the speed v2 of the displacement of the blank 1 by the working cylinders 3 are varied according to a harmonic law (close to the sinusoldal law). During the outward race (sector "cd", Figure 5) the speeds v1 and v2 are tuned in value and direction. The forced displacement of the blank 1 in the outward and return stroke takes place in equal times.
Le point A du graphique de variation de la vitesse linéai
re des cylindres de travail v3 correspond à la position de l'ébauche 1 et des cylindres 3 représentée sur la figure 1 (début de la course retour).Point A of the linear speed variation graph
re working cylinders v3 corresponds to the position of the blank 1 and of the cylinders 3 shown in FIG. 1 (start of the return stroke).
Pendant la course retour, la vitesse v1 de déplacement forcé de l'ébauche est variée de zéro au point mort gauche (point E sur la figure 5) à la valeur maximale, puis diminuée de nouveau jusqu'à zéro au point mort droit (point F sur la figure 5). A la fin de la course retour (point mort droit), le déplacement forcé de l'abauche 1 avec le mandrin 2 est inversé, puis le déplacement forcé de l'ébauche (course aller) s'effectue avec variation de la vitesse v1 suivant la loi harmonique (proche de la loi sinusoldale). La variation de la vitesse v1 de déplacement forcé de l'ébauche 1 en course aller correspond à la portion FCDE du graphique de la figure 5. La valeur maximale de la vitesse v1 en course aller et en course retour dépend de la vitesse opératoire (cadence de marche) du laminoir. Si la vitesse opératoire augmente, v1 augmente aussi. During the return stroke, the speed v1 of forced movement of the blank is varied from zero to the left dead center (point E in Figure 5) to the maximum value, then decreased again to zero at the right dead center (point F in Figure 5). At the end of the return stroke (right dead center), the forced movement of the draft 1 with the mandrel 2 is reversed, then the forced movement of the blank (forward stroke) is carried out with variation of the speed v1 according to the harmonic law (close to the sinusoldal law). The variation in the speed v1 of forced displacement of the blank 1 in the forward stroke corresponds to the FCDE portion of the graph in FIG. 5. The maximum value of the speed v1 in the forward stroke and in the return stroke depends on the operating speed (rate market) of the rolling mill. If the operating speed increases, v1 also increases.
Pendant la course retour, quand l'ébauche 1 avec le mandrin 2 est déplacée de force à contresens de la rotation des cylindres 3 de travail, la vitesse linéaire V3 de ceux-ci est variée suivant une loi caractérisée par la portion AB du graphique de la figure 5. Au début de la course aller (portion BC du graphique), la rotation des cylindres 3 de travail s'effectue avec augmentation de leur vitesse linéaire de v3 à v2 au point C. En ce point, l'ébauche 1 est contactée par les cylindres 3, la vitesse v1 de déplacement forcé de l'ébauche 1 étant alors accordée avec la vitesse v2 de son déplacement par les cylindres 3 de travail en valeur et en sens. During the return stroke, when the blank 1 with the mandrel 2 is forcibly displaced against the rotation of the working cylinders 3, the linear speed V3 of these is varied according to a law characterized by the portion AB of the graph of FIG. 5. At the start of the outward stroke (portion BC of the graph), the rotation of the working cylinders 3 takes place with an increase in their linear speed from v3 to v2 at point C. At this point, the blank 1 is contacted by the cylinders 3, the speed v1 of forced displacement of the blank 1 then being tuned with the speed v2 of its displacement by the working cylinders 3 in value and in direction.
Le déplacement forcé continuant (course aller), l'ébauche 1 est réduite sur le mandrin 2 par les cylindres 3 de travail jusqu'aux dimensions du tube fini. Pendant la réduction (course aller), la vitesse v1 de déplacement forcé de l'ébauche 1 est accordée en valeur et en sens avec la vitesse v2 de son déplacement par les cylindres 3 de travail (portion CD du graphique de la figure 5). The forced displacement continuing (outward stroke), the blank 1 is reduced on the mandrel 2 by the working cylinders 3 to the dimensions of the finished tube. During the reduction (outward stroke), the speed v1 of forced displacement of the blank 1 is tuned in value and direction with the speed v2 of its displacement by the working cylinders 3 (portion CD of the graph in FIG. 5).
Lors de la réduction, ces vitesses sont variées suivant la loi harmonique (proche de la loi sinusoïdale). A la fin de la course aller, la réduction de l'ébauche 1 sur le mandrin 2 par les cylindres 3 de travail aux dimensions du tube fini s'achève (point D du graphique de variation des vitesses v1 et v2 sur la figure 5). Le contact des cylindres 3 sur l'ébauche 1 cesse. La vitesse v1 de déplacement forcé de l'ébauche 1 est diminuée jusqu'à zéro (portion DE du graphique) (point mort gauche), et la vitesse v2 est diminuée jusqu'à la valeur de la vitesse v3 (portion DA du graphique). Ceci achève le cycle de laminage.During reduction, these speeds are varied according to the harmonic law (close to the sinusoidal law). At the end of the outward stroke, the reduction of the blank 1 on the mandrel 2 by the working cylinders 3 to the dimensions of the finished tube is completed (point D of the graph of variation of speeds v1 and v2 in FIG. 5) . The contact of the cylinders 3 on the blank 1 ceases. The speed v1 of forced movement of the blank 1 is reduced to zero (DE portion of the graph) (left dead center), and the speed v2 is decreased to the value of speed v3 (DA portion of the graph) . This completes the rolling cycle.
Le caractère harmonique (proche de la loi sinusoldale) de la variation de la vitesse du mouvement rectiligne alternatif forcé de l'ébauche 1 avec le mandrin 2 et des mécanismes les retenant permet de diminuer la valeur maximale de l'accélération w (figure 5), d'abaisser ainsi les charges dynamiques et, de ce fait, d'accroître la vitesse opératoire et, par conséquent, la production du laminoir. En outre, la variation de la vitesse du mouvement rectiligne alternatif de l'ébauche 1 avec le mandrin 2 et des mécanismes les retenant suivant une loi harmonique permet de résoudre d'une manière simple et sûre la question de l'équilibrage du couple dynamique à l'arbre du mécanisme sinus. The harmonic nature (close to the sinusoidal law) of the variation of the speed of the forced reciprocating rectilinear movement of the blank 1 with the mandrel 2 and of the mechanisms retaining them makes it possible to decrease the maximum value of the acceleration w (figure 5) , thus lowering the dynamic loads and, thereby, increasing the operating speed and, consequently, the production of the rolling mill. In addition, the variation of the speed of the reciprocating rectilinear movement of the blank 1 with the mandrel 2 and of the mechanisms retaining them according to a harmonic law makes it possible to resolve in a simple and sure manner the question of the balancing of the dynamic torque at the shaft of the sinus mechanism.
Le laminoir à tubes à pas de pèlerin comprend une cage fixe 4 (figure 6), dans laquelle sont montés les cylindres de travail 3, animés d'un mouvement de rotation continu par un système 5 d'actionnement principal. The pilgrim tube rolling mill comprises a fixed cage 4 (FIG. 6), in which the working rolls 3 are mounted, driven in a continuous rotational movement by a main actuation system 5.
Le système 5 d'actionnement principal comprend un moteur électrique 6, une transmission 7 à courroies et un réducteur 8. La rotation du moteur 6 est transmise par la transmission 7 à courroies et le réducteur 8 du système 5 d'actionnement principal à un convertisseur 9 de rotation uniforme en rotation non uniforme. Le convertisseur 9 de rotation uniforme en rotation non uniforme transmet la rotation aux cylindres 3 de travail par l'intermédiaire des allonges 10. Le convertisseur de rotation uniforme en rotation non uniforme peut être tout mécanisme susceptible d'assure la rotation des cylindres de travail 3 de telle façon que la vitesse de déplacement de l'ébauche 1 par les cylindres de travail 3 varie en course aller (au cours de la déformation de l'ébauche 1 par les cylindres de travail 3) suivant une loi harmonique (proche de la loi sinusoïdale).The main actuation system 5 comprises an electric motor 6, a belt transmission 7 and a reduction gear 8. The rotation of the motor 6 is transmitted by the belt transmission 7 and the reduction gear 8 of the main actuation system 5 to a converter 9 of uniform rotation in non-uniform rotation. The converter 9 of uniform rotation to non-uniform rotation transmits the rotation to the working cylinders 3 by means of the extensions 10. The converter of uniform rotation to non-uniform rotation can be any mechanism capable of ensuring the rotation of the working cylinders 3 in such a way that the speed of movement of the blank 1 by the working rolls 3 varies in the forward stroke (during the deformation of the blank 1 by the working rolls 3) according to a harmonic law (close to the law sinusoidal).
Le réducteur 8 du système 5d'actionnement principal comprend des pignons 11 et 12, à l'aide desquels la rotation est transmise au rotor 13 d'un mécanisme sinus 14, montés sur roulements dans un carter 15 commun avec le réducteur 8 du système 5 d'actionnement principal. The reduction gear 8 of the main actuation system 5 comprises pinions 11 and 12, by means of which the rotation is transmitted to the rotor 13 of a sinus mechanism 14, mounted on bearings in a casing 15 common with the reduction gear 8 of the system 5 main actuation.
Une telle disposition constructive du mécanisme sinus 14 simplifie la conception du laminoir. Such a constructive arrangement of the sinus mechanism 14 simplifies the design of the rolling mill.
Toutefois, dans une autre variante de conception, le mécanisme sinus 14 peut être monté dans son propre carter et lié cinématiquement au réducteur 8 du système 5 d'actionnement principal. However, in another design variant, the sinus mechanism 14 can be mounted in its own casing and kinematically linked to the reduction gear 8 of the main actuation system 5.
Dans le carter 15, une roue 16 à denture intérieure est montée coaxialement au rotor 13. Le rotor 13 a un alésage excentré dans lequel est monté sur roulements un arbre 17 portant un pignon 18 monté fixe et engrené avec la roue dentée 16. En bout de l'arbre 17 est calé un maneton 19. Le rayon de la circonférence primitive du pignon 18 est réalisé égal au rayon du maneton 19 (rayon de manivelle), et le diamètre de la circonférence primitive du pignon 18 est réalisé égal au rayon de la circonférence primitive de la roue dentée fixe 16. In the casing 15, a wheel 16 with internal teeth is mounted coaxially with the rotor 13. The rotor 13 has an eccentric bore in which is mounted on bearings a shaft 17 carrying a pinion 18 mounted fixed and meshed with the toothed wheel 16. End of the shaft 17 is wedged a crank pin 19. The radius of the original circumference of the pinion 18 is made equal to the radius of the crank pin 19 (crank radius), and the diameter of the original circumference of the pinion 18 is made equal to the radius of the original circumference of the fixed gear 16.
Un tel mecanisme sinus 14, tout en étant d'une cinématique simple et de conception fiable (tous les éléments, sauf le maneton 19, sont animés d'un mouvement de rotation continu uniforme) permet de réaliser la transformation de la rotation continue en mouvement rectiligne alternatif du maneton 19 avec une vitesse variant suivant une loi harmonique (sinusoïdale). Such a sinus mechanism 14, while being of simple kinematics and of reliable design (all the elements, except the crank pin 19, are animated by a uniform continuous rotation movement) makes it possible to carry out the transformation of the continuous rotation into movement alternating rectilinear pin 19 with a speed varying according to a harmonic law (sinusoidal).
Dans l'exemple considéré, le mécanisme sinus 14 est réalisé comme décrit plus haut. Toutefois, il peut aussi être de toute autre conception connue remplissant la même fonction. In the example considered, the sinus mechanism 14 is produced as described above. However, it can also be of any other known design fulfilling the same function.
Le maneton 19 est accouplé par une bielle 20 au bras 21 du mécanisme 22 de mouvement rectiligne alternatif du chariot 23 (figures 6, 7, 8). Le bras 21 est calé sur le bout de l'arbre 24 de rotation, qui est monté sur des paliers 25. Sur son second bout, l'arbre 24 porte un bras 26 ayant une rainure radiale dans laquelle est placé un patin 27 (figure 9) monté de façon qu'il puisse exécuter un déplacement de réglage. Le déplacement de réglage du patin 27 s'effectue à l'aide de coins 28, au moyen de vis 29. Le patin 27 est accouplé par une bielle 30 au mandrin d'attelage avant 31, qui est monté dans les glissières d'un cadre32. The crank pin 19 is coupled by a connecting rod 20 to the arm 21 of the mechanism 22 of reciprocating rectilinear movement of the carriage 23 (Figures 6, 7, 8). The arm 21 is wedged on the end of the rotation shaft 24, which is mounted on bearings 25. On its second end, the shaft 24 carries an arm 26 having a radial groove in which is placed a shoe 27 (figure 9) mounted so that it can execute an adjustment movement. The adjustment movement of the shoe 27 is effected by means of wedges 28, by means of screws 29. The shoe 27 is coupled by a connecting rod 30 to the front coupling mandrel 31, which is mounted in the runners of a frame 32.
Grâce au mécanisme sinus 14 (figure 6), à la liaison cinématique de son maneton 19, par la bielle 20, au bras 21 du mécanisme 22 de mouvement rectiligne alternatif du chariot 23, calé sur un bout de l'arbre 24 de rotation, en conjugaison avec le bras 26 monté sur le second bout de l'arbre 24 de rotation et ayant une rainure radiale dans laquelle est placé un patin 27 (figure 9) pouvant exécuter un déplacement de réglage et accouplé par une bielle 30 au mandrin 31 d'attelage avant, il est possible de faire varier la vitesse de déplacement forcé des ébauches 1 avec les mandrins 2 (figure 6) en course aller et en course retour suivant une loi harmonique (proche de la loi sinusoidale), de réaliser ces déplacements durant des temps égaux et d'accorder avec une grande précision, lors de la course aller, la vitesse de déplacement forcé des ébauches 1 avec leur vitesse de déplacement par les cylindres 3 de travail quand l'itinéraire de laminage change. Ces particularités favorables permettent d'abaisser les valeurs extrémales des accélérations du mouvement rectiligne alternatif des ébauches 1 et des mécanismes les retenant, ce qui rend possible un accroissement de la vitesse opératoire et, par conséquent, de la production du laminoir. Thanks to the sinus mechanism 14 (FIG. 6), to the kinematic connection of its crank pin 19, by the connecting rod 20, to the arm 21 of the mechanism 22 of reciprocating rectilinear movement of the carriage 23, wedged on one end of the rotation shaft 24, in conjunction with the arm 26 mounted on the second end of the rotation shaft 24 and having a radial groove in which is placed a shoe 27 (FIG. 9) capable of carrying out an adjustment movement and coupled by a connecting rod 30 to the mandrel 31 d '' front hitch, it is possible to vary the speed of forced movement of the blanks 1 with the mandrels 2 (Figure 6) in forward and reverse strokes according to a harmonic law (close to the sinusoidal law), to carry out these movements during equal times and to grant with great precision, during the outward stroke, the speed of forced movement of the blanks 1 with their speed of movement by the working cylinders 3 when the rolling route changes. These favorable features make it possible to lower the extreme values of the accelerations of the reciprocating rectilinear movement of the blanks 1 and of the mechanisms retaining them, which makes it possible to increase the operating speed and, consequently, the production of the rolling mill.
Le bout 34 de l'arbre 35 du convertisseur 36 de rotation continue en rotation intermittente est monté dans le corps 33 du mandrin d'attelage avant 31 à l'aide de roulements. Dans ce même corps 33 du mandrin 31 (figures 6,7) d'attelage avant sont placées des broches 37, montées sur roulements et portant des têtes 38 de serrage et des pignons 39, qui sont engrenés avec un pignon 40. Le pignon 40 est calé sur le bout 34 de l'arbre 35. L'arbre 35 du convertisseur 36 de rotation continue en rotation intermittente est engagé coaxialement dans l'alésage d'un manchon 41 de façon qu'il puisse coulisser axialement. Le manchon 41 comporte un pignon conique 42 et est monté dans le carter fixe 43 du convertisseur 36.Le manchon 41 est entrainé en rotation par son pignon 42 attaqué par l'ar Pre-pignon 44, qui est accouplé par un arbre intermédiaire 45 à l'arbre 46 sur lequel est monté le pignon 12. Le manchon 41 est équipé de galets 47 d'appui, qui coopèrent avecdes surfaces hélicoldales de l'arbre 35, dont le second bout 48 est accouplé par une rotule 49 à la vis 50 d'avancement, coopérant avec les écrous 51 du mandrin 52 d'avancement des ébauches 1 et montée sur roulements dans le corps 53 du chariot 23. The end 34 of the shaft 35 of the converter 36 of continuous rotation to intermittent rotation is mounted in the body 33 of the front coupling mandrel 31 by means of bearings. In this same body 33 of the mandrel 31 (FIGS. 6,7) of the front coupling are placed pins 37, mounted on bearings and carrying tightening heads 38 and pinions 39, which are meshed with a pinion 40. The pinion 40 is wedged on the end 34 of the shaft 35. The shaft 35 of the converter 36 of continuous rotation to intermittent rotation is engaged coaxially in the bore of a sleeve 41 so that it can slide axially. The sleeve 41 comprises a bevel gear 42 and is mounted in the fixed casing 43 of the converter 36. The sleeve 41 is rotated by its pinion 42 driven by the pre-pinion ar 44, which is coupled by an intermediate shaft 45 to the shaft 46 on which the pinion 12 is mounted. The sleeve 41 is equipped with support rollers 47, which cooperate with helical surfaces of the shaft 35, the second end 48 of which is coupled by a ball joint 49 to the screw 50 advancing, cooperating with the nuts 51 of the mandrel 52 for advancing the blanks 1 and mounted on bearings in the body 53 of the carriage 23.
Le montage du bout 34 de l'arbre 35 du convertisseur 36 de rotation continue en rotation intermittente sur roulements dans le mandrin 31 d'attelage avant et l'accouplement de son bout 48 à la vis 50 d'avancement par une rotule 49 permettent de résoudre d'une manière simple et fiable la question de la transmission du mouvement rectiligne alternatif du mandrin 31 d'attelage avant au chariot 23. La présence du manchon 41 d'entrainement, dont les galets 47 d'appui coopèrent avec les surfaces hélicoïdales de l'arbre 35, permet de transformer d'une manière simple la rotation continue du manchon 41 en rotation intermittente de l'arbre 35, en utilisant pour cela le mouvement rectiligne alternatif de l'ébauche 1 et des mécanismes le retenant, propre au laminage au pas de pèlerin.Dans un tel système, pendant la course aller, les rotations de l'arbre 35 et du manchon 41
se retranchent, aussi l'arbre 35 se déplaçant dans la direction axiale ne tourne-t-il pas autour de son axe.The mounting of the end 34 of the shaft 35 of the converter 36 of continuous rotation to intermittent rotation on bearings in the mandrel 31 of the front coupling and the coupling of its end 48 to the advancing screw 50 by a ball joint 49 make it possible to solve in a simple and reliable way the question of the transmission of the reciprocating rectilinear movement of the mandrel 31 of the front coupling to the carriage 23. The presence of the drive sleeve 41, the support rollers 47 of which cooperate with the helical surfaces of the shaft 35 makes it possible to transform in a simple manner the continuous rotation of the sleeve 41 into intermittent rotation of the shaft 35, using for this the reciprocating rectilinear movement of the blank 1 and of the retaining mechanisms, suitable for rolling in pilgrim's step. In such a system, during the outward stroke, the rotations of the shaft 35 and of the sleeve 41
are entrenched, so the shaft 35 moving in the axial direction does not rotate around its axis.
Pendant la course retour, les rotations de l'arbre 35 et du manchon 41 s'additionnent, aussi l'arbre 35 tourne-t-il d'un angle déterminé. Une telle conception du convertisseur
36 de rotation continue en rotation intermittente et une telle liaison cinématique de son arbre 35 avec le mandrin 31 d'attelage avant et la vis 50 d'avancement permettent d'accroître la vitesse opératoire desdits mécanismes et de tout le laminoir, et par conséquent, sa production.During the return stroke, the rotations of the shaft 35 and of the sleeve 41 add up, so the shaft 35 rotates by a determined angle. Such a converter design
36 of continuous rotation in intermittent rotation and such a kinematic connection of its shaft 35 with the mandrel 31 of front coupling and the advancing screw 50 make it possible to increase the operating speed of said mechanisms and of the whole rolling mill, and consequently, its production.
Le bout de la vis 50 d'avancement monté dans le chariot 23 est réalisé creux. A l'extrémité de l'alésage de la vis 50 est montée une douille 54 coaxiale, dans le trou hexagonal central duquel est engagé coaxialement le bout hexagonal 55 de l'arbre 56 d'avancement du réducteur
57 d'avancement et de rotation. Dans le corps 53 du chariot 23 il y a des broches 58 montées sur roulements et munies de mandrins 59 de serrage des barres porte -mandrin 60, portant les mandrins 2 de laminage. Le bout
48 de l'arbre 35 a un profil transversal hexagonal. il
est engagé coaxialement dans le trou de l'arbre-pignon 61 d'entrée du mécanisme 62 de transmission de la rotation et coopère avec le trou hexagonal d'une douille 63 montée dans l'alésage de -l'arbre-pignon 61 d'entrée.Le mécanisme 62 de transmission de la rotation est monté du côté entrée de la cage 4 à cylindres, dans laquelle les cylindres 3 de travail sont montés dans les glissières du bâti 64, entre le cylindre 65 d'appui inférieur et le cylindre 66 d'appui supérieur. Le mécanisme 62 de transmission de la rotation est réalisé sous la forme d'un réducteur monoétagé. Il se compose d'un carter 67 dans lequel sont montés sur roulements l'arbre-pignon creux 61 d'entrée déjà mentionné et l'arbre-pignon 68 de sortie, accouple par un manchon 69 à l'un des bouts de l'arbre 70 de rotation.The end of the advancement screw 50 mounted in the carriage 23 is made hollow. At the end of the bore of the screw 50 is mounted a coaxial sleeve 54, in the central hexagonal hole which is engaged coaxially the hexagonal end 55 of the shaft 56 of advancement of the reducer
57 advancement and rotation. In the body 53 of the carriage 23 there are pins 58 mounted on bearings and provided with mandrels 59 for tightening the mandrel carrier bars 60, carrying the rolling mandrels 2. The end
48 of the shaft 35 has a hexagonal transverse profile. he
is engaged coaxially in the hole of the pinion shaft 61 of input of the mechanism 62 for transmitting the rotation and cooperates with the hexagonal hole of a socket 63 mounted in the bore of the pinion shaft 61 of The mechanism 62 for transmitting the rotation is mounted on the input side of the cylinder cage 4, in which the working cylinders 3 are mounted in the rails of the frame 64, between the cylinder 65 of the lower support and the cylinder 66 upper support. The rotation transmission mechanism 62 is produced in the form of a single-stage reduction gear. It consists of a housing 67 in which are mounted on bearings the hollow pinion shaft 61 input already mentioned and the output pinion shaft 68, coupled by a sleeve 69 to one of the ends of the shaft 70 of rotation.
La présence du mécanisme 62 de transmission, son montage du côté entrée de la cage 4 en conjugaison avec sa conception simple et fiable, permettent de transmettre la rotation de l'arbre 35 à l'arbre 70 de rotation avec un nombre minimal d'engrènements (un seul couple de pignons 61, 68)-. Toutefois, la conception indiquée du mécanisme 62 de transmission de la rotation n'exclut pas l'emploi de toute autre variante assurant une transmission fiable et précise de la rotation de l'arbre 35 à l'arbre 70 de rotation. The presence of the transmission mechanism 62, its mounting on the input side of the cage 4 in combination with its simple and reliable design, make it possible to transmit the rotation from the shaft 35 to the rotation shaft 70 with a minimum number of meshes (only one pair of pinions 61, 68) -. However, the design indicated of the rotation transmission mechanism 62 does not exclude the use of any other variant ensuring reliable and precise transmission of the rotation from the shaft 35 to the rotation shaft 70.
L'arbre 70 de rotation a un profil transversal hexagonal. il est engagé coaxialement dans l'alésage de l'arbrepignon creux 71, monté dans le corps 72 d; mandrin 52 d'avancement des ébauches 1, et coopère avec le trou hexagonal d'une douille~73, montée coaxialement dans l'alésage de l'arbre-pignon 71. Outre l'arbre-pignon 71, dans le corps 72 du mandrin 52 d'avancement des ébauches 1 sont montés un pignon intermédiaire 74 (figures 6, 7) et des broches 75 avec des têtes 76 de serrage et des pignons 77 de rotation. L'arbre-pignon 71 est engrené avec le pignon intermédiaire 74, et le pignon 74, avec les pignons 77.L'arbre 70 de rotation est aussi engagé coaxialement dans l'alésage d'un arbre-pignon creux 78 monté dans le corps 53 du chariot 23, et coopère avec le trou hexagonal d'une douille 79 monté coaxialement dans l'alésage de l'arbre-pignon 78. De même que dans le mandrin 52 d'avancement, un pignon intermédiaire 80 est monté dans le corps 53 du chariot 23. Des pignons de rotation 81 montés sur les broches 58 sont liés cinématiquement à l'arbre 70 de rotation, à l'aide du pignon intermédiaire 80 et de l'arbre-pignon 78. Le second bout de l'arbre 70 de rotation est accouplé par un manchon 82 à l'un des bouts de l'arbre 83 d'entrée, monté dans le carter 84 du réducteur 57 d'avancement. Dans le carter 84 du réducteur 57 d'avancement, outre l'arbre 83 d'entrée indiqué, est monté un arbre intermédiaire 85 avec un demi-manchon frontal 86.L'arbre 85 est lié par un couple de pignons87 de rechange à l'arbre 83 d'entrée et il est aligné avec l'arbre 56 d'avancement. Sur le bout cannelé 88 de l'arbre 56 d'avancement est monté un demi-manchon bilatéral 90, pouvant coulisser sous l'action d'un vérin hydraulique 89. Sur l'arbre 56 d'avancement est placé un arbre-pignon 91, monté sur roulements et engrené avec un pignon double conique et cylindrique 92, qui est monté sur l'arbre 83 d'entrée à l'aide de roulements. Le pignon double conique et cylindrique 92 est également engrené avec un pignon conique 93, monté sur un arbre 94 qui est accouplé par un manchon 95 à un moteur 96 de déplacement rapide du manchon 52 d'avancement des ébauches 1. The rotation shaft 70 has a hexagonal transverse profile. it is engaged coaxially in the bore of the hollow pinion shaft 71, mounted in the body 72 d; mandrel 52 for advancing the blanks 1, and cooperates with the hexagonal hole of a socket ~ 73, mounted coaxially in the bore of the pinion shaft 71. Besides the pinion shaft 71, in the body 72 of the mandrel 52 for advancing the blanks 1 are mounted an intermediate pinion 74 (FIGS. 6, 7) and pins 75 with heads 76 for clamping and pinions 77 for rotation. The pinion shaft 71 is meshed with the intermediate pinion 74, and the pinion 74, with the pinions 77. The rotation shaft 70 is also engaged coaxially in the bore of a hollow pinion shaft 78 mounted in the body. 53 of the carriage 23, and cooperates with the hexagonal hole of a socket 79 mounted coaxially in the bore of the pinion shaft 78. As in the advancement mandrel 52, an intermediate pinion 80 is mounted in the body 53 of the carriage 23. Rotation pinions 81 mounted on pins 58 are kinematically linked to the rotation shaft 70, using the intermediate pinion 80 and the pinion shaft 78. The second end of the shaft 70 of rotation is coupled by a sleeve 82 to one of the ends of the input shaft 83, mounted in the casing 84 of the reduction gear 57. In the casing 84 of the advancement reduction gear 57, in addition to the indicated input shaft 83, there is mounted an intermediate shaft 85 with a front half-sleeve 86. The shaft 85 is linked by a pair of spare pinions 87 to the input shaft 83 and it is aligned with advancement shaft 56. On the grooved end 88 of the advancement shaft 56 is mounted a bilateral half-sleeve 90, which can slide under the action of a hydraulic cylinder 89. On the advancement shaft 56 is placed a pinion shaft 91 , mounted on bearings and meshed with a double conical and cylindrical pinion 92, which is mounted on the input shaft 83 using bearings. The double conical and cylindrical pinion 92 is also meshed with a conical pinion 93, mounted on a shaft 94 which is coupled by a sleeve 95 to a motor 96 for rapidly moving the sleeve 52 for advancing the blanks 1.
La variante de conception qui vient d'être décrite, dans laquelle la transmission de la rotation intermittente de l'arbre 70 de rotation à l'arbre 50 d'avancement s'effectue au moyen d'un couple de pignons 87 de rechange, permet de réduire à un minimum le nombre d'engrenages dans le réducteur 57 d'avancement, d'accroître sa fiabilité et, par conséquent, la vitesse opératoire et la production de tout le laminoir. The design variant which has just been described, in which the transmission of the intermittent rotation from the shaft 70 of rotation to the shaft 50 of advancement is effected by means of a pair of spare pinions 87, allows to reduce to a minimum the number of gears in the advancement reducer 57, to increase its reliability and, consequently, the operating speed and the production of the whole rolling mill.
Toutefois, cela n'exclut pas la possibilité d'utiliser d'autres variantes constructives du réducteur 57 d'avancement, susceptibles d'assurer la transmission de la rotation de l'arbre 70 de rotation à la vis 50 d'avancement par l'intermédiaire d'une paire de pignons 87 de rechange. However, this does not exclude the possibility of using other constructive variants of the advancement reducer 57, capable of ensuring the transmission of the rotation of the shaft 70 of rotation to the advancement screw 50 by the intermediate of a pair of spare pinions 87.
Dans le mécanisme sinus 14, sur le second bout de l'arbre 17, est monté un maneton supplémentaire 97 de meme rayon que celui du maneton principal 19, mais décalé de 1800 par rapport au maneton 19. Le maneton supplémentaire 97 (figure 10) est accouplé par une bielle 98 à un bout d'un levier 99, monté sur des paliers 100 et portant à ses extrémités des poids 101 s'équilibrant réciproquement (en tenant compte de la masse de la bielle verticale 98), de valeur égale à la masse des parties animées d'un mouvement rectiligne alternatif. In the sinus mechanism 14, on the second end of the shaft 17, is mounted an additional crankpin 97 of the same radius as that of the main crankpin 19, but offset by 1800 relative to the crankpin 19. The additional crankpin 97 (Figure 10) is coupled by a connecting rod 98 to one end of a lever 99, mounted on bearings 100 and carrying at its ends weights 101 which balance each other (taking into account the mass of the vertical connecting rod 98), of value equal to the mass of the parts moving in an alternating rectilinear motion.
La présence d'un maneton supplémentaire 97, monté sur le second bout de l'arbre 17 du mécanisme sinus 14 avec un décalage de 1800 par rapport au maneton t9, et sa liaison par une bielle verticale 98 au levier 99 portant à ses extrémités des poids 101 s'équilibrant réciproquement, de valeur égale à-la masse des parties du laminoir animées d'un mouvement rectiligne alternatif (mandrin 31 d'attelage avant, arbre 35, vis 50 d'avancement, mandrin 52 d'avancement avec les ébauches 1, chariot 23 avec les barres porte-mandrin 60), permettent d'obtenir sur l'arbre 17 deux couples dynamiques s'équilibrant réciproquement: celui dû auxdites masses du laminoir animées d'un mouvement rectiligne alternatif et celui dû aux poids 101 du levier 99.Ces couples
dynamiques sont égaux en valeur, mais leurs signes sont contraires, par suite du décalage de 1800 des manetons 19 et 97 entre eux. Un tel équilibre des couples dynamiques sur l'arbre 17 du mécanisme sinus 14 permet de supprimer leur transmission aux éléments du système 5 d'actionnement principal, de rendre ainsi plus douce la marche de tout le laminoir, d'accroitre sa vitesse opératoire et sa production.The presence of an additional crankpin 97, mounted on the second end of the shaft 17 of the sinus mechanism 14 with an offset of 1800 relative to the crankpin t9, and its connection by a vertical rod 98 to the lever 99 carrying at its ends weight 101 reciprocally balancing each other, of value equal to the mass of the parts of the rolling mill moving in a reciprocating rectilinear movement (mandrel 31 for front coupling, shaft 35, screw 50 for advancement, mandrel 52 for advancement with the blanks 1, carriage 23 with the mandrel carrier bars 60), make it possible to obtain on the shaft 17 two dynamic couples which balance each other: that due to said masses of the rolling mill driven by an alternating rectilinear movement and that due to the weights 101 of the lever 99.These couples
dynamics are equal in value, but their signs are opposite, due to the 1800 shift of crank pins 19 and 97 between them. Such a balance of the dynamic couples on the shaft 17 of the sinus mechanism 14 makes it possible to suppress their transmission to the elements of the main actuation system 5, thus making the running of the whole rolling mill smoother, of increasing its operating speed and its production.
Toutefois, cela n'exclut pas l'utilisation de mécanismes d'équilibrage d'autres conceptions, susceptibles d'assurer l'équilibrage des couples dynamiques et de permettre un accroissement de la vitesse opératoire du laminoir et de sa production. However, this does not exclude the use of balancing mechanisms of other designs, capable of ensuring the balancing of the dynamic couples and of allowing an increase in the operating speed of the rolling mill and its production.
Le laminoir fonctionne de la façon suivante. The rolling mill operates as follows.
Avant de commencer le laminage, les ébauches 1 de tubes sont amenées par un distributeur sur la ligne de chargement et transférés à l'aide d'un dispositif d'alimentation. Le distributeur et le dispositif d'alimentation n'ont pas d'influence sur la substance de l'invention. Ils sont de même conception que celle adoptée ordinairement pour les laminoirs à alimentation frontale, aussi ne sont-ils pas représentés sur les dessins. Before starting rolling, the blanks 1 of tubes are brought by a distributor to the loading line and transferred using a feeding device. The dispenser and the feed device have no influence on the substance of the invention. They are of the same design as that ordinarily adopted for front-feed rolling mills, so they are not shown in the drawings.
Avant le chargement, les mandrins 59 de serrage libèrent les bouts des barres porte-mandrin 60 et les ébauches 1 de tubes sont enfilées sur les barres porte-mandrin 60. Before loading, the clamping mandrels 59 release the ends of the mandrel bars 60 and the blanks 1 of tubes are threaded onto the mandrel bars 60.
Simultanément avec l'embarrage des ébauches 1, le mandrin 52 d'avancement est reculés en marche rapide jusqu'à sa position gauche extrême. Les têtes 76 de serrage du mandrin 52 d'avancement sont alors desserrées pour que les ébauches 1 de tubes puissent librement passer à travers elles. Pour le recul rapide du mandrin 52 d'avancement des ébauches 1, le demi-manchon bilatéral 90, monté siir le bout cannelé 88 de l'arbre 56 d'avancement, est mis en prise avec le pignon-demimanchon 91 et désaccouplé d'avec le demi-manchon 86 pour couper la chaîne cinématique, cette manoeuvre étant assurée par le vérin hydraulique 89 à course courte Ceci fait, le moteur 96 est mis en marche. Sa rotation est transmise au pignon double conique et cylindrique 92 par le manchon 95, l'arbre 94 et le pignon conique 93.La rotation du pignon 92 est transmise à la vis 70 d'avancement par l'intermédiaire du pignon-demi-manchon 91, du demi-manchon bilatéral 90 et de l'arbre 56 de rotation. En coopérant avec les écrous 51, la vis 70 d'avancement assure le déplacement rapide du mandrin 52 d'avancement des ébauches 1. Pour permettre, au besoin, le déplacement rapide du mandrin 52 dans le sens voulu, le moteur 96 de déplacement rapide est réalisé réversible. Simultaneously with the interlocking of the blanks 1, the advancement mandrel 52 is moved backward in rapid traverse to its extreme left position. The clamping heads 76 of the advancement mandrel 52 are then loosened so that the tube blanks 1 can freely pass through them. For rapid retraction of the mandrel 52 for advancing the blanks 1, the bilateral half-sleeve 90, mounted if the grooved end 88 of the advancement shaft 56, is engaged with the pinion-half-sleeve 91 and uncoupled from with the half-sleeve 86 to cut the kinematic chain, this maneuver being ensured by the hydraulic cylinder 89 with short stroke. This done, the motor 96 is started. Its rotation is transmitted to the double conical and cylindrical pinion 92 by the sleeve 95, the shaft 94 and the bevel gear 93. The rotation of the pinion 92 is transmitted to the advancement screw 70 via the pinion-half-sleeve 91, the bilateral half-sleeve 90 and the rotation shaft 56. By cooperating with the nuts 51, the advancement screw 70 ensures the rapid displacement of the mandrel 52 for advancing the blanks 1. To allow, if necessary, the rapid displacement of the mandrel 52 in the desired direction, the rapid displacement motor 96 is made reversible.
Quand le mandrin 52 d'avancement arrive à sa position extrême, pour le rechargement, le moteur 96 est arrêté et le vérin 89 remet le demi-manchon bilatéral 88 à sa position gauche extrême, en le désaccouplant du pignon-demimanchon 91 et en le mettant en prise avec le demi-manchon frontal 86 de l'arbre intermédiaire 85, ce qui assure la liaison de l'arbre 70 de rotation avec la vis 50 d'avancement. Après présentation des ébauches 1 de tubes dans les cylindres 3 de travail, les mandrins 59 serrent les bouts des barres porte-mandrin 60, et les têtes de serrage 76 du mandrin 52 d'avancement serrent les ébauches 1 de tubes. When the advancement mandrel 52 reaches its extreme position, for reloading, the motor 96 is stopped and the jack 89 returns the bilateral half-sleeve 88 to its extreme left position, by uncoupling it from the pinion-half-sleeve 91 and by engaging the front half-sleeve 86 of the intermediate shaft 85, which ensures the connection of the rotation shaft 70 with the advancing screw 50. After presentation of the blanks 1 of tubes in the working cylinders 3, the mandrels 59 tighten the ends of the mandrel bars 60, and the clamping heads 76 of the advancement mandrel 52 tighten the blanks 1 of tubes.
Ceci fait, le circuit d'huile de refroidissement (non représenté sur le dessin) est mis en action et le moteur électrique 6 du système 5 d'actionnement principal est mis en marche. La rotation du moteur 6 est transmise par la transmission 7 à courroies au convertisseur 9 de rotation uniforme en rotation non uniforme. La rotation non uniforme du convertisseur 9 est transmise aux cylindres 3 de travail par les allonges 10. La vitesse de déplacement des ébauches 1 par les cylindres 3 de travail en course aller varie suivant une loi harmonique (proche de la loi sinusoïdale). En même temps, la rotation du moteur 6 est transmise par les pignons i1 et 12 au rotor 13 du mécanisme sinus 14. Le rotor 13 fait tourner l'arbre 17 qui y est monté sur des roulements avec excentration, et le pignon 18 de l'arbre 17 roule suivant la roue dentée fixe 16. Le maneton 19 monté sur un bout de l'arbre 17 effectue alors un mouvement rectiligne alternatif à une vitesse qui varie suivant une loi sinusoidale. La fréquence des déplacements du maneton 19 est égale à la fréquence de rotation des cylindres 3 de travail et les durées des allers et des retours sont égales. This done, the cooling oil circuit (not shown in the drawing) is put into action and the electric motor 6 of the main actuation system 5 is started. The rotation of the motor 6 is transmitted by the belt transmission 7 to the converter 9 from uniform rotation to non-uniform rotation. The non-uniform rotation of the converter 9 is transmitted to the working cylinders 3 by the extensions 10. The speed of movement of the blanks 1 by the working cylinders 3 in forward travel varies according to a harmonic law (close to the sinusoidal law). At the same time, the rotation of the motor 6 is transmitted by the pinions i1 and 12 to the rotor 13 of the sinus mechanism 14. The rotor 13 rotates the shaft 17 which is mounted there on bearings with eccentricity, and the pinion 18 of the 'shaft 17 rolls along the fixed gear 16. The crank pin 19 mounted on one end of the shaft 17 then performs a reciprocating rectilinear movement at a speed which varies according to a sinusoidal law. The frequency of movements of the crankpin 19 is equal to the frequency of rotation of the working cylinders 3 and the durations of back and forth are equal.
Le mouvement du maneton 19 est transmis à la bielle 20 du mécanisme 22 de mouvement rectiligne alternatif du chariot 23. Par l'intermédiaire de la bielle 20, du bras 21 et de l'arbre 24 de rotation, monté sur des paliers 25, le mouvement est transmis au bras 26, dans la rainure radiale duquel est monté, avec possibilité de déplacement de réglage, le patin 27, qui est accouplé par la bielle 30 au mandrin 31 d'attelage avant, coulissant dans les glissières du cadre 32. Comme la valeur du déplacement du maneton 19 et, par conséquent, celle del'angle d'oscillation du bras 21, de l'arbre 24 de rotation et du bras 26 sont constantes, la mise en accord de la vitesse de déplacement forcé des ébauches en course aller avec la vitesse de leur déplacement par les cylindres 3 de travail est obtenue dans ce laminoir en faisant varier le rayon R d'oscillation du patin 27.Pour augmenter le rayon R, le patin 27 est déplacé vers le haut, ce qui provoque une augmentation de la vitesse du mandrin 31 d'attelage avant et, par conséquent, de la vitesse du mandrin 52 d'avancement avec les ébauches 1 qui lui est lié. Pour diminuer le rayon
R, le patin 27 est déplacé vers le bas dans la rainure, à l'aide des coins 28, ce qui provoque une diminution du déplacement forcé des ébauches 1 et, par conséquent, de leur vitesse (la vitesse opératoire du laminoir restant la même)
Le mandrin 31 d'attelage avant est lié cinématiquement à la vis 50 d'avancement à l'aide de l'arbre 35, dont le bout 34 est monté sur roulements dans le corps 33 du mandrin 31 et dont le second bout 48 est accouplé à ladite vis 50 par la rotule 49.La vis 50 d'avancement coopère avec les écrous 51 du mandrin 52 d'avancement des ébauches 1; son second bout est monté dans le chariot 23 et, de la sorte, le mandrin 31 d'attelage avant exécute, en commun avec l'arbre 35, la vis 50 d'avancement, le chariot 23 et le mandrin 52 d'avancement avec les ébauches 1 fixées dans ses têtes de serrage 76, un mouvement rectiligne alternatif forcé, imprimé par le bras 26 à l'aide de la bielle 30. La vitesse de déplacement de tous ces éléments en course aller et en course retour varie suivant une loi harmonique (proche de la loi sinusoldale), et les durées desdites courses sont égales. Ainsi, lors de la course aller, la vitesse de déplacement forcé des ébauches 1 est mise en accord en valeur et en sens avec la vitesse de leur déplacement par les cylindres 3 de travail (au rayon de laminage).The movement of the crankpin 19 is transmitted to the connecting rod 20 of the mechanism 22 of reciprocating rectilinear movement of the carriage 23. By means of the connecting rod 20, the arm 21 and the rotation shaft 24, mounted on bearings 25, the movement is transmitted to the arm 26, in the radial groove of which is mounted, with the possibility of adjustment displacement, the shoe 27, which is coupled by the connecting rod 30 to the mandrel 31 of the front coupling, sliding in the runners of the frame 32. As the value of the displacement of the crank pin 19 and, consequently, that of the angle of oscillation of the arm 21, of the shaft 24 of rotation and of the arm 26 are constant, the adjustment of the speed of forced displacement of the blanks in forward stroke with the speed of their displacement by the working cylinders 3 is obtained in this rolling mill by varying the radius R of oscillation of the shoe 27. To increase the radius R, the shoe 27 is moved upward, which causes an increase in the speed of the chuck 31 of att elage before and, therefore, the speed of the mandrel 52 for advancement with the blanks 1 linked thereto. To decrease the radius
R, the shoe 27 is moved down in the groove, using the corners 28, which causes a reduction in the forced displacement of the blanks 1 and, consequently, their speed (the operating speed of the rolling mill remaining the same )
The front coupling mandrel 31 is kinematically linked to the advancement screw 50 by means of the shaft 35, the end 34 of which is mounted on bearings in the body 33 of the mandrel 31 and the second end 48 of which is coupled to said screw 50 by the ball 49. The advancing screw 50 cooperates with the nuts 51 of the mandrel 52 for advancing the blanks 1; its second end is mounted in the carriage 23 and, in this way, the front coupling mandrel 31 executes, in common with the shaft 35, the advancement screw 50, the carriage 23 and the advancement mandrel 52 with the blanks 1 fixed in its clamping heads 76, a forced reciprocating rectilinear movement, printed by the arm 26 using the connecting rod 30. The speed of movement of all these elements in the forward and return stroke varies according to a law harmonic (close to the sinusoldal law), and the durations of the said strokes are equal. Thus, during the outward stroke, the speed of forced displacement of the blanks 1 is brought into agreement in value and direction with the speed of their displacement by the working cylinders 3 (at the rolling radius).
Le mouvement de l'arbre 17 du mécanisme sinus 14 est transmis par le maneton supplémentaire 97, monté sur son second bout, et par la bielle verticale 98, aux poids 101 situés aux bouts du levier 99 monté sur les paliers 100. Les poids 101 s'équilibrent réciproquement et sont animés d'un mouvement oscillatoire par la bielle 98, à partir du maneton supplémentaire 97, à une vitesse variant suivant une loi harmonique (proche de la loi sinusoïdale), identique à la loi de variation de la vitesse du mouvement rectiligne alternatif des ébauches 1 avec les mandrins 2 et les mécanismes les retenant.Toutefois, par suite du décalage à 1800 du maneton supplémentaire 97 par rapport au maneton 19, les couples dynamiques engendrés sur l'arbre 17 du mécanisme sinus 14 par les poids 101 et par les ébauches 1 avec les mandrins 2 et les mécanismes les retenant animés d'un mouvement rectiligne alternatif, sont à chaque instant égaux en valeur et de signes contraires. Il en résulte leur équilibrage réciproque sur l'arbre 17. Cet équilibrage des couples dynamiques permet de libérer le système 5 d'actionnement principal de leur action et d'accroître de ce fait la vitesse opératoire et, par conséquent, la production du laminoir. The movement of the shaft 17 of the sinus mechanism 14 is transmitted by the additional crankpin 97, mounted on its second end, and by the vertical connecting rod 98, to the weights 101 located at the ends of the lever 99 mounted on the bearings 100. The weights 101 reciprocally balance and are animated by an oscillatory movement by the connecting rod 98, from the additional crankpin 97, at a speed varying according to a harmonic law (close to the sinusoidal law), identical to the law of variation of the speed of the reciprocating rectilinear movement of the blanks 1 with the mandrels 2 and the mechanisms retaining them. However, due to the offset at 1800 of the additional crank pin 97 relative to the crank pin 19, the dynamic torques generated on the shaft 17 of the sinus mechanism 14 by the weights 101 and by the blanks 1 with the mandrels 2 and the mechanisms retaining them animated by an alternating rectilinear movement, are at all times equal in value and with opposite signs. This results in their reciprocal balancing on the shaft 17. This balancing of the dynamic couples makes it possible to release the main actuation system 5 from their action and thereby increase the operating speed and, consequently, the production of the rolling mill.
La fréquence du mouvement rectiligne alternatif des ébauches 1 avec les mandrins 2 correspond dans le laminoir considéré à la fréquence de rotation des cylindres 3 de travail, et la vitesse de déplacement forcé des ébauches 1 en course aller est accordée avec une grande précision avec leur vitesse de déplacement par les cylindres 3 de travail. La mise en accord de ces vitesses permet, comparativement aux laminoirs traditionnels à cage mobile, d'abaisser de 8 à 10 fois les efforts axiaux exercés sur l'ébauche 1 et le mandrin 2 par les cylindres 3, et de réduire ainsi les effets nuisibles qui leur sont liés: usure accrue du mécanisme d'avancement et de rotation, jonction des bouts des tubes laminés, altération de la qualité de leur surface. The frequency of the reciprocating rectilinear movement of the blanks 1 with the mandrels 2 corresponds in the rolling mill considered to the frequency of rotation of the working cylinders 3, and the speed of forced displacement of the blanks 1 in forward travel is tuned with great precision with their speed displacement by the working cylinders 3. The matching of these speeds allows, compared to traditional rolling cage rolling mills, to reduce by 8 to 10 times the axial forces exerted on the blank 1 and the mandrel 2 by the cylinders 3, and thus reduce the harmful effects. which are linked to them: increased wear of the advancement and rotation mechanism, junction of the ends of the laminated tubes, deterioration of the quality of their surface.
L'avancement des ébauches 1, obtenu en leur transmettant un déplacement relatif "m" par rapport aux mandrins 2 lors de la course retour, s'effectue de la façon suivante. L'arbre 35, engagé coaxialement dans le manchon 41, se déplace lors de la course retour dans la direction axiale, car son bout 34 est monté dans le mandrin 31 d'attelage avant. Les surfaces hélicoïdales réalisées le long de l'axe de l'arbre 35 coopèrent avec les galets 47 montés sur le manchon 41. Le manchon 41 est entraîné en rotation continue par la roue dentée 42, à partir de l'arbre-pignon 44, qui est lié par l'arbre intermédiaire 45 à l'arbre 46 du pignon 12 se trouvant dans le réducteur 8 du système 5 d'actionnement principal.Dans un tel système, lors de la course retour, les rotations du manchon 41 et de l'arbre 35 s'ajoutent, ce gui résulte de la coopération des surfaces hélicoïdales de l'arbre 35 avec les galets 47 lors du déplacement axial de l'arbre 35. Il s'ensuit la rotation de l'arbre 35 d'un angle déterminé. Lors de la course aller, lesdites rotations se retranchent et la rotation résultante de l'arbre 35 est nulle. The advancement of the blanks 1, obtained by transmitting a relative displacement "m" relative to the mandrels 2 during the return stroke, is carried out as follows. The shaft 35, engaged coaxially in the sleeve 41, moves during the return stroke in the axial direction, because its end 34 is mounted in the mandrel 31 of the front coupling. The helical surfaces produced along the axis of the shaft 35 cooperate with the rollers 47 mounted on the sleeve 41. The sleeve 41 is driven in continuous rotation by the toothed wheel 42, from the pinion shaft 44, which is connected by the intermediate shaft 45 to the shaft 46 of the pinion 12 located in the reduction gear 8 of the main actuation system 5. In such a system, during the return stroke, the rotations of the sleeve 41 and of the 'shaft 35 are added, this mistletoe results from the cooperation of the helical surfaces of the shaft 35 with the rollers 47 during the axial displacement of the shaft 35. It follows the rotation of the shaft 35 by an angle determined. During the outward stroke, said rotations are entrenched and the resulting rotation of the shaft 35 is zero.
Lors de la course retour, la rotation de l'arbre 35 du convertisseur 36 de rotation continue en rotation intermittente est transmise, par son bout hexagonal 48, la douille 63 coopérant avec lui et fixée dans l'alésage du pignon 61, le pignon 61, l'arbre-pignon 68 du mécanisme 62 de transmission de la rotation et le manchon 69, à l'arbre 70 de rotation. L'arbre 70 de rotation transmet la rotation, par l'intermédiaire du manchon 82, de l'arbre 83 du réducteur 57 d'avancement, du couple de pignons 87 de rechange, de l'arbre intermédiaire 85, du demi-manchon frontal 86, au demi-manchon bilatéral 90, monté sur le bout cannelé 88 de l'arbre 56 d'avancement.L'arbre 56 d'avancement transmet la rotation à la vis 50 d'avancement, par l'intermédiaire de son bout hexagonal 55, engagé coaxialement dans le trou de la douille 54 avec laquelle il-coopere et qui est fixée dans l'alésage de la vis 50. En agissant pendant toute la durée de la course retour, par l'intermédiaire des écrous 51 du mandrin 52 d'avancement, dans les têtes 76 de serrage duquel sont fixées les ébauches 1, la vis 50 fait avancer ces ébauches 1 dans les cylindres 3 de travail de la longueur "m", en leur transmettant un déplacement relatif supplémentaire par rapport aux mandrins 2. La valeur Wm" de l'avancement est réglée par changement des pignons de rechange 87 du réducteur 57 d'avancement. During the return stroke, the rotation of the shaft 35 of the converter 36 of continuous rotation to intermittent rotation is transmitted by its hexagonal end 48, the sleeve 63 cooperating with it and fixed in the bore of the pinion 61, the pinion 61 , the pinion shaft 68 of the mechanism 62 for transmitting the rotation and the sleeve 69, to the shaft 70 for rotation. The shaft 70 of rotation transmits the rotation, via the sleeve 82, of the shaft 83 of the reduction gear 57 of advancement, of the pair of spare pinions 87, of the intermediate shaft 85, of the front half-sleeve 86, to the bilateral half-sleeve 90, mounted on the grooved end 88 of the advancement shaft 56. The advancement shaft 56 transmits the rotation to the advancement screw 50, by means of its hexagonal end 55, engaged coaxially in the hole of the socket 54 with which it cooperates and which is fixed in the bore of the screw 50. By acting throughout the duration of the return stroke, by means of the nuts 51 of the mandrel 52 advancement, in the clamping heads 76 of which the blanks 1 are fixed, the screw 50 advances these blanks 1 in the working cylinders 3 of length "m", by transmitting to them an additional relative displacement relative to the mandrels 2 The value Wm "of the advance is adjusted by changing the spare pinions 87 of the gear 57 advancement.
Grâce à la rotation continue du manchon 41 du convertisseur 36 de.rotation continue en rotation intermittente, dont les galets 47 coopèrent avec les surfaces hélicol- dales de l'arbre 35 qui y est engagé coaxialement, la conception du convertisseur 36 de rotation continue en rotation intermittente se trouve notablement simplifiée et sa fiabilité est bien plus grande. Thanks to the continuous rotation of the sleeve 41 of the converter 36 of continuous rotation in intermittent rotation, the rollers 47 of which cooperate with the helical surfaces of the shaft 35 which is engaged therein coaxially, the design of the converter 36 of continuous rotation in intermittent rotation is considerably simplified and its reliability is much greater.
La présence du mécanisme 62 de transmission de la rotation permet de réaliser avec un nombre minimal de pignons (deux pignons 61 et 68) la transmission de la rotation de l'arbre 35 du convertisseur 36 à l'arbre 70 de rotation, à partir duquel la rotation est transmise à la vis 50 d'avancement égaiement par un seul couple de pignons 87 de rechange. The presence of the rotation transmission mechanism 62 makes it possible to carry out, with a minimum number of pinions (two pinions 61 and 68), the transmission of the rotation from the shaft 35 of the converter 36 to the rotation shaft 70, from which the rotation is transmitted to the advancing screw 50 also by a single pair of spare pinions 87.
Les particularités constructives indiquées du laminoir faisant l'objet de l'invention permettent de réduire notablement le nombre d'engrenages dans la chaîne cinématique du mécanisme d'avancement, le plus compliqué et le plus fortement sollicité par les charges dynamiques dans le laminoir. The indicated constructional features of the rolling mill which is the subject of the invention make it possible to significantly reduce the number of gears in the kinematic chain of the advancement mechanism, the most complicated and the most highly stressed by the dynamic loads in the rolling mill.
Les particularités mentionnées permettent d'accroître la vitesse opératoire de tout le laminoir et, par conséquent, sa production. The features mentioned make it possible to increase the operating speed of the entire rolling mill and, consequently, its production.
La rotation des ébauches 1 s'effectue en commun avec les mandrins 2 et les barres porte-mandrin 60 lors de la course retour, simultanément avec leur avancement. The blanks 1 are rotated in common with the mandrels 2 and the mandrel bars 60 during the return stroke, simultaneously with their advancement.
La rotation de l'arbre 70 de rotation est alors transmise aux ébauches 1 par la douille 73 avec laquelle il coopère, les pignons 71, 74 et 77, les broches 75 et les têtes 76 de serrage, dans lesquelles sont fixées les ébauches 1.The rotation of the rotation shaft 70 is then transmitted to the blanks 1 by the sleeve 73 with which it cooperates, the pinions 71, 74 and 77, the pins 75 and the clamping heads 76, in which the blanks 1 are fixed.
D'une manière analogue, la rotation de l'arbre 70 est transmise aux barres porte-mandrin 60, serrées dans les mandrins 59, qui sont montés en bout des broches 58 du chariot 23. Les broches 58 reçoivent la rotation par l'intermédiaire des pignons 81 montés sur elles, du pignon intermédiaire 80 et de l'arbre-pignon 78, à partir de l'arbre 70 de rotation.Similarly, the rotation of the shaft 70 is transmitted to the chuck bars 60, clamped in the chucks 59, which are mounted at the end of the pins 58 of the carriage 23. The pins 58 receive the rotation via pinions 81 mounted on them, the intermediate pinion 80 and the pinion shaft 78, from the rotation shaft 70.
De la sorte, lors de la course retour, les ébauches 1 et les mandrins 2, fixés sur les barres porte-mandrin 60, tournent en synchronisme d'un même angle. In this way, during the return stroke, the blanks 1 and the mandrels 2, fixed on the mandrel bars 60, rotate in synchronism by the same angle.
Le laminage des ébauches 1 s'effectue jusqu'à ce que le mandrin 52 d'avancement arrive à la cage 4, puis le laminoir est arrêté. Les ébauches 1 sont alors desserrées par les têtes 76 du mandrin 52 d'avancement, les bouts des barres porte-mandrin 60 sont desserrées par les mandrins 59 du chariot 23 et de nouvelles ébauches 1 de tubes sont enfilées sur les barres porte-mandrin 60, jusqu'à butée de leur tranches contre les tranches des ébauches incompléte- ment laminées. Les bouts des barres porte-mandrin 60 sont serrés dans les mandrins 59 du chariot 23, et les ébauches 1 sont serrées dans les têtes 76 de serrage du mandrin 52 d'avancement des ébauches 1.Les têtes 38 de serrage du mandrin 31 d'attelage avant sont enclenchees. Elles serrent les ébauches incomplètement laminées et préviennent ainsi leur déplacement axial incontrôlé lors de la course aller et de la course retour sous l'action des forces d'inertie. The rolling of the blanks 1 takes place until the advancement mandrel 52 arrives at the stand 4, then the rolling mill is stopped. The blanks 1 are then loosened by the heads 76 of the advancement mandrel 52, the ends of the mandrel carrier bars 60 are loosened by the mandrels 59 of the carriage 23 and new tube blanks 1 are threaded onto the mandrel carrier bars 60 , until their edges stop against the edges of incompletely laminated blanks. The ends of the mandrel carrier bars 60 are clamped in the mandrels 59 of the carriage 23, and the blanks 1 are clamped in the heads 76 for clamping the mandrel 52 for advancing the blanks 1. The heads 38 for clamping the mandrel 31 of front hitch are engaged. They clamp the incompletely laminated blanks and thus prevent their uncontrolled axial movement during the outward and return travel under the action of inertial forces.
La rotation des ébauches de tubes incomplètement laminées s'effectue également pendant la course retour, en synchronisme avec la rotation des ébauches nouvellement engagées.The rotation of the incompletely laminated tube blanks is also carried out during the return stroke, in synchronism with the rotation of the newly engaged blanks.
Pour cela, la rotation de l'arbre 35 du convertisseur 36 de rotation continue en rotation intermittente est transmise par le pignon 40, monté sur le bout 34 de l'arbre 35, aux pignons 39 montés sur les broches 37 du mandrin 31 d'attelage avant. Les broches 37 font tourner les têtes 38 fixées sur leurs bouts, en commun avec les ébauches 1 incomplètement laminées qui y sont serrées. Les ébauches 1 incomplètement laminées sont poussées par les nouvelles jusqu'à ce que la tranche arrière du tube fini sorte de la cage. Ensuite les têtes de serrage 38 du mandrin 31 d'attelage avant desserrent le tube et celui-ci est transféré du chenal (non représenté) aux casiers de réception par des éjecteurs (non représentés) et tronçonné en longueurs prédéterminées. Ceci n'exclut pas le tronçonnage des tubes dans le chenal de réception.For this, the rotation of the shaft 35 of the converter 36 of continuous rotation to intermittent rotation is transmitted by the pinion 40, mounted on the end 34 of the shaft 35, to the pinions 39 mounted on the pins 37 of the mandrel 31 of front hitch. The pins 37 rotate the heads 38 fixed on their ends, in common with the incompletely laminated blanks 1 which are clamped there. The incompletely laminated blanks 1 are pushed by the new ones until the rear edge of the finished tube leaves the cage. Then the clamping heads 38 of the front coupling mandrel 31 loosen the tube and the latter is transferred from the channel (not shown) to the receiving bins by ejectors (not shown) and cut into predetermined lengths. This does not exclude the cutting of the tubes in the receiving channel.
La valeur del'avance "m" est choisie selon le matériau des ébauches et la réduction totale par passe. Elle peut varier de 1 à 8 mm. The advance value "m" is chosen according to the material of the blanks and the total reduction per pass. It can vary from 1 to 8 mm.
Le laminoir faisant l'objet de l'invention est doué de larges possibilités technologiques et permet de laminer des ébauches 1 de tubes en métaux et alliages extrêmement variés, avec une réduction allant jusqu'à 90% en épaisseur de paroi et jusqu'à 60% en diamètre intérieur. The rolling mill which is the subject of the invention is endowed with wide technological possibilities and makes it possible to laminate blanks 1 of tubes made of extremely varied metals and alloys, with a reduction of up to 90% in wall thickness and up to 60 % in internal diameter.
Le laminoir conforme à l'invention est particulièrement efficace dans le laminage des tubes en matériaux difficilement déformables et ayant tendance à coller. The rolling mill according to the invention is particularly effective in the rolling of tubes made of materials which are difficult to deform and which tend to stick.
Grâce à la conception simple et fiable du mécanisme 22 de mouvement rectiligne alternatif du chariot 23, du réducteur 57 d'avancement et de rotation de l'ébauche 1, ainsi qu'aux nouvelles liaisons cinématiques de ces mécanismes entre eux et à la liaison cinématique du convertisseur 9 de rotation uniforme en rotation non uniforme avec les cylindres 3 de travail, il s'est avéré possible de diminuer les charges dynamiques dans ces mécanismes et d'équilibrer les couples dynamiques, dus au mouvement rectiligne alternatif des ébauches 1 et des mécanismes les retenant, sur l'arbre 17 du mécanisme sinus 14.Ceci a permis d'augmenter la vitesse (cadence) opératoire du laminoir jusqu 160 coups par minute, dans le cas d'utilisation de cylindres 3 de travail d'un diamètre de 200 mm, et jusqu'à 140 coups par minute dans le cas d'utilisation de cylindres 3 de travail d'un diamètre de 300 mm, le laminage s'effectuant sur deux lignes, d'où une augmentation de la production du laminoir. Thanks to the simple and reliable design of the mechanism 22 of reciprocating rectilinear movement of the carriage 23, of the reduction gear 57 for advancing and rotating the blank 1, as well as to the new kinematic connections of these mechanisms to each other and to the kinematic connection of the converter 9 from uniform rotation to non-uniform rotation with the working cylinders 3, it has proved possible to reduce the dynamic loads in these mechanisms and to balance the dynamic torques, due to the rectilinear alternating movement of the blanks 1 and of the mechanisms retaining them, on the shaft 17 of the sinus mechanism 14. This made it possible to increase the operating speed (rate) of the rolling mill up to 160 strokes per minute, in the case of the use of working cylinders 3 with a diameter of 200 mm, and up to 140 strokes per minute in the case of the use of working rolls 3 with a diameter of 300 mm, the rolling being carried out on two lines, hence an increase in the production of the rolling mill.
En outre, le laminoir faisant l'objet de l'invention permet de laminer des ébauches pleines (barres). Pour cela, les barres porte-mandrin avec les mandrins sont enlevées et le laminage s'effectue par le procédé décrit plus haut
Outre les avantages indiqués plus haut, la conception du laminoir conforme à l'invention a permis de l'automatiser d'une manière simple et sûre.In addition, the rolling mill which is the subject of the invention makes it possible to laminate solid blanks (bars). For this, the mandrel bars with the mandrels are removed and the rolling is carried out by the process described above.
In addition to the advantages indicated above, the design of the rolling mill in accordance with the invention has made it possible to automate it in a simple and safe manner.
Exemple. Example.
Suivant le procédé de laminage de tubes au pas de pèlerin faisant l'objet de l'invention, l'ébauche 1 est déplacée de force avec le mandrin 2 en course aller et en course retour, les durées de ces courses étant égales. According to the method of rolling tubes with pilgrim's step which is the subject of the invention, the blank 1 is forcibly displaced with the mandrel 2 in the forward stroke and in the return stroke, the durations of these strokes being equal.
La vitesse de déplacement forcé de l'ébauche 1 avec le mandrin 2 et des mécanismes les retenant (chariot 23, mandrin 52 d'avancement, mandrin 31 d'attelage avant) et la vitesse de déplacement de l'ébauche 1 par les cylindres 3 de travail sont variées suivant une loi harmonique (proche de la loi sinusoïdale). L'accélération de l'ébauche 1 avec le mandrin 2 et des mécanismes les retenant, animés d'un mouvement rectiligne alternatif, varie suivant une loi cosinusoidale: W =V 2 S cos Y t
2
W étant l'accélération des masses "M" (ébauches 1 avec
mandrin 2 et mécanismes les retenant) animées d'un
mouvement rectiligne alternatif. Dans l'exemple con
sidéré M = 97 kg.s2/m; W,îa vitesse angulaire; SSle déplacement moyen de l'ébauche 1 pour tout
l'assortiment.Dans l'exemple considéré S = 0,3 m; 9,l'angle de rotation du rotor 13 du mécanisme sinus 14.The speed of forced displacement of the blank 1 with the mandrel 2 and of the mechanisms retaining them (carriage 23, mandrel 52 for advancement, mandrel 31 of front coupling) and the speed of displacement of the blank 1 by the cylinders 3 are varied according to a harmonic law (close to the sinusoidal law). The acceleration of the blank 1 with the mandrel 2 and of the retaining mechanisms, driven by an alternating rectilinear movement, varies according to a cosine law: W = V 2 S cos Y t
2
W being the acceleration of the masses "M" (blanks 1 with
mandrel 2 and mechanisms retaining them) animated by
alternative rectilinear movement. In the example con
flabbergasted M = 97 kg.s2 / m; W, the angular velocity; The average displacement of the blank 1 for all
the assortment. In the example considered S = 0.3 m; 9, the angle of rotation of the rotor 13 of the sinus mechanism 14.
W W. n
30 n étant la vitesse de rotation du rotor 13. Dans l'exemple
considéré n = 120 tr/min. W W. n
30 n being the speed of rotation of the rotor 13. In the example
considered n = 120 rpm.
# = 3,14.120
= 12,56s-1.
# = 3.14.120
= 12.56s-1.
30
= 1800 quand la masse "M" est au point mort, où l'accélération W est maximale.30
= 1800 when the mass "M" is in neutral, where the acceleration W is maximum.
W = 12,562 . cos 1800 = -23,81 m/s2
2
La force d'inertie F des masses "M" animées d'un mouvement rectiligne alternatif est déterminée par la formule
F = M.W.
W = 12.562. cos 1800 = -23.81 m / s2
2
The inertia force F of the masses "M" driven by an alternating rectilinear movement is determined by the formula
F = MW
Dans l'exemple considéré:
F = 97.(-23,81) = -2309,6 kg.In the example considered:
F = 97. (- 23.81) = -2309.6 kg.
Dans le procédé connu de laminage de tubes au pas de pèlerin, l'accélération est W = -42,85 m/s, et la force d'inertie, F = -4151,6 kg. In the known method of rolling tubes with pilgrim steps, the acceleration is W = -42.85 m / s, and the force of inertia, F = -4151.6 kg.
L'exemple fait apparaître que dans le procédé de laminage de tubes au pas de pèlerin faisant l'objet de l'invention, l'accélération et la force d'inertie sont presque deux fois plus petites que dans le procédé connu. The example shows that in the rolling process of pilgrim pitch tubes which is the subject of the invention, the acceleration and the force of inertia are almost twice as small as in the known process.
Ceci permet d'augmenter la vitesse de rotation du rotor 13, c'est-à-dire d'augmenter la vitesse opératoire du laminoir et, par conséquent, sa production. This makes it possible to increase the speed of rotation of the rotor 13, that is to say to increase the operating speed of the rolling mill and, consequently, its production.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8400821A FR2558396B1 (en) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | PROCESS FOR ROLLING PILGRIM PIPES, ROLLING MACHINE FOR ITS IMPLEMENTATION AND ROLLED TUBES ACCORDING TO SAID PROCESS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8400821A FR2558396B1 (en) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | PROCESS FOR ROLLING PILGRIM PIPES, ROLLING MACHINE FOR ITS IMPLEMENTATION AND ROLLED TUBES ACCORDING TO SAID PROCESS |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2558396A1 true FR2558396A1 (en) | 1985-07-26 |
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Cited By (2)
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CN109351777A (en) * | 2018-11-21 | 2019-02-19 | 杭州淳通新材料科技有限公司 | Revolving-rolling type produces and processes seamless conical pipe equipment and its production and processing method |
CN114798720A (en) * | 2022-04-04 | 2022-07-29 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | Hot-drawing type rolling method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3690850A (en) * | 1966-02-01 | 1972-09-12 | Sandvikens Jernverks Ab | Zirconium alloy tube with zirconium hydride inclusions |
US4184352A (en) * | 1978-06-08 | 1980-01-22 | Moskovsky Institut Stali I Splavov | Method for pilger rolling of tubes and mill for effecting same |
-
1984
- 1984-01-19 FR FR8400821A patent/FR2558396B1/en not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3690850A (en) * | 1966-02-01 | 1972-09-12 | Sandvikens Jernverks Ab | Zirconium alloy tube with zirconium hydride inclusions |
US4184352A (en) * | 1978-06-08 | 1980-01-22 | Moskovsky Institut Stali I Splavov | Method for pilger rolling of tubes and mill for effecting same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109351777A (en) * | 2018-11-21 | 2019-02-19 | 杭州淳通新材料科技有限公司 | Revolving-rolling type produces and processes seamless conical pipe equipment and its production and processing method |
CN114798720A (en) * | 2022-04-04 | 2022-07-29 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | Hot-drawing type rolling method |
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Publication number | Publication date |
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FR2558396B1 (en) | 1988-10-14 |
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