EP0072765B1 - Dispositif de changement d'outillage de laminoir à pas de pélerin - Google Patents
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- EP0072765B1 EP0072765B1 EP82420109A EP82420109A EP0072765B1 EP 0072765 B1 EP0072765 B1 EP 0072765B1 EP 82420109 A EP82420109 A EP 82420109A EP 82420109 A EP82420109 A EP 82420109A EP 0072765 B1 EP0072765 B1 EP 0072765B1
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
- B21B31/08—Interchanging rolls, roll mountings, or stand frames, e.g. using C-hooks; Replacing roll chocks on roll shafts
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- B21B21/005—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills with reciprocating stand, e.g. driving the stand
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- B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
- B21B31/08—Interchanging rolls, roll mountings, or stand frames, e.g. using C-hooks; Replacing roll chocks on roll shafts
- B21B31/14—Interchanging rolls, roll mountings, or stand frames, e.g. using C-hooks; Replacing roll chocks on roll shafts by pivotally displacing
Definitions
- the device and the tool change process, objects of the invention relate to rolling mills with cold pilgrim's steps, with moving cage, intended to laminate long pieces such as tubes or bars or the like.
- the cage supporting the rolls of the rolling mill is moved alternately with respect to the product to be rolled in synchronism with the rotation of the rolls , while the product to be rolled is intermittently advanced in the passage between the rolls.
- the working rolls of these rolling mills consist of rolled rolls in chocks generally carried by the cage which, moved in an alternating movement along the rolling axis, ensures by fixed racks the rotation of the rolls on the product to laminate and strictly maintains these rolls in position, by opposing by its structure the efforts to separate said rolls during rolling.
- a first method consists in manually intervening on the standstill cage positioned in the rolling mill. In the case of hoop cylinders, it is then possible, without removing the cylinder block, to remove the hoops. This intervention is delicate and dangerous because of the confinement of the device, the environment linked to the lubrication of the device and the weight of the parts to be handled. In addition, since we are already working on the stand of the rolling mill, we cannot proceed simultaneously on the stand or in the vicinity of it to other operations for changing auxiliary tools, such as pipe clamps , etc ... which has the effect of extending the overall tool change time.
- FR 1 347 991 also discloses a rolling mill, the working rolls of which are reciprocated are housed in a carriage which itself reciprocates within a fixed cage. Means are described which make it possible to separate the assembly of the cylinders from the carriage and to extract this assembly laterally through an opening provided in the fixed cage by means of two extraction rods.
- the object of the present invention is an improved device making it possible to change all or part of the working cylinders even more easily, in particular in the case of cylinders comprising hoops or shells.
- This invention consists of a rolling mill with cold-arri steps, with a movable cage, comprising a frame associated with the rolling mill which slides laterally with respect to said rolling mill and thus allows the extraction of the integral assembly of the cylinders and their annexes, means tilting constituted by a cradle mounted on an axis or on rollers being provided and arranged so as to be able to act on this frame on which is fixed all the cylinders and their annexes, so as to tilt the plane which passes through the cylinder axes until this plane reaches the desired inclination.
- the tilting means make it possible to tilt the plane while retaining the initial orientation of the axes of the cylinders.
- the plane is tilted to the horizontal or to the vicinity of the horizontal.
- the invention also relates to a process for changing rolls on a rolling vocational cold rolling mill, with a moving cage, according to claim 6.
- the tilting means allow rotation associated or not with a translation of the plane passing through the axis of the cylinders.
- the tilting means consist of a cradle mounted on rollers
- the rollers move on rails having an appropriate curvature.
- FIG. 1 there is a rolling mill (1) with civil steps comprising a cage, the uprights of which are seen in (2 and 3), two working rolls (4 and 4 ') with their chocks (5-5'-6 -6 ') and their rotational drive gears (7-7').
- the two cylinders (4-4 ') and their chocks (5-5'-6-6') are joined in known manner by rods and bolts.
- (6A) the housing of the heads thereof.
- all of the cylinders (4-4 '), their chocks (5-5'-6-6') and their drive sprockets (7-7 ') came out of the cage of the rolling mill (1) and fixed on a frame (8) which slides laterally with respect to the whole rolling mill (1) according to the prior art.
- This device makes it possible, after having raised the front rack (9) to exit the roll stand (1) fairly easily all of the two cylinders (4-4 ') and their annexes. We see however that to have access to the lower cylinder (4) and its chocks (5, 6), it is necessary to remove the upper cylinder (4 ') and its annexes (5', 6 ', 7'). The area in which the assembly of the two rolls is then does not allow, in view of the general mechanical design of the rolling mill, which is very dense in this part adjacent to the rolling mill proper, to make complex and multiple handling operations such as for example the provisional deposition of the upper cylinder.
- the solution then consists, taking into account the delicate problems posed by the adjustment of the two superimposed cylinder blocks to transport the assembly (4-4 ') with its annexes (5-5'-6-6'-7-7') in the tool shop.
- the handling of such an assembly is made difficult by its very large mass which, for a large rolling mill can be of the order of 8 to 10 tonnes.
- FIGs 2, 3 and 4 there is shown a rolling mill with cold crawl steps (10), comprising a cage (11), equipped according to the invention.
- the assembly of the two working cylinders 12-12 ') of their chocks (13-13'-14-14') and their rotational drive pinions (15-15 ') is mounted on a frame (16) , which can itself be secured with a cradle (17), mounted on a horizontal axis (18) parallel to the axes of the working rolls and therefore perpendicular to the rolling axis.
- This axis (18) allows the cradle (17), the frame (16) and the set of two cylinders (12-12 ') with their annexes, to pivot by rotation in a vertical plane parallel to the rolling axis , that is to say the axis of movement of the parts to be laminated, the axes of the cylinders (12-12 ') retaining the same orientation.
- the two frets, lower (20) and upper (20 ') can be changed on site without having to dismantle the entire upper cylinder (12') and its annexes.
- the adjustment and setting of the two frets (20-20 ') is done in relation to the shafts (21-21') of each of the working cylinders (12-12 ') without having to move or adjust the relative position of the shafts (21-21 ') themselves, nor the rest of the cylinders (12-12').
- the work of changing the frets (20-20 ') and their annexes is greatly facilitated.
- the lateral drive device for the frame (16) is shown diagrammatically in FIG. 2 by a telescopic jack (22).
- the frame (16) also comprises a jack (23) actuating a device of inclined shims which allows, according to a known technique, to release all of the cylinders (12-12 ') and their annexes when they are taken to take them remove from the stand (11) of the rolling mill (10).
- the device for tilting the frame (16) by the cradle (17) is designed so as to take advantage of the little space available and not to hinder the passage of the mechanical devices of the rolling mill.
- a bore (24) in the base (25) is provided to allow the passage of the shaft controlling the rotation of the product to be laminated.
- the rolling mill kinematics control assembly (rolling kinematics, rotation kinematics, advance kinematics) as well as the entire tool change device is located on the same side of the rolling mill relative to the plane vertical passing through the rolling axis, thus completely freeing the other side.
- the device for controlling the rotation of the cradle (17) around the axis (18) is not represented. It can be carried out in various ways well known to those skilled in the art. It is also understood that the frame (16) is designed in such a way that it can successively move laterally, to ensure the extraction of the integral assembly of the cylinders, from the stand (11) of the rolling mill (10) , then freely tilt with the cradle (17).
- said cradle (17) has a side face (26).
- the face (26) of the cradle (17) comes to bear on a stop (27).
- the use of the device is easily understandable by examining FIGS. 2, 3 and 4.
- the chocks (13-13'-14-14 ') are held together 2 to 2 by connection means not shown.
- the set of cylinders is released from the cage (11) by the action of the jack (23).
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Description
- Le dispositif et le procédé de changement d'outillage, objets de l'invention, concernent les laminoirs à pas de pèlerin à froid, à cage mobile, destinés à laminer des pièces longues telles que des tubes ou des barres ou des éléments analogues.
- Comme l'expose, par exemple, le brevet français FR 1 602 013, dans les laminoirs de ce type, la cage supportant les cylindres du laminoir est animée d'un mouvement alternatif par rapport au produit à laminer en synchronisme avec la rotation des cylindres, tandis que le produit à laminer est avancé de façon intermittente dans le passage entre les cylindres. Les cylindres de travail de ces laminoirs sont constitués de cylindres montés à roulement dans des empoises portées en général par la cage qui, mue d'un mouvement alternatif selon l'axe de laminage, assure par des crémaillères fixes la rotation des cylindres sur le produit à laminer et maintient strictement ces cylindres en position, en s'opposant par sa structure aux efforts d'écartement desdits cylindres pendant le laminage. Ces cylindres de travail comportent des cannelures qui donnent aux pièces laminées la forme souhaitée; ils sont soit monobloc, on parlera alors de cylindres à cannelures circulaires, soit pourvus de frettes ou coquilles cannelées venant se fixer sur un bloc de fixation monté à demeure, on parlera alors de cylindres à cannelures semi- circulaires.
- Dans ta marche courante des laminoirs ci- dessus, il est nécessaire de pouvoir procéder aisément au changement des cylindres de travail ou de leurs frettes par exemple pour changer les dimensions à laminer, rectifier les cannelures usées ou entretenir le laminoir. Ce changement des cylindres de travail ou de leurs frettes, effectué par les méthodes classiques est une opération longue, délicate, et qui a l'inconvénient d'immobiliser le laminoir en le rendant improductif pendant un temps assez long. Cette opération sera d'autant plus dangereuse pour le personnel que le poids des cylindres est important, ce qui est le cas de gros laminoirs par exemple ceux capables de prendre des ébauches tubulaires de diamètre extérieur 200 mm dont les cylindres peuvent atteindre des dimensions de l'ordre de 700 mm de diamètre, les frettes pesant de l'ordre de 500 à 700 kg.
- Il existe déjà différentes méthodes de changement des cylindres ou de leurs frettes sur des laminoirs existants.
- Une première méthode consiste à intervenir manuellement sur la cage arrêtée et positionnée dans le laminoir. Dans le cas des cylindres à frettes, on peut alors, sans retirer le bloc cylindre, enlever les frettes. Cette intervention est délicate et dangereuse du fait du confinement du dispositif, de l'environnement lié à la lubrification du dispositif et du poids des pièces à manutentionner. Par ailleurs, étant donné que l'on travaille déjà sur la cage du laminoir, on ne peut pas procéder simultanément sur la cage ou au voisinage de celle-ci à d'autres opérations de changement d'outillages annexes, tels que pince-tubes, etc... ce qui a pour effet de prolonger le temps global de changement d'outillage.
- Une autre méthode connue consiste, lorsque le laminoir est arrêté, l'ensemble des deux cylindres de travail avec leurs empoises étant solidaires, à fixer cet ensemble sur un bâti qui coulisse latéralement, par rapport au laminoir. Ce bâti, le plus souvent associé de façon permanente au laminoir, vient prendre l'ensemble des deux cylindres dans la cage du laminoir et après l'avoir dégagé de la cage, le déplace latéralement par rapport au laminoir. On connaît aussi par le FR 1 347 991 un laminoir dont les cylindres de travail animés d'un mouvement alternatif sont logés dans un chariot qui effectue lui-même un mouvement alternatif à l'intérieur d'une cage fixe. Des moyens sont décrits qui permettent de désolidariser l'assemblage des cylindres du chariot et d'extraire latéralement cet assemblage à travers une ouverture prévue dans la cage fixe au moyen de deux tiges d'extraction. Ces différents dispositifs facilitent l'entretien de ces laminoirs en permettant le changement de tout ou partie des cylindres de travail en dehors de la cage du laminoir. Cependant les cylindres de travail restent maintenus superposés et solidarisés mécaniquement l'un au-dessus de l'autre comme dans leur position de travail à l'intérieur de la cage. Pour avoir accès au cylindre de travail inférieur, il est nécessaire d'enlever l'ensemble du cylindre supérieur avec ses empoises et son outillage. Il faut alors transporter à l'atelier d'outillage, l'ensemble des deux cylindres montés pour procéder au changement des cylindres.
- L'objet de la presente invention est un dispositif perfectionné permettant de changer plus facilement encore tout ou partie des cylindres de travail, en particulier dans le cas de cylindres comportant des frettes ou coquilles.
- Cette invention consiste en un laminoir à pas de pèlerin à froid, à cage mobile, comprenant un bâti associé au laminoir qui coulisse latéralement par rapport audit laminoir et permet ainsi l'extraction de l'ensemble solidaire des cylindres et de leurs annexes, des moyens de basculement constitués par un berceau monté sur un axe ou sur des galets étant prévus et disposés de façon à pouvoir agir sur ce bâti sur lequel est fixé l'ensemble des cylindres et de leurs annexes, de façon à incliner le plan qui passe par les axes des cylindres jusqu'à ce que ce plan atteigne l'inclinaison voulue. Le plus souvent, les moyens de basculement permettent d'incliner le plan tout en conservant l'orientation initiale des axes des cylindres. Préférentiellement, on incline le plan jusqu'à l'horizontale on jusqu'au voisinage de l'horizontale.
- L'invention concerne aussi un procédé de changements de cylindres sur laminoir à pas de pèlerin à froid, à cage mobile, conforme à la revendication 6.
- Les moyens de basculement permettent une rotation associée ou non à une translation du plan passant par l'axe des cylindres.
- Quand les moyens de basculement sont constitués par un berceau monté sur des galets, les galets se déplacent sur des rails ayant une courbure appropriée.
- Les figures et l'exemple ci-après décrivent de façon non limitative un mode particulier de réalisation de l'invention.
- La figure 1 représente schématiquement en vue cavalière un dispositif de changement de cylindres par montage sur un bâti coulissant de l'art antérieur.
- La figure 2 représente en coupe perpendiculaire à l'axe de laminage un dispositif selon l'invention.
- La figure 3 représente le même dispositif en vue latérale, selon l'axe XX' de la figure 2 du dispositif de basculement, les axes des cylindres se trouvant dans un plan vertical avant basculement.
- La figure 4 représente le même dispositif en vue latérale et en coupe par le plan médian AA de la figure 2 après basculement du bâti, les axes des cylindres de travail étant alors dans un plan horizontal pour changement des frettes.
- En figure 1, on distingue un laminoir (1) à pas de pélerin comportant une cage dont on voit les montants en (2 et 3), deux cylindres de travail (4 et 4') avec leurs empoises (5-5'-6-6') et leurs pignons d-entraînement en rotation (7-7'). Les deux cylindres (4-4') et leurs empoises (5-5'-6-6') sont solidarisés de façon connue par des tiges et des boulons. On aperçoit en (6A) les logements des têtes de ceux-ci. Dans cette figure, l'ensemble des cylindres (4-4'), de leurs empoises (5-5'-6-6') et de leurs pignons d-entraînement (7-7'), est sorti de la cage du laminoir (1) et fixé sur un bâti (8) qui coulisse latéralement par rapport à l'ensemble du laminoir (1) selon l'art antérieur. Ce dispositif permet, après avoir relevé la crémaillière avant (9) de sortir assez aisément de la cage du laminoir (1) l'ensemble des deux cylindres (4-4') et de leurs annexes. On voit cependant que pour avoir accès au cylindre inférieur (4) et à ses empoises (5, 6), il faut enlever le cylindre supérieur (4') et ses annexes (5', 6', 7'). La zone dans laquelle se trouve alors l'ensemble des deux cylindres ne permet pas, vue la conception générale mécanique de laminoir, très dense dans cette partie voisine du laminoir proprement dit, de faire des manutentions complexes et multiples comme par exemple le dépôt provisoire du cylindre supérieur. La solution consiste alors, compte tenu des problèmes délicats posés par le réglage des deux blocs-cylindres superposés à transporter l'ensemble (4-4') avec ses annexes (5-5'-6-6'-7-7') dans l'atelier d'outillage. Mais la manipulation d'un tel ensemble est redue difficile par sa masse très importante qui, pour un gros laminoir peut être de l'ordre de 8 à 10 tonnes.
- En figures 2, 3 et 4, est représenté un laminoir à pas de pélerin à froid (10), comportant une cage (11), équipé suivant l'invention. L'ensemble des deux cylindres de travail 12-12') de leurs empoises (13-13'-14-14') et de leurs pignons d'entraînement en rotation (15-15') est monté sur un bâti (16), qui peut être lui-même solidarisé avec un berceau (17), monté sur un axe horizontal (18) parallèle aux axes des cylindres de travail et donc perpendiculaire à l'axe de laminage. Cet axe (18) permet au berceau (17), au bâti (16) et à l'ensemble des deux cylindres (12-12') avec leurs annexes, de basculer par rotation dans un plan vertical parallèle à l'axe de laminage, c'est-à-dire l'axe du déplacement des pièces à laminer, les axes des cylindres (12-12') conservant la même orientation.
- On voit figures 3 et 4, que ce dispositif est particulièrement avantageux pour les laminoirs dont les cylindres (12-12') ne travaillent que par rotation d'un demi-tour et dont, par suite, les cannelures de travail (19-19') peuvent être tracées sur des frettes amovibles (20-20') en forme de demi-coquilles. Ces frettes (20-20') constituent alors des pièces d'usure que l'on peut remplacer relativement fréquemment et facilement. Leur poids est faible par rapport à l'ensemble, de l'ordre de 500 à 700 kg par demi-coquille. En position horizontale de berceau (17), comme représenté en figure 4, les deux frettes (20-20') relativement légères peuvent être manipulées l'une et l'autre par une simple potence de service (P) de capacité inférieure à une tonne. Le changement des deux frettes, inférieure (20) et supérieure (20') peut se faire sur place sans avoir à démonter l'ensemble du cylindre supérieur (12') et de ses annexes. Le réglage et le calage des deux frettes (20-20') se font par rapport aux arbres (21-21') de chacun des cylindres de travail (12-12') sans avoir à déplacer, ni régler la position relative des arbres (21-21') eux-mêmes, ni du reste des cylindres (12-12'). Le travail de changement des frettes (20-20') et de leurs annexes est grandement facilité.
- Le dispositif d'entraînement latéral du bâti (16) est représenté schématiquement en figure 2 par un vérin téléscopique (22). Le bâti (16) comporte également un vérin (23) actionnant un dispositif de cales inclinées qui permet selon une technique connue, de dégager l'ensemble des cylindres (12-12') et leur annexes lorsque l'on vient les prendre pour les retirer de la cage (11) du laminoir (10).
- Le dispositif de basculement du bâti (16) par le berceau (17) est conçu de manière à tirer parti de peu d'espace disponible et à ne pas gêner le passage des dispositifs mécaniques du laminoir. C'est ainsi qu'un alésage (24) dans le socle (25) est prévu pour permettre le passage de l'arbre commandant la rotation du produit à laminer.
- Ainsi, l'ensemble de commande cinématique de laminoir (cinématique de laminage, cinématique de rotation, cinématique d'avance) ainsi que l'ensemble du dispositif de changement d'outillage se trouve situé d'un même côté du laminoir par rapport au plan vertical passant par l'axe de laminage, libérant ainsi totalement l'autre côté.
- Le dispositif de commande de la rotation du berceau (17) autour de l'axe (18) n'est pas représenté. Il peut être réalisé de différentes façons bien connues de l'homme de l'art. Il est bien entendu par ailleurs que le bâti (16) est conçu de tell façon qu'il puisse successivement de déplacer latéralement, pour assurer l'extraction de l'ensemble solidaire des cylindres, de la cage (11) du laminoir (10), puis librement basculer avec le berceau (17).
- Pour soutenir les empoises (13-13'-14-14') au cours du basculement de berceau (17), comme représenté aux figures 3 et 4, ledit berceau (17) comporte une face latérale (26).
- En fin de course, la face (26) du berceau (17) vient en appui sur une butée (27). L'utilisation du dispositif est facilement compréhensible par l'examen des figures 2, 3 et 4. Pour une opération, par exemple de changement des frettes (20-20') on commence par relever la crémaillère (28). Les empoises (13-13'-14-14') sont maintenues solidaires 2 à 2 par des moyens de liaison non représentés. On avance le bâti (16) sous les cylindres (12-12') et les empoises inférieures (13-14). On dégage de la cage (11) l'ensemble des cylindres par action du vérin (23). Par action du vérin (22), on retire latéralement dans le sens de la flèche F, l'ensemble des cylindres (12-12') et leurs annexes reposant sur le bâti (16), comme représenté en figures 2 et 3. Lorsque le bâti (16) est suffisamment écarté, et que les cylindres (12-12') se trouvent au-dessus du berceau (17), on fait basculer celui-ci autour de sont axe (18) qui entraîne en rotation l'ensemble du bâti (16) et des cylindres (12-12'). On voit figure 4 que, en fin de course, les axes des cylindres (12-12') se trouvent dans un même plan sensiblement horizontal, le berceau (17) étant en appui sur la butée (27). On peut ainsi effectuer aisément toutes opérations de changement des frettes (20-20'). On remet enfin les deux cylindres (12-12') et leurs annexes en place dans la cage de laminoir (11) par des opérations inverses de basculement du berceau (17) puis de translation du bâti (16).
- Ainsi, dans le cas d'un laminoir à pas de pélerin incorporant le dispositif objet de l'invention, permettant de produire des tubes finis de 150 mm de diamètre extérieur, on a constaté que, pour des cylindres comportant des frettes en demi-coquilles de 700 mm de diamètre extérieur, le temps global de changement d'outillage (ce temps incluant le changement d'outillages annexes, tels que le pince-tubes) est divisé environ par deux par rapport au temps nécessaire pour réaliser les mêmes opérations pour un laminoir classique, selon l'une ou l'autre des techniques décrites dans l'art antérieur.
- Bien que l'invention ait été décrite dans une cas particulier, elle recevra application pour tout laminoir à pas de pélerin à froid, à cage mobile, mettant en oeuvre de tels dispositifs. Tel est le cas si par exemple le laminoir comporte en plus des cylindres de travail, des cylindres d'appui ou si les cylindres de travail comportent plusieurs cannelures réparties sur la longueur de la table.
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