FR2522995A1 - Cage de laminoir en etoile avec haute pression obtenue par multiplicateur - Google Patents

Cage de laminoir en etoile avec haute pression obtenue par multiplicateur Download PDF

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE LE TRAVAIL DES METAUX PAR DEFORMATION, PLUS PRECISEMENT PAR LAMINAGE. LA CAGE DE LAMINOIR FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST CARACTERISEE NOTAMMENT EN CE QUE LE MECANISME DE DEPLACEMENT RADIAL DES CYLINDRES DE TRAVAIL PAR RAPPORT A L'AXE DU CALIBRE COMPREND UN SYSTEME POUR LE CHANGEMENT PAR BOND DE LA PRESSION DU FLUIDE MOTEUR DANS LES CHAMBRES 12 DES VERINS 7, REALISE SOUS LA FORME DE MULTIPLICATEURS 14 EN NOMBRE EGAL A CELUI DES VERINS 7, LE CYLINDRE DE CHACUN D'EUX ETANT RIGIDEMENT LIE AU CYLINDRE DU VERIN 7 CORRESPONDANT. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE EN PARTICULIER POUR LE LAMINAGE A FROID DE PROFILES DE PRECISION, AINSI QUE DE PIECES CYLINDRIQUES ETAGEES OU DENTEES.

Description

La présente invention concerne le domaine de l'usinage des métaux par déformation, plus particulièrement le matériel de laminage, et a notamment pour objet une cage de laminoir.
L'invention peut être appliquée avec une efficacité maximale dans les construction mécaniques, en particulier pour le laminage à froid de profilés de précision, ainsi que de pièces cylindriques étagées ou dentées du type barre à amincissements aux extrémités, arbres cannelés, pignons, barres polygonales.
Dans le laminage, on emploie largement des cages de laminoir dans lesquelles les cylindres de travail forment un calibre, qui est essentiellement de configuration identique à celle de la section droite du profilé à laminer. Par suite des grands efforts de laminage et de la rigidité limitée, ces cages de laminage n'assurent pas la précisionrequise des profilés et des pièces laminées, aussi ne permettent-elles principalement que le laminage de produits de départ en ébauches de pièces, qui nécessitent ensuite un usinage définitif par enlèvement de matière.
Pour élever la précision du laminé et réduire le volume de l'usinage définitif par enlèvement de matière, dans les ateliers de laminage on dispose d'ordinaire lesdites cages de laminoir en série, de telle façon que, dans les cages successives, le calibre se rapproche progressivement de la configuration de la section droite du profilé à laminer. Toutefois, par suite du fait qu'une telle disposition des cages de laminoir allonge considérablement les lignes de production, complique le matériel de laminage et requiert de grandes aires de production, les cages indiquées ne sont pratiquement pas utilisées dans les constructions mécaniques.
Dans les constructions mécaniques, on emploie une cage de laminoir dans le corps de laquelle sont montés des cylindres de travail ayant la possibilité de tourner et formant le calibre, et les vérins d'un mécanisme de déplacement des cylindres de travail dans la direction radiale par rapport à l'axe du calibre, ces vérins étant en nombre égal au nombre de cylindres de taavail et chacun d'eux étant lié cinématiquement au cylindre de travail correspondant. Vu que, dans ces dispositifs , le laminage des pièces s'effectue par déplacement relatif de la pièce et du calibre le long de son axe, pour obtenir la précision prescrite des pièces laminées il faut que la disposition des cylindres de travail par rapport à l'axe du calibre soit rigoureusement symétrique et que l'axe de la pièce soit confondu avec l'axe du calibre.
Le mécanisme de déplacement des cylindres dans la direction radiale par rapport à l'axe du calibre permet de réaliser périodiquement, par exemple après chaque déplacement relatif du profil à laminer et du calibre le long de son axe, un changement progressif de la forme du calibre, en la rapprochant de la configuration de la section droite du profil à obtenir. Cela donne la possibilité de diminuer notablement les efforts de laminage et d'augmenter ainsi la précision du façonnage, tout en réduisant considérablement les lignes de production et les besoins des aires de production.Toutefois, cette possibilité n'est pratiquement pas utilisée, car les mécanismes de déplacement des cylindres de travail dans les cages indiquées n'assurent pas une disposition rigoureusement symétrique des cylindres de travail par rapport au profilé à laminer centré dans la cage ; il s'ensuit que, lors du laminage, le calibre fléchit et se déforme en provoquant une forte baisse de la précision des profilés laminés.
Un abaissement analogue de la précision des profilés laminés est provoqué dans les cages de laminoirs indiquées par l'inaptitude de leurs mécanismoede déplacement des cylindres de travail à compenser les déformations élastiques des cages et à conserver rigidement la position relative des cylindres de travail pendant le laminage.
C'est pourquoi la création de cages de laminoirs dans lesquelles le mécanisme de déplacement des cylindres de travail dans la direction radiale par rapport à l'axe du calibre assurerait une situation rigoureusement symétrique des cylindres de travail par rapport au profilé à laminer, centré dans le calibre, et la conservation de la forme du calibre pendant le laminage, indépendamment de la rigidité de la cage du laminoir, est un problème d'actualité dont la solution a une grande importance.
On connatt une cage de laminoir (cf. certificat d'auteur URSS N0 149 383, classe B21h 7/14, publié dans le bulletin "Découvertes, inventions, modèles industriels et marques de fabrique", NO 16, 1962), dans laquelle, pour élever la précision du laminé, le mécanisme de déplacement des cylindres de travail comprend des coins en nombre égal au nombre desdits cylindres, chacun desquels est monté de façon qu'il puisse se déplacer entre le support du cylindre de travail correspondant et le corps. La présence de coins dans le mécanisme de déplacement des cylindres de travail permet de compenser les imprécisions de fabrication des pièces de la cage et ses déformations élastiques sous l'action des efforts de laminage, et d'élever ainsi la précision du laminé.Toutefois, par suite des efforts de laminage considérables, des hétérogénéités des propriétés mécaniques du métal à laminer et de l'inaptitude du mécanisme de déplacement des cylindres de travail à compenser les déformations élastiques de la cage de laminoir lors des variations des efforts de laminage, de telles cages ne permettent pas d'obtenir une élévation notable de la précision du laminé.
Dans une autre cage de laminoir (cf. certificat d'auteur URSS NO 243 018, classe B21h 3/04, publié dans le bulletin "Découvertes, inventions, modèles industriels, marques de fabrique", NO 30 du 30.09.69), le mécanisme de déplacement des cylindres de travail dans la direction radiale par rapport à l'axe du calibre comprend des gabarits reproducteurs en nombre égal au nombre de cylindres de travail, chacun de ces gabarits étant monté de façon qu'il puisse se déplacer entre le support du cylindre de travail et le corps, ainsi que des vérins,en nombre égal au nombre de gabarits reproducteurs, pour le déplacement de ces gabarits.Le présence de gabarits reproducteurs dans le mécanisme de déplacement des cylindres de travail permet de diminuer notablement les efforts de laminage et les déformations élastiques de la cage du laminoir sous l'action de ces efforts, et, par conséquent, d'élever la précision des profilés laminés.
Toutefois, une telle réalisation du mécanisme de déplacement des cylindres de travail n'assure pas la compensation des déformations élastiques de la cage, ce qui ne permet pas d'obtenir une précision fiable des profilés laminés dans chaque lot fabriqué, quand les efforts de laminage varient par suite des hétérogénéités des propriétés mécaniques du matériau des profilés.
Dans encore une autre cage connue (cf. certificat d'auteur URSS NO 350 553, classe B21h 7/14, publié dans le bulletin "Découvertes, inventions, modèles industriels, marques de fabrique", NO 27 du 13.09.72), le mécanisme de déplacement des cylindres de travail dans la direction radiale par rapport à l'axe du calibre comprend des coins en nombre égal à celui des cylindres de travail, chacun de ces coins étant monté de façon qu'il puisse se déplacer dans le sens de son sommet entre le support du cylindre de travail correspondant et le corps, et chacun d'eux comportant une butée franche pour limiter son déplacement.
Une telle réalisation du mécanisme de déplacement des cylindres de travail permet de réduire à un minimum les efforts de laminage et les déformations élastiques de la cage de laminoir sous l'action de ces efforts, ce qui donne la possibilité d'élever la précision des profilés laminés. Toutefois, cette possibilité est difficilement réalisable par suite des erreurs se produisant dans le déplacement des coins, erreurs qui altèrent la symétrie de la position des cylindres de travail lors du laminage et provoquent des flexions et des incurvations des profilés laminés.En outre, même quand les efforts de laminage sont minimaux, la cage en question n'assure pas une précision stable des profilés laminés, par suite des variations de ces efforts et de l'importance des déformations élastiques de la cage du laminoir, résultant de la non uniformité des propriétés mécaniques du matériau des profilés laminés.
De grandes possibilités pour une diminution des efforts de laminage et une élévation de la précision du laminé par suppression de l'influence des déformations élastiques de la cage de laminoir sur la précision du laminé sont offertes par les cages de laminoir dans lesquelles le mécanisme de déplacement des cylindres de travail dans la direction radiale par rapport à l'axe du calibre comprend des vérins.
La cage de laminoir la plus proche par son principe technique de celle faisant l'obJet de l'invention est une cage de laminoir (cf. certificat d'auteur URSS NO 192 745, classe B2îh 1/00, publié dans le bulletin "Découvertes, inventions, modèles industriels, marques de fabriquen nO 6 du 2.03.67) dans le corps de laquelle des cylindres de travail, montés de façon qu'ils puissent tourner, constituent un calibre et sont liés cinématiquement à un mécanisme les déplaçant radialement par rapport à l'axe du calibre et comprenant des vérins en nombre égal à celui des cylindres de travail.
Le laminage des profilés dans cette cage de laminoir s'effectue par déplacement rectiligne alternatif relatif du profilé à laminer et du calibre le long de son axe. Durant le laminage, les cylindres de travail se déplacent par rapport au profilé à laminer, centré dans le calibre, sous l'action des efforts produits par les vérins. La cote finale du profilé laminé est obtenue après plusieurs déplacements rectilignes alternatifs relatifs du profilé à laminer et du calibre le long de son axe, et elle est limitée par une butée franche réglée à la cote définitive du profilé et limitant le déplacement des cylindres de travail lors du laminage.
Une telle réalisation du mécanisme de déplacement des cylindres de travail dans la direction radiale par rapport à l'axe du calibre de la cage de laminoir assure une grande précision de la section droite des profilés laminés, grâce à la diminution notable des efforts de laminage et à la suppression de l'influence des déformations élastiques sur la précision du profilé laminé.
Toutefois, par suite de l'irrégularité de la réduction du profilé à laminer par les cylindres de travail, due aux différences entre les efforts développés par les vérins et, par conséquent, par les différences entre les vitesses de déplacement des cylindres de travail vers l'axe du calibre, les profilés à laminer fléchissent et s'incurvent, ce qui abaisse notablement la précision des profilés laminés.
Cette circonstance nécessite le recours à des synchronisateurs mécaniques de la vitesse de déplacement des cylindres de travail vers l'axe du calibre, synchronisateurs qu'il est difficile d'incorporer dans la structure des cages de laminoirs, notamment celles à cylindres multiples, et dont la basse fiabilité ne permet pas d'élever notablement la précision des profilés laminés.
On s'est donc proposé de créer une cage de laminoir dont le mécanisme de déplacement des cylindres de travail serait de conception telle qu'il permettrait, par variation de la pression dans les chambres de ses vérins au moment du passage des cylindres de travail du régime de marche à vide au régime de fonctionnement en charge, d'élever la précision de façonnage du laminé et, en même temps, d'accroitre le rendement de la cage de laminoir.
ce problème est résolu grâce à une cage de laminoir dans le corps de laquelle sont montés des cylindre de travail mobiles en rotation, formant un calibre et liés cinématiquement à un mécanisme assurant leur déplacement radial par rapport à l'axe du calibre et comprenant des vérins montés dans ledit corps en nombre égal à celui des cylindres de travail, caractérisée,d'après l'invention, en ce que le mécanisme de déplacement radial des cylindres de travail par rapport à l'axe du calibre comprend un système pour le changement par bond de la pression du fluide moteur dans les chambres des vérins, réalisé sous la forme de multiplicateurs en nombre égal à celui des vérins, le cylindre de chacun d'eux étant rigidement lié au cylindre du vérin correspondant, la chambre haute pression étant mise en communication avec la chambre du vérin et raccordée à la chambre basse pression du multiplicateur par l'intermédiaire d'un élément d'arrêt coupant la communication entre les chambres haute et basse pression quand le pression du fluide moteur s'accrott dans la chmabre du vérin au moment du façonnage de la pièce.
Grâce à la présence, dans le mécanisme de déplacement des cylindres de travail dans la direction radiale par rapport à l'axe du calibre, d'un système pour le changement par bond de la pression du fluide dans les chambres des vérins, le déplacement à vide des cylindres de travail
Jusqu'à leur mise en contact avec le profilé à laminer s'effectue sous basse pression, et le déplacement en charge des cylindres de travail lors de la réduction du profilé à laminer s'effectue sous haute pression du fluide moteur.
Le mécanisme de déplacement des cylindres de travail ainsi conçu assure une transition par bond entre les vitesses de déplacement à vide et en charge: augmentation de la vitesse de déplacement à vide et diminution brusque de la vitesse de déplacement en charge. Grâce à un tel changement par bond de la pression du fluide moteur dans les chambres des vérins et au changement correspondant des vitesses de déplacement à vide et en charge des cylindres de travail vers l'axe du calibre, on obtient une réduction uniforme et le centrage du profilé à laminer dans les cylindres de travail; la flexion du profilé diminue et par conséquent la précision du profilé laminé s'élève.
Il est avantageux que, dans la cage de laminoir, d'après l'invention, chaque élément d'arrêt soit réalisé sous forme d'un tiroir placé dans un alésage axial ménagé dans le piston du multiplicateur correspondant et rigidement solidaire du piston du vérin.
Une telle réalisation de l'élément d'arrêt permet d'utiliser les chambres auxiliaires des multiplicateurs pour les déplacements des cylindres de travail dans le sens de leur éloignement de l'axe du calibre et pour le réglage de la vitesse du déplacement à vide des cylindres de travail par variation de la pression du fluide moteur dans les chambres auxiliaires des multiplicateurs lors du déplacement à vide des cylindres de travail. Ceci rend fiable le mécanisme de déplacement des cylindres de travail, diminue les irrégularités de réduction du profilé à laminer dans les cylindres de travail et améliore donc le centrage des cylindres de travail par rapport au profilé à laminer, ainsi que la précision de ce profilé.
Il est avantageux, d'après l'invention, que les chambres haute pression de tous les multiplicateurs soient mises en communication entre elles, et que les chambres basse pression de ces multiplicateurs soient elles aussi mises en communication entreelles.
La mise en communication des chambres haute pression de tous les multiplicateurs hydrauliques permet de synchroniser le déplacement en charge des cylindres de travail vers l'axe du calibre d'après l'effort de réduction et d'accroître encore la précision des profilés laminés.
Il est avantageux aussi, dans le cas d'un nombre pair de cylindres de travail, que les chambres haute pression de tous les multiplicateurs pairs soient mises en communication entre elles, et que les chambres basse pression de ces multiplicateurs soient elles aussi mises en communication entre elles, les chambres haute et basse pression de tous les multiplicateurs impairs étant dans ce cas mises respectivement en communication entreelles, de même que celles des multiplicateurs pairs.
Une telle mise en communication des chambres haute pression des multiplicateurs permet de réaliser unve réduction uniforme du profilé à laminer, soit alternativement, d'abord par les cylindres de travail impairs, puis par les cylindres de travail pairs, soit simultanément par tous les cylindres de travail, mais avec des efforts différents. Une telle réduction alternée du profilé à laminer dans les cylindres de travail permet de diminuer encore plus l'effort de laminage et d'accrottre ainsi considérablement la précision des pièces laminées.En outre, la mise en communication indiquée des chambres haute pression des multiplicateurs permet, en cas de laminage de pièces étagées cylindriques, d'accrottre fortement le rendement de la cage de laminoir grâce à l'utilisation de cylindres de travail à cannelures différentes.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront 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 auxdessim non limitatifs annexes' dans lesquels::
- la figure 1 représente schématiquement une partie d'une cage de laminoir à deux positions de travail du mécanisme de déplacement des cylindres de travail par rapport à l'axe du calibre (coupe longitudinale), d'après l'invention;
- la figure 2 représente une variante de réalisation de la cage de laminoir avec trois cylindres de travail (coupe longitudinale), d'après l'invention;
- la figure 3 représente une variante de réalisation de la cage de laminoir avec six cylindres de travail (coupe transversale), d'après l'invention;
- les figures 4a, 4b représentent schématiquement la position relative des cylindres de travail de la cage de laminoir représentée sur la figure 3, à deux positions de travail successives, lors du laminage de profilés cylindriques étagés, d'après l'invention;;
- les figures 5a, 5b, 5c, 5d représentent schématiquement la position relative des cylindres de travail de la cage de laminoir représentée sur la figure 3, à quatre positions de travail successives, lors du laminage d'arbres cannelés, d'après l'invention.
La cage du laminoir comprend un corps 1 (figure 1) dans lequel des cylindres 2 de travail, montés de façon qu'ils puissent tourner, forment entre eux un calibre.
Les cylindres 2 de travail sont montes dans des supports 3, à l'aide d'axes 4, de façon qu'ils puissent tourner. Les supports 3 sont placés dans des rainures radiales 5 réalisées dans un porte-cylindre 6 qui est rigidement fixé dans le corps 1; ils sont montés de façon qu'ils puissent coulisser le long de leur rainure 5 respective.
Les cylindres 2 de travail sont liés cinématiquement à un mécanisme qui assure leur déplacement radial par rapport à l'axe N du calibre. Ce mécanisme comprend des vérins 7 en nombre égal à celui des-cylindres 2 de travail.
Les vérins 7 sont respectivement montés dans des alésages radiaux 8 usinés dans le corps 1 et dont les axes sont confondus avec ceux des rainures radiales 5 du portecylindres 6. Chaque vérin 7 est lié cinématiquement par un élément mobile, en l'occurrence par le piston 9, au support 3 du cylindre 2 de travail correspondant. Pour cela, en bout de chaque support 3 est réalisée une rainure dans laquelle est placée une plaque 10 ayant la forme de la rainure et fixée rigidement par des vis Il à la face du piston 9 du vérin 7.
Le mécanisme de déplacement des cylindres 2 de travail par rapport à l'axe N du calibre comprend un système pour le changement par bond de la pression du fluide moteur dans les chambres des vérins 7. Ce système assure l'abaissement de la pression du fluide moteur dans les chambres 12 des vérins 7 quand les cylindres 2 de travail se déplacent à vide, c'est-à-dire quand ils s'approchent de la pièce 13 à façonner (sur la figure 1, cette position de travail de la cage est montrée en traits mixtes) et l'accroissement de la pression dans les chambres 12 des vérins 7 quand les cylindres 2 de travail se déplacent en charge, c'est-à-dire pendant le façonnage de la pièce 13.
Le système pour le changement par bond de la pression du fluide moteur dans les chambres 12 des vérins 7 est réalisé sous la forme de multiplicateurs 14 en nombre égal à celui des vérins 7. Le cylindre de chacun de ces multiplicateurs 14 est rigidement lié au cylindre du vérin 7 correspondant. Chaque multiplicateur 14 est monté dans le même alésage radial 8 du corps 1 que le vérin 7 correspondant. Dans la variante décrite de la cage de travail, le multiplicateur 14 et le vérin 7 ont un cylindre commun 15, dont les dépacements sont interdits par une culasse 16 fixée par des vis 17 au corps 1 de la cage de laminoir.
La chambre 18 haute pression de chaque multiplicateur 14 est mise en communication avec la chambre 12 du vérin 7 correspondant. Dans la variante considérée, la chambre 12 est directement adjacente à la chambre 18. En outre, la chambre 18 haute pression de chaque multiplicateur 14 est raccordée à la chambre 19 basse pression du même multiplicateur 14 par l'intermédiaire d'un élément d'arrêt qui coupe la communication entre les chambres 18 et 19 quand la pression de fluidemoteur staccroit dans la chambre 12 du vérin, au moment du façonnage de la pièce 13.
L'élément d'arrêt peut être réalisé d'une manière connue quelconque. Dans la variante décrite de la cage de laminoir, il est réalisé sous la forme d'un tiroir 20, qui est placé dans un alésage central 21 usiné dans le piston 22 du multiplicateur 14 correspondant, et est solidaire du piston 9 du vérin 7.
Dans la variante considérée, le tiroir 20 est réalisé d'une seule pièce avec le piston 9 du vérin 7 et comporte un trou axial 23 et au moins un trou radial 24.
Pour limiter le déplacement du tiroir 20 dans l'alésage 21, un anneau de butée 25 est monté à son extrémité dans une gorge circulaire.
Dans la variante de cage de laminoir représentée sur la figure 2, le calibre est formé par trois cylindres 2 de travail; la cage a donc trois vérins 7 et trois multiplicateurs 14. Dans cette cage, les chambres 18 haute pression de tous les multiplicateurs 14 sont mises en communication entre elles par une conduite circulaire 26, et leurs chambres 19 basse pression sont raccordées par une conduite 27 et des tubes 28 à une source de fluide moteur (non représentée sur les dessins), fournissant ce fluide sous une pression P1.
La mise en communication des chambres 18 et 19 permet d'égaliser la pression exercée sur la pièce 13 par tous les cylindres 2 de travail et, de la sorte, d'élever la précision de façonnage.
Pour le déplacement des cylindres 2 de travail dans le sens de leur éloignement de l'axe N du calibre, Jusqu'à la position initiale, les chambres auxiliaires 29 de tous les multiplicateurs 14 sont avantageusement mises en communication entre elles par une conduite 30 qui est raccordée à une source de fluide moteur (non représentée sur la figure 2) fournissant ce fluide sous une pression P2.
La cage de laminoir représentée sur la figure 3 peut être utilisée dans des presses spéciales, équipées de pointes pour la fixation du profilé à laminer lors du déplacement relatif du profilé à laminer et du calibre le long de son axe N, dans les laminoirs et dans des dispositifs spéciaux pour le laminage, par exemple,de pièces du type arbre cannelé, pignon.
Une telle cage comprend, dans l'exemple considéré, un nombre pair de cylindres 2 de travail (six) et, par conséquent, six vérins 7 et six multiplicateurs 14. Dans cette cage, les chambres 18 haute pression de tous les multiplicateurs 14 pairs sont mises en communication entre eleis par une conduite 31, et les chambres 19 à basse pression de ces multiplicateurs 14 pairs sont mises en communication entre elles par une conduite 32, qui est alimentée en fluide moteur sous une pression P3.
Dans cette cage, la mise en communication des chambres 18 et 19, respectivement haute et basse pression, de tous les multiplicateurs 14 impairs est analogue à la miseen communication des chambres 18 et 19 des multiplia teurs 14 pairs. Les chambres 18 haute pression de tous les multiplicateurs 14 impairs sont mises en communication entre elles par une conduite 33, et les cambres 19 basse pression de tous les multiplicateurs impairs sont mises en communication entre elles par une conduite 34 alimentée en fluide sous une pression P4.
De même que dans la cage de laminoir représentée sur la figure 2, pour le déplacement des cylindres 2 de travail dans de leur éloignement de l'axe N du calibre,
Jusqu'à la position initiale, il est avantageux de mettre les chambres auxiliaires 29 de tous les multiplicateurs 14 en communication entre elles par une conduite 35 alimentée en fluide sous une pression P5.
Selon le type de matériel de laminage et de profilés à laminer, lors du laminage les cylindres 2 de travail peuvent être centrés de diverses manières par rapport au profilé 36 (figures 4a, 4b) et 37 (figures 5a, 5b, 5c, 5d) à laminer.
En cas de laminage de profilés cylindriques 36 (figures 4a, 4b), les cylindres 2 de travail sont rapprochés du profilé 36 à laminer alternativement : d'abord les cylindres 2 impairs, puis les cylindres 2 pairs.
En cas de laminage de profilés dentés 37 (figures Sa, 5b, 5c, 5d), les cylindres 2 de travail occupent une position définie par les diamètres d1 et d2, d3 et d4, d5 et d, d des circonférences, auxquels les cylindres 2 de travail pairs et impairs sont mis respectivement à chaque déplacement relatif du profilé 37 et du calibre le long de son axe N.
Le laminage des profilés s'effectue dans la cage conforme à l'invention par déplacement relatif du profilé à laminer, fixé entre pointes, et du calibre, le long de son axe N. La réduction et le centrage de la pièce 13 (figure 1) à façonner dans le calibre s'effectue de la façon suivante.
Le fluide sous pression P2 (figure 2) est amené par la conduite d'alimentation et la conduite 30 aux chambres auxiliaires 29 des multiplicateurs 14. Sous l'action de la pression P2 du fluide moteur5 les pistons 22 (figure 1) des multiplicateurs 14 s'lignent de l'axe N du calibre et entraînent avec eux , par l'intermédiaire des anneaux de butée 25 et des tiroirs 20, les pistons 9 des vérins 7,ainsi que les supports 3 des cylindres 2 de travail.
Le déplacement des pistons 22 des multiplicateurs 14 continue jusqu'à ce que chaque piston 22 bute contre la face de la culasse 16 correspondante, fixée au corps 1.
A la fin de ce déplacement, les cylindres 2 de travail occupent leur position initiale extrême par rapport à l'axe N du calibre, et les pistons 22 des multiplicateurs 14 démasquent les trous radiaux 24 des tiroirs 20, ce qui assure la mise en communication des chambres 18, 19, respectivement haute et basse pression, des multiplicateurs 14 entre elles, via les trous axiaux 23 des tiroirs 20,
Ensuite la pièce 13 à usiner est montée et fixée entre pointes (non représenté sur les figures). La pression
P2 (figure 2) étant maintenue dans les chambres auxiliaires 29 ses multiplicateurs, le fluide moteur sous la pression P1 1plus grande que P2, est admis aux chambres 19 basse pression des multiplicateurs 14 via la conduite 27, ainsi qu'aux chambres 18 haute pression et aux chambres 12 des vérins 7, via les trous axiaux et radiaux 23, 24 des tiroirs 20.Au fur et à mesure que les chambres 18 haute pression des multiplicateurs 14 et les chambres 12 des vérins 7 se remplissent, la pression qut y règne augmente et les cylindres 2 de travail se déplacent à vide Jusqu'à la pièce à façonner 13.
Sous l'action de la pression du fluide moteur, les pistons 9 des vérins 7 se déplacent vers l'axe N du calibre et entraînent dans ce mouvement les supports 3 des cylindres 2 de travail, ainsi que les pistons 22 des multiplicateurs 14, par l'intermédiaire des tiroirs 20 et des anneaux 25 de butée. Lors de ce déplacement des pistons 9 des vérins 7, les pistons 22 des multiplicateurs 14 chassent le fluide moteur sous la pression P2 des chambres auxiliaires 29 au retour, ce qui fait que les trous radiaux des tiroirs 20 restent démasqués. Le déplacement à vide des cylindres 2 de travail s'achève quand chacun d'eux bute contre la pièce 13 à façonner.
Quand les cylindres 2 de travail sont en butée, la pression P1 du fluide moteur monte Jusqu'à la valeur prescrite et, sous l'action de cette pression, les pistons 22 des multiplicateurs 14 commencent à se déplacer.
Au cours de leur déplacement, les pistons 22 masquent les trous radiaux 24 des tiroirs 20, ce qui coupe la communication entre les chambres 18, 19 haute et basse pression des multiplicateurs 14, via les trous axiaux 23. Les chambres 12, 18 des vérins 7 et du multiplicateur 14 sont ainsi isolées et la pression du fluide moteur qui y est emprisonné croît proportionnellement au coefficient de multiplication, c'est-à-dire au rapport des surfaces des pistons 22 des multiplicateurs 14.
A partir du moment où la pression du fluide moteur commence à monter dans les chambres 12 des vérins 7, les pistons 9 de ces vérins 7 commencent leur déplacement en charge. La vitesse de déplacement des pistons tombe alors brusquement, par suite de l'augmentation de la pression du fluide moteur, et l'on obtient ainsi le centrage des cylindres 2 de travail par rapport à la pièce 13 à façonner.
Sous l'action de la haute pression dans les chambres 12 des vérins 7, les cylindres 2 de travail réduisent la pièce 13 Jusqu'à ce qu'il y ait équilibre des efforts de déformation du métal, d'une part, et des efforts produits par les pistons des vérins 7, d'autre part.
Tant que les efforts indiqués ne s'égalisent pas, les pistons 22 des multiplicateurs 14 se déplacent vers l'axe N du calibre par rapport aux pistons 9 des vérins 7, qui déplacent alors les supports 3 des cylindres 2 de travail. Une fois le déplacement en charge des cylindres 2 de travail achevé, la pièce 13 et le calibre exécutent leur mouvement relatif le long de l'axe N du calibre. Au cours de ce mouvement, les cylindres 2 de travail déforment la pièce 13 et lui donnent la forme du calibre. Le mouvement relatif est répété à plusieurs reprises et la pièce 13 est ainsi mise aux cotes définitives, qui sont contrôlées par des butées franches, notamment par les faces frontales du porte-cylindres 6.Une fois le laminage achevé, la pression P1 du fluide moteur est supprimée dans les chambres 19 basse pression et, sous l'action de la pression P2 régnant dans les chambres auxiliaires des multiplicateurs 14, les pistons 22 de ces multiplicateurs 14 ramènent les cylindres 2 de travail à leur position initiale.
Quand un désaccord apparaît entre les vitesses de déplacement des pistons 9 des vérins 7, par suite de la différence des résistances opposées à leur déplacement, dans la cage décrite il y a synchronisation de la réduction de la pièce 13 d'après l'effort de réduction. Dans ce cas, la réduction s'effectue d'une manière analogue, c'est-àdire par déplacement à vide des cylindres 2 de travail
Jusqu'à ce qu'ils butent contre la pièce 13 à façonner, puis par déplacement en charge, Lors de la réduction, par suite du fait que les chambres 18 haute pression de tous les multiplicateurs 14 sont mises en communication entre elles par la conduite circulaire 26, le déplacement en charge des cylindres 2 de travail ne commence que lorsque les trous radiaux 24 de tous les tiroirs 20 sont masqués par les pistons 22 des multiplicateurs 14.Si même un seul des trous radiaux 24 des tiroirs 20 est ouvert, le fluide moteur des chambres 12 des vérins 7 et des chambres 18 des multiplicateurs 14, dans lesquelles se déplacent leurs pistons 22, est transféré par la conduite 26 à la chambre 18 haute pression de celui des multiplicateurs 14 dont le piston 22 ne masque pas le trou radial 24 du tiroir 20.
Le fluide moteur transféré imprime au piston 9 un déplacement supplémentaire et le cylindre 2 de travail en retard est mis en butée sur la pièce 13 à façonner.
Quand le cylindre 2 de travail bute contre la pièce 13, dans les chambres 19 basse pression des multiplicateurs 14, le piston 22 du multiplicateur 14 qui ne masquait pas le trou radial 24 du tiroir 20 obture ce trou 24. Il s'ensuit l'isolement des chambres 12, 18 du vérin 7 et du multiplicateur 14 indiqué, et la montée par bond de la pression du fluide moteur emprisonné. Le fluide moteur des chambres 12, 18 indiquées est transmis à la chambre 18 haute pression des multiplicateurs 14 voisine par la conduite 26. Grâce à un tél transfert du fluide moteur, les forces exercées sur les cylindres 2 de travail par les pistons 9 des vérins 7 s'égalisent et le profilé à laminer est uniformément réduit par les cylindres 2 de travail.
Dans l'autre variante de réalisation, avec un nombre pair de cylindres 2 de travail, le laminage des profilés s'effectue aussi par mouvement rectligne alternatif relatif du profilé à laminer et du calibre le long de son axe N. La réduction du profilé à laminer peut alors être exécutée par les cylindres 2 de travail de deux façons, selon le type de profilé à obtenir.
Dans le cas de laminage de profilés cylindriques, il est avantageux d'exécuter la réduction du profilé 36 à laminer uniformément, d'abord avec les cylindres 21 , 23 25 (figure 4a) de travail impairs, puis avec les cylindres 22, 24 26 (figure 4b) pairs. Pour cela on admet en permanence aux chambres auxiliaires 29 (figure 3) de tous les multiplicateurs 14 le fluide moteur sous pression P5, et on admet alternativement aux chambres 19 basse pression des multiplicateurs 14 correspondants la pression P4 plus grande que P3 et la pression P5 égale à la pression de retour. Les cylindres 2 de travail exécutent alors alternativement une réduction uniforme du profilé 36 à laminer dans l'ordre indiqué plus haut.
Quand la réduction du profilé s'effectue de cette façon, il est utile d'employer des cylindres 2 de travail à cannelures différentes, ce qui permet d'accroitre fortement le rendement de la cage de laminoir, tout en obtenant un profilé de grande précision.
En cas de laminage de profilés dentés, notamment d'arbres cannelés, il est très utile de réaliser une réduction irrégulière du profilé 35 à laminer, comme montré sur la figure 5. Pour une telle réduction du profilé 37 à laminer, les cylindres 2 de travail sont mis, par rapport audit profilé 37, aux positions définies par les cotes d1 et d2 (figure 5a) respectivement pour chaque cylindre impair 21, 23, 25 2 et pour chaque cylindre pair 22, 24, 26 au premier déplacement relatif du profilé 37 à laminer et du calibre le long de son axe N, d3 et d4, d5 et d, d (figures 4b, 4c, 4d) respectivement à chaque déplacement relatif suivant du profilé 37 à laminer et du calibre le long de son axe N.Pour cela , on admet dans les chambres auxiliaires 29 (figure 3) de tous les multiplicateurs 14 le fluide moteur sous la pression P5, et on admet alternativement dans les chambres 19 basse pression desmultiplicateurs 14 correspondants la pression
P4 et la pression P3,plus grandes que P5 mais non égales entre elles-. Les cylindres 2( figure 5) de travail effectuent alors une réduction irrégulière du profilé 37 à laminer, chaque cylindre 2 de travail impair et chaque cylindre 2 de travail pair agissant respectivement avec le même effort sur le profilé 37 à laminer.
Lors de cette réduction irrégulière du profilé à laminer, sa cote finale d est contrôlée par une butée franche, notamment par les faces frontales du portecylindres 6 (figure 1). Grâce au fait que, lors de la réduction irrégulière, les efforts de laminage diminuent fortement et le coeur du profilé laminé est dans un état élasto-plastique, les profilés laminés ont une grande précision.
Dans la cage conforme à l'invention, le mécanisme de déplacement des cylindres 2 de travail dans la direction radiale par rapport à l'axe N du calibre est équipé d'un système pour le changement par bond de la pression dans les chambres des vérins 7, permettant l'exécution des déplacements à vide et en charge des cylindres 2 de travail, ce qui permet d'obtenir une réduction uniforme du profilé à laminer dans les cylindres 2 de travail et élève notablement la précision du profilé.
En outre, une telle réalisation du mécanisme de déplacement des cylindres de travail dans la cage de laminoir vers l'axe du calibre, permet de concevoir des laminoirs à cylindres multiples avec un nombre de cylindres quelconque, laminoirs qui, comme on le sait, ont un rendement plus élevé et assurent une précision accrue des profilés laminés.
Enfin, une telle réalisation du mécanisme de déplacement des cylindres 2 de travail dans la direction radiale par rapport à l'axe du calibre permet d'utiliser dans les cages à cylindres multiples des cylindres de travail de divers profils, ce qui accrott fortement le rendement des cages de laminoir.

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS
    1.- Cage de laminoir, dans le corps (1) de laquelle sont montés des cylindres (2) de travail mobiles en rotation, formant entre eux un calibre et liés cinématiquement à un mécanisme assurant leur déplacement radial par rapport à l'axe du calibre et comprenant des vérins (7) en nombre égal à celui des cylindres (2) de travail, caractérisée en ce que le mécanisme de déplacement radial des cylindres de travail par rapport à l'axe du calibre comprend un système pour le changement par bond de la pression du fluide moteur dans les chambres (12) des vérins (7), réalisé sous la forme de multiplicateurs (14) en nombre égal à celui des vérins (7), le cylindre de chacun d'eux étant rigidement lié au cylindre du vérin (7) correspondant, la chambre (18) haute pression étant mise en communication avec la chambre (12) du vérin (7) et raccordée à la chambre (19) basse pression du multiplicateur (14) par l'intermédiaire d'un élément d'arrêt coupant la communication entre les chambres (18, 19) haute et basse pression quand la pression du fluide moteur croIt dans la chambre (12) du vérin (7) au moment du façonnage de la pièce (13).
  2. 2.- Cage de laminoir selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque élément d'arrêt est réalisé sous la forme d'un tiroir (20) placé dans un alésage axial (21) ménagé dans le piston (22) du multiplicateur (14) correspondant et solidaire du piston (9) du vérin (7).
  3. 3.- Cage de laminoir selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les chambres (18) haute pression de tous les multiplicateurs (14) sont mises en communication entre elles, et que les chambres (19) basse pression des ces multiplicateurs (14) sont elles aussi mises en communication entre elles.
  4. 4.- Cage de laminoir selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que, dans le cas d'un nombre pair de cylindres (2) de travail, les chambres (18) haute pression de tous les multiplicateurs (14) pairs sont mises en communication entre elles, et les chambres (19) basse pression de ces multiplicateurs (14) sont elles aussi mises en communication entre elles, les chambres (18, 19) haute et basse pression de tous les multiplicateurs (14) impairs étant mises respectivement en communication entre elles, de même que celles des multiplicateurs (14) pairs.
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