FR2676518A1 - Torque limiter between a driving member and a receiving member - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un limiteur de couple entre un organe moteur et un organe récepteur transmettant un mouvement suivant un axe de rotation, notamment pour la transmission du mouvement à un cylindre de laminoir. The present invention relates to a torque limiter between a motor member and a receiver member transmitting a movement along an axis of rotation, in particular for the transmission of motion to a rolling mill cylinder.
Dans les dispositifs de transmission du type comportant un arbre moteur et un arbre récepteur il arrive parfois que, pour une raison ou une autre, l'arbre récepteur se bloque tandis que l'arbre moteur continue à vouloir l'entraîner. In transmission devices of the type comprising a motor shaft and a receiver shaft it sometimes happens that, for one reason or another, the receiving shaft locks while the motor shaft continues to want to drive.
Ce phénomène conduit irrémédiablement à un désaccouplement des deux arbres, lorsque le montage le permet, ou à la casse de l'un des deux arbres du fait de l'accroissement important du couple résistant. This phenomenon irremediably leads to a disengagement of the two shafts, when the mounting allows, or to the breakage of one of the two shafts due to the significant increase in the resisting torque.
C'est particulièrement le cas dans les dispositifs d'entraînement des cylindres de laminoir. This is particularly the case in the rolling mill drive devices.
En effet, si l'épaisseur de la tôle à l'entrée du laminoir est trop importante ou si l'ex- trémité avant de la tôle se relève, on assiste à un bourrage entre les cylindres du laminoir lesquels finissent par ne plus tourner. Indeed, if the thickness of the sheet at the input of the rolling mill is too large or if the front end of the sheet is raised, there is a jam between the rolls of the mill which eventually stop rotating.
Compte-tenu des couples et des vitesses élevées mise en jeu de l'ordre de 50 à 500 mt et 100 à 500 t/mn, selon le type de laminoir, il se produit un éclatement de la liaison entre l'arbre moteur et le cylindre et parfois une rupture de l'extrémité du cylindre. Given the high torques and speeds involved in the order of 50 to 500 mt and 100 to 500 rpm, depending on the type of mill, there is a burst of the connection between the motor shaft and the cylinder and sometimes a rupture of the end of the cylinder.
Pour éviter toute rupture, il est connu d'interposer entre l'arbre moteur et l'arbre récepteur, un dispositif limiteur de couple constitué d'une pièce munie d'une section affaiblie. Ainsi, en cas de blocage de l'arbre récepteur, le couple résistant va augmenter dans la pièce limiteur de couple, laquelle va se casser dès que ce couple dépassera la valeur de consigne pour laquelle elle est calculée. To prevent breakage, it is known to interpose between the motor shaft and the receiving shaft, a torque limiting device consisting of a piece provided with a weakened section. Thus, in case of blocking of the output shaft, the resistive torque will increase in the torque limiting member, which will break as soon as this torque exceeds the setpoint for which it is calculated.
L'inconvénient de ce dispositif réside dans le fait qu'il est nécessaire de changer la pièce, ce qui dans les installations importantes, du type sidérurgie, représente un coût important. The disadvantage of this device lies in the fact that it is necessary to change the part, which in large facilities, the iron type, represents a significant cost.
De plus, selon la valeur du couple résistant au delà de laquelle on veut une rupture, il est nécessaire de disposer de pièces limiteur de couple différentes de section plus ou moins affaiblie. In addition, depending on the value of the resistive torque beyond which one wants a break, it is necessary to have different torque limiting parts of more or less weakened section.
Or, dans certaines installations, on dispose d'une batterie de transmission travaillant à couples et vitesses différentes, c'est particulièrement le cas dans les installations sidérurgiques qui comprennent une série de cages de laminoirs. However, in some installations, there is a transmission battery operating at different torques and speeds, this is particularly the case in steel plants which include a series of rolling mill stands.
Il est donc nécessaire de disposer d'autant de pièces limiteur de couple à section affaiblie qu'il y a de couples de travail, ce qui représente un stockage important de pièces et par conséquent un coût élevé. It is therefore necessary to have as many weakened section torque limiting parts as there are pairs of work, which represents a large storage of parts and therefore a high cost.
La presente invention a pour but de proposer un limiteur de couple entre un organe moteur et un organe récepteur transmettant un mouvement suivant un axe de rotation qui permet de s'affranchir de ces inconvénients. The present invention aims to provide a torque limiter between a motor member and a receiver member transmitting a movement along an axis of rotation that overcomes these disadvantages.
La présente invention a pour objet un limiteur de couple entre un organe moteur et un organe récepteur transmettant un mouvement suivant un axe de rotation, notamment pour la transmission du mouvement de rotation à un cylindre de laminoir, caractérisé en ce qu il comprend un manchon placé entre l'organe moteur et l'organe récepteur sur l'axe de rotation et comportant, d'une part, une surface de révolution collée sur l'un des deux organes et, d'autre part, des moyens de liaison avec l'autre organe pour la trans mission du mouvement de rotation. The present invention relates to a torque limiter between a motor member and a receiver member transmitting a movement along an axis of rotation, in particular for the transmission of the rotational movement to a rolling mill roll, characterized in that it comprises a sleeve placed between the driving member and the receiving member on the axis of rotation and comprising, on the one hand, a surface of revolution glued to one of the two members and, on the other hand, connecting means with the other organ for the transmission of the rotational movement.
La surface de révolution collée est une surface plane perpendiculaire à l'axe de rotation, un cylindre, un cône ou une portion de sphère dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe de rotation. The glued surface of revolution is a flat surface perpendicular to the axis of rotation, a cylinder, a cone or a portion of sphere whose axis of revolution coincides with the axis of rotation.
Les caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels
- la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation du limiteur de couple selon l'invention,
- la Fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la Fig. 1,
- les Figs. 3 à 5 sont des vues schématiques en coupe d'autres modes de réalisation du limiteur de couple selon l'invention.The features and advantages will become apparent from the following description given solely by way of example, with reference to the appended drawings, in which:
FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of the torque limiter according to the invention,
FIG. 2 is a sectional view along line 2-2 of FIG. 1
- Figs. 3 to 5 are schematic sectional views of other embodiments of the torque limiter according to the invention.
Les dispositifs de transmission comprennent généralement un organe moteur et un organe récepteur, l'organe moteur transmettant un mouvement de rotation à l'organe récepteur. The transmission devices generally comprise a motor member and a receiver member, the motor member transmitting a rotational movement to the receiving member.
Dans l'exemple de réalisation représenté à la Fig. 1, l'organe moteur est un arbre 1, d'axe X-X > de section circulaire et l'organe récepteur est un arbre 2, d'axe X-X, de section circulaire. In the embodiment shown in FIG. 1, the drive member is a shaft 1, of axis X-X> of circular section and the receiving member is a shaft 2, of axis X-X, of circular section.
I1 est bien évident que la section des arbres 1 et 2 peut être différente et que les axes des deux arbres peuvent ne pas être confondus. It is obvious that the section of the shafts 1 and 2 may be different and that the axes of the two shafts may not be confused.
Entre les deux arbres 1 et 2, il est interposé un limiteur de couple constitué d'un manchon 3 disposé sur l'axe de rotation X-X. Between the two shafts 1 and 2, there is interposed a torque limiter consisting of a sleeve 3 disposed on the axis of rotation X-X.
Ce manchon 3 comporte, d'une part, une surface de révolution 4 collée sur l'un des deux arbres, par exemple l'arbre moteur 1 et, d'autre part, des moyens de liaison 5 avec l'autre organe, par exem ple l'arbre récepteur 2, pour la transmission du mouvement de rotation entre ledit arbre moteur 1 et ledit arbre récepteur 2. This sleeve 3 comprises, on the one hand, a surface of revolution 4 bonded to one of the two shafts, for example the drive shaft 1 and, on the other hand, connecting means 5 with the other member, by example the receiver shaft 2, for the transmission of the rotational movement between said drive shaft 1 and said receiver shaft 2.
Les moyens de liaison 5 sont formés par exemple par un tenon 6 de forme rectangulaire coopérant avec une mortaise 7 ménagée dans la face verticale de l'arbre récepteur 2 en contact avec le manchon 3. The connecting means 5 are formed for example by a tenon 6 of rectangular shape cooperating with a mortise 7 formed in the vertical face of the receiving shaft 2 in contact with the sleeve 3.
Selon un premier mode de réalisation représenté à la Fig. 1, la surface de révolution 4 du manchon 3, collée par exemple sur l'arbre moteur 1, est une surface plane perpendiculaire à l'axe de rotation
X-X.According to a first embodiment shown in FIG. 1, the surface of revolution 4 of the sleeve 3, glued for example on the drive shaft 1, is a flat surface perpendicular to the axis of rotation
XX.
Selon un second mode de réalisation représenté à la Fig. 3, la surface de révolution 4a du manchon 3, collée par exemple sur l'arbre moteur 1, est un cylindre dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe de rotation X-X. According to a second embodiment shown in FIG. 3, the surface of revolution 4a of the sleeve 3, glued for example on the drive shaft 1, is a cylinder whose axis of revolution coincides with the axis of rotation X-X.
Dans ce cas, l'arbre moteur 1 comporte à l'une de ses extrémités une cavité cylindrique 8 d'axe
X-X et de diamètre D.In this case, the driving shaft 1 comprises at one of its ends a cylindrical cavity 8 of axis
XX and diameter D.
Le manchon 3 est un manchon cylindrique, d'axe X-X, de diamètre D1, introduit dans la cavité 8 de l'arbre moteur 1. The sleeve 3 is a cylindrical sleeve, of axis X-X, of diameter D1, introduced into the cavity 8 of the drive shaft 1.
Le diamètre D1 du manchon 3 est légèrement inférieur ou égal à D selon l'effort de serrage que l'on désire exercer sur ledit manchon. The diameter D1 of the sleeve 3 is slightly less than or equal to D according to the clamping force that is desired to exert on said sleeve.
Ce manchon 3 est collé dans la cavité 8 selon la surface de révoîut'ion cylindrique 4a d'axe X
X.This sleeve 3 is glued into the cavity 8 along the X axis cylindrical revolving surface 4a.
X.
Les moyens de liaison 5 entre le manchon 3 et l'arbre récepteur 2 sont identiques au précédent mode de réalisation. The connecting means 5 between the sleeve 3 and the receiving shaft 2 are identical to the previous embodiment.
Selon un autre mode de réalisation représenté à la Fig. 4, la surface de révolution 4b du manchon 3, collée par exemple sur l'arbre moteur 1, est un cône dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe de rotation X-X. According to another embodiment shown in FIG. 4, the surface of revolution 4b of the sleeve 3, glued for example on the drive shaft 1, is a cone whose axis of revolution coincides with the axis of rotation X-X.
Dans ce cas, l'arbre moteur 1 comporte à une de ses extrémités, une cavité conique 9 d'axe X-X. In this case, the drive shaft 1 has at one of its ends, a conical cavity 9 of axis X-X.
Les moyens de liaison 5 sont identiques aux précédents modes de réalisation. The connecting means 5 are identical to the previous embodiments.
Selon encore un autre mode de réalisation représenté à la Fig. 5, la surface de révolution 4c du manchon 3, collée par exemple sur l'arbre moteur 1, est une portion de sphère dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe de rotation X-X. According to yet another embodiment shown in FIG. 5, the surface of revolution 4c of the sleeve 3, glued for example on the drive shaft 1, is a sphere portion whose axis of revolution coincides with the axis of rotation X-X.
Dans ce cas, l'arbre moteur 1 comporte à l'une de ses extrémités, une cavité 10 ayant également la forme d'une portion de sphère d'axe X-X. In this case, the motor shaft 1 comprises at one of its ends, a cavity 10 also having the shape of a sphere portion of axis X-X.
Les moyens de liaison 5 sont constitués d'une mortaise 7 prévue dans le manchon 3 et qui coopère avec un tenon 6 de forme conjuguée à ladite mortaise, prévu à une extrémité par exemple de l'arbre récepteur 2. The connecting means 5 consist of a mortise 7 provided in the sleeve 3 and which cooperates with a pin 6 of shape conjugate to said mortise, provided at one end for example of the receiving shaft 2.
Les moyens de liaison 5 peuvent être identiques aux autres modes de réalisation. The connecting means 5 may be identical to the other embodiments.
D'une manière générale, les moyens de liaison 5 peuvent être, pour tous les modes de réalisation, constitués par un tenon et une mortaise prévus sur l'un ou l'autre des deux organes. In general, the connecting means 5 may be, for all embodiments, constituted by a tenon and a mortise provided on one or other of the two bodies.
La surface de révolution 4, 4a, 4b ou 4c du manchon 3, collée sur l'un des deux organes, peut avoir une forme quelconque du moment que son axe de révolution soit confondu avec l'axe de rotation X-X. The surface of revolution 4, 4a, 4b or 4c of the sleeve 3, bonded to one of the two members, may have any shape as long as its axis of revolution coincides with the axis of rotation X-X.
I1 est évident que la surface de révolution 4, 4a, 4b ou 4c du manchon 3 peut être collée sur l'arbre récepteur 2, les moyens de liaison 5 prévus sur ledit manchon coopérant avec l'arbre moteur 1. It is obvious that the surface of revolution 4, 4a, 4b or 4c of the sleeve 3 can be glued to the receiving shaft 2, the connecting means 5 provided on said sleeve cooperating with the drive shaft 1.
Le limiteur de couple tel que décrit ci dessus dans ces différents modes de réalisation est particulièrement adapté pour la transmission du mouvement de rotation aux cylindres de laminoirs dans les installations sidérurgiques. The torque limiter as described above in these various embodiments is particularly suitable for the transmission of rotational movement to rolls of rolling mills in steel plants.
Le fonctionnement du limiteur de couple selon l'invention est le suivant. The operation of the torque limiter according to the invention is as follows.
En cas de blocage, par exemple de l'arbre récepteur 2, pour une raison quelconque telle que par exemple un bourrage au niveau d'un laminoir dans son application à la sidérurgie, le couple résistant au niveau dudit arbre s'élève au-dessus du couple de travail, jusqu'à atteindre le couple résistant de la liaison collée arbre moteur 1 - manchon 3. A ce moment, la liaison collée selon la surface de révolution 4, 4a, 4b ou 4c cède et l'arbre moteur 1 continue à tourner librement autour du manchon 3. In case of blockage, for example of the receiving shaft 2, for any reason such as for example a stuffing at a rolling mill in its application to the iron and steel industry, the resisting torque at the level of said shaft rises above of the working torque, until reaching the resistive torque of the bonded drive shaft 1 - sleeve 3. At this moment, the bonded connection according to the surface of revolution 4, 4a, 4b or 4c gives way and the drive shaft 1 continues to rotate freely around the sleeve 3.
Il est ainsi possible de réaliser des limiteurs de couple pouvant fonctionner à tous les couples possibles en jouant simplement sur la qualité de la colle ou de la résine utilisée et sur le couple de serrage du manchon 3 dans la cavité 8, 9 ou 10. It is thus possible to achieve torque limiters that can operate at all possible couples simply by playing on the quality of the glue or resin used and on the torque of the sleeve 3 in the cavity 8, 9 or 10.
En effet, si on utilise une colle ou une résine dont la résistance à l'arrachement est relativement faible associée à un jeu entre le manchon 3 et la cavité correspondante, le couple nécessaire à l'arrachement sera faible et on obtient un limiteur de couple à couple de déclenchement faible. Indeed, if using an adhesive or a resin whose resistance to tearing is relatively low associated with a clearance between the sleeve 3 and the corresponding cavity, the torque required for tearing will be low and a torque limiter is obtained. at low triggering torque.
En revanche, si on utilise une colle ou une résine dont la résistance à l'arrachement est élevée, associée à un serrage important du manchon 3 dans la cavité correspondante, le couple nécessaire à l'arrachement sera élevé et on obtient un limiteur de couple à couple de déclenchement important. On the other hand, if an adhesive or a resin whose resistance to pull-out is high is used, associated with a large tightening of the sleeve 3 in the corresponding cavity, the torque necessary for tearing off will be high and a torque limiter is obtained. with high triggering torque.
Selon la colle ou la résine utilisée, et selon le serrage entre le manchon et la cavité, on obtient donc un limiteur de couple variable, tout en conservant le même manchon. Depending on the glue or resin used, and depending on the tightening between the sleeve and the cavity, we obtain a variable torque limiter, while maintaining the same sleeve.
On comprend ainsi l'avantage d'utiliser un tel limiteur de couple pour la transmission du mouvement aux cylindres de laminoirs dans les installations sidérurgiques dans lesquels le couple maxi varie selon les cages de laminoirs. It thus understands the advantage of using such a torque limiter for the transmission of the movement to the rolls of rolling mills in iron and steel installations in which the maximum torque varies according to the mill stands.
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