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~ a présente invention est relative aux gal~ts d~
guidage de laminoirs à chaud pour produits métallurgiques lones.
- Pour le laminage à chaud de produits métallurgique~ tel~
que fils ou barre~ de ~ection quelconque, ronde, ovale, hexa-
gonale, carrée etc... on utili~e, à l'entrée des cag~ du lami-
noir, des galets foU9 de guidage. Ce3 galets sont habituellement
montés par paires pour former ce qu~on appelle oommunément des
- bo~tes de guidage.
i: .
;: Ce~ galet~ tournent souvent à trè~ grande vitesQe et il8
sont soumis à des contraint~s mécanique~ et thermiques importantes,
accentuées par le refroidissement. En effet, dans les trai~ à
fil~ par exemple, les fils guidé~ peuvent atteindre des tempéra-
tures de l'ordre de 1100~C et de~ vites3es de défilement de
90 m/s, ce qui correspond, à l'entrée des cages de laQinage à
très grande vitesse comme les cages finisseuses, à des vitesses
de rotation pouvant atteindre ou dépas~er 25 000 tours par ~-~
minute. Ce~ galet~ étant monté~ fous, c'est-à-dire 3ans entra~ne-
ment, il6 3ubissent des variations de vitesse e~trêmement grandee -
à chaque passage du fil laminé. Ces conditions de travail entra~
nent une usure importante tant par effet physico-chi~ique que
par abrasion. Ces galets réalisés en acier ou en fonte, meme
rev8tus d'alliages de rechargement durs base cobalt présentent
une résistance à l'usure le plus 30uvent insuffisante. On a -'
dono été améné à réaliser des galets en matérlaux très durs comme
les carbures durs ~ ba~e de carbure de tungstène. Mais l'utili-
; sation de ¢es matériaux conduit à des galets denses qui ont dono
un moment d'inertie élevé. ~e temps de stabilisation en rotation ;
étant assez long, il se produit un gli~ement entre le galet et
le prodult guid~ ¢e qui provoque ~ la fois une destruction accé-
léréa du galet et surtout des organes de liaison aveo l'axe tels
que les roulements ou les paliers, ainsi que des défaut~ de
laminage. ~'homme de l'art dispose d'autre~ matériaux durs et
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refractaires tel~ que les cermets à ba~e de carbures~ nitrures, ~: -
carbonitrure~, borures métalliques et/ou d'oxydes métalliques
mais ces mat~riaux sont évidemment très dif~iciles ~ mettre en
forme par les technique~ classiques de forgeage, matriçage ou
u~inage.
~a demanderesse a mis au point un galet de guidage
permettant de pallier ces difficulté~. La dur~e de ~ie de ce
galet e~t considérablement augmentée ce qui permet de réduire le~
s temp~ d' arr8t du laminoir et la qualité du produit lami~é n'est
pag affectée. - ~
,......... ...................................................................... ................. ..
Selon l~inYention, un galet de guidage de laminoir à
chaud pour produits métallurgiques longs est composé d'un noyau
3 cre~x de révolution dans lequel ~ont logé~ l'arbre fixe de rota-
-
I tion et les roulements et d'une bague annulaire, ~olidalre du
I noyau et comportant une gorge au contact du produit ~ laminer, le
¦ noyau étant réalis~ en un matériau de mi~e en oeu~re aisée par les --
techniques de formage classiques en particulier l'usinage ~
lloutil, la bague étant réalisée en un mat~riau dur et réfractaire
appartenant au groupe constitué par les carbure~, nitrures, carbo- -~
nitrures et borures métalliques et les céramiques à base d'oxydes
métalliques ou de mélanges métaux-oxydes métalliques.
Pour éviter les inconvénients dûs ~ u~ poids élevé du
galet, le noyau est réalisé de préférence en un materiau de fai-
ble densité, par exempl~ de d~nsité inférieure à celle des aciers.
Ce matériau doit pré~qnter de~ caractéristiques suffisantes pour
assurer le montage et la tenue des roulements et permettre une
mise en forme aisée par le~ techniques de formage classiques
telles que 1~ forgeage, le matriçage, le moulage et l'usinage
~ l'outil de manière ~ ne pas entrainer de~ coûts de fabrication
excessifs.
Ainsi le noyau e~t avantageusement réalisé en un maté-
riau appartenant au groupe con~titué par l~aluminium, le magn~sium, ~-
: . , . . -
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titan~ et l~s alliages ~ bas~ de l~ de ces éléments.
~a liaison entre le noyau et la bague peut être assurée
de façon~ très diverses. On peut réaliser des assembl~ges par
brasage, collage, vissage, frettage ou aerti~sage. On peut pré-
~oir un entra~nement de la bagu~ par le noyau gr~ce par exemple
! à un crantage sur au moins l'une des face~ de contact. De toute
-s~ manière, le mode de liaison ne doit pas provoquer une fragili~a-
tion de la bague et doit éviter de faire apparaître de~ contrainte~
de traction ou de ciQaillement.
Un mode préférentiel de liai90n entre la bague et le
noyau con~iste en ce que le noyau présente deux épaulements ~ui
enserrent la bague annulaire. '
Pour diminuer plus encore les incidences des brusques
variation~ de vitesse et des phénomènes d'inertie, on peut, en
plU8~ provoquer ou entretenir un mouvement de rotation du galet
en-dehors de tout entra~nement par le produit laminé. Dan~ ce
caa, le galet de guidage selon l'invention comporte un moyen
d'entra~nement au moin~ partiellement intégré à l'une au moins
des faces latérales du galet. ~ ;
Selon un mode de réalisation particulier, ce moyen
d'entra~nement consiste en ce que l'un au moins de~ flanc3 laté-
raux du galet comporte des ailette~ entra~nées en rotation par un
jet de fluide, à la manière d'une turbine hydraulique ou pneuma-
tique. Ces ailettes peu~ent avoir des formes trè~ variées, à la
~anière de~ aubes de turbine. Elles peuvent ~tre rapportées ou
au contraire formées directement dan~ la ma~e du noyau ou de la
bague selon la géométrie du galet.
~'invention concerne enfin un procédé de réalisation
d'un galet de guidage, dans laquelle la bague annulaire est
en~errée entre deux épaulements du noyau, et comportant ou non des
~; ailettes sur l'un au moins de ~es flancs latéraux, procédé qui ~-,consi~te à former un moyeu épaulé à l'une de 3es extrémités, de
. . .
~: - 3 - ~
~4~ 0
diamètre trè~ lé~ère~ent inférieur à celui de la bague annulaire,
; à monter ~ur le moyeu la ba~ue préalablement crantée sur une de se3 -
faces latérales, à former le deuxième épaulement par forgeage ou
matriçage et à calibrer à froid l'intérieur du moyeu de manière
à supprimer le jeu radial entre le moyeu et la bague.
Ce procédé n'exclut pas la réalisation d'un traitement
thermique.
~ e~ figures 1 et 2 représentent, re~pectivement en coupe
dans un plan passant par l'axe de rotation et en vue de côté un ~ -
exemple non limitatif de galet de guidage ~elon l'invention.
Sur ces figures, on distingue l'axe de rotation 1 du
galet, le noyau 2 en matériau léger à l'intérieur duquel ~ont
u~inés de~ loeement~ 3 et 4 pour des roulement~ à bille~, les
faces latérale~ 5 et 6 du galet, et la bague annulaire 7 en
carbure ou autre matériau dur. ~a bague 7 présente une gorge 8
permettant le guidage du produit à laminer. ~e noyau 2 comporte
deux épaulements 9 et lO 6ntre lesquelle~ est e~ferm~e la bague 7.
La face latérale 5 du noyau comporte des ailettes 11
en forme d'aubes de turbine qui reçoivent un jet de fluide ~2
qui a~sure l'entra~nement du galet indépendamment de tout passage
du produit à laminer.
Pour fabriquer un tel galet, on part d'un moyeu épaulé
cylindrique en alliage léger de diamètre D, très légarement infé-
rieur à celui de la bague annulaire. On forme, par matriçage, la
race 5 de manlère à former l'épaulement 9 ainsi que, le cas
échéant, les ailettes ll.
On monte la bague a~nulaire 7 préalablement crantée eur
l~une des fa¢ea latarales ju~qu'à venir en appui contre l'épaule-
mont 9, Enfin on forms par matriçage la deuxième face latérale
6 du noyau. ~a bague annulaire 7 se trouve ainsi emprisonnée ~ :
entre les épaulements 9 et lO et rendue ~olidaire latéralement ;~
du noyau 2 gr~co à la pénétration du crantage 3ur l'épaulement
- ., .
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correspondant du noyau. On effectue en~uite un calibrage ~ froid
~ la bille de l'intérieur du noyau, ce qui permet de ~upprimer
le jeu radial entre la bague et le noyau et de rendre solidaire
le noyau et la bague radialement.
Llexemple 8uivant permettra de mettre en évidence les
avantage~ du galet selon l'invention.
EXEMPLE:
On réali~e un galet ~elon l'inve~tio~ comporta~t un
noyau ~n alliage lé~er du type AZ 8 GU et une bague annulaire,
cr~ntée ~ur une face latérale, en carbure de tungst~ne. Ce :
galet a une largeur de 30 mm et un diamètre extérieur de 56 ~m.
Son poids, roulements compris, e~t de 290 g. Le même galet
monobloc en carbure de tung~tène pé~erait 450 g.
~ e galet comporte, sur l~un de ~es fla~cs latéraux,
12 ailettes e~trainée~ par deux jets d'air comprimé ~ 6 hecto- . ;
bars. La vites~e de rotation de 20 000 t/mn mesurée par ~tro~os- ~ -
copie, e~t atteinte en 23 secondes e~ partant d'une ~itesse nulle.
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