Dans la production de laminage de l’acier, les paliers de cylindres de laminoir servent à supporter les cylindres rotatifs et à transmettre les charges de laminage au laminoir. Composants essentiels d’un laminoir, les paliers de cylindres jouent un rôle déterminant dans la stabilité de fonctionnement, la précision du laminage et la durée de vie de l’équipement. Compte tenu des exigences du laminage de l’acier, les paliers de cylindres fonctionnent dans des conditions très spécifiques et rigoureuses.
1. Charges lourdes dans des espaces restreints
Lors du laminage de l’acier, les paliers de cylindres sont soumis à des forces de laminage et à un couple extrêmement élevés, souvent combinés à des charges d’impact. Parallèlement, les exigences de conception des laminoirs limitent généralement les dimensions extérieures du logement du palier, qui doivent être inférieures au diamètre minimal du corps du cylindre. Cette contrainte structurelle engendre des niveaux de charge unitaire élevés, imposant des exigences strictes à la capacité portante et à la fiabilité du palier.
2. Large gamme de vitesses de fonctionnement
Les laminoirs fonctionnent sur une large plage de vitesses, des laminoirs dégrossisseurs à basse vitesse aux laminoirs de finition à haute vitesse. Dans les laminoirs réversibles, les roulements doivent également résister à des changements fréquents de sens de rotation. Par conséquent, les roulements utilisés dans différents laminoirs doivent être soigneusement sélectionnés en fonction de la vitesse de fonctionnement, des conditions de charge dynamique et des caractéristiques de rotation afin de garantir un fonctionnement stable.
3. Environnement de travail difficile
Lors du laminage à chaud et de certains procédés de laminage à froid, des lubrifiants industriels tels que des émulsions ou des huiles de laminage sont utilisés pour lubrifier et refroidir les cylindres et les produits laminés. Sous haute température et haute pression, ces fluides peuvent pénétrer dans la zone des paliers. Par conséquent, les paliers des cylindres de laminoir doivent être conçus avec des systèmes d’étanchéité et de lubrification efficaces afin de garantir un fonctionnement fiable dans des environnements contaminés et soumis à des contraintes thermiques importantes.
Principaux types de roulements utilisés dans les laminoirs
En fonction de leur principe de fonctionnement, les roulements utilisés dans le laminage de l’acier peuvent être globalement classés en roulements et paliers lisses, chacun étant adapté à des applications spécifiques des laminoirs.
1. Roulements à billes dans le laminage de l’acier
Les roulements couramment utilisés sur les cylindres de laminoir comprennent les roulements à rouleaux sphériques à deux rangées, les roulements à rouleaux coniques à quatre rangées et les roulements à rouleaux cylindriques à plusieurs rangées. Dans certains cas particuliers, des roulements à aiguilles peuvent être utilisés sur les cylindres de travail.
Les roulements se caractérisent par une rigidité élevée et un frottement relativement faible, ce qui les rend adaptés aux applications soumises à d’importantes variations de charge. Cependant, leurs dimensions importantes limitent leur utilisation dans certaines conceptions de laminoirs compacts. Ils sont largement utilisés dans les laminoirs à bandes et les laminoirs continus à billettes où une transmission de charge stable et une grande fiabilité de fonctionnement sont essentielles.
2. Les paliers lisses et leurs applications
Les paliers lisses utilisés dans les laminoirs peuvent être divisés en paliers à friction semi-secs et en paliers hydrodynamiques ou hydrostatiques.
Les paliers lisses semi-secs, généralement des paliers ouverts en résine composite, sont couramment utilisés dans les laminoirs à profilés, à billettes et à dégrossissage. Dans certains petits laminoirs, on peut également employer des paliers en alliage de cuivre ou en polymère. Pour les laminoirs à tôles minces empilées, on utilise souvent des paliers en cuivre, avec des lubrifiants solides adaptés aux températures de fonctionnement élevées des cylindres.
Les paliers hydrodynamiques, hydrostatiques et hybrides hydrostatiques-hydrodynamiques fonctionnent avec une lubrification par film fluide. Ces paliers se caractérisent par de faibles coefficients de frottement, des vitesses de fonctionnement élevées et une bonne rigidité, garantissant une grande précision de laminage. Ils sont largement utilisés sur les cylindres d’appui des laminoirs à chaud et à froid modernes, ainsi que dans d’autres applications de laminoirs à grande vitesse.
