JPH02303612A - ロールの研削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転するロールの研削装置に関し。

特に圧延機のワークロールのように圧延操業によりロー
ルが摩耗する場合にオンラインでロールを修正研削する
方法に関する。

又、タウンコイラ前に設置されるピンチロールのオンラ
イン研摩方法や各種圧延機のワークロール及びバックア
ップロールの研削方法にも適用できる。

〔従来の技術〕

鋼板等を圧延する熱間圧延機等においては。

生産能率の向上及び圧延板材の品質向上を図るため、研
削装置を圧延機に直接装着して圧延しながらロール表面
を所要のプロフィルに研削するオンラインロール研削装
置の開発、実用化が望まれている。

第８図はこのようなオンラインロール研削方式の一例を
示したもので、ワークロール１を回転させながら回転し
ない砥石等の研削体３をワークロール１表面に押し付け
、かつロール軸線方向すなわち紙面に垂直の方向に移動
させることにより、ワークロール１表面を所要のグロフ
ィルに研削する。又、第９図は他の例を示したもので、
回転中のワークロール１に回転する研削ベルト３′を前
例と同様に押し付け、かつロール軸線方向に移動させて
研削する方法である。

また、第１０図は研削体３の回転軸芯Ｏｃをロールの回
転軸芯ＯＲに対してＨだけオフセットさせることにより
、研削体３の強制駆動装置が無くてもロール１の研削を
可能にした方法であ前述の第８図の方式の装置では、研
削体３の回転駆動装置がないから構造が簡単であるが。

ワークロール１と接触する研削体３の表面が常に同一面
であるためその表面に目詰まりを生じ。

研削性能が低下する欠点がある。さらに又、研削体３は
通常角形ブロック状砥石を用い、これをロール軸方向に
複数個配列して広い研削面によって研削能率を高める装
置が使用されているが、この場合は研削体３のコーナ部
３ａが研削抵抗等により欠損し易い欠点がある。

一方、第９図の方式の装置では、研削体３′が回転する
から研削中は常に新しい研削面がワークロール１と接触
するので、研削体３′表面の目詰りが防止でき、研削性
能が維持できる利点もある。又、この場合の研削体３′
としては通常ベルト状の砥石が多く用いられるから、前
記角形ブロック状砥石のようなコーナ部欠損も防止でき
る。ところがこの方式では１図示しないが研削体３′を
回転させる回転駆動装置を必要とするために構造が複雑
となり、設備費が高くつくと共に、その設置場所が狭隘
であるため設備の保守点検がきわめて困難となると共に
回転駆動装置スペースが大きいために研削体のヘッド数
が少なくなり（普通は１ヘツドのみとなる）ロール全体
を研削する場合の研削能が低くなる。

以上の問題を解決する方法として提案されたのが第１Ｏ
図の非駆動式オンライン研削装置である。この方法は研
削体の強制駆動装置がなくても研削体がロールとつれ回
りしながら研削できるので安定した研削性能が得られる
ことが特長であった。しかしながら１本方法で実機圧延
設備内において圧延ロールを実際に研削した所。

研削体がビビリ振動を発生し、研削性能が不安定となる
と共に研削体の外周面が欠損するという問題を発生した
。

本発明は、上述のような回転体の研削装置の欠点を解消
する合理的な方法を提供することを本発明は、ロール軸
線に浴って往復動可能なフレーム内に、先端部に装着し
た研削体をロール表面に押し付ける研削体ホルダをロー
ル軸線方向に複数個配列し、前記研削体はその回転軸を
ロール表面の法線に対してロール軸線方向に傾けて前記
ホルダ内に取り付けると共に前記研削体の回転軸を前記
ロールの回転軸に対してオフセット量Ｈだけずらして取
付けることにより前記研削体を強制駆動することなく前
記ロールを研削する方法において、前記オフセット量Ｈ
と前記研削体の寸法ＤＧ、　ｄａの関係を次式の範囲に
設定することを特徴とするロールの研削方法である。

０、　ｆ　≦Ｈ／Ｄａ　＜０．４ ０．１＜ｄＧ／ＤＧ ここで　Ｈ：研削体回転軸芯とロール回転軸芯間のオフ
セット量 ｄＣ：研削体の内径 ＤＧ＝研削体の外径 〔作用〕 研削体の回転軸とロールの回転軸間に付与するオフセッ
ト量Ｈを上述の値に設定することにより、研削体と被研
削ロールの接触部において発生する相対すべり速度ＶＳ
　　の方向が適正となり研削体の振動や欠損が防止でき
る。また、研削体の内径を上述のような値にすることに
より、後述の相対すべり速度の方向が、接触線に合致し
なくできるので研削体の焼付きや目づまりが防止できる
。

〔実施例〕

以下、図面に示した実施例に基づき１本発明の構成と作
用をさらに詳細に説明する。第１図は、例えば四段圧延
機の上ワークロールに適用した本発明のロール研削装置
の一実施例を示す平面図、第２図は第１図中のＡ−Ａ線
断面図である。

図示のように、圧延機はワークロール１により圧延板材
１５を圧延するもので、ワークロール１はバックアップ
ロール２により補強されている。ワークロール１軸方向
に複数個配列されたリング状の砥石等の研削体３は、そ
れぞれ軸４及び軸受５を介して個々に研削体ホルダ６の
先端部に回転自在に支持されている。以下の説明におい
ては研削体３を砥石３、研削体ホルダ６を砥石ホルダ６
と記載することとする。

各砥石ホルダ６はプランジャを形成しており、その後部
がグランジャ８ａ及びシリンダ８ｂからなる押圧装置８
に連接し、ケーシング９内に矢印Ｘ方向に前後進し得る
如く嵌装されている。

各押圧装置８はケーシング９の後部カバー９ａの内側に
取り付けられ１図示しない油圧制御弁を経て孔１０から
シリンダ８ｂに作動油を供給することにより、任意の設
定圧力で砥石３をワークロール１表面に押圧することが
できる。

なお、ケーシング９には砥石ホルダ用プルバックシリン
ダ室１１への給油口１２が設けられている。又、各砥石
３０回転軸線ＯＧを第１図に示す如くワークロール１外
周面の法線Ｎに対して任意の設定角度αでロール軸線方
向に傾斜させてケーシング９内に装着すると共に、昇降
装置１３によってケーシング９を昇降させることにより
、砥石３０回転軸線Ｏｃ　　をワークロール軸線ＯＲに
対して上又は下側へオフセットさせることが可能である
。図示例は上側へ設定値Ｈだけオフセットさせた場合を
示している。

第３図は研削体のロールとの接触状態を示す説明図であ
るが、上述のように砥石回転軸線ＯＧをワークロール軸
線ＯＲに対してオフセットさせると、研削中砥石３先端
面のワークロール１との接触部すなわち研削面は第４図
に示すように線接触ｌとなる。

このような接触状態においてワークロール１が周速Ｖｃ
　で回転すると砥石３は周速■Ｇ　で回転し、この時砥
石３とロール１との間に相対すべり速度Ｖｓ　が発生す
る。このすべり速度Ｖｓによりロール１の表面が研削さ
れる。

一方、ロール研削する時、もっとも重要なことは砥石の
欠損や焼付きが無く安定した研削特性が維持できること
である。そのためには、前述のすべり速度Ｖｓの方向が
きわめて重要であることが実機テストを試行する段階で
明らかになってきた。すなわち、砥石のオフセットが小
さくなると砥石のびびり振動や欠損が発生しやすくなり
、逆に太きすぎると砥石の焼付きを発生しやすくなり、
いずれの場合にも正常な研削が不可能であった。

これら問題解決のために、実機テストと理論解析を実施
した結果安定研削するためには１次のようにオフセット
量Ｈと砥石の寸法、　Ｄａ、（ｉＧの間に重要な関係が
あることがわかった。

第５図は、オフセット量Ｈ（砥石外径に対する比率Ｈ／
ＤＧで整理）及び砥石の内径（砥石外径に対する比率ｄ
Ｇ／ＤＧで整理）を種々変更してロールを研削した時の
研削特性を整理したものである。この時の研削条件を下
記する。

ロール材質二二ツケルグレーン鋳鉄 ロール外径：Ｄｗ＝Φ６００ｍ ロール周速＋　８００　ｍ煽 砥石材質　：　ＧＣ３２０に 砥石外径　：Φ２４０　ｗａ 本図の縦軸は、研削比Ｇを示しており、次式で定義され
る。

この研削比Ｇが大きい程砥石の損耗が少なく砥石の寿命
が長いことを意味する。

したがって研削比Ｇが高い条件で研削することが望まし
いわけで、この観点から第６図を見た場合、　ｄａ／Ｄ
ｃは小さく　Ｈ／Ｄｃは大きくする方がよい。

ところが、ｄＧ／ＤＧすなわち、砥石の内径を小さくす
ると砥石の内側よりに焼付きを発生し研削性能が非常に
不安定となりｄｃ／Ｄａ　＜０．１になるといかなる砥
石オフセット量（Ｈ／ＤＣ）にしても焼付きを防止でき
ない。

一方、砥石オフセント量（第５図ではＨ／ＤＧで表わす
）を大きくしても焼付きを発生し、この場合にも砥石の
内周側が焼付きを発生しており焼付きを防止するために
はＨ／Ｄｃ＜　０．４にする必要がある。

次に、このような砥石の焼付きがなぜ砥石の内周側に発
生しゃす＜ｄＧ　　やＨにより影響されるのかその原因
について説明する。

第６図に種々の研削条件における前述すべり速度ＶＳの
ベクトル解析結果を示す。

砥石とロールの接触線ｌ上の任意の点におけるすべり速
度Ｖｓをベクトル表示しており、その方向が砥石オフセ
ット量Ｈや砥石内径ｄＧにより大きく変化することがわ
かる。

すなわち、砥石オフセント量Ｈが大きくなると砥石の内
側の部分においてすべり速度ＶＳの方向が接触線を上に
重なってくる。

このようにｖｓとｌが合致する部分は研削により発生し
た熱がこの部分に蓄熱されるために焼付きを発生する。

したがって砥石の焼付きを防止するためにはすべり速度
Ｖｓが接触線ｊに合致しないようにすることか必要で、
その方策として（１）適正な砥石オフセット量及び（２
）適正な砥石内径の設定が必須となる。

以上砥石の焼付き防止の観点からはＨ／Ｄａをできるだ
け小さくすれば良いことになるが、あまり小さくすると
砥石のびびり振動が発生する。

第５図にびびり振動と研削条件の関係を示す。

Ｈ／ＤＧ　　が０．１以下になるとびびり振動が発生し
やすくなっており、さらにＨ／Ｄａ　　が小さくなると
砥石の欠損を誘発する。

このようなびびり振動や砥石の欠損が発生する原因も第
葛図に示す。すべり“速度ＶＳの方向の差から以下のよ
うに説明できる。

砥石のびびり振動がオフセット量Ｈが小さい時に発生し
やすいのは、すべり速度ＶＳの方向が。

砥石の内側と外側・で大きく異なる（第６図（Ｎにおい
てＶＳが下向きと上向きが含まれている）ために砥石回
転軸に作用する外力（研削抵抗力）の方向が拡範囲にな
り、その変形モードが複雑になるためである。

また、砥石オフセット量Ｈが小さい時には。

砥石が欠損しやすくなるが、これは砥石の外周部におけ
る相対すべり速度Ｖｓの方向が砥石の外周方向（法線方
向）を向くためである。

すなわち、ロールの接触線ｌ上の任意の点において、す
べり速度方向の研削抵抗力が砥石に作用することになる
が、接触線ｌの内側では、下向きの抵抗力で砥石の欠損
には関係ないのに対し、外周部においては砥石の強度が
弱く、小さな外力でも比較的簡単に欠損する。この場合
、ロールから受ける抵抗力の方向、すなわちすべり速度
の方向が砥石の外周方向になる程、欠損しやすいことに
なる。

したがって、砥石の欠損を防止する上では。

すべり速度の向きができるだけ外周方向を向かないよう
にする必要があり、その方策としてＨ／Ｄａの適正化が
重要である。

以上、砥石の焼付き、びびり振動及び欠損と砥石オフセ
ット量砥石内径の関係を整理し適正範囲を図示すると第
７図となる。その適正範囲はこの（Ｃ）図かられかるよ
うに０．１　≦Ｈ／Ｄｃ≦０．４゜０．１≦ｄｃ／Ｄｃ
である。

〔発明の効果〕

本発明による研削方法によれば、研削体の強制回転駆動
装置が無くても砥石の欠損、びびり振動や焼付き等を発
生せず安定した研削が圧延設備等の設備内で直接できる
ようになり圧延操業等の能率が向上すると同時に圧延製
品等の品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてロール研削装置の平面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明の
ロール研削装置の原理図、第４図は同上研削原理の説明
図、第５図は研削条件と研削特性の関係を示す研削テス
ト結果グラフ図、第６図（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）　（Ｄ
）　（Ｅ）は本発明による砥石とロールの接触状態及び
相対すべり速度の理論解析結果の一例を示すグラフ図、
第７図（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）は本発明で主張する砥石
オフセラ）Ｈ及び砥石の寸法Ｄａ、　ｄｃの適正な関係
を示す説明図である。 第８図、第９図および第１０図は従来のロール研削装置
の一例を示す原理図である。 １・・・圧延機のワークロール、２・・・圧延機ツバツ
クアップロール、３・・・研削体（砥石）、４・・・研
削体回転軸、５・・・同左軸受、６・・・研削体（砥石
）ホルダ、８・・・研削体押付はプランジャー、９・・
・ケーシング、１０・・・押付は油圧供給孔。 工１・・・研削体プルパック、１２・・・プルパック油
圧供給孔、１３・・・研削体昇降装置、１４・・・研削
体オシレーション装置、Ｈ・・・研削体（砥石）オフセ
ット量、ＯＲ・・・ワークロール回転軸芯、　Ｏｃ・・
・研削体（砥石）回転軸芯、ｌ・・・砥石とロールの接
触線、　ｄＧ・・・研削体（砥石）の内径、■・・・研
削体（砥石）の外径。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロール軸線に沿って往復動可能なフレーム内に、先端部
   に装着した研削体をロール表面に押し付ける研削体ホル
   ダをロール軸線方向に複数個配列し、前記研削体はその
   回転軸をロール表面の法線に対してロール軸線方向に傾
   けて前記ホルダ内に取り付けると共に前記研削体の回転
   軸を前記ロールの回転軸に対してオフセット量Ｈだけず
   らして取付けることにより、前記研削体を強制駆動する
   ことなく前記ロールを研削する方法において、前記オフ
   セット量Ｈと前記研剛体の寸法Ｄ＿Ｇ、ｄ＿Ｇの関係を
   次式の範囲に設定することを特徴とするロールの研削方
   法。 ０．１≦Ｈ／Ｄ＿Ｇ≦０．４ ０．１≦ｄ＿Ｇ／Ｄ＿Ｇ ここでＨ：研削体回転軸芯とロール回転軸芯間のオフセ
   ット量 ｄ＿Ｇ：研削体の内径 Ｄ＿Ｇ：研削体の外径