JPH03500389A - 圧延機のロール - 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】 圧延機のロール 産業　の１ 本発明は、圧延業に関し、特に圧延機のロールに関する。

−先行挾歪一 本発明は、長さ方向に圧延するすべての圧延機に有用である。

作用するトルクを伝達する際のロールのねじれは、製品の品質、ロールのキャン ペーン（ｃａｍｐａ　ｉｇｎ　）及び軸受ユニットの耐久性に悪影響を及ぼす。

帯鋼を喰い込むとすぐに、ワークロールとバックアップクールの間の接触面に加 わる摩擦力の不均一な分布によってねじれが生じる。水平面内で作用する回転モ ーメントがロールの交差（ｃｒｏｓｓｉｎｇ）を引き起こす。その結果、圧延中 に軸線方向のワークロールとバックアップロールの間の接触面に大きな荷重が生 じ、やがてロールの軸受を破壊する。ロールの交差はまた、ロールの間隙の幾何 学的配置をゆがめて、帯鋼のグローバック（ｇｒｏｗ−ｂａｃｋ　）と非平坦化 （ｎｏｎｆｌａｔｅｎｅｓｓ）の原因になる。

従来、一方（動力ネック）が駆動装置に連結されたネックをもつロールマンドレ ルと、ロールマンドレルに固く保持されたスリーブとから成る圧延機用のロール が知られている（ソ連登録特許第４０４．４３８号）。

トルクは、ロールマンドレルから硬い細粉層を介してスリーブに伝達され、この 細粉層は、スリーブとロールマンドレルの噛合−ルの安定性を高める。

しかしながら、ロールが帯鋼を喰い込むときに、ロールマンドレルとスリーブの 間の非たわみ性の接合により、スリーブにねじれを引き起こす。スリーブの材料 が変形し、それに更に生じたせん断応力が、スリーブの強度を急激に減少させる 。

それに加えて、スリーブのねじれのために、ワークロールの円周速度がその長さ にわたって不均一となる。同時に、バックアップロールの円周速度は、それがね じれないために、その長さに沿うどの断面でも全て同じである。

ワークロールとバックアップロールの間の既存の円周速度の関係では、接触線に 沿って摩擦力が不均一に分布する。これらの力の合力は、転がり軸線からずれる ようになり、その結果、ロールは水平の回転モーメントを受けるようになる。

バックアップロールは、そのチョックとスクリューダウン歯車のスラストジャー ナルとの間に存在する摩擦力により、通路の端部まで進んだ位置に留まる。他方 、ワークロールは、ワークロールに加えられるバックアップロールの反動力の水 平成分により、スタンドの軸線に平行な位置をとる。

この状態により、ワークロールとバックアップロールの安定した交差が引き起こ され、それは帯鋼が圧延されている間続き、軸受ユニットの保全と性能に有害な 軸受ユニットの軸線方向荷重の原因になる。

ワークロールとバックアップロールが交差したとき、ロールの間隙の合力が転が り軸線から外れ、その結果、ロールの圧力の方向が変化する。この場合、帯鋼の 横方向及び長さ方向のグローバックは避けられず、それは帯鋼の品質を大幅に低 下させる。

ロールによる帯鋼の喰込みと、隣接するスタンドにおけるロール速度の不釣合い 、帯鋼内の温度の不均一な分布、及び転がりトルクの変動に関連する他の現象を もつような他の短時間の工程とは、ロールの複雑な空間的揺動を引き起こし、帯 鋼の座屈と非平坦化を時々もたらす。これにより、製品の品質が低下し、無駄が 多くなる。

スリーブのねじれは、両端でロールを作動させることによって減少させることが できるが、これは出費を増大させる。

動力ネック及びアイドルネックをもつロールマンドレルと、動力ネックに配置さ れた円錐状のカラーと、ロールマンドレルに嵌合されたスリーブとを特徴とする 圧延機もまた知られている（ソ連登録特許第１．０９７．４０２号）。スリーブ の両端面の円周の周り全体にわたり等間隔に隔たってロールマンドレルに嵌合し たピンが、ロールマンドレルからスリーブにトルクを伝達する。動力ネックのピ ンは、他方のアイドルネックのピンよりも剛性が小さい。

動力ネックに加えられたトルクは、力の２つの流れに分かれてスリーブの両側の ピンに加わる。これにより、スリーブの両１端面のねじれ量が減少する。しかし ながら、スリーブの中央部は、依然として大きくねじられており、その結果、ス リーブの強度を危険にする大きなせん断応力が加わる。その他に、スリーブに嵌 合したピンは応力を集中させるものであり、これもまたスリーブの強度に慝影響 を及ぼす。

これらの設計の特徴により、ワークロールの円周速度は、短時間の工程中、スリ ーブ長さにわたり依然として不均一に分布している。帯鋼の断面の減少は、横方 向の不均一な減少であり、周期的な非平坦化が生じて、製品の品質を低下させる 。

−及亘９鷹！一 本発明の主な目的は、ロールマンドレルの設計の特徴により、ワークロールのス リーブのねじれを除去して、スリーブの強度を増大させ、そして製品の品質を向 上させる、圧延機用のロールを提供することである。

この目的は、本発明により、一方が回転駆動装置に移動自在に連結されたネック をもつロールマンドレルと、ロールマントにルに固く保持されたスリーブとから 成る圧延機のロールにおいて、ロールマンドレルに、動力ネックからアイドルネ ックに向かう方向に高さが単調に減少する不等辺四辺形の突起部が、その円周方 向に沿って等間隔に隔たって設けられていることを特徴とする圧延機のロールを 開示することによって実現される。

開示した設計のロールマンドレルの突起部の特徴は、スリーブの内面と接触する 突起部の外面が、それらの接触の長さ全体にわたって同じ角度回転するという事 実である。

これにより、バックアップロールに接触するスリーブの面全体のどの個所にも円 周速度が均一に分布する。

その結果、摩擦力は、ワークロールとバックアップロールの接触の長さ全体にわ たって均一に分布し、それにより、スリーブは、ねじられることもな（、またそ の強度に関与する要因であるせん断応力が加わることさえもない。

更に、スリーブの長さ全体にわたる円周速度の均一な分布は、帯鋼の横方向断面 の減少を阻止する。これにより、非平坦度が最小になり、製品の品質が大幅に向 上する。

動力ネックにおける不等辺四辺形の各突起部の高さは、突起部とスリーブの噛合 い面の長さ全体にわたって均一な円周方向力を生じさせるように選択されること が好ましい。

この設計は、スリーブのねじれを完全に除去し、ワークロールとバックアップロ ールの間の摩擦力の分布を、突起部とスリーブの噛合い面の長さ全体にわたって より均一にする。ロールの軸線方向荷重は最小になり、それはワークロールのス リーブに余裕の強度を与えるとともに、製品の品質を向上させる。

全体として、開示した発明は、その実施により、大幅に製品の品質を向上させス リーブの強度を増大させる。

図面の簡単な説明 開示した発明は、添付図面と関連して例示としてなされる以下の詳細な説明から 最も良く理解されるであろう。

第１図は、本発明によるロールの、不等辺四辺形の突起部を一部切り取った概略 図である。

第２図は、第１図の線■−Ｈに沿う断面図である。

第３図は、第１図の線■−■に沿う断面図である。

第４図は、不等辺四辺形の突起部をもつロールマンドレルの部分斜視図である。

第５図は、第１図の矢印Ａに沿う、一部切り取った図である。

発註の好ましい　施態様 第１図を参照すると、ロールは、ネック（ｎｅｃｋ）　２及び３をもつロールマ ンドレルｌと、ロールマンドレルに固く保持されたスリーブ４とから成り、ネッ クのうちの番号２で示す一方は、駆動装置（図示せず）に移動自在に連結されて いる。以下においては、駆動装置に移動自在に連結されたネックを動力ネック２ と呼び、番号３で示すネックをアイドルネック３という。

スリーブ４は、例えば硬い細粉層５を用いてトルクを伝達できるようにロールマ ンドレルｌに固定されており、細粉層５は、あらかじめ加熱したスリーブ４をロ ールマンドレル１に取り付ける前に、ロールマンドレル上に吹きかけることによ って堆積される。

スリーブ４をロールマンドレル１に他の方法で取り付けてもよい。

動力ネック２からアイドルネック３に向かう方向に単調に減少する高さをもつ不 等辺四辺形の突起部が、ロールマンドレル１に、その円周方向に沿って等間隔に 隔たって設けられている。突起部６は、例えば、ロールマンドレル１に一定幅ｒ ａＪの長さ方向溝７（第２図）を、ロールマンドレルの母線と角度をなすように 削ることによって、形成することができる。不等辺四辺形の各突起部６は、突起 部６とスリーブ４の噛合い面の長さ全体に沿って、均一な円周方向力を生じさせ るように作られる。そのために、各突起部６（第３図及び第４図）は、ロールマ ンドレル１に固定された、変化する横断面をもち、剛性が長さとともに変化する 片持ち梁である。

作動の際、電動機（図示せず）によって生じたトルクがロールの動力ネック２に 伝達されたとき、ロールマンドレル１は、スリーブ４と噛み合う領域内でねじら れるようになる。不等辺四辺形の突起部６の外側面がスリーブ４の内側の噛合い 面に固く保持されているので、不等辺四辺形の突起部は、第５図に示すように、 スリーブ４の噛合い面との接触を損なうことなく曲がる。

突起部６のたわみδは、一定の断面では、スリーブ４に関するロールマンドレル １のねじれ角ψ。に基づ（。それらの設計により、ロールマンドレルｌがねじら れているとき、不等辺四辺形の突起部６はすべて、同じ量δだけたわみ且つ点Ａ 、から点Ａ２まで同じ距離Ｓだけ円周方向に変位し、突起部６（第５図に点線で 示す）のいずれもが、ロールマンドレルｌのどの断面でも、スリーブ４との噛合 い円をなして曲がることはない。

突起部６の外面からスリーブ４に伝達される円周方向の荷重が噛合い面の接触部 の長さ全体に沿ってすべて同じであるので、スリーブのねじれは全く生じない。

ねじれがないので、スリーブ４の材料はせん断応力から解放され、その結果、ス リーブ４の強度が増大し、ロールの全体的な強度も増大する。

ワークロールとバックアップロール（バックアップロールは図示せず）の間の摩 擦力が、このロール間の接触部の長さ全体にわたって均一に分布し、ワークロー ルとバックアップロールの間、及びワークロールと帯鋼の間の接触線に沿う軸線 方向荷重が減少する。また、ロールの軸受ユニットの耐久性が向上する。

帯鋼の喰込み中及び他の短時間の工程中、空間におけるワークロールとバックア ップロールの複雑な揺動運動（回転）が生じないので、座屈、非平坦度及び帯鋼 の反りが減少し、良質の製品を作ることができる。ロールの他方の端部に２つ目 の駆動装置を設ける必要がないので、余分な出費が不要となる。

ワークロールのスリーブの強度及び軸受ユニットの耐久性の増大と、製品の品質 の向上が、開示した発明の利点である。

産業上のシ用可能性 開示した発明は、熱間及び冷間の広幅帯調圧延機に効果的に使用することができ 、非平坦度を２０〜２５％減少させ、ロールの耐久性を２．５〜３倍延ばし、ま たロールの強度を１．５倍増大させることができる。

国際調査報告 ｍ＋＋＋Ｉｖｗ＊＋ｌ＾Ｓｋｕ神＾軸ｅＦＣｒｌＳＵ８９．＋００１４９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．一方が回転駆動装置に移動自在に連結されたネック（２，３）をもつロール マンドレル（１）と、ロールマンドレル（１）に固く保持されたスリーブ（４） とから成る圧延機のロールにおいて、 ロールマンドレル（１）に、動力ネック（２）からアイドルネック（３）に向か う方向に単調に減少する高さをもつ不等辺四辺形の突起部（６）が、その円周方 向に沿って等間隔に隔たって設けられていることを特徴とする圧延機のロール。 ２．動力ネック（２）における不等辺四辺形の各突起部（６）の高さが、突起部 （６）とスリーブ（４）の噛合い面の長さ全体にわたって、均一な円周方向力を 生じさせるように選択されることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の圧延 機のロール。