JPH0866706A - 圧延機のロール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低速回転時でも焼付や異常摩耗を起こすこと
がない圧延機のロール構造を提供する。 【構成】 偏心軸部１ａを形成した支持軸１と、支持軸
１の偏心軸部１ａに嵌合したころがり軸受２と、ころが
り軸受２を内蔵するように支持軸１が差し込まれる円筒
状のスリーブ３とを備えた圧延機のバックアップロール
１０において、ころがり軸受２の外輪２ａの外周面に半
球状のディンプル２ｂを千鳥状に配列するように複数形
成してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延機のロール構造に
関し、特に、クラウンの変更が可能なバックアップロー
ルやワークロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼などを圧延する圧延機のワークロー
ルが両端側からの圧延荷重などによりたわんでしまう
と、圧延された帯板の厚さが幅方向に不均一となってし
まうので、圧延機のワークロールやバックアップロール
などのロールの外周に樽状のクラウンを形成することに
より、これらロールによる帯板に対する押圧力を帯板の
幅方向に均一している。このロールのクラウンの大きさ
は、ロールのたわみ具合に応じて設定しなけばならない
ので、圧延荷重などの変更毎にロールの交換が必要とな
ってしまう。このため、ロールのクラウンを容易に変更
できるようにした分割型ロールを備えた圧延機が、例え
ば、実開平３−５７４０４号などに示されている。

【０００３】この分割型ロールをバックアップロールに
備えた圧延機の一例を図９，１０に示す。図９に示すよ
うに、バックアップロール３０の回動可能な支持軸３１
の周面には、支持軸３１の軸心に対してそれぞれ別々に
偏心した偏心軸部３１ａ〜３１ｃが形成されている。こ
れら偏心軸部３１ａ〜３１ｃの周面には、ころがり軸受
３２ａ〜３２ｃがそれぞれ嵌合されている。これらころ
がり軸受３２ａ〜３２ｃは、円筒状のスリーブ３３によ
り一括して包囲されている。つまり、支持軸３１の偏心
軸部３１ａ〜３１ｃにより、ころがり軸受３２ａ〜３２
ｃは、クラウンを有するように配設されると共に、支持
軸３１の回動により、このクラウンの大きさが変化する
のである。

【０００４】また、図１０に示すように、ころがり軸受
３２ａ〜３２ｃとスリーブ３３との間は、潤滑油５１で
満たされている。支持軸３１には、潤滑油５１を供給す
る給油溝３１ｄと、潤滑油５１を排出する排油溝３１ｅ
とが形成されている。これにより、スリーブ３３は、潤
滑油５１で潤滑、冷却されながら回転するのである。

【０００５】このような分割型ロールによるバックアッ
プロール３０を備えた圧延機は、次のように用いられ
る。バックアップロール３０の支持軸３１を回動して偏
心軸部３１ａ〜３１ｃの向きを変えると、ころがり軸受
３２ａ〜３２ｃは、クラウンを有するように配列され、
支持軸３１の回動に伴って、このクラウンの大きさが変
化する。必要とするクラウンの大きさに設定したバック
アップロール３０をワークロール２０に押圧すると、ス
リーブ３３は、ワークロール２０に均一に接触するもの
の、ころがり軸受３２ａ〜３２ｃがクラウンを有するよ
うに配列されているので、ワークロール２０のバックア
ップロール３０から受ける押圧力は、帯板５０の幅方向
中央側ほど大きいものとなる。

【０００６】従って、帯板５０を圧延すると、ワークロ
ール２０のたわみは、バックアップロール３０で矯正さ
れているので、圧延された帯板５０は、均一な厚さとな
るのである。

【０００７】なお、ころがり軸受３２ａ〜３２ｃに代え
て、図１１に示すように、支持軸３１の偏心軸部３１ａ
〜３１ｃに摺動回転可能なリング３４ａ〜３４ｃを設け
て、バックアップロール３５を構成したものもある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述したようなバック
アップロール３０，３５を備えた圧延機では、帯板５０
の圧延中、即ち、バックアップロール３０，３５のスリ
ーブ３３が高速で回転している場合には、スリーブ３３
と各ころがり軸受３２ａ〜３２ｃ又はリング３４ａ〜３
４ｃとの間に十分な厚さを有する潤滑油５１の油膜が形
成される。しかしながら、帯板５０の圧延の終了時な
ど、スリーブ３３が低速で回転している場合には、上記
油膜が薄くなってしまうため、上記部材間に生じる摩擦
が大きくなり、焼付や異常摩耗などを起こしてしまう場
合があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、第一番目の発明による圧延機のロール構造は、
支持軸と、前記支持軸の外周に嵌合した軸受と、前記軸
受を内蔵するように前記支持軸が差し込まれる円筒状の
スリーブとを備えた圧延機のロール構造において、前記
軸受の外周面及び前記スリーブの内周面の少なくとも一
方にディンプルを複数形成してなることを特徴とする。

【００１０】第二番目の発明による圧延機のロール構造
は、支持軸と、前記支持軸の外周に回転可能に嵌合した
リングと、前記リングを内蔵するように前記支持軸が差
し込まれる円筒状のスリーブとを備えた圧延機のロール
構造において、前記リングの内周面及び前記支持軸の外
周面の少なくとも一方と前記リングの外周面及び前記ス
リーブの内周面の少なくとも一方とにディンプルを複数
形成してなることを特徴とする。

【００１１】

【作用】前述したように構成された第一番目の発明の圧
延機のロール構造によれば、圧延に伴うスリーブの回転
が低速になると、軸受とスリーブとの間の潤滑油の油膜
が薄くなるものの、ディンプル内に入り込んでいた潤滑
油が流れ出すので、軸受スリーブとの間が潤滑される。
また、軸受とスリーブとが回転速度差を有しながら接触
しても、ディンプル部分が他方の部材と接触しないた
め、これら部材間の摩擦を生じる面積が減少すると共
に、接触部分がディンプル内の潤滑油により冷却される
ので、摩擦による発熱量が抑えられる。

【００１２】第二番目の発明の圧延機のロール構造によ
れば、圧延に伴うスリーブの回転が低速になると、支持
軸とリングとの間及びリングとスリーブとの間の潤滑油
の油膜が薄くなるものの、ディンプル内に入り込んでい
た潤滑油が流れ出すので、支持軸とリングとの間及びリ
ングとスリーブとの間が潤滑される。また、リングとス
リーブとが回転速度差を有しながら接触しても、ディン
プル部分が他方の部材と接触しないため、これら部材間
の摩擦を生じる面積が減少すると共に、接触部分がディ
ンプル内の潤滑油により冷却されるので、摩擦による発
熱量が抑えられる。一方、支持軸とリングとの間も上述
と同様に摩擦による発熱量が抑えられる。

【００１３】

【実施例】第一番目の発明による圧延機のロール構造の
一つ目の実施例を図１〜３を用いて説明する。なお、図
１は、その概略構成を表す一部抽出破断外観図、図２
は、その要部の抽出拡大平面図、図３は、図２の矢線II
I 部の抽出拡大断面図である。

【００１４】図１に示すように、バックアップロール１
０の回動可能な支持軸１の周面には、支持軸１の軸心に
対して偏心した偏心軸部１ａが形成されており、図示し
ないが、前述した従来技術と同様に、支持軸１には、長
手方向に沿って、それぞれ別々に偏心した偏心軸部が複
数形成されている。偏心軸部１の周面には、ころがり軸
受２が嵌合されており、図示しないが、各偏心軸部にも
ころがり軸受がそれぞれ嵌合されている。

【００１５】ころがり軸受２の外輪２ａの外周面には、
図１〜３に示すように、千鳥状に配列された半球状のデ
ィンプル２ｂが複数形成されており、上述の他のころが
り軸受にもディンプルが同様に形成されている。

【００１６】図１に示すように、ころがり軸受２の外周
には、ころがり軸受２を内蔵するように包囲する円筒状
のスリーブ３が設けられており、このスリーブ３は、図
示しないが、当該ころがり軸受２と同様に他のころがり
軸受も内蔵するように包囲している。つまり、スリーブ
３は、ころがり軸受を一括して内蔵するように包囲して
いるのである。ころがり軸受２とスリーブ３との間は、
潤滑油５１で満たされており、他のころがり軸受とスリ
ーブ３との間も潤滑油５１で満たされている。この潤滑
油５２は、支持軸１に形成された図示しない給油穴から
供給され、各部材の摺動部分を潤滑、冷却した後に、支
持軸１に形成された図示しない排油穴から排出されるよ
うになっている。

【００１７】このようなバックアップロール１０を備え
た圧延機は、次のように用いられる。バックアップロー
ル１０の支持軸１を回動して偏心軸部１ａ及び他の偏心
軸部の向きを変えて、ころがり軸受２及び他のころがり
軸受を、クラウンを有するように配列する。必要とする
クラウンの大きさに設定したバックアップロール１０を
ワークロールに押圧することにより、ワークロールのた
わみを矯正する。このようにした後、帯板を圧延すれ
ば、帯板は均一の厚さとなる。

【００１８】この帯板の圧延中、即ち、バックアップロ
ール１０のスリーブ３が高速で回転している場合には、
ころがり軸受２の外輪２ａ及び他のころがり軸受の外輪
とスリーブ３との間に十分な厚さの潤滑油５１の油膜が
形成されるため、スリーブ３は、ワークロールの回転に
伴って、滑らかに回転する。

【００１９】一方、帯板の圧延の終了に伴って、バック
アップロール１０のスリーブ３の回転が減速すると、こ
ろがり軸受２の外輪２ａ及び他のころがり軸受の外輪と
スリーブ３との間の前記油膜が薄くなってしまうが、こ
ろがり軸受２のディンプル２ｂ及び他のころがり軸受の
ディンプル内の潤滑油が流れ出すので、ころがり軸受２
の外輪２ａ及び他のころがり軸受の外輪とスリーブ３と
の間が潤滑され、スリーブ３は、滑らかに回転する。

【００２０】従って、ころがり軸受２の外輪２ａ及び他
のころがり軸受の外輪とスリーブ３との間には、スリー
ブ３の回転速度に左右されることなく十分な厚さの油膜
が形成されるので、これら部材間の焼付や異常摩耗など
の発生が大幅に低減するのである。

【００２１】また、ころがり軸受２のディンプル２ｂ及
び他のころがり軸受のディンプルは、スリーブ３と接触
しないため、スリーブ３ところがり軸受２の外輪２ａ及
び他のころがり軸受の外輪との間の摩擦を生じる面積が
小さくなると共に、これら部材間の接触部分がディンプ
ル内の潤滑油により冷却されるので、これら部材の接触
による摩擦に伴う発熱が大幅に抑えられる。

【００２２】従って、ころがり軸受２の外輪２ａ及び他
のころがり軸受の外輪とスリーブ３とが回転速度差を有
しながら接触しても、これら部材は高温になりにくいの
で、これら部材間の焼付や異常摩耗などの発生が大幅に
低減されるのである。

【００２３】なお、本実施例では、ころがり軸受２及び
他のころがり軸受にディンプル２ｂを形成したが、二つ
目の実施例の要部の破断外観を表す図４に示すように、
スリーブ３の内周面にディンプル３ｂを形成しても、前
述と同様な効果が得られる。また、ころがり軸受及びス
リーブの両者に上述したディンプルをそれぞれ形成すれ
ば、より高い効果が得られる。

【００２４】第二番目の発明による圧延機のロール構造
の一つ目の実施例を図５を用いて説明する。なお、図５
は、その要部の破断外観図である。但し、前述した実施
例と同様な部材については、前述した実施例と同様な符
号を用い、その説明を省略する。

【００２５】図５に示すように、筒状のリング４の内周
面及び外周面には、ディンプル４ｂが形成されており、
リング４は、図示しない支持軸の偏心軸部に回転可能に
嵌合するようになっている。リング４の外周には、リン
グ４を内蔵するように包囲する円筒状のスリーブ３が設
けられている。つまり、前述した実施例のころがり軸受
に代えて、本実施例は、リング４を用いてバックアップ
ロール１１を構成したのである。

【００２６】このようなバックアップロール１１を備え
た圧延機は、前述した実施例と同様に用いられる。上記
圧延機による帯板の圧延中、即ち、バックアップロール
１１のスリーブ３が高速で回転している場合には、前記
支持軸の偏心軸部とリング４との間及びリング４とスリ
ーブ３との間に十分な厚さの潤滑油の油膜が形成される
ため、スリーブ３及びリング４は、滑らかに回転する。

【００２７】一方、帯板の圧延の終了に伴って、バック
アップロール１１のスリーブ３及びリング４の回転が減
速すると、前記支持軸の偏心軸部とリング４との間及び
リング４とスリーブ３との間の前記油膜が薄くなってし
まうが、リング４のディンプル４ｂ内の潤滑油が流れ出
すので、前記支持軸の偏心軸部とリング４との間及びリ
ング４とスリーブ３との間が潤滑され、スリーブ３及び
リング４は、滑らかに回転する。

【００２８】従って、支持軸の偏心軸部とリング４との
間及びリング４とスリーブ３との間には、スリーブ３及
びリング４の回転速度に左右されることなく十分な厚さ
の油膜が形成されるので、これら部材間の焼付や異常摩
耗などの発生が大幅に低減するのである。

【００２９】また、リング４のディンプル４ｂは、スリ
ーブ３及び支持軸の偏心軸部と接触しないため、リング
４とスリーブ３との間及びリング４と支持軸の偏心軸部
との間の摩擦を生じる面積が小さくなると共に、さら
に、これら部材間の接触部分がディンプル４ｂ内の潤滑
油により冷却されるので、これら部材の接触による摩擦
に伴う発熱が大幅に抑えられる。

【００３０】従って、前述した部材は高温になりにくい
ので、これら部材間の焼付や異常摩耗などの発生が大幅
に低減されるのである。

【００３１】なお、本実施例では、リング４の内周面及
び外周面にディンプル４ｂを形成したが、二つ目の実施
例の要部の分解斜視を表す図６に示すように、スリーブ
３の内周面と支持軸１の偏心軸部１ａ及び他の偏心軸部
とにディンプル３ｂ，１１ｂを形成しても、前述と同様
な効果が得られる。また、支持軸の偏心軸部、リングの
内外周面、スリーブの内周面にディンプルをそれぞれ形
成すれば、より高い効果が得られる。

【００３２】前述した実施例では、半球状のディンプル
を各部材に形成したが、例えば、図７，８に示すよう
に、角形状をなすディンプル２ｃを形成してもよい。

【００３３】また、各部材に形成されるディンプルの深
さは、１００μｍ以下が望ましい。なぜなら、各部材間
に生じる潤滑油の油膜の厚さは約１００μｍ程度なの
で、ディプルの深さを１００μｍ以上にすると、油膜の
発生が阻害されるからである。また、各部材に形成され
るディンプルの各部材毎の総表面積は、当該部材のディ
ンプルを形成する部分の表面積の１／２程度が望まし
い。なぜなら、１／２よりも大きすぎると、接触面の面
圧が高くなり過ぎてしまう恐れがあり、１／２よりも小
さすぎると、前述した効果が十分に発現されないからで
ある。

【００３４】前述した実施例では、圧延機のバックアッ
プロールに適用した場合を説明したが、ワークロールに
適用してもよい。

【００３５】

【発明の効果】前述したように、第一番目及び第二番目
の発明による圧延機のロール構造では、圧延に伴うスリ
ーブの回転が低速になると、ディンプル内に入り込んで
いた潤滑油が流れ出すことになり、摺動部分が潤滑され
るので、スリーブの回転速度に左右されることなく摺動
部分に油膜が形成され、焼付や異常摩耗などを生じるこ
とがなくなる。また、ディンプルの形成により、摺動部
分の摩擦を生じる面積が減少すると共に、接触部分がデ
ィンプル内の潤滑油により冷却されるので、摺動部分の
接触による摩擦に伴う発熱が大幅に抑えられ、焼付や異
常摩耗などの発生が大幅に低減する。

【００３６】このため、帯板の厚さを安定して均一に加
工することができ、また、高荷重での圧延による生産性
の向上を図って、帯板の生産コストを低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一番目の発明による圧延機のロール構造の一
つ目の実施例の概略構造を表す一部抽出破断外観図であ
る。

【図２】その要部の抽出拡大平面図である。

【図３】図２の矢線III 部抽出断面図である。

【図４】第一番目の発明による圧延機のロール構造の二
つ目の実施例の要部の破断外観図である。

【図５】第二番目の発明による圧延機のロール構造の一
つ目の実施例の要部の破断外観図である。

【図６】第二番目の発明による圧延機のロール構造の二
つ目の実施例の要部の分解斜視図である。

【図７】第一番目及び第二番目の発明による圧延機のロ
ール構造の三つ目の実施例の要部の抽出拡大平面図であ
る。

【図８】図７の矢線VIII部の抽出断面図である。

【図９】分割型ロールをバックアップロールに備えた圧
延機の一例の要部の断面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線矢視断面図である。

【図１１】分割型ロールをバックアップロールの備えた
圧延機の他の例の要部の断面図である。

【符号の説明】

１ 支持軸 １ａ 偏心軸部 ２ ころがり軸受 ２ａ 外輪 ２ｂ ディンプル ２ｃ ディンプル ３ スリーブ ３ｂ ディンプル ４ リング ４ｂ ディンプル １０ バックアップロール １１ バックアップロール ５１ 潤滑油

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持軸と、前記支持軸の外周に嵌合した
   軸受と、前記軸受を内蔵するように前記支持軸が差し込
   まれる円筒状のスリーブとを備えた圧延機のロール構造
   において、 前記軸受の外周面及び前記スリーブの内周面の少なくと
   も一方にディンプルを複数形成してなることを特徴とす
   る圧延機のロール構造。
2. 【請求項２】 支持軸と、前記支持軸の外周に回転可能
   に嵌合したリングと、前記リングを内蔵するように前記
   支持軸が差し込まれる円筒状のスリーブとを備えた圧延
   機のロール構造において、 前記リングの内周面及び前記支持軸の外周面の少なくと
   も一方と前記リングの外周面及び前記スリーブの内周面
   の少なくとも一方とにディンプルを複数形成してなるこ
   とを特徴とする圧延機のロール構造。