JPS6238042B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6238042B2 JPS6238042B2 JP56089486A JP8948681A JPS6238042B2 JP S6238042 B2 JPS6238042 B2 JP S6238042B2 JP 56089486 A JP56089486 A JP 56089486A JP 8948681 A JP8948681 A JP 8948681A JP S6238042 B2 JPS6238042 B2 JP S6238042B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- rolls
- diameter
- rolling
- cluster
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
- B21B13/14—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
- B21B13/14—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
- B21B13/147—Cluster mills, e.g. Sendzimir mills, Rohn mills, i.e. each work roll being supported by two rolls only arranged symmetrically with respect to the plane passing through the working rolls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多段クラスタ圧延機の改良に関する。
近年、圧延ロールの少なくとも一方を多段クラ
スタとする第１図のようなクラスタ圧延機が考え
られている。つまり、被圧延材１を圧延する上下
のワークロール２，５を、下側は通常の四段圧延
機と等しく一本のバツクアツプロール６で補強す
る一方、上側は二本の中間ロール３ａ，３ｂを介
して三本のバツクアツプロール４ａ，４ｂ，４ｃ
で補強するようにしている。また、上側を四段圧
延機タイプとし下側に多段クラスタロールを配置
したり、第２図の如く上下共に多段クラスタ型と
することもある。
スタとする第１図のようなクラスタ圧延機が考え
られている。つまり、被圧延材１を圧延する上下
のワークロール２，５を、下側は通常の四段圧延
機と等しく一本のバツクアツプロール６で補強す
る一方、上側は二本の中間ロール３ａ，３ｂを介
して三本のバツクアツプロール４ａ，４ｂ，４ｃ
で補強するようにしている。また、上側を四段圧
延機タイプとし下側に多段クラスタロールを配置
したり、第２図の如く上下共に多段クラスタ型と
することもある。
斯様な多段クラスタ圧延機ではクラスタロール
側のワークロール２を小径化することができるの
で圧延荷重が小さく高圧下が可能であるという利
点がある。ところが、各バツクアツプロールを等
径にした場合には荷重の偏りが必ず起こり軸受寿
命を早める問題が生ずる。この問題は、ハウジン
グ幅を自由に選べる場合にはバツクアツプロール
径を十分大きく採れるので解消される。しかし、
スタンド幅を小さく採る場合、例えば四段圧延機
用スタンドを改造してこれにクラスタ圧延ロール
を収容する場合、ロール径を比較的小さくせざる
を得ないので荷重の偏りが軸受寿命に与える影響
は無視できないものとなる。例えば、第１図のワ
ークロール２を220φmm、中間ロール３ａ，３ｂ
を290φmm、バツクアツプロール４ａ，４ｂ，４
ｃを430φmmとした場合、鉛直方向に働く単位ワ
ークロール荷重に対するバツクアツプロール荷重
の比は両側部で0.56、中央で0.3となり、大きな
荷重を支持しなければならない両側部バツクアツ
プロール４ａ，４ｂの軸受の耐久性能は比較的荷
重の小さい中央のバツクアツプロール４ｂの軸受
のそれに比べて格段に劣るという問題が生じる。
側のワークロール２を小径化することができるの
で圧延荷重が小さく高圧下が可能であるという利
点がある。ところが、各バツクアツプロールを等
径にした場合には荷重の偏りが必ず起こり軸受寿
命を早める問題が生ずる。この問題は、ハウジン
グ幅を自由に選べる場合にはバツクアツプロール
径を十分大きく採れるので解消される。しかし、
スタンド幅を小さく採る場合、例えば四段圧延機
用スタンドを改造してこれにクラスタ圧延ロール
を収容する場合、ロール径を比較的小さくせざる
を得ないので荷重の偏りが軸受寿命に与える影響
は無視できないものとなる。例えば、第１図のワ
ークロール２を220φmm、中間ロール３ａ，３ｂ
を290φmm、バツクアツプロール４ａ，４ｂ，４
ｃを430φmmとした場合、鉛直方向に働く単位ワ
ークロール荷重に対するバツクアツプロール荷重
の比は両側部で0.56、中央で0.3となり、大きな
荷重を支持しなければならない両側部バツクアツ
プロール４ａ，４ｂの軸受の耐久性能は比較的荷
重の小さい中央のバツクアツプロール４ｂの軸受
のそれに比べて格段に劣るという問題が生じる。
本発明は、バツクアツプロールの径を夫々の負
担圧延荷重に応じて異ならせることにより複数の
中間ロールを介在する多段クラスタ圧延機のバツ
クアツプロールの軸受の耐久性能を均一にしよう
とするもので、少なくとも一方をワークロール、
中間ロール及びバツクアツプワークから成るロー
ル群とした多段クラスタ圧延機において、前記バ
ツクアツプロールのうち二本の中間ロールを同時
に支持する中央バツクアツプロールと、その隣り
に位置して一本の中間ロールを支持する側部バツ
クアツプロールとのロール径比を0.4以上から0.6
以下の範囲にすることを構成上の特徴とする。
担圧延荷重に応じて異ならせることにより複数の
中間ロールを介在する多段クラスタ圧延機のバツ
クアツプロールの軸受の耐久性能を均一にしよう
とするもので、少なくとも一方をワークロール、
中間ロール及びバツクアツプワークから成るロー
ル群とした多段クラスタ圧延機において、前記バ
ツクアツプロールのうち二本の中間ロールを同時
に支持する中央バツクアツプロールと、その隣り
に位置して一本の中間ロールを支持する側部バツ
クアツプロールとのロール径比を0.4以上から0.6
以下の範囲にすることを構成上の特徴とする。
以下本発明の構成を図面に示す実施例に基づい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
第３図および第４図に本発明の実施例を示す。
これらの図においてバツクアツプロール４ａ，４
ｂ，４ｃ以外のロール配列・ロール径比は第１図
および第２図に示す従来のロール配列等と同じで
ある。また、第３図中のD1，D2，D3，D4は夫々
クラスタ側のワークロール２、中間ロール３ｂ、
側部バツクアツプロール４ｃ、中央バツクアツプ
ロール４ｂの直径である。
これらの図においてバツクアツプロール４ａ，４
ｂ，４ｃ以外のロール配列・ロール径比は第１図
および第２図に示す従来のロール配列等と同じで
ある。また、第３図中のD1，D2，D3，D4は夫々
クラスタ側のワークロール２、中間ロール３ｂ、
側部バツクアツプロール４ｃ、中央バツクアツプ
ロール４ｂの直径である。
以上の四段圧延機用スタンドを改造してクラス
タロールを配列した一装置例に基づいてバツクア
ツプロールのロール径比を決定するための評価項
目について計算を行う。尚、計算条件として、ク
ラスタ側ワークロール２の直径を200φmm、四段
圧延機側ワークロール５の直径を510φmm、ハウ
ジング幅を1520mmと設定し、圧延材に板厚2.8
mm、板幅1540mmの高張力鋼（引張り強さ40Kg／
mm2）を使つて、後方張力σb＝１Kg／mm2、前方張
力σf＝20Kg／mm2、摩擦係数μ＝0.07の圧延条件
で圧下率35％の圧延を行うものとした。
タロールを配列した一装置例に基づいてバツクア
ツプロールのロール径比を決定するための評価項
目について計算を行う。尚、計算条件として、ク
ラスタ側ワークロール２の直径を200φmm、四段
圧延機側ワークロール５の直径を510φmm、ハウ
ジング幅を1520mmと設定し、圧延材に板厚2.8
mm、板幅1540mmの高張力鋼（引張り強さ40Kg／
mm2）を使つて、後方張力σb＝１Kg／mm2、前方張
力σf＝20Kg／mm2、摩擦係数μ＝0.07の圧延条件
で圧下率35％の圧延を行うものとした。
クラスタ側ロール配列を決定するための評価項
目としては、バツクアツプロールの軸受寿命およ
び軸応力、またワークロールと中間ロールとの間
のヘルツ面圧を採用する。これらは次の計算式に
よつて得ることができる。
目としては、バツクアツプロールの軸受寿命およ
び軸応力、またワークロールと中間ロールとの間
のヘルツ面圧を採用する。これらは次の計算式に
よつて得ることができる。
(1) バツクアツプロールの軸受寿命Ｌ（時間）
Ｌ＝３×１０６／６０ｎ（ｃ／ｐ）10/3
ｎ＝ライン速度／πＤ（rpm）
ここで、
Ｄ：バツクアツプロール径（mm）である。
ｐ＝ｋ・バツクアツプロール軸にかかる総荷重／ｍ（ton）
ここで、
ｍ：ベアリング個数
ｋ：荷重分布係数
ｃ：ベアリング定格荷重（ton）
(2) バツクアツプロールに働く軸応力σeq（Kg／
mm2） σeq＝√２＋４２ 曲げ応力σ＝Ｍ／Ｚ＝８ｐｌ／πｄ３ ここで、 Ｍ：曲げモーメント Ｚ：断面係数 剪断応力τ＝４ｐ／πｄ２ ｄ＝ベアリング内径（mm） ｌ＝ベアリング幅（mm） (3) ワークロールと中間ロール間のヘルツ面圧σ
H（Kg／mm2） ここで、 Ｅ：縦弾性係数 q1：中間ロールに作用する圧延荷重の単位長さ
当りの線荷重 これらの評価項目は、スペース的な制約条件式
と力の釣合い方程式を考慮して計算される。計算
は、まずワークロール径D1を設定して圧延荷重
を求め、次いで中央バツクアツプロール径D4を
設定して幾何条件から側部バツクアツプロール径
D3、中間ロール径D2を求め、最後に力の釣合い
条件から各ロールに作用する圧延荷重の分力を求
めて上述の評価項目を計算する。
mm2） σeq＝√２＋４２ 曲げ応力σ＝Ｍ／Ｚ＝８ｐｌ／πｄ３ ここで、 Ｍ：曲げモーメント Ｚ：断面係数 剪断応力τ＝４ｐ／πｄ２ ｄ＝ベアリング内径（mm） ｌ＝ベアリング幅（mm） (3) ワークロールと中間ロール間のヘルツ面圧σ
H（Kg／mm2） ここで、 Ｅ：縦弾性係数 q1：中間ロールに作用する圧延荷重の単位長さ
当りの線荷重 これらの評価項目は、スペース的な制約条件式
と力の釣合い方程式を考慮して計算される。計算
は、まずワークロール径D1を設定して圧延荷重
を求め、次いで中央バツクアツプロール径D4を
設定して幾何条件から側部バツクアツプロール径
D3、中間ロール径D2を求め、最後に力の釣合い
条件から各ロールに作用する圧延荷重の分力を求
めて上述の評価項目を計算する。
計算結果の一例を第５図に示す。該図は、横軸
にバツクアツプロール径をとり、縦軸にバツクア
ツプロールの軸受寿命、軸応力及びワークロール
と中間ロール間のヘルツ面圧をプロツトしたもの
である。この結果より次のことが判明した。すな
わち (1) ヘルツ面圧はバツクアツプロール配列にはあ
まり影響されない。したがつて、あまり考慮し
なくてよい。
にバツクアツプロール径をとり、縦軸にバツクア
ツプロールの軸受寿命、軸応力及びワークロール
と中間ロール間のヘルツ面圧をプロツトしたもの
である。この結果より次のことが判明した。すな
わち (1) ヘルツ面圧はバツクアツプロール配列にはあ
まり影響されない。したがつて、あまり考慮し
なくてよい。
(2) 中央バツクアツプロール４ｂと側部バツクア
ツプロール４ａ，４ｃとのロール径比D4／D3
を１より小さくしていくことにより側部バツク
アツプロール４ａ，４ｃの軸受は寿命・軸応力
とも向上する。
ツプロール４ａ，４ｃとのロール径比D4／D3
を１より小さくしていくことにより側部バツク
アツプロール４ａ，４ｃの軸受は寿命・軸応力
とも向上する。
(3) 但し、中央バツクアツプロール４ｂの軸受の
寿命、軸応力は劣化するため適正点が存在す
る。この適正点は寿命と軸応力の両者を同時に
均等化する点と考えられ、この圧延条件の場合
にはD4／D3の適正値は約0.5である。
寿命、軸応力は劣化するため適正点が存在す
る。この適正点は寿命と軸応力の両者を同時に
均等化する点と考えられ、この圧延条件の場合
にはD4／D3の適正値は約0.5である。
一般にハウジング幅を限定した場合、側部バツ
クアツプロール４ａ，４ｃのロール径D3と中央
バツクアツプロール径D4とは一定の関係にあ
る。また、ベアリング定格荷重ｃ、ベアリング内
径ｄ及びベアリング幅ｌはバツクアツプロール径
によつて決まるため、側部及び中央のバツクアツ
プロール４ａ，４ｂ，４ｃの軸受寿命及び軸応力
はワークロール径が決まれば全て一変数（D3あ
るいはD4）によつて表わすことができる。したが
つて、バツクアツプロールの各寿命及び軸方向を
それぞれ均等化するという条件による方程式を解
けば最適なバツクアツプロール径（D3および
D4）を求めることができる。
クアツプロール４ａ，４ｃのロール径D3と中央
バツクアツプロール径D4とは一定の関係にあ
る。また、ベアリング定格荷重ｃ、ベアリング内
径ｄ及びベアリング幅ｌはバツクアツプロール径
によつて決まるため、側部及び中央のバツクアツ
プロール４ａ，４ｂ，４ｃの軸受寿命及び軸応力
はワークロール径が決まれば全て一変数（D3あ
るいはD4）によつて表わすことができる。したが
つて、バツクアツプロールの各寿命及び軸方向を
それぞれ均等化するという条件による方程式を解
けば最適なバツクアツプロール径（D3および
D4）を求めることができる。
発明者等が様々なワークロール径及びハウジン
グ幅の条件下において計算を行つた結果、D4／
D3の適正点は常に0.3以上0.7以下にあることを見
出した。例えば、第３図に示すようなロール配列
のテストミルによつて軸受の耐久テストを実施し
た結果、バツクアツプロールのロール径比D4／
D3を0.7より大きくすると側部バツクアツプロー
ル４ａ，４ｃの軸受が、また0.3より小さくする
と中央バツクアツプロール４ｂの軸受が早期に寿
命限界に達したが、バツクアツプロール径比
D4／D3を0.5としたところバツクアツプロール寿
命は0.7以上や0.3以下の範囲に各ロール径を決定
した場合の４倍以上になる。このことから、第５
図に示した計算結果は軸受の耐久能の定性的な傾
向を十分に表わしていることが理解できる。
グ幅の条件下において計算を行つた結果、D4／
D3の適正点は常に0.3以上0.7以下にあることを見
出した。例えば、第３図に示すようなロール配列
のテストミルによつて軸受の耐久テストを実施し
た結果、バツクアツプロールのロール径比D4／
D3を0.7より大きくすると側部バツクアツプロー
ル４ａ，４ｃの軸受が、また0.3より小さくする
と中央バツクアツプロール４ｂの軸受が早期に寿
命限界に達したが、バツクアツプロール径比
D4／D3を0.5としたところバツクアツプロール寿
命は0.7以上や0.3以下の範囲に各ロール径を決定
した場合の４倍以上になる。このことから、第５
図に示した計算結果は軸受の耐久能の定性的な傾
向を十分に表わしていることが理解できる。
以上バツクアツプロールの径を夫々の負担圧延
荷重に応じて異ならせるようにした本発明によれ
ば、圧延荷重の小さな中央バツクアツプロールを
小さくすることで大きな荷重を受ける側部バツク
アツプロールを十分大きく採れるので、バツクア
ツプロールの軸受の耐久能が平均的に向上しかつ
小型でコンパクトな多段クラスタロール圧延機を
得ることができる。
荷重に応じて異ならせるようにした本発明によれ
ば、圧延荷重の小さな中央バツクアツプロールを
小さくすることで大きな荷重を受ける側部バツク
アツプロールを十分大きく採れるので、バツクア
ツプロールの軸受の耐久能が平均的に向上しかつ
小型でコンパクトな多段クラスタロール圧延機を
得ることができる。
第１図および第２図は従来の圧延機を示すもの
で、第１図は上側が６段クラスタタイプで下側が
４段タイプの圧延機のロール列を示す説明図、第
２図は12段クラスタタイプ圧延機のロール列を示
す説明図である。第３図および第４図は本発明を
具体化したもので、第３図は上側が６段クラスタ
タイプで下側が４段タイプの圧延機のロール列を
示す説明図、第４図は12段クラスタタイプ圧延機
のロール列を示す説明図である。第５図はクラス
タ側バツクアツプロール直径と軸受寿命、バツク
アツプロール軸応力およびヘルツ面圧との関係を
示す計算値の一例である。 図面中、１は被圧延材、２はワークロール、３
ａ，３ｂは中間ロール、４ａ，４ｃは側部バツク
アツプロール、４ｂは中央バツクアツプロール、
D3は側部バツクアツプロールのロール直径、D4
は中央バツクアツプロールのロール直径である。
で、第１図は上側が６段クラスタタイプで下側が
４段タイプの圧延機のロール列を示す説明図、第
２図は12段クラスタタイプ圧延機のロール列を示
す説明図である。第３図および第４図は本発明を
具体化したもので、第３図は上側が６段クラスタ
タイプで下側が４段タイプの圧延機のロール列を
示す説明図、第４図は12段クラスタタイプ圧延機
のロール列を示す説明図である。第５図はクラス
タ側バツクアツプロール直径と軸受寿命、バツク
アツプロール軸応力およびヘルツ面圧との関係を
示す計算値の一例である。 図面中、１は被圧延材、２はワークロール、３
ａ，３ｂは中間ロール、４ａ，４ｃは側部バツク
アツプロール、４ｂは中央バツクアツプロール、
D3は側部バツクアツプロールのロール直径、D4
は中央バツクアツプロールのロール直径である。
Claims (1)
- １ 少なくとも一方をワークロール、中間ロール
及びバツクアツプロールから成るロール群とした
多段クラスタ圧延機において、前記バツクアツプ
ロールのうち二本の中間ロールを同時に支持する
中央バツクアツプロールと、その隣りに位置して
一本の中間ロールを支持する側部バツクアツプロ
ールとのロール径比を0.4以上から0.6以下の範囲
にすることを特徴とする多段クラスタ圧延機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56089486A JPS57206507A (en) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | Multistage cluster mill |
| KR8201490A KR860000827B1 (ko) | 1981-06-12 | 1982-04-03 | 다단크러스터(cluster)압연기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56089486A JPS57206507A (en) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | Multistage cluster mill |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57206507A JPS57206507A (en) | 1982-12-17 |
| JPS6238042B2 true JPS6238042B2 (ja) | 1987-08-15 |
Family
ID=13972065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56089486A Granted JPS57206507A (en) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | Multistage cluster mill |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57206507A (ja) |
| KR (1) | KR860000827B1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59169606A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-25 | Kobe Steel Ltd | 多段圧延機 |
-
1981
- 1981-06-12 JP JP56089486A patent/JPS57206507A/ja active Granted
-
1982
- 1982-04-03 KR KR8201490A patent/KR860000827B1/ko not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR830009812A (ko) | 1983-12-23 |
| KR860000827B1 (ko) | 1986-07-02 |
| JPS57206507A (en) | 1982-12-17 |
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