JP2002145439A - Heat-resistant combined roller - Google Patents

Heat-resistant combined roller

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JP2002145439A
JP2002145439A JP2000343225A JP2000343225A JP2002145439A JP 2002145439 A JP2002145439 A JP 2002145439A JP 2000343225 A JP2000343225 A JP 2000343225A JP 2000343225 A JP2000343225 A JP 2000343225A JP 2002145439 A JP2002145439 A JP 2002145439A
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JP
Japan
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roller
support shaft
ceramic
nut member
composite
Prior art date
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Application number
JP2000343225A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Kato
孝治 加藤
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a ceramics roller 12 from generating damage caused by a tightening pressure in a combined roller 10 in which the ceramics roller 12 engaged on a support shaft 11 made of metal is tightened and clamped by a receiving part 11b provided on one end of the support shaft 11 and a tightening nut member 13 made of metal and thread-mounted to the other end thereof. SOLUTION: A ratio of an axial width L and a radial thickness ΔD (thickness ΔD/width L) of a tightening nut member 13 is set to ΔD/L<=1.5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延ラインの
各種の工程における熱間圧延ライン用のローラとして使
用するための耐熱性複合ローラに関する。
The present invention relates to a heat-resistant composite roller for use as a roller for a hot rolling line in various steps of a hot rolling line.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱間圧延ライン用のローラは、極めて高
い耐熱性と耐摩耗性を要求されるもので、当該ローラと
しては、一般に、高い耐熱性の鋼または鉄系合金等の耐
熱性の金属製ローラが使用されている。しかしながら、
耐熱性の金属製ローラは、熱間圧延ラインにて要求され
る耐熱性に対してはなお十分には対応し得ず、また、ロ
ーラ自体の焼き付きや被圧延材料との焼き付きに起因し
て、ローラの表面に微細な亀裂が多数発生して、ローラ
表面が早期に損傷した状態を呈する。
2. Description of the Related Art Rollers for a hot rolling line are required to have extremely high heat resistance and abrasion resistance. Generally, such rollers are made of heat-resistant steel or iron-based alloy. Metal rollers are used. However,
The heat-resistant metal roller still cannot sufficiently cope with the heat resistance required in the hot rolling line, and, due to the seizure of the roller itself and the material to be rolled, Many fine cracks are generated on the surface of the roller, and the roller surface is damaged at an early stage.

【0003】これに対処すべく、特開昭63−1607
39号公報には、被圧延材料が接触する部位をセラミッ
ク製のローラにて形成した複合ローラが提案されてい
る。当該複合ローラは、金属製の支持軸と、同支持軸上
に嵌合された金属製の左右一対の端部ローラと、支持軸
上に嵌合されてこれらの端部ローラ間に位置するセラミ
ック製の中央部ローラからなるもので、これら3つのロ
ーラを、支持軸の一端に設けたフランジ部と支持軸の他
端に螺着した締結用ナット部材との締結作用にて挟持し
て固定しているものである。
To cope with this, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 63-1607
No. 39 proposes a composite roller in which a portion to be contacted by a material to be rolled is formed by a ceramic roller. The composite roller is a metal support shaft, a pair of left and right metal end rollers fitted on the support shaft, and a ceramic fitted on the support shaft and positioned between these end rollers. These three rollers are sandwiched and fixed by a fastening action between a flange provided at one end of the support shaft and a fastening nut member screwed to the other end of the support shaft. Is what it is.

【0004】当該複合ローラによれば、極めて高い耐熱
性と焼き付き阻止能とが要求されている部位がセラミッ
ク製のローラにて構成されていることから、熱間圧延ラ
インにて要求される耐熱性に十分に対処することができ
るとともに、ローラ自身およびローラと被圧延材料との
焼き付きを防止してローラの表面の損傷を防止すること
ができて、ローラ表面を長期間良好な状態に維持するこ
とができる効果を奏するものである。
According to the composite roller, since the portion requiring extremely high heat resistance and seizure prevention ability is constituted by a ceramic roller, the heat resistance required in a hot rolling line is required. To prevent the roller itself and the roller and the material to be rolled from seizing to prevent the roller surface from being damaged, and to maintain the roller surface in a good condition for a long period of time. It has the effect that can be done.

【0005】しかしながら、当該複合ローラにおいて
は、金属製の支持軸および金属製の各端部ローラとセラ
ミック製の中央部ローラという、熱膨張係数が大きく異
なる2種類の材料からなる部品を複合した構成であるこ
とから、実働稼働時の温度上昇によりこれら各部品間で
熱膨張に大きな差異が生じて、各ローラの締結状態に緩
みが生じて各ローラに空転現象が発生し、また、支持軸
の熱膨張に起因して、セラミック製の中央部ローラの内
径側に引っ張り応力が発生して中央部ローラに損傷が発
生するおそれがある。
However, in the composite roller, a component made of two types of materials having greatly different coefficients of thermal expansion, a metal support shaft and metal end rollers and a ceramic central roller, is used. Therefore, the temperature rise during actual operation causes a large difference in thermal expansion between these components, loosening of the fastening state of each roller, causing idling of each roller, and Due to the thermal expansion, a tensile stress may be generated on the inner diameter side of the center roller made of ceramic, and the center roller may be damaged.

【0006】本出願人は、これらの問題に着目して、本
出願人の先願である特開平10−218337号公報に
て、これらの問題に対処し得る複合ローラを提案してい
る。当該複合ローラは、金属製の支持軸と、支持軸上に
嵌合されたセラミック製のローラを備え、同ローラを、
支持軸の一端に設けた受承部と同支持軸の他端に螺着し
た金属製の締結用ナット部材とにより、実稼働温度以上
に加熱された状態で締結して挟持してなるものである。
In view of these problems, the present applicant has proposed a composite roller capable of addressing these problems in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-218337, which is a prior application of the present applicant. The composite roller includes a metal support shaft and a ceramic roller fitted on the support shaft.
By a receiving portion provided at one end of the support shaft and a metal fastening nut member screwed to the other end of the support shaft, the metal member is fastened and clamped while being heated to a temperature higher than the actual operating temperature. is there.

【0007】当該複合ローラにおいては、セラミック製
のローラ(以下これをセラミックローラと称することが
ある)を、支持軸の一端に設けた受承部と同支持軸の他
端に螺着した金属製の締結用ナット部材とにより、当該
複合ローラの実稼働温度以上に加熱された状態で締結し
て挟持する構成を採っていることから、当該複合ローラ
の実働稼働時の温度上昇により熱膨張が発生しても、セ
ラミックローラに対する締結状態が緩むことがなくてセ
ラミックローラの空転を防止でき、かつ、セラミックロ
ーラの内径側に引っ張り応力が発生することが抑制され
てセラミックローラの損傷を防止できるという効果を奏
するものである。
In the composite roller, a ceramic roller (hereinafter sometimes referred to as a ceramic roller) is screwed to a receiving portion provided at one end of the support shaft and to the other end of the support shaft. With the fastening nut member of the above, the structure is adopted in which the composite roller is fastened and clamped in a state heated above the actual operating temperature of the composite roller, so that the temperature rise during the actual operation of the composite roller causes thermal expansion. Even when the ceramic roller is not loosened, the ceramic roller can be prevented from spinning without loosening, and the generation of tensile stress on the inner diameter side of the ceramic roller can be suppressed, thereby preventing the ceramic roller from being damaged. Is played.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように、本出願人
の先願である後者の公報にて提案されている複合ローラ
は、上記した前者の公報にて提案されている複合ローラ
の問題点を解消し得るものであって、この点では、優れ
た特性の複合ローラであるものと認めることができる。
As described above, the composite roller proposed in the latter publication, which is the earlier application of the present applicant, has the problems of the composite roller proposed in the former publication. In this respect, it can be recognized that the composite roller has excellent characteristics.

【0009】本発明者は、本出願人の先願に係る複合ロ
ーラについて、さらに詳細に検討して結果、当該複合ロ
ーラにおいては、締結用ナット部材の締結力が、締結用
ナット部材と支持軸の受承部間に位置するセラミックロ
ーラに対して大きな締結圧力として作用し、セラミック
ローラの締結用ナット部材に当接する端面に局部的に集
中するおそれがあることを知得した。締結圧力がセラミ
ックローラの端面に局部的に集中すると、応力集中に起
因してセラミックローラの一部が破損するおそれがある
ため、締結圧力の応力集中の発生を防止する必要があ
る。
The present inventor has studied the composite roller according to the prior application of the present applicant in more detail, and as a result, in the composite roller, the fastening force of the fastening nut member and the fastening nut member and the support shaft have been described. It acts as a large fastening pressure on the ceramic roller located between the receiving portions of the ceramic roller, and may locally concentrate on the end face of the ceramic roller that comes into contact with the fastening nut member. If the fastening pressure is locally concentrated on the end face of the ceramic roller, a part of the ceramic roller may be damaged due to the stress concentration. Therefore, it is necessary to prevent the stress concentration of the fastening pressure from occurring.

【0010】従って、本発明はかかる知得に基づきなさ
れたもので、その目的とするところは、当該複合ローラ
におけるこのような問題を解消することにある。
Accordingly, the present invention has been made based on such knowledge, and an object of the present invention is to eliminate such a problem in the composite roller.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は耐熱性複合ロー
ラに関するもので、当該複合ローラは、金属製の支持軸
と、同支持軸上に嵌合されたセラミック製のローラを備
え、同ローラを、前記支持軸の一端に設けた受承部と同
支持軸の他端に螺着した金属製の締結用ナット部材とに
より、実稼働温度以上に加熱された状態で締結して挟持
してなる形成の複合ローラである。しかして、本発明に
係る複合ローラにおいては、前記締結用ナット部材の軸
方向の幅と径方向の厚みの比(厚み/幅)を、(厚み/
幅)≦1.5に設定したことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a heat-resistant composite roller, which comprises a metal support shaft and a ceramic roller fitted on the support shaft. By a receiving portion provided at one end of the support shaft and a metal fastening nut member screwed to the other end of the support shaft, tightened and clamped in a state of being heated to an actual operating temperature or higher. This is a composite roller formed. Thus, in the composite roller according to the present invention, the ratio (thickness / width) of the width of the fastening nut member in the axial direction to the thickness in the radial direction is (thickness / width).
Width) ≦ 1.5.

【0012】本発明に係る複合ローラにおいては、前記
支持軸の一端側の受承部を、同支持軸に一体に形成した
フランジ部にて構成すること、および、同支持軸の一端
に螺着した金属製のナット部材で構成することができ
る。
In the composite roller according to the present invention, the receiving portion at one end of the support shaft is constituted by a flange portion formed integrally with the support shaft, and is screwed to one end of the support shaft. It can be configured with a metal nut member as described above.

【0013】[0013]

【発明の作用・効果】本発明に係る複合ローラによれ
ば、上記した形式の複合ローラにおいて、セラミック製
のローラ(以下これをセラミックローラということがあ
る)を締結するための締結用ナット部材の軸方向の幅と
径方向の厚みの比(厚み/幅)を、(厚み/幅)≦1.
5に設定して、締結用ナット部材のセラミックローラに
対する締結圧力を、セラミックローラの当接する端面の
全体に均等に分散させている。これにより、締結用ナッ
ト部材から作用する締結圧力がセラミックローラの端面
に局部的に集中するのを回避することができて、応力集
中に起因するセラミックローラの部分的な破損の発生を
防止することができる。
According to the composite roller according to the present invention, in the composite roller of the above-mentioned type, a fastening nut member for fastening a ceramic roller (hereinafter sometimes referred to as a ceramic roller) is provided. The ratio of the width in the axial direction to the thickness in the radial direction (thickness / width) is expressed as (thickness / width) ≦ 1.
By setting to 5, the fastening pressure of the fastening nut member on the ceramic roller is evenly distributed over the entire end face of the ceramic roller in contact. Thus, it is possible to prevent the fastening pressure acting from the fastening nut member from being locally concentrated on the end face of the ceramic roller, and to prevent the ceramic roller from being partially damaged due to stress concentration. Can be.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明に係る複合ローラは、熱間
圧延用の各種工程のローラ、すなわち、ピンチローラ、
キッカローラ、ルーパローラ、搬送ローラ等として使用
されるものである。図1および図2に示す複合ローラ1
0は、本発明に係る複合ローラの代表例であるピンチロ
ーラを示している。図1は当該複合ローラ10の縦断側
面図であり、図2は当該複合ローラ10における図1の
左側からみた一部省略正面図(a)、および、当該複合
ローラ10における図1の右側からみた一部省略正面図
(b)である。当該複合ローラ10は、金属製の支持軸
11と、支持軸11上に嵌合されたセラミックローラ1
2と、セラミックローラ12を締結するための締結用ナ
ット部材13とにより構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A composite roller according to the present invention is a roller in various steps for hot rolling, that is, a pinch roller,
These are used as kicker rollers, looper rollers, transport rollers, and the like. Composite roller 1 shown in FIGS. 1 and 2
0 indicates a pinch roller which is a typical example of the composite roller according to the present invention. 1 is a longitudinal sectional side view of the composite roller 10, FIG. 2 is a partially omitted front view (a) of the composite roller 10 viewed from the left side of FIG. 1, and FIG. It is a front view (b) with a part omitted. The composite roller 10 includes a metal support shaft 11 and a ceramic roller 1 fitted on the support shaft 11.
2 and a fastening nut member 13 for fastening the ceramic roller 12.

【0015】支持軸11は、鋼、ステンレス、合金鋼等
の金属材料からなる段付きの円筒状を呈するもので、円
筒状の軸部11aの一端側に同軸部11aの外径より大
径の円筒状のフランジ部11bを有するとともに、軸部
11aの他端に同軸部11aの外径よりわずかに小径で
肉薄の円筒状のネジ部11cを有している。ネジ部11
cは、その外周に雄ネジを備えている。
The support shaft 11 has a stepped cylindrical shape made of a metal material such as steel, stainless steel, alloy steel, or the like. One end of the cylindrical shaft portion 11a has a diameter larger than the outer diameter of the coaxial portion 11a. In addition to having a cylindrical flange portion 11b, the other end of the shaft portion 11a has a thin cylindrical screw portion 11c slightly smaller in diameter than the outer diameter of the coaxial portion 11a. Screw part 11
c has an external thread on its outer periphery.

【0016】当該支持軸11において、軸部11aの外
周はフランジ部11bに対して環状凹所11dになって
いて、この環状凹所11dにセラミックローラ12が嵌
合されている。セラミックローラ12は、ネジ部11c
に螺着されている金属製の締結用ナット部材13の締結
作用にて、締結用ナット部材13とフランジ部11bと
により締結されて挟持されている。
In the support shaft 11, an outer periphery of the shaft portion 11a forms an annular recess 11d with respect to the flange portion 11b, and a ceramic roller 12 is fitted into the annular recess 11d. The ceramic roller 12 has a screw portion 11c.
Is fastened and clamped by the fastening nut member 13 and the flange portion 11b by the fastening action of the metal fastening nut member 13 screwed into the nut.

【0017】セラミックローラ12は、耐熱性の高いセ
ラミック原料を成形してなる各種のセラミック質のロー
ラである。セラミック原料としては、窒化ケイ素、サイ
アロン、炭化ケイ素等を採用することができ、かかるセ
ラミック原料を主体として、適宜の添加剤、例えばMg
O、CeO、SrO、ZrO、Al、Y
Yb等を含有する焼結助剤やバインダを添加して
使用する。セラミックローラ12の成形には、ゴム型の
内部に芯金を配置した成形型が使用される。成形に当た
っては、スプレードライヤにて乾燥されて造粒されたセ
ラミック原料を型に充填して、ラバープレス成形法にて
円筒状に成形される。得られた成形体は、その外周およ
び両端面をNC旋盤等にて加工した後に焼成される。得
られた焼成体は、その外周、内周、および両端部を研磨
して設定寸法のセラミックローラに形成される。セラミ
ックローラ12においては、その内径の寸法が、支持軸
11の軸部11aの外径寸法に対してわずかに大きい寸
法に設定されていて、支持軸11の軸部11aの環状凹
所11dに嵌合した状態において、複合ローラ10が実
稼働温度に加熱した状態で、軸部11aの環状凹所11
dに嵌着するようになっている。
The ceramic roller 12 is a variety of ceramic rollers formed by molding a ceramic material having high heat resistance. As the ceramic raw material, silicon nitride, sialon, silicon carbide and the like can be adopted. Such ceramic raw material is mainly used, and an appropriate additive such as Mg
O, CeO, SrO, ZrO, Al 2 O 3 , Y 2 O 3 ,
A sintering aid or a binder containing Yb 2 O 3 or the like is added and used. For molding the ceramic roller 12, a molding die in which a core metal is arranged inside a rubber mold is used. In molding, a ceramic material dried and granulated by a spray dryer is filled in a mold, and is molded into a cylindrical shape by a rubber press molding method. The obtained molded body is fired after processing its outer periphery and both end surfaces with an NC lathe or the like. The obtained fired body is formed into a ceramic roller having a set dimension by polishing the outer periphery, the inner periphery, and both ends. The inner diameter of the ceramic roller 12 is set slightly larger than the outer diameter of the shaft 11 a of the support shaft 11, and fits into the annular recess 11 d of the shaft 11 a of the support shaft 11. In the combined state, with the composite roller 10 heated to the actual operating temperature, the annular recess 11 of the shaft portion 11a is
d.

【0018】締結用ナット部材13は、セラミックロー
ラ12を締結すべく機能するもので、支持軸11と同一
の金属材料にて形成されている。締結用ナット部材13
は、その内周に、支持軸11のネジ部11cの雄ネジに
対応する雌ネジ13aを備えていて、セラミックローラ
12を支持軸11の軸部11aの環状凹所11dに嵌合
した状態で、支持軸11のネジ部11cに螺合される。
締結用ナット部材13は、支持軸11のネジ部11c上
を螺進させることにより、セラミックローラ12を支持
軸11のフランジ部11bの内端面に押圧して、フラン
ジ部11bとの間で所定の締結力で締結して挟持する。
The fastening nut member 13 functions to fasten the ceramic roller 12 and is made of the same metal material as the support shaft 11. Nut member 13 for fastening
Is provided on its inner periphery with a female screw 13a corresponding to the male screw of the screw portion 11c of the support shaft 11, and in a state where the ceramic roller 12 is fitted into the annular recess 11d of the shaft portion 11a of the support shaft 11. , And is screwed to the screw portion 11c of the support shaft 11.
The fastening nut member 13 presses the ceramic roller 12 against the inner end surface of the flange portion 11b of the support shaft 11 by screwing on the screw portion 11c of the support shaft 11, and a predetermined distance is formed between the nut and the flange portion 11b. Fasten and clamp with fastening force.

【0019】締結用ナット部材13を支持軸11のネジ
部11cに螺合するに当たっては、支持軸11を実稼働
温度以上に加熱し、この加熱状態の支持軸11のネジ部
11cに締結用ナット部材13を螺合して、セラミック
ローラ12を締結用ナット部材13にて締結する。な
お、支持軸11の加熱手段としては、支持軸11を通電
加熱する手段を採ることができ、支持軸11への印加電
流および印加時間を調整することにより、支持軸11を
実稼働温度以上に昇温させる。なお、当該複合ローラ1
0においては、必要により、支持軸11のネジ部11c
と締結用ナット部材13の端面における接合境界部にカ
シメ部13bを形成して、このカシメ部13bによっ
て、支持軸11とナット部材13の相対的な回転を規制
することができる。
In screwing the fastening nut member 13 into the screw portion 11c of the support shaft 11, the support shaft 11 is heated to a temperature higher than the actual operating temperature, and the fastening nut is attached to the screw portion 11c of the support shaft 11 in this heated state. The member 13 is screwed, and the ceramic roller 12 is fastened by the fastening nut member 13. As means for heating the support shaft 11, a means for energizing and heating the support shaft 11 can be employed. By adjusting the applied current and the application time to the support shaft 11, the support shaft 11 can be heated to an actual operating temperature or higher. Raise the temperature. The composite roller 1
0, if necessary, the screw portion 11c of the support shaft 11
A crimping portion 13b is formed at the joint boundary on the end face of the nut member 13 for fastening, and the relative rotation of the support shaft 11 and the nut member 13 can be regulated by the crimping portion 13b.

【0020】かかる構成の複合ローラ10においては、
ローラとしてセラミックローラ12を採用していること
から、極めて高い耐熱性と焼き付き阻止能とを有し、熱
間圧延ラインにて要求される耐熱性に十分に対処し得る
とともに、ローラ自身およびローラと被圧延材料との焼
き付きを防止してローラの表面の損傷を防止することが
でき、ローラ表面を長期間良好な状態に維持することが
できる効果を有するものである。
In the composite roller 10 having such a configuration,
Since the ceramic roller 12 is used as the roller, the roller has extremely high heat resistance and seizure prevention ability, and can sufficiently cope with the heat resistance required in the hot rolling line. This has the effect of preventing seizure with the material to be rolled to prevent damage to the surface of the roller and maintaining the roller surface in a good condition for a long period of time.

【0021】また、当該複合ローラ10においては、セ
ラミックローラ12を、支持軸11をローラの実稼働温
度以上に加熱した状態で、締結用ナット部材13の締結
作用により、支持軸11のフランジ部11bと締結用ナ
ット部材13間で締結して挟持する構成を採っているこ
とから、ローラの実働稼働時の温度上昇により熱膨張が
発生しても、セラミックローラ12に対する締結状態が
緩むことがなくてセラミックローラ12の空転を防止で
き、かつ、セラミックローラ12の内径側に引っ張り応
力が作用することが抑制されて、セラミックローラ12
の損傷を防止できる。
In the composite roller 10, the ceramic roller 12 is heated to a temperature higher than the actual operating temperature of the roller by the fastening action of the fastening nut member 13 so that the flange portion 11b of the support shaft 11 is heated. And the fastening nut member 13 is fastened and clamped, so that even if thermal expansion occurs due to a temperature rise during actual operation of the roller, the fastening state to the ceramic roller 12 is not loosened. The idling of the ceramic roller 12 can be prevented, and the tensile stress acting on the inner diameter side of the ceramic roller 12 is suppressed.
Damage can be prevented.

【0022】さらにまた、当該複合ローラ10において
は、締結用ナット部材13の雌ネジ13aと支持軸11
のネジ部11cの雄ネジとの締結方向を、実稼働時に当
該複合ローラ10に作用するトルクにより締結される方
向に設定し、セラミックローラ12の実稼働時の締結状
態の弛緩の一層の防止を図っている。すなわち、当該複
合ローラ10においては、熱間圧延ラインにおいて、当
該複合ローラ10に対して大きなトルクが付与される工
程で使用しても、当該トルクが締結用ナット部材13に
対して締結する方向に作用して、締結用ナット部材13
によるセラミックローラ12に対する締結状態の緩みが
発生することはない。
Further, in the composite roller 10, the female screw 13 a of the fastening nut member 13 and the support shaft 11
Of the screw portion 11c is set to a direction in which the screw portion 11c is fastened by the torque acting on the composite roller 10 during actual operation, so that the loosening of the fastening state during the actual operation of the ceramic roller 12 is further prevented. I'm trying. That is, in the composite roller 10, even in a process in which a large torque is applied to the composite roller 10 in a hot rolling line, the torque is applied in a direction in which the torque is fastened to the fastening nut member 13. Acting, fastening nut member 13
The loosening of the fastening state with respect to the ceramic roller 12 due to the above does not occur.

【0023】しかして、当該複合ローラ10において
は、締結用ナット部材13における軸方向の幅Lと径方
向の厚みΔDの比(厚みΔD/L幅)を、(ΔD/L)
≦1.5に設定している。
Thus, in the composite roller 10, the ratio (thickness ΔD / L width) of the axial width L and the radial thickness ΔD of the fastening nut member 13 is represented by (ΔD / L).
≤ 1.5 is set.

【0024】このように構成した当該複合ローラ10に
おいては、鋭意検討した結果から、締結用ナット部材1
3における軸方向の幅Lと径方向の厚みΔDの比を、
(ΔD/L)≦1.5に設定して、締結用ナット部材1
3のセラミックローラ12に対する締結圧力を、セラミ
ックローラ12の当接する端面の全体に均等に分散させ
ている。これにより、締結用ナット部材13から作用す
る締結圧力がセラミックローラ12の端面に局部的に集
中するのを回避して、応力集中に起因するセラミックロ
ーラ12の局部的な破損の発生を防止することができ
る。
In the composite roller 10 constructed as described above, from the result of intensive studies, the fastening nut member 1
3, the ratio of the axial width L to the radial thickness ΔD is
(ΔD / L) ≦ 1.5, and the fastening nut member 1
The fastening pressure applied to the third ceramic roller 12 is evenly distributed over the entire end face of the ceramic roller 12 in contact. This prevents the fastening pressure acting from the fastening nut member 13 from locally concentrating on the end face of the ceramic roller 12, thereby preventing the ceramic roller 12 from being locally damaged due to stress concentration. Can be.

【0025】なお、当該複合ローラ10においては、支
持軸11におけるセラミックローラ12の受承部を、支
持軸11の軸部11aと一体に設けたフランジ部11b
にて構成しているが、同フランジ部11bに換えて、同
フランジ部11bの形成部位を、ネジ部11cと同様の
構成部位とするとともに、同構成部位に締結用ナット部
材13と同様のナット部材を螺着して、同ナット部材を
受承部として機能させるようにすることもできる。
In the composite roller 10, the receiving portion of the ceramic roller 12 on the support shaft 11 is provided with a flange portion 11b provided integrally with the shaft portion 11a of the support shaft 11.
However, instead of the flange portion 11b, a portion where the flange portion 11b is formed has the same configuration portion as the screw portion 11c, and a nut similar to the fastening nut member 13 is provided at the same configuration portion. The nut member can be made to function as a receiving portion by screwing the member.

【0026】[0026]

【実施例】本実施例では、複合ローラの供試品として、
ピンチローラ(2種類)、ルーパローラ、キッカーロー
ラ、および搬送ローラを下記に示す方法で製作し、これ
らの供試品である各複合ローラ10を熱間圧延ラインに
使用して、各複合ローラ10を構成するセラミックロー
ラ12の組付け時および実稼働時における破損状態を観
察した。
EXAMPLE In this example, as a sample of a composite roller,
A pinch roller (two types), a looper roller, a kicker roller, and a transport roller are manufactured by the following method, and each of the composite rollers 10 as a sample is used for a hot rolling line. The broken state of the constituent ceramic roller 12 at the time of assembly and actual operation was observed.

【0027】上記した各種の複合ローラ10において
は、当該複合ローラ10を構成するセラミックローラ1
2の形状(軸方向の長さおよび直径)を異にするが、セ
ラミックローラ12は、その原料および成形方法を同じ
くするものである。また、各支持軸11は、各セラミッ
クローラ12の形状に対応した形状および大きさのもの
を採用している。
In the various types of composite rollers 10 described above, the ceramic roller 1 constituting the composite roller 10 is used.
Although the shape (length and diameter in the axial direction) of the ceramic roller 12 differs, the ceramic roller 12 has the same raw material and the same forming method. Each support shaft 11 has a shape and size corresponding to the shape of each ceramic roller 12.

【0028】セラミックローラ12の成形に当たって
は、成形原料の調製を行う。成形原料の調製は、窒化ケ
イ素粉末に焼結助剤およびバインダを添加し、これをス
プレードライヤにて乾燥・造粒して行い、これにより成
形用のセラミック粉末を調製した。次いで、このセラミ
ック粉末を金属製の中芯を内部に有するゴム型に充填
し、ラバープレス成形法にて円筒状に成形して各種のセ
ラミック成形体を得た。得られた各種のセラミック成形
体は、旋盤を用いた切削加工に付して、焼成による収縮
および仕上げ加工代を見込んだニアネット形状とした。
In forming the ceramic roller 12, a forming raw material is prepared. The molding raw material was prepared by adding a sintering aid and a binder to the silicon nitride powder, drying and granulating the mixture with a spray dryer, thereby preparing a ceramic powder for molding. Next, this ceramic powder was filled into a rubber mold having a metal core therein, and was molded into a cylindrical shape by a rubber press molding method to obtain various ceramic molded bodies. Each of the obtained various ceramic molded bodies was subjected to a cutting process using a lathe to have a near-net shape in consideration of shrinkage due to firing and a finishing process allowance.

【0029】ニアネット形状に切削加工された各種のセ
ラミック成形体は、窒素雰囲気の下、1650℃で2時
間焼成して、窒化ケイ素焼結体とした。焼成して得られ
た窒化ケイ素焼結体は、円筒研削盤にて、外周、内周、
両端面、固定穴等を研削加工して、各種のセラミックロ
ーラ12とした。各種セラミックローラ12の形状(軸
方向の長さおよび直径)を表1に示す。
Various ceramic compacts cut into a near net shape were fired at 1650 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere to obtain silicon nitride sintered bodies. The silicon nitride sintered body obtained by firing is, on a cylindrical grinder, the outer circumference, the inner circumference,
Various ceramic rollers 12 were obtained by grinding both end faces, fixing holes, and the like. Table 1 shows the shapes (length and diameter in the axial direction) of the various ceramic rollers 12.

【0030】このようにして作成した各種のセラミック
ローラ12は、これに対応して作成された各種の支持軸
11の対応する支持軸11に組付けられるが、組付けに
当たっては、支持軸11を通電加熱して、熱電対で温度
を測定しつつ複合ローラ10の実稼働温度(260℃)
以上の温度とし、この温度に保持された状態の支持軸1
1の環状凹所11dにセラミックローラ12を嵌合す
る。その後、支持軸11のネジ部11c上に、各種の締
結用ナット部材13を螺合しかつ螺進して、セラミック
ローラ12を支持軸11のフランジ部11bとの間で締
結して挟持する。これにより、各種の複合ローラ10が
完成する。
The various ceramic rollers 12 produced in this way are mounted on the corresponding support shafts 11 of the various support shafts 11 produced in correspondence thereto. The actual operating temperature (260 ° C.) of the composite roller 10 while heating by energizing and measuring the temperature with a thermocouple
The temperature of the support shaft 1 is maintained at this temperature.
The ceramic roller 12 is fitted into the one annular recess 11d. Then, various fastening nut members 13 are screwed and screwed onto the screw portion 11c of the support shaft 11, and the ceramic roller 12 is fastened and clamped between the flange portion 11b of the support shaft 11 and the screw. Thereby, various composite rollers 10 are completed.

【0031】採用した締結用ナット部材13は、ネジ径
(160mm)およびピッチ(1.5mm)を同じく
し、その軸方向の幅L、径方向の厚みΔD、および、
(ΔD/L)を互いに異にするものであって、各締結用
ナット部材13を適宜選択して各セラミックローラ12
の締結に使用した。各複合ローラ10における締結用ナ
ット部材13の選択関係を表1に示す。
The employed fastening nut member 13 has the same screw diameter (160 mm) and pitch (1.5 mm), and has an axial width L, a radial thickness ΔD, and
(ΔD / L) are different from each other.
Used for fastening. Table 1 shows the selection relationship of the fastening nut members 13 in each composite roller 10.

【0032】各複合ローラ10については、熱間圧延ラ
インの各工程において、1000℃の加熱状態にある直
径10mmのSS41鋼材を20m/secで速度にて
圧延するラインに使用した。この熱間圧延ラインでの使
用によるセラミックローラ12の破損状態の結果を表2
に示すとともに、締結用ナット部材13の(ΔD/L)
値の適正範囲を示す。
In each step of the hot rolling line, each composite roller 10 was used as a line for rolling a SS41 steel material having a diameter of 10 mm in a heated state at 1000 ° C. at a speed of 20 m / sec. Table 2 shows the results of the broken state of the ceramic roller 12 due to use in this hot rolling line.
And (ΔD / L) of the nut member 13 for fastening.
Indicates the appropriate range of values.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】表2の結果を参照すると、複合ローラ10
を構成するセラミックローラ12の締結圧力による破損
を防止するためには、締結用ナット部材13としては、
軸方向の幅Lと径方向の厚みΔDの比がΔD/L≦1.
5にあるものが良好であることが判明した。
Referring to the results in Table 2, the composite roller 10
In order to prevent the ceramic roller 12 that constitutes the above from being damaged by the fastening pressure, the fastening nut member 13
The ratio of the width L in the axial direction to the thickness ΔD in the radial direction is ΔD / L ≦ 1.
5 was found to be good.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一例に係る複合ローラの縦断側面図で
ある。
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of a composite roller according to an example of the present invention.

【図2】同複合ローラの一端側からみた一部省略正面図
(a)、および、他端側からみた一部省略正面図(b)
である。
FIG. 2 is a partially omitted front view (a) as viewed from one end of the composite roller, and a partially omitted front view (b) as viewed from the other end.
It is.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…複合ローラ、11…支持軸、11a…軸部、11
b…フランジ部、11c…ネジ部、11d…環状凹所、
12…セラミックローラ、13…締結用ナット部材、1
3a…雌ネジ、13b…カシメ部。
10 Composite roller, 11 Support shaft, 11a Shaft, 11
b: flange portion, 11c: screw portion, 11d: annular recess,
12: ceramic roller, 13: nut member for fastening, 1
3a: female screw; 13b: crimping portion.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属製の支持軸と、同支持軸上に嵌合さ
れたセラミック製のローラを備え、同ローラを、前記支
持軸の一端に設けた受承部と同支持軸の他端に螺着した
金属製の締結用ナット部材とにより、実稼働温度以上に
加熱された状態で締結して挟持してなる複合ローラであ
り、前記締結用ナット部材の軸方向の幅と径方向の厚み
の比(厚み/幅)を、(厚み/幅)≦1.5に設定した
ことを特徴とする耐熱性複合ローラ。
1. A support shaft made of metal, a roller made of ceramic fitted on the support shaft, a receiving portion provided at one end of the support shaft and the other end of the support shaft. A composite roller that is fastened and clamped in a state of being heated to an actual operating temperature or higher by a metal fastening nut member screwed to the, and the axial width and the radial direction of the fastening nut member. A heat-resistant composite roller, wherein the thickness ratio (thickness / width) is set to (thickness / width) ≦ 1.5.
【請求項2】 請求項1に記載の耐熱性複合ローラにお
いて、前記支持軸の一端側の受承部は、同支持軸に一体
に形成したフランジ部であることを特徴とする耐熱性複
合ローラ。
2. The heat-resistant composite roller according to claim 1, wherein the receiving portion at one end of the support shaft is a flange formed integrally with the support shaft. .
【請求項3】 請求項1に記載の耐熱性複合ローラにお
いて、前記支持軸の一端側の受承部は、同支持軸の一端
に螺着した金属製のナット部材であることを特徴とする
耐熱性複合ローラ。
3. The heat-resistant composite roller according to claim 1, wherein the receiving portion at one end of the support shaft is a metal nut member screwed to one end of the support shaft. Heat resistant composite roller.
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