JP2002192207A - ロール機の油膜ベアリングに用いるスリーブ - Google Patents
ロール機の油膜ベアリングに用いるスリーブInfo
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Abstract
るのに採用されるタイプの油膜ベアリングに用いられる
改良されたスリーブを提供する。 【解決手段】 スリーブは、内部テーパ部とその軸方向
に整合した端部と内部テーパ部を囲む円筒形外表面部と
を備える。少なくとも500mmの直径Dを有する円筒
形外表面部は、ベアリングのブシュ部品内で回転自在に
ジャーナル部品として働くように適応されている。3°
を超えるテーパ角と約10mm〜0.024D+14.
5mmの範囲の最小厚さを有する内部テーパ部は、ロー
ルネックの外部テーパ部に嵌るように適応されている。
内部テーパ部の外側の端部だけに配置されるキー溝がス
リーブをロールネックに回転自在に固定する役目を果た
す。
Description
g mill)のロールネックを回転自在に支持するのに用い
られるタイプの油膜(oil film)ベアリングに関する。
機の油膜ベアリングは普通、ロールネックに軸方向に嵌
め合わされ、ロールネックに回転自在に固定されている
スリーブを備える。このスリーブは、ロールハウジング
に取り付けられたチョック内に備えられるブシュで囲ま
れている。運転の際には、このスリーブは、スリーブと
ブシュとの間のベアリング荷重ゾーンに流体力学的に維
持される薄い油膜上に回転自在に支持される。
リーブであって円筒形つまり「ストレート」形状のロー
ルネックに用いるものと、内部がテーパ状のスリーブで
あってテーパ状ロールネックに用いるものとがある。更
にスリーブには「セルフロッキング」と「ノンロッキン
グ」のタイプがある。セルフロッキング型スリーブは締
りばめでロールネックに摩擦力で固定されるもので、一
方、ノンロッキング型スリーブはロールネックに機械的
に嵌め合わせるにはキーのような固定部品が必要なもの
である。
大きいジャーナル直径と少なくとも3°のノンロッキン
グテーパ角とを有する内部がテーパ状のスリーブの改良
に関する。
10の個所にロール機油膜ベアリング12の部品として
示されている。スリーブ10はロールネックのテーパ部
分16に脱着自在に嵌め込まれ、キー14などの部品で
ロールネックに回転自在に固定されている。スリーブ1
0はブシュ18で囲まれ、ベアリングチョック20内に
固定されている。運転の際には、前述のように、スリー
ブ10は、スリーブ10とブシュ18との間のベアリン
グ荷重ゾーンに流体力学的に維持される薄い油膜(図示
せず)上に回転自在に支持されている。
の内部テーパ部21と内部テーパ部21の外端部を超え
て軸方向に延びる端部22と内部テーパ部21を囲む円
筒形外表面部23とを備えることが分かる。円筒形外表
面部23は直径D(通常「ジャーナル」径とも称され
る)を有する。内部テーパ部21はテーパ角αと内端部
の個所の最小厚さtと端部22近くの外端部の個所の最
大厚さt’とを有する。キー溝15はキー14と機械的
に噛み合う。キー14もキー溝15も内部テーパ部21
の外側の端部22内だけに配置される。
Lとは、ベアリングのサイズと荷重負荷能力を左右す
る。テーパ角αは、スリーブがセルフロッキング型であ
るかノンロッキング型であるかを定める。
代に初めてロール機に導入された時に当業者が必須であ
ると考えたことは、荷重ゾーンのスリーブ壁は荷重条件
下にスリーブの弾性変形を防止するのに十分な厚さの最
小厚さtを有しなければならないことであり、またトル
クで起こされる応力によるキー溝損傷を防止するに十分
な最大厚さt’を採用しなければならないということで
あった。このことから、図5のプロット線24に示され
るように、500〜2100mmの範囲のジャーナル径
を有するスリーブに対しては、最小厚さtは30〜70
mmで、平均は破線のプロット線で示されるようにt=
0.024D+22.6mmである。
321号に開示されているように、キー溝を付けて内部
テーパ部を断続形状にすると、ロール(圧延)製品に寸
法不均一が生じる原因になるということを当業者が認識
した1970年代中期までは実質的に不変であった。こ
の問題を修正するため、内部テーパ状部分21からキー
溝とキーとを現在の位置に移して、図1と図2に示され
るように、これらを端部22だけに配置するようにし
た。これにより、内部テーパ部の外端の厚さを増大して
厚さt’を維持する必要はなくなったけれども、スリー
ブ厚さは依然として不変であった。荷重で起されるスリ
ーブ弾性変形は不利であるので、コストがどんなにかっ
ても避けなければならないと当業者が引き続いて信じた
からである。
ことは、従来の知恵とは異なって、ある程度の量のスリ
ーブ弾性変形は、許容可能であるのみならず、ベアリン
グの荷重ゾーンの油膜に支えられるスリーブ表面域を増
大する結果になるという意味では望ましいということで
ある。これは、ベアリングのベアリング荷重能力を増大
させる。従って、所与のジャーナル径Dとテーパ角αに
対して、最小厚さtを小さくすることによって、弾性変
形を有利な大きさで導入することが可能である。これに
より、所与の長さLとテーパ角αに対して、内部テーパ
部の長さ全体にわたってスリーブの厚さを小さくする結
果となる。厚さtを減少するには、ジャーナル径Dを一
定にしておいてスリーブの口径を大きくすることによっ
て行うことが好ましい。こうすることにより、スリーブ
は、より太いロールネックを収容することが可能とな
り、従ってアセンブリ全体の強度が更に上がることにな
る。
キング型スリーブを有する比較的大型の油膜ベアリング
のベアリング荷重能力を、最小スリーブ厚さtを適切に
削減することによって、少なくとも10%、好ましくは
20%以上も増大することである。
械加工するのに用いられる鍛造または鋳造金属のサイズ
と重量とを削減し、従って原料コストを削減して利益を
得ることである。
添付の図面を引き続いて参照して、より詳細に以下に記
載される。
で寸法は誇張しているが、ジャーナル径Dと厚さtaを
有するスリーブ10aが、ブシュ18内で荷重を受けて
時計回り方向に回転している状態が示される。内部テー
パ部21の個所のスリーブ10aに発生するセンターラ
イン応力が図4のカーブSaに描かれている。平均応力
からの最大偏差はθ1の所で始まり、最大値に達し、そ
の後降下してθ2の所で最小になる。θ1とθ2との間の
円周距離waは荷重ゾーンの幅を示す。この荷重ゾーン
ではスリーブは、流体力学的に維持されている油膜に支
持されている。
るが厚さはtbと薄くなったスリーブ10bが、同じ荷
重条件で回転している状態が示される。厚さがtbと薄
くなると、荷重の下で弾性変形が起こる余裕を大きとる
ことが可能になるので、発生するセンターライン応力は
図4のカーブSbに示されるようになる。
偏差はθ1の所で始まり、最大値に達した後、θ3の所で
最小に戻ることが分かる。円周距離wbはwaよりwΔ
だけ長くなるが、これはスリーブ厚さがtaからtbに減
少したことによってスリーブの弾性変形が増加した結果
である。内部テーパ部21の長さLは両スリーブに対し
て同じなので、荷重ゾーン域の長さのパーセンテージ増
加はwΔ/wa×100として計算することができる。
0.024D+22.6mmの平均最小厚さを有する従
来寸法のスリーブを備えるベアリングに比較して、最小
厚さtを約10mm〜0.024D+14.5mmの範
囲に、好ましくは約19mm〜0.024D+7.4m
mの範囲に減少すれば、耐荷重能力を約10%〜20%
以上増大することが可能となることが決定されたことに
なる。
mあれば、スリーブに十分な構造剛性を持たせられるの
で、鍛造または鋳造塊を最終製品に変えるのに用いられ
る機械加工処理の際に加えられる比較的穏和な力による
変形に確実に耐えられる。しかし、一旦スリーブがロー
ルネックに取り付けられてしまうと、ロール荷重が高く
なって変形が起きて、荷重ゾーンで支持されるスリーブ
域が増加するという利点が得られるので有利である。
クを回転自在に支持する油膜ベアリングアセンブリの概
略図である。
型スリーブの拡大縦断面図である。
較説明図であり、(a)は、従来の内部テーパ状ノンロ
ッキング型スリーブを荷重状態で回転したときの荷重ゾ
ーンの幅を概略示す図であり、(b)は(a)と同様な
図で、他の条件は等しくしながらスリーブ厚さtを減少
して得られる荷重状態で荷重ゾーンの幅が増大すること
を説明するための説明図である。
比較するグラフであり、図3(a)と(b)に示される
スリーブのスリーブセンターライン円周応力を比較する
グラフである。
スリーブとに対するt/D関係を示すグラフである。
グアセンブリ、14キー、15 キー溝、16 ロール
ネック外部テーパ部、18 ブシュ、20チョック、2
1 内部テーパ部、22 端部、23 外表面部、24
プロット線。
Claims (3)
- 【請求項1】 ロール機のロールネックを回転自在に支
持するのに採用されるタイプの油膜ベアリングに用いら
れるスリーブであって、 前記スリーブが内部テーパ部と前記内部テーパ部に軸方
向に整合した端部と前記内部テーパ部を囲む円筒形外表
面部とを備え、少なくとも500mmの直径Dを有する
前記円筒形外表面部がベアリングのブシュ部品内で回転
自在にジャーナル部品として働くように適応され、3°
を超えるテーパ角と約10mm〜0.024D+14.
5mmの範囲の最小厚さとを有する前記内部テーパ部が
ロールネックの外部テーパ部分に嵌るように適応され、
前記スリーブをロールネックに回転自在に固定する機械
的噛合手段が前記内部テーパ部の外側の前記端部だけに
配置されることを特徴とするスリーブ。 - 【請求項2】 請求項1に記載のスリーブにおいて、 前記最小厚さtが好ましくは少なくとも約19mmであ
ることを特徴とするスリーブ。 - 【請求項3】 請求項2に記載のスリーブにおいて、 前記最小厚さtが好ましくは0.024D+7.4mm
以下であることを特徴とするスリーブ。
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