JP2007319902A - Roll for rolling mill and tension leveler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼板等を平坦に矯正する装置であるテンションレベラおよびこれに使用されるバックアップロールを構成する圧延機用ロールに関する。 The present invention relates to a tension leveler that is a device for straightening a steel plate or the like and a roll for a rolling mill that constitutes a backup roll used in the tension leveler.
圧延作業の最終工程では、ワーク(鋼板等)をテンションレベラと呼ばれる矯正機を通すことで応力の除去を行って、ワークの精度を確保している。テンションレベラには、図6に示すように、ワークロールユニット1と、ワークロールユニット1に対向するデフレクタロールユニット2とを配置したものがある。
In the final step of the rolling operation, stress is removed by passing the workpiece (steel plate or the like) through a straightening machine called a tension leveler to ensure the accuracy of the workpiece. As shown in FIG. 6, there is a tension leveler in which a work roll unit 1 and a
図6に示すものでは、ワークロールユニット1は、ワークロール3と、中間ロール4と、バックアップロール5とを備え、ワークW(鋼板等)を介してワークロールユニット1と反対側にデフレクタロールユニット2のデフレクタロール6が配置される。
6, the work roll unit 1 includes a
すなわち、テンションレベラは、直接的にワークロール3にてワークWの矯正を行うことになり、ワークロール3を支えているのが中間ロール4及びバックアップロール5である。このため、最終的にはバックアップロール5がすべての荷重を支持する。
That is, the tension leveler directly corrects the workpiece W with the
バックアップロール5は、図5に示すように、軸部材10と、この軸部材10に玉軸受11とニードル軸受12とを介して回転自在に外嵌される円筒状のロール本体13とを備える。玉軸受11をロール本体13の軸方向端部側に配置するとともに、ニードル軸受12を玉軸受11よりも軸方向中心側に配置している。また、玉軸受11よりも軸方向端部側にロール本体13の軸方向端開口部を密封するシール構造部14を設けている。
As shown in FIG. 5, the
ロール本体13の軸心孔20は、軸方向中央部の小径部20aと、軸方向端部側の大径部20bとを備える。大径部20bには、平板リング体からなるストッパ21が装着され、このストッパ21よりも軸方向外方に玉軸受11が配置され、ストッパ21と小径部20aとの間にニードル軸受12が配置されている。
The
ニードル軸受12は、軸部材10の外周側に周方向に沿って配設される複数のニードルころ22と、これらのころ22を保持する保持器23とを備える。なお、ニードル軸受12とストッパ21との間、及びニードル軸受22と小径部20aの端面との間に、夫々スペーサ25、26が介在されている。
The needle bearing 12 includes a plurality of
また、玉軸受11は、内輪27と、外輪28と、内輪27と外輪28との間に介装される複数のボール(玉)29とを備える。
The ball bearing 11 includes an
ところで、ロール本体13の外形形状が円筒形であれば、それらの接触相手ロールとしての中間ロール4との接触によりいわゆるエッジロードが発生し、ロール本体13と軸部材10との間に介装される転がり軸受のうち、軸方向両端に配置される玉軸受11に対する負担が大きくなって、円滑な回転が損なわれる傾向となる。
By the way, if the outer shape of the
このため、軸方向両端に配置される玉軸受11に対する負担を軽減するために、図5に示すように、外周面15の軸方向両端にクラウニング部16を形成したものがある(特許文献1)。
For this reason, in order to reduce the burden on the
その場合、クラウニング部16とロール本体13との境界部分においてエッジロードが発生することになるが、通常、前記境界部分を滑らかに連設するように加工するので、クラウニング部なしの場合に比べてエッジロードによる接触応力を軽減できる。
しかしながら、つなぎ目の形状不良・設計時につなぎ目の適正な設定が出来ていない場合、つなぎ目に応力集中が発生し、クラウニング部16のつなぎ目から中間ロールやワークロール等に傷(圧痕)が発生し、その傷が製品(ワーク)に転写して不具合となることがある。
However, when the joint shape is poor or the joint is not properly set at the time of design, stress concentration occurs at the joint, and scratches (indentations) occur from the joint of the crowning
また、前記特許文献1には、軸方向長さが周方向で相違するクラウニング部16が形成されているバックアップロールが記載されている。これは、このように、軸方向長さを周方向で異ならすことで、応力集中を緩和させている。しかしながら、この場合、クラウニング部16の軸方向最深部が玉軸受11に軸方向挿入位置と重なる寸法に設定されているので、玉軸受挿入部のロール肉厚が小さくなる。このため、玉軸受挿入部のロール強度の低下が発生し、偏荷重が作用しロール端に荷重が負荷された際に、玉軸受挿入薄肉部からのロール割れ等が懸念される。
Moreover, the said patent document 1 describes the backup roll in which the
本発明は、上記課題に鑑みて、他のロールとともに使用する際にこの相手ロールへの傷、圧痕の発生を防止でき、しかもロール割れ等の発生を抑えることができる圧延機用ロール及びテンションレベラを提供する。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a rolling mill roll and a tension leveler that can prevent the occurrence of scratches and indentations on the counterpart roll when used with other rolls, and can suppress the occurrence of roll cracking and the like. I will provide a.
本発明の圧延機用ロールは、軸部材と、この軸部材に玉軸受とニードル軸受とを介して回転自在に外嵌される円筒状のロール本体とを備え、前記玉軸受をロール本体の軸方向端部側に配置するとともに、前記ニードル軸受を前記玉軸受よりも軸方向中心側に配置した圧延機用ロールであって、前記ロール本体の外径面の軸方向端部に、軸方向長さが周方向で相違するクラウニング部を形成するとともに、前記クラウニング部の軸方向最深部を、玉軸受の軸方向端部側の端面よりも軸方向外方に配置したものである。 The roll for a rolling mill according to the present invention includes a shaft member and a cylindrical roll body that is rotatably fitted to the shaft member via a ball bearing and a needle bearing, and the ball bearing is a shaft of the roll body. A roll for a rolling mill, which is disposed on the axial end side of the outer diameter surface of the roll body. In addition to forming a crowning portion having different lengths in the circumferential direction, the axially deepest portion of the crowning portion is disposed axially outward from the end surface on the axial end portion side of the ball bearing.
本発明の圧延機用ロールによれば、クラウニング部により、軸方向端部側の玉軸受に対する負担を軽減できる。しかも、クラウニング部は軸方向長さが周方向で相違するので、相手ロールへの応力の発生箇所が軸方向に分散される。さらに、クラウニング部の軸方向最深部を、玉軸受の軸方向端部側の端面よりも軸方向外方に配置したことによって、クラウニング部形成部が玉軸受に重なるのを回避することができる。 According to the rolling mill roll of the present invention, the burden on the ball bearing on the axial end side can be reduced by the crowning portion. In addition, since the axial lengths of the crowning portions are different in the circumferential direction, the places where stress is applied to the counterpart roll are dispersed in the axial direction. Further, by arranging the axially deepest portion of the crowning portion in the axially outward direction from the end surface on the axial end portion side of the ball bearing, it is possible to avoid the crowning portion forming portion from overlapping the ball bearing.
前記玉軸受の外輪を前記ロール本体の内径面側に固定して、この玉軸受の内輪と軸部材の外周面との間に隙間を設けることが可能である。これによって、玉軸受はラジアル荷重を受けない。すなわち、この圧延機用ロールにおいて、ラジアル荷重はニードル軸受に負荷することになる。 It is possible to fix the outer ring of the ball bearing to the inner diameter surface side of the roll body and provide a gap between the inner ring of the ball bearing and the outer peripheral surface of the shaft member. Thereby, the ball bearing does not receive a radial load. That is, in this roll for a rolling mill, the radial load is applied to the needle bearing.
前記玉軸受の内輪を、軸部材の外周面に形成される段付部と、玉軸受よりも軸方向端部側に前記ロール本体の軸方向端開口部を密封するシール構造部とで挟持して軸部材側に固定することによって、玉軸受の内輪と軸部材の外周面との間に隙間を設けることができる。 The inner ring of the ball bearing is sandwiched between a stepped portion formed on the outer peripheral surface of the shaft member and a seal structure portion that seals the axial end opening of the roll body closer to the axial end than the ball bearing. By fixing to the shaft member side, a gap can be provided between the inner ring of the ball bearing and the outer peripheral surface of the shaft member.
本発明のテンションレベラは、ワークロールと、ワークロールを支える中間ロールと、中間ロールを支えるバックアップロールとを備えたテンションレベラにおいて、前記請求項1〜請求項3にいずれかの圧延機用ロールを、前記バックアップロールに用いたものである。 The tension leveler according to the present invention is a tension leveler provided with a work roll, an intermediate roll that supports the work roll, and a backup roll that supports the intermediate roll. , Used for the backup roll.
本発明のテンションレベラによれば、バックアップロールにおいて、軸方向端部側の玉軸受に対する負担を軽減できる。しかも、相手ロール(中間ロール)への応力の発生箇所が軸方向に分散される。さらに、バックアップロールのクラウニング部形成部が玉軸受に重なるのを回避することができる。 According to the tension leveler of the present invention, it is possible to reduce the burden on the ball bearing on the axial end side in the backup roll. And the generation | occurrence | production location of the stress to an other party roll (intermediate roll) is disperse | distributed to an axial direction. Furthermore, it is possible to avoid the crowning portion forming portion of the backup roll from overlapping the ball bearing.
本発明の圧延機用ロールでは、クラウニング部により、軸方向端部側の玉軸受に対する負担を軽減できる。このため、玉軸受は長期に亘って安定した機能を発揮する。しかも、相手ロールへの応力の発生箇所が軸方向に分散される。このため、相手ロールの傷、圧痕の発生を防止できる。さらに、クラウニング部形成部が玉軸受に重なるのを回避することができる。このため、玉軸受挿入部の肉厚の減少を防止でき、玉軸受挿入部のロールの強度を高めることができる。 In the roll for a rolling mill of the present invention, the burden on the ball bearing on the axial end side can be reduced by the crowning portion. For this reason, the ball bearing exhibits a stable function over a long period of time. Moreover, the locations where the stress is applied to the counterpart roll are dispersed in the axial direction. For this reason, generation | occurrence | production of the damage | wound of an other party roll and indentation can be prevented. Furthermore, it is possible to avoid the crowning portion forming portion from overlapping the ball bearing. For this reason, the thickness reduction of the ball bearing insertion part can be prevented, and the strength of the roll of the ball bearing insertion part can be increased.
玉軸受はラジアル荷重を受けないので、ラジアル荷重による損傷のおそれがなくなって、圧延機用ロールとして安定した機能を発揮することができる。 Since the ball bearing does not receive a radial load, there is no risk of damage due to the radial load, and a stable function can be exhibited as a roll for a rolling mill.
また、玉軸受の内輪と軸部材の外周面との間の隙間は、玉軸受の内輪と軸部材の外径面の寸法設定により形成することができるので、簡単かつ確実に隙間を設けることができる。 In addition, since the gap between the inner ring of the ball bearing and the outer peripheral surface of the shaft member can be formed by setting the dimensions of the inner ring of the ball bearing and the outer diameter surface of the shaft member, a gap can be provided easily and reliably. it can.
本発明のテンションレベラによれば、バックアップロールにおいて、軸方向端部側の玉軸受に対する負担を軽減できる。玉軸受は長期に亘って安定した機能を発揮する。しかも、相手ロール(中間ロール)への応力の発生箇所が軸方向に分散されるので、ワークロールの傷、圧痕の発生を防止できる。さらに、バックアップロールのクラウニング部形成部が玉軸受に重なるのを回避することができ、玉軸受挿入部のロール強度を高めることができる。このため、バックアップロールが傾いた場合等に発生する偏荷重によりロール端面への荷重が大きくなったとしてもロール破損を防止する。 According to the tension leveler of the present invention, it is possible to reduce the burden on the ball bearing on the axial end side in the backup roll. Ball bearings exhibit stable functions over a long period of time. And since the generation | occurrence | production location of the stress to an other party roll (intermediate roll) is disperse | distributed to an axial direction, the generation | occurrence | production of the damage | wound of a work roll and an impression can be prevented. Furthermore, the crowning portion forming portion of the backup roll can be prevented from overlapping the ball bearing, and the roll strength of the ball bearing insertion portion can be increased. For this reason, even if the load to the roll end surface is increased due to an offset load generated when the backup roll is inclined, roll breakage is prevented.
以下、本発明の実施の形態を図1〜図4に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に本発明の圧延機用ロールを示し、この圧延機用ロールは、軸部材50と、この軸部材50に玉軸受51とニードル軸受52とを介して回転自在に外嵌される円筒状のロール本体53とを備える。軸部材50は、軸方向中央部の大径部50aと、軸方向端部側の中径部50bと、大径部50aと中径部50bとの間に設けられる小径部50cとからなる。
FIG. 1 shows a roll for a rolling mill according to the present invention. The roll for a rolling mill has a
ロール本体53は、その外周面55の軸方向端部にはクラウニング部56が設けられている。この場合のクラウニング部56は、軸方向長さが周方向で相違するものである。すなわち、クラウニング部56は、最深部57aに対して最浅部57bが180度反対位置にあって、最深部57aから最浅部57bにそのつなぎ目57が連続して形成される。
The roll
また、ロール本体53の軸心孔60は、軸方向中央部の小径部60aと、軸方向端部側の大径部60bとを備える。大径部60bには、平板リング体からなるストッパ61が装着され、このストッパ61よりも軸方向外方に玉軸受51が配置され、ストッパ61と小径部60aとの間にニードル軸受52が配置されている。
Moreover, the
ニードル軸受52は、軸部材50の外周側に周方向に沿って配設される複数のニードルころ62と、これらのころ32を保持する保持器63とを備える。なお、ニードル軸受52とストッパ61との間、及びニードル軸受52と小径部60aの端面64との間に、夫々スペーサ65、66が介在されている。
The
また、玉軸受51は、図2に示すように、内輪67と、外輪68と、内輪67と外輪68との間に介装される複数のボール(玉)69とを備える。この場合、外輪68がロール本体53の軸心孔60の大径部60bに圧入され、外輪68の端面(ストッパ側の端面)68aがストッパ61に当接している。また、玉軸受51の内輪67と軸部材50の外周面との間に隙間70が設けられる。
As shown in FIG. 2, the
すなわち、図1に示すように、玉軸受51よりも軸方向端部側にロール本体53の軸方向端開口部71を密封するシール構造部72が設けられ、このシール構造部72と、軸部材50の段付部73とで、玉軸受51の内輪67が挟持される。段付部73とは、軸部材50の大径部50aの端面である。
That is, as shown in FIG. 1, a
また、シール構造部72は、図2に示すように、基部75aと舌部75bを有するゴム製のシール本体75と、このシール本体75を受ける金属製の受け片76と、金属製のカバー部材77とからなる。カバー部材77は、図1に示すように、軸部材50の中径部50bに外嵌される短円筒部78と、この短円筒部78から外径側に延びる鍔部79とからなり、鍔部79がロール本体53の軸方向端開口部71に嵌入される。
Further, as shown in FIG. 2, the
そして、シール本体75の舌部75bがカバー部材77の短円筒部78の外周面に密接している。なお、受け片76は断面L字状のリング体からなり、シール本体75の基部75aを受けるものであって、ロール本体53の軸方向端開口部71に圧入されている。また、シール本体75の基部75aが玉軸受51の外輪68の端面(反ニードル軸受側の端面)68bに当接している。
The
カバー部材77の短円筒部78の内方端80が内輪67の端面(反ニードル軸受側の端面)67bに当接し、軸部材50の段付部73が内輪67の端面(ニードル軸受側の端面)67aに当接している。
The
クラウニング部56の軸方向最深部57aを、玉軸受51の軸方向端部側の端面51b(内輪67の端面67bと外輪68の端面68bと同一面上に配置される端面)よりも軸方向外方に配置している。すなわち、ロール本体53の端面81から軸方向最深部57aまでの寸法をAとし、ロール本体53の端面81から玉軸受51の軸方向端部側の端面51bまでの寸法をBとしたときに、A<Bの関係をなす。
The axially
本発明の圧延機用ロールによれば、クラウニング部56により、軸方向端部側の玉軸受51に対する負担を軽減できる。このため、玉軸受51は長期に亘って安定した機能を発揮する。しかも、クラウニング部56は軸方向長さが周方向で相違するので、相手ロールへの応力の発生箇所が軸方向に分散される。このため、相手ロールの傷、圧痕の発生を防止できる。さらに、クラウニング部56の軸方向最深部を、玉軸受51の軸方向端部側の端面51bよりも軸方向外方に配置したことによって、クラウニング部形成部が玉軸受51に重なるのを回避することができる。このため、玉軸受挿入部の肉厚の減少を防止でき、玉軸受挿入部のロール強度を高めることができる。
According to the rolling mill roll of the present invention, the crowning
また、玉軸受51の外輪をロール本体53の内径面側に固定して、この玉軸受51の内輪67と軸部材50の外周面との間に隙間70を設けることが可能である。これによって、玉軸受51はラジアル荷重を受けず、ラジアル荷重による損傷のおそれがなくなって、安定した機能を発揮することができる。
Further, it is possible to fix the outer ring of the
玉軸受51の内輪67と軸部材50の外周面との間の隙間70は、玉軸受51の内輪67と軸部材50の外径面の寸法設定により形成することができるので、簡単かつ確実にこの隙間70を設けることができる。
The gap 70 between the
図3はテンションレベラを示し、このテンションレベラは、ワークロールユニット91と、ワークロールユニット91に対向するデフレクタロールユニット92とを備える。
FIG. 3 shows a tension leveler, and this tension leveler includes a
ワークロールユニット91は、ワークロール93と、中間ロール94と、バックアップロール95とを備える。ワークW(鋼板等)を介してワークロールユニット91と反対側にデフレクタロールユニット92のデフレクタロール96が配置される。
The
そして、このバックアップロール95に前記図1で示した圧延機用ロールを用いる。この場合、図4に示すように、複数の圧延機用ロールが直列状に配置され、ワークロール93と、中間ロール94との平行に配設されている。
And the roll for rolling mills shown in the said FIG. In this case, as shown in FIG. 4, a plurality of rolling mill rolls are arranged in series, and the
このように構成されたテンションレベラでは、ワークロールユニット1と、デフレクタロールユニット2との間をワークW(鋼板等)が図3に示す矢印のように走行して、ワークWを平坦に矯正することができる。
In the tension leveler configured as described above, the work W (steel plate or the like) travels between the work roll unit 1 and the
本発明のテンションレベラでは、バックアップロール95が図1に示す圧延機用ロールを使用しているので、バックアップロール95において、軸方向端部側の玉軸受51に対する負担を軽減できる。しかも、相手ロール(中間ロール94)への応力の発生箇所が軸方向に分散される。さらに、バックアップロール95のクラウニング部形成部が玉軸受51に重なるのを回避することができる。玉軸受挿入部の肉厚の減少を防止でき、玉軸受挿入部のロールの強度を高めることができる。このため、バックアップロール95が傾いた場合等に発生する偏荷重によりロール端面への荷重が大きくなった際のロール破損を防止することができる。
In the tension leveler of the present invention, since the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、ロール本体23に設けられるクラウニング部56のつなぎ目57の軸方向に対する傾斜角度α(図1参照)としては、種々変更可能である。この際、ロール本体23の外径寸法、軸方向長さ、材質、ワーク走行速度等に応じて相違させることができ、軸方向最深部57aを、玉軸受51の軸方向端部側の端面51bよりも軸方向外方に配置でき、しかも、エッジロードの発生を抑えることができて軸方向両端に配置される玉軸受51に対する負担を軽減することができればよい。
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the axial direction of the joint 57 of the crowning
シール構造部72として、Gシール(ガスケット)、Vリング(Vパッキン)、ラビリンスシール、オイルシール、ダストワイパー、カバー等の種々の密封装置を使用するころができる。
As the
圧延機用ロールとしては、テンションレベラのバックアップロール95に限るものではなく、このようなテンションレベラに使用される中間ロール94やワークロール93等に使用してもよい。また、テンションレベラに限るものではなく、熱間圧延、冷間圧延、温間圧延等の種種々の圧延に用いることができる。なお、熱間圧延とは、金属を再結晶温度以上に加熱して行う圧延であり、冷間圧延とは、再結晶温度以下の温度で行う圧延であり、温間圧延とは、回復と再結晶温度の間で行う圧延である。
The roll for the rolling mill is not limited to the
50 軸部材
51 玉軸受
51b 端面
52 ニードル軸受
53 ロール本体
56 クラウニング部
57a 最深部
67 内輪
68 外輪
70 隙間
71 軸方向端開口部
72 シール構造部
73 段付部
93 ワークロール
94 中間ロール
95 バックアップロール
50
Claims (4)
前記ロール本体の外径面の軸方向端部に、軸方向長さが周方向で相違するクラウニング部を形成するとともに、前記クラウニング部の軸方向最深部を、玉軸受の軸方向端部側の端面よりも軸方向外方に配置したことを特徴とする圧延機用ロール。 A shaft member, and a cylindrical roll body that is rotatably fitted to the shaft member via a ball bearing and a needle bearing, and the ball bearing is disposed on the end side in the axial direction of the roll body. A roll for a rolling mill in which the needle bearing is arranged closer to the axial center side than the ball bearing,
A crowning portion having a different axial length in the circumferential direction is formed at an axial end portion of the outer diameter surface of the roll body, and an axial deepest portion of the crowning portion is disposed on the axial end portion side of the ball bearing. A roll for a rolling mill, characterized in that it is disposed axially outward from the end face.
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