JP2012096283A

JP2012096283A - スリッパー型スピンドル継手の焼付き検知方法およびスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置

Info

Publication number: JP2012096283A
Application number: JP2010248533A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tominaga; 健一富永
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2012-05-24

Abstract

【課題】ロール駆動用モータの回転トルクを圧延ロールに伝えるスピンドルのロール端部に設けられたスリッパー型スピンドル継手の焼付きを多くの費用を要することなく検知することのできるスリッパー型スピンドル継手の焼付き検知方法を提供する。
【解決手段】スリッパー型スピンドル継手１７のスピンドル側カップリング１７１の外周面に向けて設けられた放射温度計２０ａによりスピンドル側カップリング１７１の表面温度を測定し、放射温度計２０ａの温度測定値からスリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを検知する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロール駆動用モータの回転トルクを圧延ロールに伝えるスピンドルのロール側端部に設けられたスリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知する方法およびスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置に関するものである。

鋼などの金属からなる被圧延材を圧延する圧延機として、スリッパー型スピンドル継手を有するものは、例えば図５に示すように、上下一対の圧延ロール１１ａ，１１ｂと、これらの圧延ロール１１ａ，１１ｂを駆動するロール駆動用モータ１２と、このロール駆動用モータ１２の回転軸１２１に連結された減速機１３と、この減速機１３の出力軸１３１に連結されたピニオンギヤスタンド１４と、このピニオンギヤスタンド１４の出力軸１４１，１４２から出力されるロール駆動用モータ１２の回転トルクを圧延ロール１１ａ，１１ｂに伝える上下一対のスピンドル１５ａ，１５ｂとを備え、スピンドル１５ａ，１５ｂの両端部にスリッパー型スピンドル継手１６，１７を設けている。

スリッパー型スピンドル継手１６，１７のうちモータ側のスリッパー型スピンドル継手１６は、スピンドル１５ａ，１５ｂのモータ側端部に設けられたスピンドル側カップリング１６１と、このスピンドル側カップリング１６１の内部に摺動自在に組み込まれたスリッパーメタル１６２と、このスリッパーメタル１６２を介してスピンドル側カップリング１６１と連結されたモータ側カップリング１６３とから構成されている。そして、ロール側のスリッパー型スピンドル継手１７は、スピンドル１５ａ，１５ｂのロール側端部に設けられたスピンドル側カップリング１７１と、このスピンドル側カップリング１７１の内部に摺動自在に組み込まれたスリッパーメタル１７２と、このスリッパーメタル１７２を介してスピンドル側カップリング１７１と連結されたロール側カップリング１７３とから構成されている。

このようなスリッパー型スピンドル継手１６，１７は、ロール駆動用モータ１２の回転トルクを圧延ロール１１ａ，１１ｂに比較的高トルクで伝えることができる。しかし、ロール側のスリッパー型スピンドル継手１７は、モータ側のスリッパー型スピンドル継手１６のように、潤滑油の飛散等を防止するためにスピンドル側カップリング１６１やモータ側カップリング１６３を密封箱１８に収納することがスペース的に難しい。このため、潤滑油が圧延時に飛散した圧延水と共に流れてしまうと、スリッパーメタル１７２に異常発熱が生じ、スリッパーメタル１７２の異常発熱によってスリッパー型スピンドル継手１７が焼付きを起こす。

そこで、従来では、磨耗などにより異音を発しているスリッパー型スピンドル継手１７を設備保全員の巡回点検によって見つけ出している。そして、異音を発しているスリッパー型スピンドル継手１７のスリッパーメタル温度を放射温度計により測定してスリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを検知しているが、異音検知の可否は設備保全員の熟練によるところが大きいため、スリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを正確に検知することができないなどの問題がある。
このような問題などを解消するため、例えば特許文献１には、ロール駆動用モータの回転数やスピンドルの傾斜角などからスリッパーメタルの接触面圧Ｐと摺動速度Ｖを算出し、それらの積であるＰＶ値の積分値を圧延時間で除した値を用いてスリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知する技術が開示されている。

また、特許文献２及び３には、スリッパーメタルの温度を熱電対により測定してスリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知する技術が開示されている。
特許文献１〜３に開示された技術によると、磨耗などにより異音を発しているスリッパー型スピンドル継手を設備保全員の巡回点検によって見つけ出したり、スリッパー型スピンドル継手の焼付きを設備保全員の経験によって判断したりすることなくスリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知することが可能である。

特開２００１−３００６１１号公報特開平０１−２４５９０６号公報特開平０８−０５７５０７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、ＰＶ値を演算する乗算器や積分器、積分器の出力を圧延時間で除算する除算器などを必要とするため、設備投資に多くの費用を要するという問題がある。また、ＰＶ値の積分値を圧延時間で除した値に対して、それぞれの圧延機で限界温度や雰囲気温度などを考慮しなければならないため、複雑な係数調整を必要とし、係数調整に大きな手間を要するという問題もあった。

特許文献２及び３に開示された技術では、スリッパーメタルに埋設された熱電対からの測温信号を発信する発信器を要するため、スピンドル継手の焼付きを検知するのに多くの費用を要するという問題があった。
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、ロール駆動用モータの回転トルクを圧延ロールに伝えるスピンドルのロール端部に設けられたスリッパー型スピンドル継手の焼付きを多くの費用を要することなく検知することのできるスリッパー型スピンドルの焼付き検知方法およびスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、ロール駆動用モータの回転トルクを圧延ロールに伝えるスピンドルのロール側端部に設けられたスピンドル側カップリングと、該スピンドル側カップリングの内部に摺動自在に組み込まれたスリッパーメタルと、該スリッパーメタルを介して前記スピンドル側カップリングと連結されたロール側カップリングとからなるスリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知する方法であって、前記スピンドル側カップリングの外周面に向けて設けられた放射温度計により前記スピンドル側カップリングの表面温度を測定し、前記放射温度計の温度測定値から前記スリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知することを特徴とする。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載のスリッパー型スピンドル継手の焼付き検知方法において、前記スピンドル側カップリングと前記放射温度計との間に空気を送風しながら前記スリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知することを特徴とする。
本発明の請求項３に係る発明は、ロール駆動用モータの回転トルクを圧延ロールに伝えるスピンドルのロール側端部に設けられたスピンドル側カップリングと、該スピンドル側カップリングの内部に摺動自在に組み込まれたスリッパーメタルと、該スリッパーメタルを介して前記スピンドル側カップリングと連結されたロール側カップリングとからなるスリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知する装置であって、前記スピンドル側カップリングの表面温度を測定する放射温度計を前記スピンドル側カップリングの外周面に向けて設けたことを特徴とする。

本発明の請求項４に係る発明は、請求項３に記載のスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置において、前記放射温度計の温度測定値を予め定めた閾値と比較してスリッパー型スピンドル継手の焼付きを判定する判定装置を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載のスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置において、前記スピンドル側カップリングと前記放射温度計との間に空気を送風する送風機を備えたことを特徴とする。

請求項１、３及び４に係る発明によれば、スリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知する際に、積分器等の演算装置を要したり、スリッパーメタルに埋設された熱電対からの測温信号を発信する発信器を要したりする必要がないので、ロール駆動用モータの回転トルクを圧延ロールに伝えるスピンドルのロール側端部に設けられたスリッパー型スピンドル継手の焼付きを多くの費用を要することなく検知することができる。

請求項２及び５に係る発明によれば、放射温度計の測定精度に悪影響を及ぼす蒸気などがスリッパー型スピンドル継手のスピンドル側カップリングと放射温度計との間に介在することがないので、ロール駆動用モータの回転トルクを圧延ロールに伝えるスピンドルのロール端部に設けられたスリッパー型スピンドル継手の焼付きを精度よく検知することができる。

本発明の一実施形態に係るスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置を示す正面図である。図１に示すスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置の平面図である。スピンドルの傾斜角度が０°のときのスリッパー型スピンドルを示す図である。図３のＡ−Ａ断面を示す図である。スリッパー型スピンドル継手を有する圧延機の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。なお、図５に示したものと同一の部分には同一符号を付し、その詳細な説明は割愛する。
図１は本発明の一実施形態に係るスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置を示す正面図、図２は図１に示すスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置の平面図である。また、図３はスピンドルの傾斜角度が０°のときのスリッパー型スピンドルを示す図、図４は図３のＡ−Ａ断面を示す図であり、本発明の一実施形態に係るスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置は、放射温度計２０ａ，２０ｂ、判定装置２１、警報装置２２および送風機２３を備えている。

放射温度計２０ａ，２０ｂはスピンドル側カップリング１７１の表面温度を測定するものであって、スピンドル側カップリング１７１の外周面に先端を向けてスリッパー型スピンドル継手１７の外側に水平に設けられている。また、放射温度計２０ａ，２０ｂはスピンドル１５ａ，１５ｂの中心軸線１５１（図２参照）と水平面上で直交する中心線２０１をそれぞれ有し、図３及び図４に示すように、放射温度計２０ａ，２０ｂはスピンドル１５ａ，１５ｂの傾斜角度θがθ＝０°のときに中心線２０１がスリッパーメタル１７２の中心Ｏを通る水平面上に位置するように水平に配置されている。

判定装置２１はスリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを判定するものであって、この判定装置２１は放射温度計２０ａ，２０ｂの温度測定値を予め設定した閾値（スリッパー型スピンドル継手１７に焼付きが発生するときのスピンドル側カップリング１７１の表面温度）と比較してスリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを判定し、放射温度計２０ａ，２０ｂの温度測定値が閾値を上回る場合には警報信号を警報装置２２に出力するように構成されている。なお、スリッパー型スピンドル継手１７に焼付きが発生するときのスピンドル側カップリング１７１の表面温度は実験や経験上から求めることができる。

送風機２３は空気を送風するものであって、この送風機２３から送風された空気はスリッパー型スピンドル継手１７のスピンドル側カップリング１７１と放射温度計２０ａ，２０ｂとの間を上方から下方に流れるようになっている。
このようなスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置を用いてスリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを検知する場合は、送風機２３を作動させ、スリッパー型スピンドル継手１７のスピンドル側カップリング１７１と放射温度計２０ａ，２０ｂとの間に空気を上方から送風する。そして、この状態でスピンドル側カップリング１７１の表面温度を放射温度計２０ａ，２０ｂにより測定し、放射温度計２０ａ，２０ｂの温度測定値を判定装置２１で閾値と比較する。このとき、放射温度計２０ａまたは放射温度計２０ｂの温度測定値が閾値を上回る場合には、スリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを知らせる警報信号が判定装置２１から警報装置２２に出力される。

このようにスリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを検知する際に、スピンドル側カップリング１７１の外周面に向けて設けられた放射温度計２０ａ，２０ｂによりスピンドル側カップリング１７１の表面温度を測定し、放射温度計２０ａ，２０ｂの温度測定値からスリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを検知すると、前述した先行技術のように、積分器等の演算装置を要したり、スリッパーメタルに埋設された熱電対からの測温信号を発信する発信器を要したりする必要がない。従って、ロール駆動用モータの回転トルクを圧延ロール１１ａ，１１ｂに伝えるスピンドル１５ａ，１５ｂのロール端部に設けられたスリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを多くの費用を要することなく検知することができる。

また、スリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを検知する際に、スピンドル側カップリング１７１と放射温度計２０ａ，２０ｂとの間に空気を送風機２３から送風すると、放射温度計２０ａ，２０ｂの測定精度に悪影響を及ぼす蒸気などがスリッパー型スピンドル継手１７のスピンドル側カップリング１７１と放射温度計２０ａ，２０ｂとの間に介在することがない。従って、ロール駆動用モータの回転トルクを圧延ロール１１ａ，１１ｂに伝えるスピンドル１５ａ，１５ｂの端部に設けられたスリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを精度よく検知することができる。

さらに、スピンドル側カップリング１７１と放射温度計２０ａ，２０ｂとの間に空気を上方から下方に送風すると、スピンドル側カップリング１７１と放射温度計２０ａ，２０ｂとの間に介在する蒸気は送風機２３からの空気によってドレン受けに案内されるので、スピンドル側カップリング１７１と放射温度計２０ａ，２０ｂとの間に介在する蒸気が周囲に飛散することもない。
なお、上述した本発明の一実施形態では、スピンドル１５ａ，１５ｂの傾斜角度θがθ＝０°のときに放射温度計２０ａ，２０ｂの中心線２０１がスリッパーメタル１７２の中心Ｏを通る水平面上に位置するように放射温度計２０ａ，２０ｂを配置したが、放射温度計２０ａ，２０ｂはスピンドル側カップリング１７１の外周面に向くように配置されていればよい。

上述した本発明の一実施形態のように放射温度計２０ａ，２０ｂを配置した場合は、スピンドル１５ａ，１５ｂの傾斜角度は次式で決まる範囲に限定される。
Ｌsinθ≦Ｄ／２
Ｌ：カップリングセンター間距離（ｍ）
θ：スピンドル傾斜角度（ｒａｄ）
Ｄ：スピンドル側カップリング外径（ｍ）
また、上述した本発明の一実施形態では、放射温度計２０ａ，２０ｂの温度測定値を予め設定した閾値と比較してスリッパー型スピンドル継手１７の焼付きを判定装置２１で判定するようにしたが、これに限られるものではない。たとえば、放射温度計により測定されたスピンドル側カップリングの表面温度を表示装置に表示し、表示装置に表示された温度から監視員がスリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知するようにしてもよい。

１１ａ，１１ｂ…圧延ロール
１２…ロール駆動用モータ
１３…減速機
１４…ピニオンギヤスタンド
１５ａ，１５ｂ…スピンドル
１６，１７…スリッパー型スピンドル継手
１６１，１７１…スピンドル側カップリング
１６２，１７２…スリッパーメタル
１６３…モータ側カップリング
１７３…ロール側カップリング
２０ａ，２０ｂ…放射温度計
２１…判定装置
２２…警報装置
２３…送風機

Claims

ロール駆動用モータの回転トルクを圧延ロールに伝えるスピンドルのロール側端部に設けられたスピンドル側カップリングと、該スピンドル側カップリングの内部に摺動自在に組み込まれたスリッパーメタルと、該スリッパーメタルを介して前記スピンドル側カップリングと連結されたロール側カップリングとからなるスリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知する方法であって、前記スピンドル側カップリングの外周面に向けて設けられた放射温度計により前記スピンドル側カップリングの表面温度を測定し、前記放射温度計の温度測定値から前記スリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知することを特徴とするスリッパー型スピンドル継手の焼付き検知方法。
請求項１に記載のスリッパー型スピンドル継手の焼付き検知方法において、前記スピンドル側カップリングと前記放射温度計との間に空気を送風しながら前記スリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知することを特徴とするスリッパー型スピンドル継手の焼付き検知方法。
ロール駆動用モータの回転トルクを圧延ロールに伝えるスピンドルのロール側端部に設けられたスピンドル側カップリングと、該スピンドル側カップリングの内部に摺動自在に組み込まれたスリッパーメタルと、該スリッパーメタルを介して前記スピンドル側カップリングと連結されたロール側カップリングとからなるスリッパー型スピンドル継手の焼付きを検知する装置であって、前記スピンドル側カップリングの表面温度を測定する放射温度計を前記スピンドル側カップリングの外周面に向けて設けたことを特徴とするスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置。
請求項３に記載のスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置において、前記放射温度計の温度測定値を予め定めた閾値と比較してスリッパー型スピンドル継手の焼付きを判定する判定装置を備えたことを特徴とするスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置。
請求項３または４に記載のスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置において、前記スピンドル側カップリングと前記放射温度計との間に空気を送風する送風機を備えたことを特徴とするスリッパー型スピンドル継手焼付き検知装置。