JP2580173B2 - 圧延ロ−ルのオンライン研削方法 - Google Patents

圧延ロ−ルのオンライン研削方法

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JP2580173B2 JP62143178A JP14317887A JP2580173B2 JP 2580173 B2 JP2580173 B2 JP 2580173B2 JP 62143178 A JP62143178 A JP 62143178A JP 14317887 A JP14317887 A JP 14317887A JP 2580173 B2 JP2580173 B2 JP 2580173B2
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寛治 林
良紀 三登
隆正 川崎
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B28/00Maintaining rolls or rolling equipment in effective condition
    • B21B28/02Maintaining rolls in effective condition, e.g. reconditioning
    • B21B28/04Maintaining rolls in effective condition, e.g. reconditioning while in use, e.g. polishing or grinding while the rolls are in their stands

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、圧延ロールのオンライン研削方法に関す
る。
<従来の技術> 熱間圧延等においては、圧延量の増加に伴い圧延材と
接するロール(ワークロール)の表面が局部的に摩耗す
ると共に部分的に付着する異物等により肌荒れを生じて
圧延製品の表面品質を損うこととなるので、しばしばロ
ールを予備ロールと交換する必要がある。しかし、この
ロール交換作業は多大の時間と労力とを要し、生産能率
を低下させるため、圧延中に砥石等の研削体をワークロ
ール表面に押し付けながらロール軸方向に往復運動させ
てロール表面の肌荒れ部分を除去し所要のロールプロフ
ィルに研削する、いわゆるオンラインロール研削装置が
種々開発、実用化されつつある。この装置を用いること
によりロール交換頻度を減少させようとするものであ
る。
オンラインロール研削装置の一例を第1〜4図に示
す。第1図は4段圧延機の上ワークロールに使用した研
削装置の概略平面図、第2図は第1図のA−A矢視断面
図で研削体の取り付け状態を示し、第3図は第2図のB
矢視図で研削体とロールとの接触状態を示し、第4図は
第3図のC−C矢視断面図である。これらの図面中、1
は圧延機ハウジング、2はこのハウジング1に対して回
転自在に支持されているワークロール、3は複数個の円
筒状の研削体(カップ砥石)であり、これら砥石3は、
ホルダフレーム4内に収納されたホルダ5の先端に軸6
を介して回転自在に装着されている。そして、ホルダ5
はホルダフレーム4に対して砥石3の軸方向移動可能で
あるとともにその後端部には図示しない液体シリンダか
らなる押付装置が連結されており、砥石3は任意の設定
押付力でロール2表面に圧着可能となっている。一方、
ホルダフレーム4は、ハウジング1に設けられた支持ビ
ーム7に支持されており、シリンダ8を介して支持ビー
ム7上にロール軸方向に延設されたガイド部材7aに沿っ
て往復動可能となっている。
ここで、砥石3の回転軸線Ogは、ロール2表面の法線
Nに対して任意の設定角αだけロール軸線Or方向にαだ
け傾斜されているとともに、ロール軸線Orに対して上ワ
ークロールの場合には上方向へ(図示しない下ワークロ
ールの場合には下方向へ)任意の設定距離Hだけオフセ
ットされている。
このような構成であるから、圧延中、回軸駆動される
ロール2に砥石3群を所定の押付力で押し付けながらロ
ール軸方向へ往復動させると、砥石3自体が回転される
とともにこの砥石3とロール2表面との間にすべり摩擦
が発生し、このすべり摩擦によりロール2の表面が所要
のプロフィルに研削される。この場合、砥石3が新しい
場合には砥石3とロール2とは砥石3の外周端縁部のみ
で接触し、ほぼ点接触であるが、研削量の増加とともに
砥石3が摩耗すると接触部の長さが順次増大し、遂には
第3図に示すようにほぼ2次曲線状の接触線m1で接触す
るようになる。このときの砥石3の接触面3aのプロフィ
ルm2は第4図に示すようにほぼ2次曲線状の母線を有す
る截頭円錐形となり、以後ほぼ安定してほぼこのプロフ
ィルm2を保持しながら砥石3とロール2との間の相対す
べり速度に応じてロール2表面が研削される。
<発明が解決しようとする問題点> しかしながら、上述した研削装置においては、砥石3
が新しい場合の初期研削時の点接触から安定した線状接
触線m1での線接触まで、すなわち砥石3が安定したプロ
フィルm2の研削面3aに移行するまでの移行期間中、研削
面の接触長さの不足により研削能{ロール1回転当りの
研削量(μ)}が著しく低くなり、また、ロール2表面
に仕上むらが発生するなど研削精度が低下するという問
題がある。
このような問題は砥石3として硬い性状のものを用い
た場合に特に問題となる。すなわち、硬い砥石の場合に
は砥石3の寿命が長くなる反面、安定研削面3aに移行す
るまでの移行期間が長いので、この間に研削能不足によ
り研削時間が長くなるとともに研削精度が低下するとい
う問題が発生する。
一方、砥石3としてやわらかい性状のもの(例えばGC
材)を用いた場合には砥石3の摩耗が速いため安定研削
面3aへの移行期間が短いので、上記問題に関してはそれ
ほど重要ではないが、砥石3の寿命が短いため不経済と
なるとともに砥石3の交換頻度が増大して生産能率を低
下させるという問題が発生する。
本発明はこのような問題点に鑑み、初期研削時の研削
量の低下ならびにロール面の仕上むらやロールプロフィ
ルのむら等の研削精度の低下を防止、且つ砥石交換頻度
を低下しうるオンライン研削方法を提供することを目的
とする。
<問題点を解決するための手段> 前記目的を達成する本発明の構成は、回転自在に支持
された円筒状の研削体を回転駆動される圧延ロールに押
し付けて当該ロール表面を研削するに際し、前記研削体
の回転軸線が前記圧延ロールの回転軸心と交差しないよ
うに偏心して設定するとともに該研削体の回転軸線が前
記圧延ロールの回転軸心と垂直な面に対して傾斜するよ
うに設定して該研削体と前記圧延ロール表面との接触部
にて発生するすべり摩擦により該圧延ロール表面を研削
するようにした圧延ロールのオンライン研削方法におい
て、前記圧延ロールの直径、前記研削体の回転軸線の前
記圧延ロールの回転軸心に対する偏心量、回転軸心垂直
面に対する傾斜量についてそれらの全ての項目に対応し
て当該研削体の安定研削面の形状を決定し、該研削体の
研削面を予め前記安定研削面の形状に成形した後この新
しい研削体で研削を開始することを特徴とする。
<実 施 例> 以下、本発明方法を上述した第1〜4図の研削装置に
おいて適用した例について説明する。
新しいカップ形砥石3を使用する場合、砥石3の研削
面を予め第4図に示すようなプロフィルm2を有する安定
した研削面3aになるように成形しておき、この成形砥石
で研削を開始する。
ここで、第4図に示す安定研削面3aのプロフィルm
2は、ワークロール2の直径D、砥石3の外径及び内径
をそれぞれd1,d2とすると、 m2=f(D,H,a,d1,d2) の関係となるから、計算によりm2を容易に求めることが
できる。なお、同一研削装置においては、通常、d1及び
d2の値は固定されるから、プロフィルm2はロール径Dと
砥石のオフセット量(偏心量)Hと傾斜角αによって変
化することになる。
次に、m2の具体的求め方の一例を説明する。
砥石3の表面プロフィルm2は、ワークロール2との接
触点において砥石3が回転し時の同心円上の最大くい込
み量δ量(r)として求められる。この値は上述のよう
に主としてオフセット量Hと傾斜角αとにより変化し、
以下のように求めることができる。
第5図(a),(b),(c)に示すように砥石3の
面中心を原点に、砥石3の面に垂直にz軸を、ロール軸
と直交する面と砥石3の面との交線上にy軸を、y,z軸
に垂直なx軸をとる。よってz軸とロール軸間の距離が
H、z軸がロール軸線Orと直交する面となす角度がαと
なり、第5図(b)のy軸矢視図に見られるような配置
となる。
ここで、ロール2の面の砥石3に対するくい込み開始
座標を(x,y)=(X0,H)とすると、(x,H)座標におけ
るくい込み量δ(x,H)は次の式で表される。
δ(x,H)=(x−X0)tana (1) また、(x,y)座標におけるくい込み量をδ(x,y)と
すれば、 となる。ここで、XOは砥石とロールのくい込み境界線、
φ(x,y)=0と砥石内径円、x2+y2=▲r2 G▼との接
触条件から決定され、このときの接点を(xO,yO)とす
ると、 この状態で、砥石3がロール2に対して、つれ回りし
たとき、砥石3とロール2の接触点(線)は、砥石の同
心円上で最大くい込み量δm(r)を与える点であり、
この時の角度をφmとすれば、 max{δ(r=const,φ)} =δ(r,φm(r))=δm(r) (5) かくて、プロフィルm2が求められる。
<発明の効果> 以上、説明したように、本発明方法では研削開始時の
カップ形砥石の研削面の形状を、ロールの直径、ならび
に砥石の回転軸線のロール軸心に対する偏心量及びロー
ル軸心の垂直面に対する傾斜角に対応した安定研削面の
プロフィルに予め成形した後、研削を行うため、硬い性
状の砥石の場合でも、研削能の低下や仕上むら等が防止
され、常に安定した所定の研削能と研削比とで高精度な
ロールプロフィルに研削することができる。このように
本発明方法では硬い性状の砥石を使用できるので、硬い
砥石の使用に伴い砥石交換頻度が減少され、生産能率向
上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は4段圧延機の上ワークロールに使用した研削装
置の概略平面図、第2図は第1図のA−A矢視断面図、
第3図は第2図のB矢視図、第4図は第3図のC−C矢
視断面図、第5図(a),(b),(c)はプロフィル
m2の求め方を示す説明図である。 図面中、 2はワークロール、 3は研削体、 3aは安定研削面、 Dはロール直径、 Hは研削体の偏心量、 αは研削体傾斜角、 m2は安定研削面のプロフィル、 Ogは研削体の回転軸線、 Orはロール軸心である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三登 良紀 広島市西区観音新町4丁目6番22号 三 菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 川崎 隆正 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 藪内 捷文 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−127109(JP,A) 特開 昭61−249609(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転自在に支持された円筒状の研削体を回
    転駆動される圧延ロールに押し付けて当該ロール表面を
    研削するに際し、前記研削体の回転軸線が前記圧延ロー
    ルの回転軸心と交差しないように偏心して設定するとと
    もに該研削体の回転軸線が前記圧延ロールの回転軸心と
    垂直な面に対して傾斜するように設定して該研削体と前
    記圧延ロール表面との接触部にて発生するすべり摩擦に
    より該圧延ロール表面を研削するようにした圧延ロール
    のオンライン研削方法において、前記圧延ロールの直
    径、前記研削体の回転軸線の前記圧延ロールの回転軸心
    に対する偏心量、回転軸心垂直面に対する傾斜量につい
    てそれらの全ての項目に対応して当該研削体の安定研削
    面の形状を決定し、該研削体の研削面を予め前記安定研
    削面の形状に成形した後この新しい研削体で研削を開始
    することを特徴とする圧延ロールのオンライン研削方
    法。
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