JP3326101B2 - 圧延ロールチョック着脱装置 - Google Patents

圧延ロールチョック着脱装置

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JP3326101B2
JP3326101B2 JP31550497A JP31550497A JP3326101B2 JP 3326101 B2 JP3326101 B2 JP 3326101B2 JP 31550497 A JP31550497 A JP 31550497A JP 31550497 A JP31550497 A JP 31550497A JP 3326101 B2 JP3326101 B2 JP 3326101B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧延ロールチョック
着脱装置に関し、圧延工場のロールショップのロールチ
ョック等の組立て、取外し作業に用いられるものであ
る。
【0002】
【従来の技術】各圧延機の圧延ロールに、ロールチョッ
ク本体、ベアリング締付用ナット、ロールカップリング
等の付属品を装着したり、離脱する作業は、重量物のハ
ンドリング作業であり、キー位置合わせ、ナットの締付
め固定などの作業を包含しており、これらが従来、圧延
ロールチョック着脱作業の自動化を妨げるネックとなっ
ていた。 特に形鋼の圧延ロールでは、ロール径、幅、
軸長が多岐に亘り、限られたロールショップスペースの
中で、コンパクトな装置を構成し、手作業を廃止して低
コストで自動化することができるか否かがポイントであ
った。
【0003】ロールチョックの着脱には、重量物のハン
ドリング、玉掛、クレーンによるロール組立取外し作業
等の作業を行っている。ロール組立取外し作業等は次の
ようなものである。 (1)組立作業 (a)構成部品単体(例えば、ロール本体、チョック、
内装ガイド、ロールカップリング、スラストベアリン
グ、その他関係部品等)を所定の装置等にクレーンにて
積載する。
【0004】(b)ロール本体にチョックを装着する。 (c)スラストベアリング用半割りリング(爪リング)
を装着する。 (d)スラストベアリング用ナットを締込む。 (e)ロールカップリングを装着する。 (2)分解作業 (a)ロール組立品、部分組立品をクレーンにて装置上
に積載する。
【0005】(b)ロールカップリングを離脱する。 (c)スラストベアリング用ナットを開放する。 (d)スラストベアリング用半割りリング(爪リング)
を開放する。 (e)ロール本体からチョックを離脱する。 これらは、全て人手によるものであり、作業効率、安全
性、組立の信頼性の観点から問題があり、また、辛労作
業の代表的な作業であり、かつ、自動化に当って困難性
の多い作業であった。
【0006】また、各圧延機の圧延ロールにロールチョ
ック本体、ロールカップリングヘッド等を組立て分解す
る作業を自動化するに当り、ロールのキー溝を所定の位
置にセットするか又は位置修正を行うことが自動化のネ
ックとなっていた。特公平3−67444号公報には、
形鋼のロールチョック着脱装置について、ロールのチョ
ック着脱台と移動台車を有する装置にロール端面支持機
能とロール転回装置を付加した技術が開示されている。
その技術は、センタリングピンからなるロール端面支持
装置でロール端面を支持し、一方の端に具備されたロー
ル転回装置を駆動してロールを転回させ、ロールキー溝
とチョック着脱の軸芯を一致させる方式である。この装
置はロール転回時のロール支持をロール両端を支持する
センタリングピンのみで行うため、センタリングピン及
びその近傍の構造及び機械的強度をロールの重量に打ち
勝つようにする必要があり、必然的に大型で高価な装置
となる。また、具体的にどの程度ロールを転回させ、キ
ー溝をロール上面に来るようにするかについての記述は
なく、目視によりキー溝がロール上面に来るように確認
して転回を止める必要があり、自動着脱を行うことが可
能な技術レベルではない。
【0007】特開昭63−144812号公報には、圧
延ロールを載せて上下及び水平移動する台車上に、ロー
ルを支持するローラを設け、このローラを転回駆動する
装置を設けてロールを転回させ、キー溝位置を合わせる
装置が開示されている。この装置は、ワブラ形状の異な
るロールのキー合わせに適するものであるが、支持ロー
ラを駆動させるため大型の装置が必要となる。また、ロ
ールの転回停止位置の検出やロール回転慣性モーメント
について何ら示されていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、チョッ
ク装脱、ロール転回等の機能を持つ圧延ロールチョック
着脱装置が開発され実機化されてはきたが、ロール組
立、分解作業を自動化するには、ロールカップリングの
装脱作業に伴なうキー溝合わせ、スラストベアリングの
半割りリングの取付作業等、自動化が困難な作業が残さ
れ、また、小スペースで数種のロールを取扱う装置はな
く、従って、着脱台上又は移動台車上で人力による手作
業介入を必要とし、無人運転を実現するには至らない装
置であった。
【0009】また、ロール、ロール軸も各ミルによっ
て、ロール幅、ロール径以外にロール受け位置やロール
受け部のロール径が異なること、カップリングの径や長
さが異なること、ロールチョック下面とロール芯間距離
が異なることなど、種々の相違があり、与えられたロー
ル情報によって位置等を調整しないと種々のロールのチ
ョック着脱を兼用することができない。
【0010】以上のように、圧延ロールチョック着脱装
置は必要機能が多く、投資コストの高い設備のため、従
来、省力投資に結びつかないという実情にあった。ま
た、圧延ロールチョック着脱装置はロールカップリング
とロール軸との固定ピン、ロール軸キー溝とチョック装
脱装置の軸芯が一致しないと自動操作で組立・分解を行
う際、干渉が生じ、自動操作ができない。
【0011】また、ロールはロール台車へ積載する時、
キー溝位置をたとえ真直ぐにしていても、置き方により
キー溝位置が変わるケースが多く、軸芯に対するキー溝
位置の傾角を補正する機能が必要となる。一方、ロール
重量は形鋼ロール1本当たりで15〜30トンあり、回
転慣性モーメントが大きく、所定の位置まで転回させて
止めることが容易でない。例えば、油圧制御による位置
制御であればブレーキ回路等の設置が必要であり、キー
溝の寸法、キーの形状、キーの許容誤差寸法等から考え
てロール軸に対して転回角度を±2度以内程度で止める
ことが必要である。その角度を人が見て判断すること
は、位置が許容範囲内であるか否かを厳密に判断する技
術レベルにないため、圧延ロールチョック着脱を台車の
前後進の位置制御だけで全自動化することはできない。
【0012】本発明はこのような問題点を解決し、簡素
な装置で全自動化が可能な圧延ロールチョック着脱装置
を提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、その技術手段は、圧延ロ
ールを載置する受ローラを有する受台と、該ロールの駆
動側及び反駆動側に配設され該ロールの軸に直交する方
向に走行する移動台車とを備え、該移動台車上にチョッ
ク装脱装置、ベアリング締付装置、ロールカップリング
装脱装置を備えた圧延ロールチョック着脱装置におい
て、前記ロールの軸端部に設けたピン孔に嵌合する突設
ピンを備えたロール転回装置を反駆動側移動台車上に備
え、前記ロール転回装置は高さ調整機能及びロール軸長
調整機能を備え、転回止めストッパ及びショクアブソー
バを具備したことを特徴とする圧延ロールチョック着脱
装置である。この装置は、回転慣性モーメントの大きい
圧延ロールを正規位置に容易に停止させることができ、
好適な自動化条件を具備したものである。
【0014】さらに、本発明は、圧延ロールの反駆動側
軸端部に設けた偏心した凹孔に貫入するピンを備え、こ
の凹孔が該ピン位置に一致したときロール軸のキー位置
が正規の位置であることを検出する検出装置を備え、無
人化を達成することが可能となる。なお、ベアリングの
締付装置として、油圧モータ、ピニオン、大ギヤー及び
回転締付スクリューを備え、スクリューの回転締付によ
り、半割リングを入れずに、ロール軸とベアリング間を
締付けるバイオネット方式としてもよい。この方式では
半割リングを用いない。
【0015】
【発明の実施の形態】ユニバーサルミルとエッジャーミ
ルの両者を備え、クレーンハンドリングによるロール搬
送時間を短縮するため、ロールの組立分解場所が限定さ
れたので、ユニバーサルミル、エッジャーミル兼用の圧
延ロールチョック着脱装置を開発した。
【0016】以下図面を参照して本発明の実施の形態を
説明する。先ず図16を参照して圧延ロール組立品を説
明する。図16はユニバーサルミルの水平ロールの全体
を示すものである。水平ロール100の軸にはロールの
両側にロールチョック110を備えている、ロールチョ
ック110はローラベアリングを内蔵し、圧下装置を構
成している、駆動側の軸端部にはカップリング120が
外嵌されている。反駆動側には、スラストベアリング1
40が設けられており、そのスラストベアリング140
をロール軸に装着しスラストを受けるベアリングナット
150が隣接して設けられており、このベアリングナッ
ト150をロール軸に固定する半割リング160が装着
されている。
【0017】図1は本発明の実施例のロールチョック着
脱装置1の全体平面図であり、図2、図3、図4、図5
はそれぞれ図1のA−A、B−B、C−C、D−D矢視
図である。ロールチョック110の着脱作業に供される
圧延ロール100は、受台130上に載置されている。
ロール100の着脱作業は、上ロール、下ロールの新旧
各2本、計4本が1セットであり、チョック、カップリ
ングは旧ロールから外したものを新ロールに再使用す
る。図1に示す実施例では、ユニバーサルミルロール1
00とエッジャーミルロール100aのロール受台13
0を交互に配置した。すなわち、受台130は、2種類
の形式の異なるロールを載置する異なった形状のものが
交互に連設されているので、合計8本のロールを載せる
受台が設けられている。ユニバーサルミル、エッジャー
ミルの両方の圧延ロールチョック着脱を同時に行うこと
はないので、このような配置とした。このように構成す
ると、圧延ロールチョック着脱装置1の設置スペースを
圧縮することができ、作業区域がコンパクトになる。ま
た、受台130のロール受け位置の高さレベルは、何れ
か一方、例えばユニバーサルミルに合わせ、径が異なる
エッジャーミルのロール受台130のみ昇降を可能とす
ることによって、コスト削減を図ることができる。
【0018】受台130にはロール100を載置する受
ローラ131が配置されており、ロール100をその上
で転回させることができる。移動台車10、20は、そ
れぞれチョック装脱装置30を載置し、反駆動側(オペ
レータ側)移動台車10にはロール転回装置50、駆動
側(ドライブ側)移動台車20にはワブラ装脱装置60
を載置している。移動台車10,20はそれぞれフレー
ム11,21に走行車輪12,22を備え、ロール軸方
向に直角な方向に敷設された走行レール13,23上に
走行自在に配置されている。このように並列にロール受
台の両側に移動台車を配置し、受台130の各ポジショ
ンで並行作業ができるようにしたので、作業タイムサイ
クルが無駄に延長されることを防止する。
【0019】図2は、圧延ロール100が受台130上
に載置されており、その両側に配置された移動台車1
0、20を示している。移動台車10、20上にはそれ
ぞれ、ロールチョック110を抜き取るチョック装脱装
置30、バイオネット装脱装置40が載置されており、
これらは、それぞれ昇降自在になっており、かつ、ロー
ル軸方向に移動自在になっている。図3は図1のB−B
矢視図で、移動台車10上にはロール転回装置50が載
置されており、移動台車20上にはロールカップリング
装脱装置60が載置されている。図3ではロールカップ
リング装脱装置60の上にカップリング120が載置さ
れている状態を示している。
【0020】図4は図1のC−C矢視図で、移動台車1
0上に、チョック装脱装置30、ロール転回装置50が
載置されている。また、チョック着脱作業中でない受台
130には、取り外した2種類の上下ロール各2個、合
計4個のロール100、100aが載置されている。図
5は図1のD−D矢視図で、移動台車20の上にチョッ
ク装脱装置30、ロールカップリング装脱装置60が載
置されている状況を示している。
【0021】図6は圧延ロール受台130の側面図で、
受ローラ131はフレーム132に取付けられ圧延ロー
ル100aを転回自在に支承している。図7は図6の正
面図で圧延ロール受台130上にロール100aが配置
された状態を示すもので、右半分はユニバーサルミルロ
ール100を、左半分はエッジャーミルロールを示して
いる。
【0022】図8は図7の受ローラ131の部分の拡大
図である。ロール受台130の支持ローラはコロ軸受化
した。従って、小さなトルクでロール100を転回させ
ることができる。次に実施例のロール転回装置について
説明する。図9に示すように、ロール転回装置50は油
圧モータ56、先端金物57ピン51を有し、ロール1
00のロール軸101に直交して配置された移動台車1
0上に設置され、ロール軸方向に移動する走行シリンダ
52、上下方向にレベル調整する昇降シリンダ53を備
えている。これらにより圧延ロールの種類に応じて高さ
及びロール軸方向位置を調整する。
【0023】図9に示すように、レベル201、20
2、203、204、205はそれぞれユニバーサルミ
ルロールの下チョックロールレベル、上チョックロール
レベル、エッジャーミルロールの下チョック下面レベ
ル、同上チョック下面レベル、直受台下端レベルを示し
ている。昇降シリンダ53はこれらのレベルに応じてロ
ール転回装置50のレベルをこれらに合致するように昇
降させる。
【0024】図10はロール転回装置50の正面から見
た図で、右半分は鉛直案内コラム54の位置、左半分は
昇降シリンダ53の位置の図である。図11はロール転
回装置50の軸55の先端金物57、ピン51を示すも
ので図11(a)は正面図、図11(b)は縦断面図で
ある。軸55の先端に、軸対称に2個のピン51を突出
した先端金物57を取付けてある。
【0025】ロール100の軸101の端部(片側)に
ロール転回用のピン孔102が設けられている。最初に
ロールカップリング120を外すのでこのピン孔102
は反駆動側に設けられる。但しロールを駆動、反駆動に
振り替えて使用するエッジャーミルでは両端に設置する
必要がある。ロール転回装置50はロール100に回動
力を伝達するピン51を2個持ち、このピン51をロー
ル100の軸101の端部のピン孔102に装入してロ
ール100に転回トルクを与える油圧モータ56でこれ
を転回する。ピン孔102へのピン51の挿入、離脱の
検知ができる検出装置70があり、ピンの出入を補助す
るバネを有し検出用センサとしてリミットスイッチ7
4、75をもつ。また、ロール100の端部へ装置を移
動するシフト装置として走行シリンダ52を持つ。
【0026】ロール転回装置50が圧延ロールを転回す
る時、圧延ロールは回転慣性モーメントが大きいので、
正確な位置に停止するには、工夫が必要である。図13
はこれを説明するもので、図13(a)は、圧延ロール
の軸101の端部に設けたピン孔102にロール転回装
置50のピン51を係合させて矢印方向に回動させてい
る状態である。ピン51は、ピン孔102の転回方向の
壁に当接して転回トルクを伝達している。次に図12、
図13(b)に示すように、圧延ロールの転回の終了直
前に、ピン51の転回を停止し、アーム58を矢印方向
に転回させ、ストッパ59によってロールの転回を停止
させる。この時ピン51は既に停止しているので、ピン
孔102の反転回方向の壁に当接している。ストッパ5
9はショックアブソーバを並設しているか、兼ねてい
る。ストッパ59は、圧延ロールの回転慣性モーメント
に対応するようにその能力を設定したショックアブソー
バを併設し、圧延ロールの停止位置の厳密な調整及び微
調整可能とする。
【0027】次に、位置検出装置について説明する。圧
延ロールを転回させてロール軸のキー溝と転回位置とを
合わせるため、従来、ロール端にマーキングをしてい
た。本発明はこれを改善し、キー溝との合致を検出する
位置検出装置70を設置することによって、キー溝と転
回装置の停止位置合わせが確実になる。図14は実施例
のロール軸101のキー位置を検出する検出装置70の
先端に設けたピン71a、71bの図であり(a)は正
面図、(b)は側面断面図である。このピン71a、7
1bは面板72から突出する方向に前進後退する。図1
5はその作動原理を示すもので、図15(a)に示すよ
うにロール軸101の端部に設けたピン孔102に一方
のピン71aが貫入し、ピン孔102がピン71aの位
置に一致したときロール軸101のキー位置が正規の位
置であることを検出する。この時、ロール転回装置50
が停止する。図15(b)は、キー位置が180度異な
る位置にある時を示しピン孔102にピン71bが合致
している。この時はさらに180度転回を続行する。図
15(c)は、ピン71a、71bの両方がピン孔10
2に合致しておらず、キー位置が不一致の状態を示し、
転回を続行する。各ピン71a、71bのピン孔102
への出入は、ピンの前進後退を検出するリミットスイッ
チ74、75が検知する。このように、ロール転回装置
50の転回完了後に転回ピン51を抜く前にリミットス
イッチ74、75でピン71aがピン孔102に入って
いることを確認する。入っていなければ再び転回を行う
リトライ方式を自動操作に取込んである。また、端面に
1個の穴とした場合でも、ピンの装入と回転角度検出に
よって所定の位置に停止することができる。
【0028】ロール転回装置50の作動は次のとおりで
ある。 (1)昇降シリンダ53でロール転回装置50のレベル
を上昇させ、ロール軸101の芯とロール転回装置50
の軸高さレベルを一致させる。 (2)走行シリンダ52でロール転回装置50を前進さ
せ、ロール端面検出センサーがONすると停止する。
【0029】(3)ロール転回装置50が圧延ロールを
転回させる。この時転回位置を検出装置で検出する。 (4)ロール転回装置のアーム(ストライカ)58がス
トッパ、ショックアブソーバ59に当ると転回を停止す
る。 (5)検出装置のピン71aがロール端のピン孔102
に入った状態であれば圧延ロールがスリップなく転回し
たと判定する。ピン71aがピン孔102に入っていな
い時は走行シリンダ52を後退させ、ロール転回装置5
0を逆転させる。
【0030】(6)正常な転回を確認したら、走行シリ
ンダ52でロール転回装置50を後退させ、次いで昇降
シリンダ53で下降させる。 次に、ベアリングの締付けについて説明する。図16に
示すように、圧延ロールの反駆動側には、スラストベア
リング140が設けられており、そのスラストベアリン
グ140をロール軸101に装着してスラストを受ける
ベアリングナット150がスラストベアリングに隣接し
て設けられており、このベアリングナット150をロー
ル軸101に固定する半割リング160が装着されてい
る。この半割リング160はスラストベアリング140
の締付とロール軸101方向のガタ防止のためのもので
ある。
【0031】本発明では、ベアリングの装脱を自動化す
るため、この半割リング160を廃止し、スクリューを
備えた大ギヤをベアリング端部に設け、スラストベアリ
ング140の締付を自動化する。図17は、圧延ロール
100の軸101とチョック110、スラストベアリン
グ140、バイオネットリング170を示す断面図であ
る。その正面図を図18に、図17のA部拡大詳細図を
図19に示した。
【0032】スラストベアリング140はころ141、
外輪142及び内輪144を備えてケーシング内に収納
され、カバー143がチョック側に固定されている。ス
ラストを受けるロール軸側のスラストベアリング140
の内外輪ところのギャップを調整するベアリング締付装
置は、大ギヤ171とスクリューリング172を備えた
バイオネットリング170によって構成され締付固定さ
れる。これをバイオネット装脱装置40という。この締
付リング170は、図20、図21に示すバイオネット
装脱装置40のピニオン45が大ギヤ171に噛み合っ
て締付、締付解除を行う。バイオネットリング170は
クラッチピン173がクラッチ174に噛み合って、ス
クリューの回転を止めている。
【0033】バイオネット装脱装置40は、フレーム4
1上に載置されており、昇降シリンダ43が高さ位置を
調整し、前後進シリンダ42により前後進し、位置検出
装置46の指令により停止する。バイオネットリング1
70を締めつけるには、クラッチピン173を押圧して
クラッチ174を解除し、油圧モータ44がピニオン4
5を回転させ、ピニオン45は大ギヤ171に噛み合っ
て回転させ、スクリューリング172によってスラスト
ベアリングを締めつける。その後、クラッツ174を切
ってからさらに大ギヤー171を廻し、バイオネットリ
ング170を45°廻しロール端にあてて固定する。従
って、従来の半割リング160は不要となった。このよ
うにして従来、圧延ロールチョック着脱装置の自動化を
妨げていた半割リング160を廃止し、スクリュー17
2によりロール軸101とベアリング間を締付ける方式
とし、バイオネット方式によって達成することができ、
圧延ロールチョック着脱装置の全自動化を達成すること
が可能となった。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、従来、圧延ロールチョ
ック着脱装置の全面的な自動化の障害となっていたロー
ルとカップリングの位置合わせ及びベアリングナットの
締付をを自動化することが可能となり、圧延ロールチョ
ック着脱装置の無人操作が可能となった。また、異なる
形式の圧延ロールチョック着脱をコンパクトな装置によ
り兼用することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の全体平面図である。
【図2】図1のA−A矢視図である。
【図3】図1のB−B矢視図である。
【図4】図1のC−C矢視図である。
【図5】図1のD−D矢視図である。
【図6】実施例の圧延ロール受台の側面図である。
【図7】図6の正面図である。
【図8】図7の部分拡大図である。
【図9】ロール転回装置の側面図である。
【図10】ロール転回装置の正面図である。
【図11】ロール転回装置の先端部の(a)正面図、
(b)縦断面図である。
【図12】ロール転回装置の停止操作の説明図である。
【図13】ロール転回装置の停止操作の説明図である。
【図14】位置検出装置の先端部の説明図である。
【図15】位置検出装置の原理説明図である。
【図16】圧延ロール組立て品を示す側面図である。
【図17】圧延ロールのスラストベアリング部の縦断面
図である。
【図18】図17の正面図である。
【図19】図17の一部拡大詳細図である。
【図20】バイオネット着脱装置の側面図である。
【図21】図20の正面図である。
【符号の説明】
1 圧延ロールチョック着脱装置 10 移動台車(反駆動側) 11 フレーム 12 車輪 13 レール 20 移動台車(駆動側) 21 フレーム 22 車輪 23 レール 30 チョック装脱装置 40 バイオネット装脱装置 41 フレーム 42 前後進シリンダ 43 昇降シリンダ 44 油圧モータ 45 ピニオン 46 検出装置 50 ロール転回装置 51 ピン 52 走行シリンダ 53 昇降シリンダ 54 案内コラム 55 軸 56 油圧モータ 57 先端金物 58 アーム 59 ストッパ 60 ロールカップリング装脱装置 70 検出装置 71 ピン 72 面板 74、75 リミットスイッチ 100 ロール 101 ロール軸 102 ピン孔 110 ロールチョック 120 カップリング 130 ロール受台 131 ローラ 132 フレーム 140 スラストベアリング 141 ころ 142 外輪 143 カバー 144 内輪 150 ベアリングナット 160 半割リング 170 バイオネットリング 171 大ギヤ 172 スクリューリング 173 クラッチピン 174 クラッチ 201〜205 レベル
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−33854(JP,A) 特開 平7−60319(JP,A) 特開 平8−71620(JP,A) 特開 平9−262608(JP,A) 実開 平4−118206(JP,U) 実開 昭60−56103(JP,U) 実開 平5−53708(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 31/10 B21B 31/07

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧延ロールを載置する受ローラを有する
    受台と、該ロールの駆動側及び反駆動側に配設され該ロ
    ールの軸に直交する方向に走行する移動台車とを備え、
    該移動台車上にチョック装脱装置、ベアリング締付装
    置、ロールカップリング装脱装置を備えた圧延ロールチ
    ョック着脱装置において、前記ロールの軸端部に設けた
    ピン孔に嵌合する突設ピンを備えたロール転回装置を反
    駆動側移動台車上に備え、前記ロール転回装置は高さ調
    整機能及びロール軸方向位置調整機能を備え、転回止め
    ストッパ及びショクアブソーバを具備したことを特徴と
    する圧延ロールチョック着脱装置。
  2. 【請求項2】 圧延ロールの反駆動側軸端部に設けたピ
    ン孔に貫入するピンを備え、該凹孔が該ピン位置に一致
    したときロール軸のキー位置が正規の位置であることを
    検出する検出装置を備えたことを特徴とする請求項1記
    載の圧延ロールチョック着脱装置。
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