JP3648849B2

JP3648849B2 - Online roll grinding machine

Info

Publication number: JP3648849B2
Application number: JP15238396A
Authority: JP
Inventors: 広典萩尾; 信広田添
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2016-06-13
Also published as: JPH0966306A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジングの内部に配置された圧延ロールを研削するオンラインロール研削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は特開平６−４７６５４号公報に開示されたオンラインロール研削装置を示すもので、このオンラインロール研削装置では、圧延機の作業ロールａの入側（圧延ラインｌの上流側）に、駆動モータｂと、該駆動モータｂにより回転する回転軸ｃと、該回転軸ｃの先端に取り付けられた砥石ｄとによって構成される研削機ｅを配置している。
【０００３】
研削機ｅは、支持フレームｆに支持され、該支持フレームｆには、押付用モータｇの駆動スクリューｈと噛合するナットｉが固定されており、前記駆動スクリューｈを押付用モータｇによって回転させると、支持フレームｆとともに研削機ｅが圧延ラインｌの下流側へ向って移動し、砥石ｄが作業ロールａの表面に押し付けられるようになっている。
【０００４】
また、回転軸ｃの後端には、砥石ｄの押付力を検出するためのロードセルｊが設置されている。
【０００５】
図７に示すオンラインロール研削装置では、作業ロールａを回転させた状態で、該作業ロールａの表面に上述したように砥石ｄを押し付けるとともに、研削機ｅを作業ロールａの軸心に沿って平行に移動させると、作業ロールａが圧延ラインｌに配置されたままのオンライン状態で、作業ロールａの表面が研削され、また、ロードセルｊによって検出した押付力を基に作業ロールａのロールプロフィールが求められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなオンラインロール研削作業においては、作業ロールａの表面に対する砥石ｄの押付力が、研削の精度や作業効率を決定する要素になるが、上記の公報に開示されているオンラインロール研削装置では、回転軸ｃを枢支している支持部分や駆動モータｂの回転力を回転軸ｃへ伝達させる回転力伝達手段に作用する摩擦に起因して、作業ロールａの表面に対する砥石ｄの押付力測定に誤差が生じやすく、また、作業ロールａの表面に対する砥石ｄの押付力の検出手段にロードセルｊを用いているので、作業ロールａの表面に対する砥石ｄの押付力が比較的低い場合には、該押付力を精度よく計測することができない。
【０００７】
従って、砥石ｄに低押付力で回転研削を行う必要のある立方晶窒化ほう素砥粒、あるいはダイヤモンド砥粒を含むものを用いた研削作業を行うことはむずかしい。
【０００８】
更に、ロードセルで押付力により検出した押付力に基づき、作業ロールａのロールプロフィールを求めるので、砥石ｄのバネ定数が低いと、ロールプロフィールを精度よく検出できなかった。
【０００９】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、砥石の押付力を精度よく検出することができるとともに、ロールプロフィールを正確に求めることができ、その結果、ロール研削を精度よく行うことができるオンラインロール研削装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載のオンラインロール研削装置においては、圧延ロールに対面するように配置された回転砥石と、該回転砥石が取り付けられている砥石回転軸を回転させる駆動装置と、前記回転砥石を圧延ロールの表面に押し付ける押付装置と、前記回転砥石を圧延ロールの軸方向へ移動させるトラバース装置と、前記砥石回転軸を回転自在に且つ軸方向移動自在に支持する支持装置と、砥石回転軸に嵌装したスラスト軸受の軸方向の両側に設けられ且つ砥石回転軸の軸方向変位に応じた反力を発生し得る一対の弾性体と、砥石回転軸の軸方向変位を検出する非接触式気変位計とを備えている。
【００１１】
本発明の請求項２に記載のオンラインロール研削装置においては、上記の本発明の請求項１に記載のオンラインロール研削装置の構成に加えて、駆動装置と砥石回転軸との間に、砥石回転軸の軸方向移動を許容し且つ駆動装置から砥石回転軸に対して回転力が伝達可能な動力伝達装置を設けている。
【００１２】
本発明の請求項３に記載のオンラインロール研削装置においては、先に述べた本発明の請求項１あるいは請求項２に記載のオンラインロール研削装置の構成に加えて、支持装置を、砥石回転軸の外周面に転動自在に当接する球体によって砥石回転軸の軸方向移動を許容し且つスプライン機構により砥石回転軸に対する周方向への相対的な回動が拘束される内部軸受体と、該内部軸受体の外相面に転動自在に当接することにより内部軸受体の周方向への回動を許容する外部軸受体とによって形成している。
【００１３】
本発明の請求項４に記載のオンラインロール研削装置においては、先に述べた本発明の請求項２に記載のオンラインロール研削装置の構成に加えて、動力伝達装置を、砥石回転軸の外周面に転動自在に当接する球体によって砥石回転軸の軸方向移動を許容し且つスプライン機構によって砥石回転軸に対する周方向への相対的な回動が拘束される回転力伝達体と、砥石回転軸に対して平行に配置され且つ駆動装置の回転力を砥石回転軸に伝達する駆動軸とによって形成している。
【００１５】
本発明の請求項１から請求項４に記載のオンラインロール研削装置のいずれにおいても、砥石回転軸を支持する支持装置によって、砥石回転軸の軸方向移動が許容され、砥石回転軸の支持部分における押付方向の摩擦が減少し、一対の弾性体によりスラスト軸受を介して付勢した砥石回転軸の軸方向変位を、非接触式変位計によって測定する。
【００１６】
また、本発明の請求項２及び請求項４に記載のオンラインロール研削装置のいずれにおいても、駆動装置と砥石回転軸との間に設けた動力伝達装置によって、砥石回転軸の軸方向移動が許容され、砥石回転軸の回転力伝達手段における押付方向の摩擦が減少する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１から図４は本発明のオンラインロール研削装置の実施の形態の一例を示すもので、駆動側と作業側に位置する圧延機のハウジング１の内側で且つ圧延機の入側（圧延ラインＬの上流側）となる対向面部には、作業ロール２に近接離反する方向に延びるリトラクトガイド３が対称的に配置されている。
【００２０】
これらリトラクトガイド３間には、作業ロール２の軸心と平行に延びる断面凹形状のガイドビーム４が配置され、ガイドビーム４の後側の長手方向中央部外側面には、ガイドビーム４をリトラクトガイド３に沿わせて作業ロール２に近接離反する方向へ移動させるリトラクト用油圧シリンダ５のロッド先端部が連結されている。
【００２１】
このリトラクト用油圧シリンダ５の基端部は、図示しない固定部材に固定され、該リトラクト用油圧シリンダ５のロッド伸縮作動により、ガイドビーム４をリトラクトガイド３に沿って移動できるようになっている。
【００２２】
ガイドビーム４上には２枚のベースプレート６が配置されている。
【００２３】
各ベースプレート６の下面の前後左右の四隅には、縦軸７回りの回転する算盤球状のガイドローラ８がそれぞれ配置され、該各ガイドローラ８が、ガイドビーム４の前後両側部の内面に作業ロール２の軸心方向に沿うよう設けたガイドレール９にそれぞれ係合支持されている。
【００２４】
また、ガイドビーム４の中央部上には、適宜な取付部材１０を介して作業ロール２の軸心方向に沿うラック１１が取り付けられ、一方、ベースプレート６上には、横移動用のサーボモータ１２が下向きに設置されて、該サーボモータ１２の出力軸に取り付けたピニオン１３が、ベースプレート６を貫通して上記ラック１１に噛合させられている。
【００２５】
そして、上記サーボモータ１２と、ピニオン１３と、ラック１１と、ガイドローラ８と、ガイドレール９とにより、トラバース装置１４が構成されており、該トラバース装置１４により、ベースプレート６を作業ロール２の軸心方向と平行な方向へ横移動できるようになっている。
【００２６】
ベースプレート６の前端部には、作業ロール２側へ張り出すように支持プレート２６が取り付けられ、支持プレート２６上には、支持プレート２６に沿って作業ロール２に近接離反する方向へ移動できるよう架台フレーム１５が配設されている。
【００２７】
図３に示すように、架台フレーム１５の前端部下面にはブラケット２８が突設され、このブラケット２８に、支持プレート２６上に設置した押付装置としての押付用油圧シリンダ３０のロッド先端部が連結されている。
【００２８】
なお、押付装置としては、上記の押付用油圧シリンダ３０の他に、サーボモータとボールネジとナットを組み合わせた機構などが採用できる。
【００２９】
また、架台フレーム１５上には、前端に回転砥石２１を有し且つカバー５１Ａ，５１Ｃ，５１Ｄによって保護された研削機１６が装備され、押付用油圧シリンダ３０のロッド伸縮作動により、研削機１６を架台フレーム１５とともに作業ロール２に近接離反する方向に移動させることができ、これにより、回転砥石２１を作業ロール２の表面に押し付けることができるようになっている。
【００３０】
次ぎに、研削機１６の詳細を述べる。
【００３１】
図４に示すように、研削機１６のケーシング５１には軸穴５２が開けられ、その中には砥石回転軸５３が挿入されている。
【００３２】
砥石回転軸５３は、先端が軸穴５２から外部に突出しており、先端にはカップ型の回転砥石２１が取り付けられている。
【００３３】
砥石回転軸５３は、軸穴５２の軸方向両端に嵌合された回転軸受（外部軸受体）５４，５４と、該回転軸受５４，５４の内周に固定されたストロークボールベアリング（内部軸受体）５５，５５によって、回転自在に且つ軸方向移動自在に支持されている。
【００３４】
ストロークボールベアリング５５は、砥石回転軸５３の外周面に転動自在に当接する球体（鋼球）によって砥石回転軸５３の軸方向移動を許容し且つ砥石回転軸５３に係合するスプライン機構により砥石回転軸５３に対する周方向への相対的な回動が拘束されるように構成されている。
【００３５】
すなわち、上記の回転軸受５４，５４、ストロークボールベアリング５５，５５によって、砥石回転軸５３を回転自在に且つ軸方向移動自在に支持する支持装置を構成している。
【００３６】
軸穴５２の中間部側方には横穴が連続し、横穴内にはモータ（駆動装置）５６によって回転駆動される駆動軸５７が回転自在に支持されている。
【００３７】
この駆動軸５７は、砥石回転軸５３と平行に配置されており、駆動軸５７の外周に固定したベルトプーリ５８と砥石回転軸５３の外周にストロークボールベアリング（回転力伝達体）５９を介して装着したベルトプーリ６０との間には、ベルト６１が掛け回され、モータ５６の駆動力が駆動軸５７からベルト６１を介して砥石回転軸５３に伝達され、それにより回転砥石２１が回転させられるようになっている。
【００３８】
ストロークボールベアリング５９は、砥石回転軸５３の外周面に転動自在に当接する球体（鋼球）によって砥石回転軸５３の軸方向移動を許容し且つ砥石回転軸５３に係合するスプライン機構により砥石回転軸５３に対する周方向への相対的な回動が拘束されるように構成されている。
【００３９】
すなわち、上記の駆動軸５７、ベルトプーリ５８、ストロークボールベアリング５９、ベルトプーリ６０、ベルト６１によって、砥石回転軸５３の軸方向移動を許容し且つモータ５６の駆動力を伝達する動力伝達装置を構成している。
【００４０】
また、砥石回転軸５３の後端部は、軸穴５２に連通したバネ収容孔６５から突出した、キャップ６６内に挿入されている。
【００４１】
砥石回転軸５３の後端部には、スラスト軸受として背面円錐型のローラベアリング６７が設けられ、このローラベアリング６７が、軸方向の両側に設けた一対のバネ機構（弾性体）７０により、軸方向の基準位置に弾性的に支持されている。
【００４２】
このバネ機構７０は、回転砥石２１を作業ロール２に押し付けたときの砥石回転軸５３の変位に応じた反力を発生するものである。
【００４３】
また、キャップ６６には、砥石回転軸５３の軸方向変位を検出する変位計としてのギャップセンサ８０が取り付けられている。
【００４４】
このギャップセンサ８０は、砥石回転軸５３の後端面までの距離（ギャップ）を計測することにより、基準位置からの砥石回転軸５３の変位を検出できるようになっている。
【００４５】
なお、上記の構成以外に、架台フレーム１５と支持プレート２６との間には、必要に応じて、研削機１６を傾動（首振り）させるための傾動機構（図示せず）が設けられる。
【００４６】
図１から図４に示すオンラインロール研削装置によって作業ロール２の研削を行うのにあたっては、傾動装置（図示せず）により研削機１６を適宜傾動させ、回転砥石２１の研削面と作業ロール２の表面の角度を一致させる。
【００４７】
次いで、押付用油圧シリンダ３０の伸張動作により、架台フレーム１５とともに研削機１６を前進させて、回転する作業ロール２の表面に回転砥石２１を押付けるようにし、その状態でモータ５６の回転力を、駆動軸５７からベルト６１を介して砥石回転軸５３に伝え、回転砥石２１を回転させながら、ベースプレート６をトラバース装置１４により作業ロール２の軸心と平行に横移動させ、これにより、作業ロール２の表面を研削する。
【００４８】
上記作動の際、ギャップセンサ８０の検出値により砥石回転軸５３の変位が分かり、その変位量と、予め知られているバネ機構７０のバネ定数とにより、押付力が算出できる。
【００４９】
従って、算出した押付力に基づいて押付用油圧シリンダ３０をフィードバック制御することにより、押付力を最適状態に保ちながら研削することができる。
【００５０】
また、回転砥石２１を回転させながら横移動させると、ロールプロフィールの変化により砥石回転軸５３が前後に移動することになるため、その変位を検出することで、ロールプロフィールを計測することができる。
【００５１】
そして、ロールプロフィールの計測とロール表面研削とを反復実施することにより、作業ロール２を所要のロールプロフィールに精度よく研削することができる。
【００５２】
図１から図４に示すオンラインロール研削装置では、砥石回転軸５３の支持部に、ストロークボールベアリング５５及び回転軸受５４を設け、砥石回転軸５３を回転自在に且つ軸方向移動自在に支持したので、砥石回転軸５３が軸方向に移動する際の摩擦を極力小さくすることができる。
【００５３】
また、砥石回転軸５３に回転動力を伝えるベルトプーリ６０と砥石回転軸５３との係合部（動力伝達部）にストロークボールベアリング５９を設けたので、砥石回転軸５３の軸方向移動が更に円滑になるとともに、回転動力も円滑に伝わるようになる。
【００５４】
従って、ギャップセンサ８０で計測した砥石回転軸５３の変位量とバネ定数とから押付力を精度よく割り出すことができる。
【００５５】
この場合、バネ定数の設定の仕方で押付力と変位の関係を自由に調節できるので、感度調整することも容易にできる。
【００５６】
また、ストロークボールベアリング５９を介してベルトプーリ６０と砥石回転軸５３を連結したので、砥石回転軸５３を安定した状態で高速回転させることができ、長寿命化を図ることができる。
【００５７】
更に、砥石回転軸５３の支持部の機構を機能分担（回転軸受５４は回転、ストロークボールベアリング５５は軸方向移動をそれぞれ分担）させているので、砥石回転軸５３の軸方向移動及び回転動作が円滑になり、砥石回転軸５３の変位の計測精度が高まり、より高速回転化、長寿命化を図ることが可能になる。
【００５８】
また、本発明のオンラインロール研削装置では、図４に示すようなローラベアリング６７を有する研削機１６に替えて、図５に示すようなボールベアリング６７Ｂを有する研削機１６Ｂを適用することもできる。
【００５９】
ボールベアリング６７Ｂは、スラスト軸受として砥石回転軸５３の後端部に設けられており、その他、図５において図４と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００６０】
更に、本発明のオンラインロール研削装置では、図４に示すような回転軸受５４及びストロークボールベアリング５５を有する研削機１６に替えて、図６に示すような軸受５５Ｃを有する研削機１６Ｃを適用することもできる。
【００６１】
軸受５５Ｃは、球体を備え且つ該球体によって砥石回転軸５３の回転と軸方向移動との双方を許容するようになっており、その他、図６において図４と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００６２】
なお、本発明のオンラインロール研削装置は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、研削機１６，１６Ｂ，１６Ｃを圧延機の入側（圧延ラインＬの上流側）に設置することに替えてこれらを圧延機の出側（圧延ラインＬの下流側）に設置した構成とすること、研削機１６，１６Ｂ，１６Ｃを下側の作業ロール２に対峙させるようにすること、ベルト６１に替えて研削機１６，１６Ｂ，１６Ｃにおける駆動軸５７と砥石回転軸５３の回転力伝達手段にギヤを適用すること、回転砥石２１の形状をカップ型に替えて平盤状等の他の形状にすること、押付用油圧シリンダ３０に替えて研削機１６，１６Ｂ，１６Ｃの押付手段にスクリューナットやボールネジを備えたものを適用すること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のオンラインロール研削装置においては下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【００６４】
（１）本発明の請求項１から請求項４に記載のオンラインロール研削装置のいずれにおいても、砥石回転軸を支持する支持装置によって、砥石回転軸の軸方向移動が許容され、砥石回転軸の支持部分における押付方向の摩擦が減少するので、砥石回転軸を介して回転砥石の押付力や圧延ロールのロールプロフィールを測定する際における測定誤差の発生を防ぐことができ、また、圧延ロールの異常異変が生じても、回転砥石等のオンラインロール研削装置を構成する各部材に衝撃が伝達されることがなく、振動しながら回転する圧延ロールをも正確に研削することが可能になる。
【００６５】
（２）本発明の請求項２及び請求項４に記載のオンラインロール研削装置のいずれにおいても、駆動装置と砥石回転軸との間に設けた動力伝達装置によって、砥石回転軸の軸方向移動が許容され、砥石回転軸の回転力伝達手段における押付方向の摩擦が減少するので、砥石回転軸を介して回転砥石の押付力や圧延ロールのロールプロフィールを測定する際における測定誤差の発生をより効果的に防ぐことができ、また、圧延ロールの研削を更に正確に行うことができる。
【００６６】
（３）本発明の請求項１から請求項４に記載のオンラインロール研削装置においては、弾性体で付勢した砥石回転軸の軸方向変位を、変位計によって測定するので、圧延ロールのロールプロフィールを、押付力からではなく変位計の検出結果から求めることができ、バネ定数による誤差やロードセルを用いた場合の不感領域の発生を解消できる。
【００６７】
（４）本発明の請求項１から請求項４に記載のオンラインロール研削装置においては、砥石回転軸の軸方向変位に応じた反力を発生する弾性体によって、圧延ロールに対する回転砥石の押付力を一定にして圧延ロールのロールプロフィールを測定することができるので、オンラインロール研削装置本体やトラバース装置の撓みを一定にして圧延ロールのロールプロフィールを精度よく測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオンラインロール研削装置の実施の形態の一例の概要を示す側面図である。
【図２】本発明のオンラインロール研削装置の実施の形態の一例の概要を示す平面図である。
【図３】図１及び図２における研削機を示す側面図である。
【図４】図３に示す研削機の詳細を示す断面図である。
【図５】本発明のオンラインロール研削装置に適用される研削機の他の例の詳細を示す断面図である。
【図６】本発明のオンラインロール研削装置に適用される研削機の更なる他の例の詳細を示す断面図である。
【図７】特開平６−４７６５４号公報に開示されたオンラインロール研削装置を示す概略平面図である。
【符号の説明】
２作業ロール（圧延ロール）
１４トラバース装置
１６，１６Ｂ，１６Ｃ研削機
２１回転砥石
３０押付用油圧シリンダ（押付装置）
５３砥石回転軸
５４回転軸受（外部軸受体／支持装置）
５５ストロークボールベアリング（内部軸受体／支持装置）
５６モータ（駆動装置）
５７駆動軸（動力伝達装置）
５８ベルトプーリ（動力伝達装置）
５９ストロークボールベアリング（回転力伝達体／動力伝達装置）
６０ベルトプーリ（動力伝達装置）
６１ベルト（動力伝達装置）
７０バネ機構（弾性体）
８０ギャップセンサ（変位計）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an on-line roll grinding apparatus for grinding a rolling roll disposed inside a housing.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 shows an on-line roll grinding apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-47654. In this on-line roll grinding apparatus, driving is performed on the entry side of the work roll a of the rolling mill (upstream side of the rolling line l). A grinding machine e composed of a motor b, a rotating shaft c rotated by the driving motor b, and a grindstone d attached to the tip of the rotating shaft c is disposed.
[0003]
The grinding machine e is supported by a support frame f, and a nut i that meshes with a drive screw h of a pressing motor g is fixed to the support frame f, and the driving screw h is rotated by the pressing motor g. Then, the grinder e moves together with the support frame f toward the downstream side of the rolling line l, and the grindstone d is pressed against the surface of the work roll a.
[0004]
A load cell j for detecting the pressing force of the grindstone d is installed at the rear end of the rotating shaft c.
[0005]
In the on-line roll grinding apparatus shown in FIG. 7, while the work roll a is rotated, the grindstone d is pressed against the surface of the work roll a as described above, and the grinder e is moved along the axis of the work roll a. When moved in parallel, the surface of the work roll a is ground with the work roll a being placed in the rolling line l, and the roll profile of the work roll a is based on the pressing force detected by the load cell j. Is required.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the online roll grinding operation as described above, the pressing force of the grindstone d against the surface of the work roll a is a factor that determines the precision and work efficiency of grinding. The online roll grinding device disclosed in the above publication In this case, the grindstone d is pressed against the surface of the work roll a due to the friction acting on the support portion pivotally supporting the rotation shaft c and the rotation force transmitting means for transmitting the rotation force of the drive motor b to the rotation shaft c. An error is likely to occur in the force measurement, and the load cell j is used as a means for detecting the pressing force of the grindstone d against the surface of the work roll a, so that the pressing force of the grindstone d against the surface of the work roll a is relatively low. Cannot accurately measure the pressing force.
[0007]
Therefore, it is difficult to perform a grinding operation using cubic boron nitride abrasive grains or diamond abrasive grains that need to be rotationally ground on the grindstone d with a low pressing force.
[0008]
Furthermore, since the roll profile of the work roll a is obtained based on the pressing force detected by the pressing force by the load cell, the roll profile could not be detected accurately if the spring constant of the grindstone d was low.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can accurately detect the pressing force of the grindstone and accurately determine the roll profile. As a result, roll grinding can be performed with high accuracy. An object is to provide an online roll grinding apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the on-line roll grinding apparatus according to claim 1 of the present invention, a rotating grindstone arranged so as to face the rolling roll and a grindstone rotating shaft to which the rotating grindstone is attached are rotated. A driving device for pressing, a pressing device for pressing the rotating grindstone against the surface of the rolling roll, a traverse device for moving the rotating grindstone in the axial direction of the rolling roll, and the grindstone rotating shaft being supported rotatably and axially movable. And a pair of elastic bodies that are provided on both sides in the axial direction of a thrust bearing fitted to the grindstone rotating shaft and that can generate a reaction force according to the axial displacement of the grindstone rotating shaft, and an axis of the grindstone rotating shaft And a non-contact type air displacement meter that detects a directional displacement .
[0011]
In the on-line roll grinding apparatus according to claim 2 of the present invention, in addition to the configuration of the on-line roll grinding apparatus according to claim 1 of the present invention, the grindstone rotation is provided between the driving device and the grindstone rotating shaft. There is provided a power transmission device that allows the shaft to move in the axial direction and that can transmit a rotational force from the drive device to the grindstone rotation shaft.
[0012]
In the on-line roll grinding apparatus according to claim 3 of the present invention, in addition to the configuration of the on-line roll grinding apparatus according to claim 1 or claim 2 of the present invention described above, the support device includes a grindstone rotating shaft. An inner bearing body that allows axial movement of the grindstone rotating shaft by a sphere that abuts freely on the outer peripheral surface of the wheel and that is restricted from rotating relative to the grindstone rotating shaft in the circumferential direction by a spline mechanism; It is formed by an outer bearing body that allows the inner bearing body to rotate in the circumferential direction by abutting on the outer phase surface of the bearing body in a freely rolling manner.
[0013]
In the on-line roll grinding apparatus according to claim 4 of the present invention, in addition to the configuration of the on-line roll grinding apparatus according to claim 2 of the present invention described above, the power transmission device is arranged on the outer peripheral surface of the grindstone rotating shaft. A rotational force transmitting body that allows axial movement of the grindstone rotating shaft by a sphere that is slidably contacted with the wheel and that is restrained from rotating relative to the grindstone rotating shaft by a spline mechanism, and a grindstone rotating shaft. The drive shaft is arranged in parallel to the drive shaft and transmits the rotational force of the drive device to the grindstone rotation shaft.
[0015]
In any of the on-line roll grinding apparatuses according to claims 1 to 4 of the present invention, axial movement of the grindstone rotating shaft is allowed by the support device that supports the grindstone rotating shaft, and in the support portion of the grindstone rotating shaft. The friction in the pressing direction is reduced, and the axial displacement of the grindstone rotating shaft biased by the pair of elastic bodies via the thrust bearing is measured by a non-contact displacement meter .
[0016]
In any of the on-line roll grinding apparatuses according to claim 2 and claim 4 of the present invention, the axial movement of the grindstone rotating shaft is allowed by the power transmission device provided between the driving device and the grindstone rotating shaft. Thus, the friction in the pressing direction in the rotational force transmitting means of the grindstone rotating shaft is reduced.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIGS. 1 to 4 show an example of an embodiment of an on-line roll grinding apparatus according to the present invention, inside the housing 1 of the rolling mill located on the drive side and the working side and on the entry side of the rolling mill (rolling line L The retract guide 3 extending in the direction approaching and separating from the work roll 2 is symmetrically disposed on the facing surface portion which is the upstream side of the work roll 2.
[0020]
Between these retract guides 3, a guide beam 4 having a concave cross section extending parallel to the axis of the work roll 2 is disposed, and the guide beam 4 is retracted on the outer surface in the longitudinal center of the rear side of the guide beam 4. A rod tip of a retracting hydraulic cylinder 5 that is moved along the guide 3 in the direction of approaching and separating from the work roll 2 is connected.
[0021]
The base end portion of the retract hydraulic cylinder 5 is fixed to a fixing member (not shown), and the guide beam 4 can be moved along the retract guide 3 by the rod extending and retracting operation of the retract hydraulic cylinder 5.
[0022]
Two base plates 6 are arranged on the guide beam 4.
[0023]
Arithmetic spherical guide rollers 8 that rotate about the longitudinal axis 7 are arranged at the four front and rear, right and left corners of the lower surface of each base plate 6, and the guide rollers 8 are arranged on the inner surfaces of both front and rear sides of the guide beam 4. Are engaged and supported by guide rails 9 provided along the axial direction of the two axes.
[0024]
A rack 11 along the axial direction of the work roll 2 is mounted on the central portion of the guide beam 4 via an appropriate mounting member 10, while a laterally moving servo motor 12 is mounted on the base plate 6. The pinion 13 attached to the output shaft of the servo motor 12 passes through the base plate 6 and meshes with the rack 11.
[0025]
The servo motor 12, the pinion 13, the rack 11, the guide roller 8, and the guide rail 9 constitute a traverse device 14, and the traverse device 14 moves the base plate 6 to the shaft of the work roll 2. It can move laterally in a direction parallel to the center direction.
[0026]
A support plate 26 is attached to the front end portion of the base plate 6 so as to project toward the work roll 2, and a pedestal can be moved on the support plate 26 along the support plate 26 in a direction approaching and separating from the work roll 2. A frame 15 is provided.
[0027]
As shown in FIG. 3, a bracket 28 projects from the lower surface of the front end of the gantry frame 15, and a rod tip of a pressing hydraulic cylinder 30 as a pressing device installed on the support plate 26 is connected to the bracket 28. Has been.
[0028]
As the pressing device, in addition to the pressing hydraulic cylinder 30, a mechanism combining a servo motor, a ball screw and a nut can be employed.
[0029]
Further, a grinding machine 16 having a rotating grindstone 21 at the front end and protected by covers 51A, 51C, 51D is mounted on the gantry frame 15, and the grinding machine 16 is moved by the rod extending and retracting operation of the pressing hydraulic cylinder 30. The work frame 2 can be moved toward and away from the work roll 2 together with the gantry frame 15, whereby the rotating grindstone 21 can be pressed against the surface of the work roll 2.
[0030]
Next, details of the grinding machine 16 will be described.
[0031]
As shown in FIG. 4, a shaft hole 52 is formed in the casing 51 of the grinding machine 16, and a grindstone rotating shaft 53 is inserted therein.
[0032]
The grindstone rotating shaft 53 has a tip protruding outside from the shaft hole 52, and a cup-shaped rotating grindstone 21 is attached to the tip.
[0033]
The grindstone rotating shaft 53 includes rotating bearings (external bearing bodies) 54 and 54 fitted to both axial ends of the shaft hole 52, and a stroke ball bearing (internal bearing body) fixed to the inner periphery of the rotating bearings 54 and 54. ) 55 and 55 are supported rotatably and axially movable.
[0034]
The stroke ball bearing 55 allows the wheel rotational shaft 53 to move in the axial direction by a sphere (steel ball) that is slidably contacted with the outer peripheral surface of the wheel rotating shaft 53, and the grindstone by a spline mechanism that engages the wheel rotating shaft 53. The rotation relative to the rotation shaft 53 in the circumferential direction is constrained.
[0035]
That is, the rotary bearings 54 and 54 and the stroke ball bearings 55 and 55 constitute a support device that supports the grindstone rotary shaft 53 so as to be rotatable and axially movable.
[0036]
A lateral hole continues to the side of the intermediate portion of the shaft hole 52, and a drive shaft 57 that is rotationally driven by a motor (drive device) 56 is rotatably supported in the lateral hole.
[0037]
The drive shaft 57 is arranged in parallel with the grindstone rotating shaft 53, and a belt pulley 58 fixed to the outer periphery of the drive shaft 57 and a stroke ball bearing (rotational force transmitting body) 59 on the outer periphery of the grindstone rotating shaft 53. A belt 61 is wound around the belt pulley 60 that is mounted, and the driving force of the motor 56 is transmitted from the drive shaft 57 to the grindstone rotating shaft 53 via the belt 61, whereby the rotating grindstone 21 is rotated. It is like that.
[0038]
The stroke ball bearing 59 is allowed to move in the axial direction of the grindstone rotating shaft 53 by a spherical body (steel ball) that is slidably contacted with the outer peripheral surface of the grindstone rotating shaft 53, and the grindstone by a spline mechanism that engages with the grindstone rotating shaft 53. The rotation relative to the rotation shaft 53 in the circumferential direction is constrained.
[0039]
That is, the drive shaft 57, the belt pulley 58, the stroke ball bearing 59, the belt pulley 60, and the belt 61 described above constitute a power transmission device that allows the grinding wheel rotation shaft 53 to move in the axial direction and transmits the driving force of the motor 56. doing.
[0040]
Further, the rear end portion of the grindstone rotating shaft 53 is inserted into a cap 66 protruding from a spring accommodating hole 65 communicating with the shaft hole 52.
[0041]
A rear cone roller bearing 67 is provided as a thrust bearing at the rear end portion of the grindstone rotating shaft 53. The roller bearing 67 is shaft-driven by a pair of spring mechanisms (elastic bodies) 70 provided on both sides in the axial direction. It is elastically supported at a reference position in the direction.
[0042]
The spring mechanism 70 generates a reaction force according to the displacement of the grindstone rotating shaft 53 when the rotating grindstone 21 is pressed against the work roll 2.
[0043]
Further, a gap sensor 80 as a displacement meter for detecting the axial displacement of the grindstone rotating shaft 53 is attached to the cap 66.
[0044]
The gap sensor 80 can detect the displacement of the grindstone rotating shaft 53 from the reference position by measuring the distance (gap) to the rear end surface of the grindstone rotating shaft 53.
[0045]
In addition to the above configuration, a tilting mechanism (not shown) for tilting (swinging) the grinding machine 16 is provided between the gantry frame 15 and the support plate 26 as necessary.
[0046]
When grinding the work roll 2 by the online roll grinding apparatus shown in FIGS. 1 to 4, the grinding machine 16 is appropriately tilted by a tilting device (not shown), and the grinding surface of the rotating grindstone 21 and the work roll 2 are Match the angle of the surface.
[0047]
Next, the grinding machine 16 is advanced together with the gantry frame 15 by the extension operation of the pressing hydraulic cylinder 30 so that the rotating grindstone 21 is pressed against the surface of the rotating work roll 2. In this state, the rotational force of the motor 56 is increased. The base plate 6 is laterally moved parallel to the axis of the work roll 2 by the traverse device 14 while rotating the rotary grindstone 21 from the drive shaft 57 to the grindstone rotating shaft 53 via the belt 61, thereby 2. Grind the surface of 2.
[0048]
During the above operation, the displacement of the grindstone rotating shaft 53 is known from the detection value of the gap sensor 80, and the pressing force can be calculated from the displacement amount and the spring constant of the spring mechanism 70 known in advance.
[0049]
Therefore, by performing feedback control of the pressing hydraulic cylinder 30 based on the calculated pressing force, it is possible to perform grinding while maintaining the pressing force in an optimum state.
[0050]
Further, when the rotating grindstone 21 is moved laterally while being rotated, the grindstone rotating shaft 53 moves back and forth due to a change in the roll profile. Therefore, the roll profile can be measured by detecting the displacement.
[0051]
The work roll 2 can be accurately ground to the required roll profile by repeatedly measuring the roll profile and roll surface grinding.
[0052]
In the on-line roll grinding apparatus shown in FIGS. 1 to 4, the stroke ball bearing 55 and the rotary bearing 54 are provided on the support portion of the grindstone rotating shaft 53, and the grindstone rotating shaft 53 is supported rotatably and axially movable. The friction when the grindstone rotating shaft 53 moves in the axial direction can be minimized.
[0053]
In addition, since the stroke ball bearing 59 is provided at the engaging portion (power transmission portion) between the belt pulley 60 that transmits rotational power to the grindstone rotating shaft 53 and the grindstone rotating shaft 53, the axial movement of the grindstone rotating shaft 53 is smoother. At the same time, the rotational power can be transmitted smoothly.
[0054]
Therefore, the pressing force can be accurately calculated from the displacement amount of the grindstone rotating shaft 53 measured by the gap sensor 80 and the spring constant.
[0055]
In this case, since the relationship between the pressing force and the displacement can be freely adjusted by setting the spring constant, it is possible to easily adjust the sensitivity.
[0056]
Further, since the belt pulley 60 and the grindstone rotating shaft 53 are connected via the stroke ball bearing 59, the grindstone rotating shaft 53 can be rotated at a high speed in a stable state, and the life can be extended.
[0057]
Further, since the mechanism of the support portion of the grindstone rotating shaft 53 is assigned functions (the rotating bearing 54 rotates and the stroke ball bearing 55 shares the axial movement), the grindstone rotating shaft 53 moves and rotates in the axial direction. It becomes smooth, the measurement accuracy of the displacement of the grindstone rotating shaft 53 increases, and it becomes possible to achieve higher speed rotation and longer life.
[0058]
In the on-line roll grinding apparatus of the present invention, a grinding machine 16B having a ball bearing 67B as shown in FIG. 5 can be applied instead of the grinding machine 16 having a roller bearing 67 as shown in FIG.
[0059]
The ball bearing 67B is provided as a thrust bearing at the rear end portion of the grindstone rotating shaft 53. In addition, in FIG. 5, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIG.
[0060]
Furthermore, in the on-line roll grinding apparatus of the present invention, a grinding machine 16C having a bearing 55C as shown in FIG. 6 is applied instead of the grinding machine 16 having a rotary bearing 54 and a stroke ball bearing 55 as shown in FIG. You can also.
[0061]
The bearing 55C includes a sphere and allows both the rotation of the grindstone rotating shaft 53 and the movement in the axial direction by the sphere. In addition, in FIG. 6, parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. Represents a thing.
[0062]
The on-line roll grinding apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the grinding machines 16, 16B, 16C are installed on the entry side of the rolling mill (upstream side of the rolling line L). In place, these are installed on the exit side of the rolling mill (downstream side of the rolling line L), the grinding machines 16, 16B, 16C are opposed to the lower work roll 2, the belt 61 Instead, a gear is applied to the rotational force transmitting means of the drive shaft 57 and the grindstone rotating shaft 53 in the grinding machines 16, 16B, 16C, and the shape of the rotating grindstone 21 is changed to a cup shape to other shapes such as a flat plate shape. In addition to applying the pressing nut of the grinding machines 16, 16B, 16C instead of the pressing hydraulic cylinder 30, a screw nut or a ball screw may be applied, and the scope of the present invention is not deviated. It is of course that many changes and modifications may be made.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, the on-line roll grinding apparatus of the present invention can exhibit various excellent effects as described below.
[0064]
(1) In any of the on-line roll grinding apparatuses according to the first to fourth aspects of the present invention, axial movement of the grindstone rotating shaft is permitted by the support device that supports the grindstone rotating shaft, and Since the friction in the pressing direction at the support part is reduced, it is possible to prevent the occurrence of measurement errors when measuring the pressing force of the rotating wheel and the roll profile of the rolling roll via the grinding wheel rotation shaft. Even if a change occurs, an impact is not transmitted to each member constituting an online roll grinding apparatus such as a rotating grindstone, and it is possible to accurately grind a rolling roll that rotates while vibrating.
[0065]
(2) In any of the on-line roll grinding apparatuses according to the second and fourth aspects of the present invention, the axial movement of the grindstone rotating shaft is caused by the power transmission device provided between the driving device and the grindstone rotating shaft. Since the friction in the pressing direction in the rotational force transmission means of the wheel rotation shaft is allowed to be reduced, the generation of measurement errors when measuring the pressing force of the rotating wheel and the roll profile of the rolling roll through the wheel rotation shaft is more effective. In addition, the rolling roll can be ground more accurately.
[0066]
(3) In the on-line roll grinding apparatus according to claims 1 to 4 of the present invention, the axial displacement of the grindstone rotating shaft urged by the elastic body is measured by a displacement meter. Can be obtained not from the pressing force but from the detection result of the displacement meter, and it is possible to eliminate the error due to the spring constant and the generation of the insensitive area when using the load cell.
[0067]
(4) In the on-line roll grinding apparatus according to claims 1 to 4 of the present invention, the pressing force of the rotating grindstone against the rolling roll is generated by an elastic body that generates a reaction force corresponding to the axial displacement of the grindstone rotating shaft. Since the roll profile of the rolling roll can be measured with a constant value, the roll profile of the rolling roll can be accurately measured with the deflection of the on-line roll grinding device main body and the traverse device kept constant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an outline of an example of an embodiment of an online roll grinding apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an outline of an example of an embodiment of an online roll grinding apparatus of the present invention.
3 is a side view showing the grinding machine in FIGS. 1 and 2. FIG.
4 is a cross-sectional view showing details of the grinding machine shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view showing details of another example of a grinding machine applied to the online roll grinding apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing details of still another example of a grinding machine applied to the online roll grinding apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a schematic plan view showing an online roll grinding apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-47654.
[Explanation of symbols]
2 Work roll (rolling roll)
14 Traverse devices 16, 16B, 16C Grinding machine 21 Rotary grinding wheel 30 Hydraulic cylinder for pressing (pressing device)
53 Grinding wheel rotating shaft 54 Rotating bearing (External bearing body / support device)
55 Stroke Ball Bearing (Internal Bearing / Support Device)
56 Motor (drive device)
57 Drive shaft (power transmission device)
58 Belt pulley (power transmission device)
59 Stroke ball bearing (rotational force transmission body / power transmission device)
60 belt pulley (power transmission device)
61 Belt (power transmission device)
70 Spring mechanism (elastic body)
80 Gap sensor (displacement meter)

Claims

A rotating grindstone disposed so as to face the rolling roll, a driving device that rotates a grindstone rotating shaft to which the rotating grindstone is attached, a pressing device that presses the rotating grindstone against the surface of the rolling roll, and the rotating grindstone A traverse device for moving the rolling roll in the axial direction; a support device for supporting the grindstone rotating shaft rotatably and axially; and provided on both axial sides of a thrust bearing fitted on the grindstone rotating shaft; An on-line roll grinding apparatus comprising: a pair of elastic bodies capable of generating a reaction force according to axial displacement of a grindstone rotating shaft; and a gap sensor for detecting axial displacement of the grindstone rotating shaft.

The online transmission according to claim 1, wherein a power transmission device is provided between the drive device and the grindstone rotation shaft, which allows axial movement of the grindstone rotation shaft and can transmit rotational force from the drive device to the grindstone rotation shaft. Roll grinding device.

The supporting device is allowed to move in the axial direction of the grindstone rotating shaft by a sphere that is slidably contacted with the outer peripheral surface of the grindstone rotating shaft, and relative rotation in the circumferential direction with respect to the grindstone rotating shaft is restricted by the spline mechanism. 3. The method according to claim 1, wherein the inner bearing body is formed by an inner bearing body and an outer bearing body that allows the inner bearing body to rotate in the circumferential direction by abutting on the outer phase surface of the inner bearing body. online roll grinding apparatus according to any.

The power transmission device is allowed to move in the axial direction of the grindstone rotating shaft by means of a sphere that is rotatably contacted with the outer peripheral surface of the grindstone rotating shaft, and the rotation relative to the grindstone rotating shaft in the circumferential direction is restricted by the spline mechanism. The on-line roll grinding device according to claim 2, which is formed by a rotational force transmitting body that is arranged parallel to the grindstone rotating shaft and a driving shaft that transmits the rotational force of the driving device to the grindstone rotating shaft.