JP4699904B2 - Roll bearing device for hot processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は連続鋳造機等熱間処理設備に用いるロールの軸受装置に関し、ロール長さの温度変化に伴う軸受内部への水やスケール等の侵入防止に優れるものに関する。 The present invention relates to a roll bearing device used in a hot processing facility such as a continuous casting machine, and more particularly to an apparatus that is excellent in preventing intrusion of water, scale, and the like into a bearing accompanying a temperature change of the roll length.
連続鋳造機のモールド直下に設けられる鋳片冷却支持案内機構には多数のロールが使用されている。ロールは鋳片の通過に伴い、鋳造直後の高温から常温までの温度変化に晒され、また、モールド直下では鋳片表面に冷却水を噴射して水冷するため、水蒸気や剥がれ落ちたスケール等の粉塵が充満した過酷な環境で使用される。 Many rolls are used for the slab cooling support guide mechanism provided directly under the mold of the continuous casting machine. As the slab passes through, the roll is exposed to temperature changes from high temperature immediately after casting to room temperature, and just below the mold, cooling water is sprayed onto the surface of the slab to cool it down, so that water vapor, scales that have peeled off, etc. Used in harsh environments filled with dust.
ロールはロール軸に取り付けられたベアリングを介して軸受け箱で軸受けされ、ベアリング部や軸受け箱はその内部に冷却水や粉塵が侵入しないようにシールされている。図5は軸受け箱の軸受け部の一例を示し、ロール軸100はシール材700でシールされたベアリング200で支持される。
The roll is supported by a bearing box via a bearing attached to the roll shaft, and the bearing portion and the bearing box are sealed so that cooling water and dust do not enter the inside. FIG. 5 shows an example of a bearing portion of a bearing box, and the
鋳片冷却支持案内機構の場合、上述した温度変化によるロール軸方向の膨張伸縮によって、軸受け箱内の体積変動に伴う圧力変動が生じる。図4に示す軸受け箱では、シール材700を備えているものの圧力変動を吸収する機構が設けられていないため、高圧の場合はベアリング部からグリースを圧出し、軸受け箱の内部が低圧の場合は、雰囲気の水蒸気やダストを吸い込み、軸受け部やベアリングの寿命低下をもたらす。そのため、チョック内の体積変動を吸収する機構が種々提案されている。
In the case of the slab cooling support guide mechanism, the pressure fluctuation accompanying the volume fluctuation in the bearing box is caused by the expansion and contraction in the roll axis direction due to the temperature change described above. The bearing box shown in FIG. 4 is provided with the
特許文献1は熱間処理設備用ロール軸受け装置に関し、温度変化による軸受け内部の圧力変動を防止するため、軸受け部を常に内圧を高めた状態でシールし、軸受け部における防塵防湿や潤滑剤の漏洩などを適切に防止する熱間処理設備用ロール軸受け装置が記載されている。
特許文献2は連続鋳造設備ロールネック等に使用される軸受けに関し、軸受け箱外部からの異物の侵入を防止するため、軸受け箱に耐圧製オイルシールをシール部からグリースが漏洩しないように取り付け、その内部を不活性ガスや乾燥空気で加圧することが記載されている。
特許文献3は回転機械などの軸受密封装置に関し、シールを2重構造とし、其々のシールのリップを一方は内側に向けて軸受けからのグリースの漏洩防止を容易とし、他方は外側に向けて外部からの異物侵入防止を容易とする。そして、2枚のシール間に防塵、除湿した気体を吹き込むことが記載されている。
また、ロール軸の膨張による軸受け箱内部の容積変動を吸収するため、軸受け箱内部に密閉された小空間を設け、その外周の一部にダイヤフラムを設けることも提案されている。 Further, in order to absorb the volume fluctuation inside the bearing box due to the expansion of the roll shaft, it has been proposed to provide a small space sealed inside the bearing box and to provide a diaphragm on a part of the outer periphery thereof.
図4は、チョック内の、チョック外周部300a、端部300bに囲まれ、ロール軸100、ベアリング200との空隙600の内容積がロール軸の膨張aにより変動した際、その変動分を吸収するシールゴムからなり、その一部の壁400は変形する小室500を端部300bに備えた軸受けの要部の部分的断面図を示す。
ところで、連続鋳造機の鋳片冷却支持案内機構の近傍は、鋳片を水冷するため多数配置される冷却用ノズルや、当該ノズルに冷却水を供給する配管類によって充満され、特許文献1〜3記載の軸受け装置を用いた場合に必要となる加圧気体供給のためのコンプレッサや供給管を新たに設けることは容易でない。 By the way, the vicinity of the slab cooling support guide mechanism of the continuous casting machine is filled with cooling nozzles arranged in a large number for cooling the slab with water and piping for supplying cooling water to the nozzles. It is not easy to newly provide a compressor and a supply pipe for supplying pressurized gas which are necessary when the described bearing device is used.
また、ロールが高温となった場合、ロール伸び量は約3mmと大きいため、図4に示す軸受け部では容積変動分を吸収するための小室が大きくなり、構造的に複雑となる。 Further, when the roll becomes high temperature, the roll elongation amount is as large as about 3 mm. Therefore, the bearing portion shown in FIG. 4 has a large chamber for absorbing the volume fluctuation, and is structurally complicated.
そこで、本発明は加圧機や加圧気体の供給管などの新たな設備を要しない、チョックを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a chock that does not require new equipment such as a pressurizer and a pressurized gas supply pipe.
本発明の課題は以下の手段により達成可能である。
1.圧力調整機構を設けたロール軸と、チョック構成部、端部体および前記ロール軸の外周保護体に囲まれ、シールによって大気雰囲気から密閉された空隙を有する熱間処理設備用ロール軸受装置であって、前記圧力調整機構は、前記ロール軸に穿った水冷孔の内部を閉止板で仕切ったチャンバーと前記チャンバーのロール端部側の開口部に設けたダイヤフラムと、前記閉止板と前記ダイヤフラム間に配置されたスプリングを有し、前記ダイヤフラムの壁の厚みとスプリングの強さは、ロール軸が膨張した際、前記空隙内の空気が前記シールから漏洩しないように、且つ前記スプリングの強さはロールの温度が低下した場合は、前記ダイヤフラムを瞬時に引き戻して前記空隙の内部圧力の低下を防止できるように選定されていることを特徴とする熱間処理設備用ロール軸受装置。
2.前記圧力調整機構の前記ダイヤフラムを前記ロール軸に穿った孔に挿入されるシリンダーとピストンの組み合わせに替え、前記スプリングは前記空隙の内部圧力が上昇した場合は、前記ピストンが前記チャンバー内に移動し、内部圧力が減少した場合は、元の位置に復帰するように選定されていることを特徴とする請求項1記載の熱間処理設備用ロール軸受装置。
3.前記ピストンに、前記端部体に設けた孔を通して前記シリンダの内部と大気雰囲気とを連通する導管を設け、前記導管は、前記端部体または前記ピストンに固定され、前記端部体に固定される場合は、シールを介して前記ピストンを挿通し、前記ピストンに固定される場合はシールを介して前記端部体を挿通することを特徴とする請求項2記載の熱間処理設備用ロール軸受装置。
The object of the present invention can be achieved by the following means.
1. It is a roll bearing device for hot processing equipment having a gap surrounded by a roll shaft provided with a pressure adjustment mechanism, a chock component, an end body and an outer periphery protector of the roll shaft, and sealed from the atmosphere with a seal. The pressure adjusting mechanism includes a chamber in which a water cooling hole formed in the roll shaft is partitioned by a closing plate, a diaphragm provided in an opening on the roll end side of the chamber, and a gap between the closing plate and the diaphragm. The diaphragm wall thickness and spring strength so that air in the gap does not leak from the seal when the roll shaft expands, and the spring strength is roll Is selected so that the diaphragm can be pulled back instantaneously to prevent a decrease in the internal pressure of the gap. During processing equipment roll bearing device.
2. When the diaphragm of the pressure adjusting mechanism is replaced with a combination of a cylinder and a piston inserted into a hole formed in the roll shaft, the piston moves into the chamber when the internal pressure of the gap rises. The roll bearing device for hot processing equipment according to
3. The piston is provided with a conduit that communicates the inside of the cylinder and the atmospheric atmosphere through a hole provided in the end body, and the conduit is fixed to the end body or the piston, and is fixed to the end body. 3. The roll bearing for hot processing equipment according to
本発明によれば、簡便な機構で、防塵、防湿性能に優れた軸受け箱が得られ、産業上極めて有用である。 According to the present invention, a bearing box excellent in dustproof and moistureproof performance can be obtained with a simple mechanism, which is extremely useful industrially.
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る軸受装置の要部の部分的断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a main part of a bearing device according to an embodiment of the present invention.
図において1はロール軸、2はロール軸1を支持するベアリング2、3はチョック構成部、4は端部体、5a,5bはロール軸1の外周保護体、6a、6bはシール、7aは軸受転動体、7bは軸受内輪、8は閉止板、9はスプリング、10はロール、11は軸受け部におけるロール軸1周辺の空隙、12はチャンバー、13は水冷孔、14はダイヤフラム、15は貫通孔、aはロール軸1の膨張時の変位量、bはダイヤフラム14の変形量を示す。
In the figure, 1 is a roll shaft, 2 is a
本発明に係る軸受け装置は、ロール軸1の端部に水冷孔13を穿ち、その内部を閉止板8で仕切り、チャンバー12とする。チャンバー12の開口部(ロール軸1の端部側)はダイヤフラム14で仕切り、閉止板8とダイヤフラム14間にはスプリング9を設置する。
In the bearing device according to the present invention, a
ロール10が高温となりロール軸1が変位量aだけ膨張すると、チョック構成部3、端部体4およびロール軸1の外周保護体5a,5bに囲まれた空隙11の容積は減少し、空隙11の内部圧力が上昇する。
When the
空隙11の内部圧力が高まり、シール6a、6bから空隙11内の空気が漏洩するようになると、グリースが漏出し、その後、ロール10が常温となった際、外部から水や塵埃を吸い込み、ベアリング2が損耗する。
When the internal pressure of the
そのため、ダイヤフラム14の壁の厚み、スプリング9の強さはロール軸1が膨張した際、ダイヤフラム14が前後方向に移動してシール6a、6bから空隙11内の空気が漏洩することが防止できるように選定する。
Therefore, the wall thickness of the
更に、スプリング9はロール10の温度が低下した場合、ダイヤフラム14を瞬時に引き戻して空隙11の内部圧力の低下を防止できるように、その強さを選定する。
Further, the strength of the
図2は本発明の他の実施例を示し、ダイヤフラムに変えてシリンダー18にピストン17を挿入した構造で、シリンダー内部を密閉空間とするためピストン17にはシール6cを取り付ける。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention in which a
図において、点線cは空隙11の内部圧力の上昇によるピストン17の移動位置を示す。空隙11の内部圧力の上昇によりピストン17はスプリング9の反発力に打ち勝ち、点線cで示す位置まで移動し、空隙11の内部圧力が減少した場合にはスプリング9により元の位置に復帰する。
In the figure, a dotted line c indicates the movement position of the
図3は図2に示した構造の更に好ましい態様で、シリンダー18の内部と軸受けの端部体4に設けた孔を通して外部(大気雰囲気)とを連通する導管19を設けた構造を示す。
FIG. 3 is a more preferred embodiment of the structure shown in FIG. 2, and shows a structure provided with a
導管19は、ピストン17が移動しても、シリンダー18の内部と軸受けの外部とを連通させるのに十分な長さとし、ピストン17、または端部体4に固定する。
The
導管19を端部体4に固定する場合は、固定部から大気が侵入しないように溶接することが好ましい。この際、導管19がピストン17を挿通する個所は、ピストン17の移動によりシリンダー18内に導入される大気が空隙11に漏出しないようにシール6dによりシール構造とする。
When the
導管19をピストン17に固定する場合は、端部4で導管19を挿通する個所をシール構造とする。シリンダー18の内部と軸受けの外部とを連通させることにより、ピストン17が移動した際のシリンダー18の内部の圧力上昇を抑えることが可能となり、ロール温度の変動に伴う圧力変動を緩和することが可能となる。
When the
1 ロール軸
2 ベアリング
3 チョック構成部
4 端部体
5a、5b 外周保護体
6a、6b,6c,6d シール
7a 軸受転動体
7b 軸受内輪
8 閉止板
9 スプリング
10 ロール
11 空隙
12 チャンバー
13 孔
14 ダイヤフラム
16、18 シリンダー
17 ピストン
19 導管
a ロール軸変位量、
b ダイヤフラム変形量
c ピストンの移動位置
DESCRIPTION OF
b Diaphragm deformation c Piston moving position
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