JPH04100615A - Rolling caliber roll - Google Patents

Rolling caliber roll

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JPH04100615A
JPH04100615A JP21529690A JP21529690A JPH04100615A JP H04100615 A JPH04100615 A JP H04100615A JP 21529690 A JP21529690 A JP 21529690A JP 21529690 A JP21529690 A JP 21529690A JP H04100615 A JPH04100615 A JP H04100615A
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roll
roll body
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shrink
fit
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Masayuki Nagai
昌幸 永井
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • B21B27/02Shape or construction of rolls
    • B21B27/03Sleeved rolls
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    • B21B21/02Rollers therefor

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Abstract

PURPOSE:To prolong the life of a roll by giving compression stress in the width direction of a roll body to the bottom part of a caliber. CONSTITUTION:A rolling caliber roll is composed of a hollow roll body 11 having a caliber 11-2 and a roll shaft 12 fitted tightly into the hollow part 11-1 of this roll body. Then, a shrink bit allowance 11-3 or a cold fit allowance is made large on both sides in the width direction of the roll body 11 and reduced gradually toward the central part. Compression stress in the width direction of the roll body is given by the shrink bit or cold fit of this roll body to the bottom part of the caliber 11-2. In this way, effect preventing cracks on the roll body can be enlarged.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、管材や棒材の孔型圧延に使用される圧延ロ
ールに係り、ロール本体とロール軸とから組合された圧
延用孔型ロールに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a rolling roll used for groove rolling of tubes and bars, and more particularly to a rolling groove roll assembled from a roll body and a roll shaft.

従来の技術 管材や棒材の孔型圧延に使用される圧延用孔型ロールは
、第9図に示すごとく孔型(1−1)を有する中空のロ
ール本体(1)と、該ロール本体の中空部に密に内嵌す
るロール軸(2)との組合せからなっている。
Conventional technology A rolling groove roll used for groove rolling of pipes and bars consists of a hollow roll body (1) having grooves (1-1) and a hollow roll body (1) having grooves (1-1), as shown in Fig. 9. It consists of a roll shaft (2) that fits tightly into the hollow part.

この圧延用孔型ロールの場合、圧延時にはロール本体(
1)の孔型(1−1)に働く面圧Pのために、ロル本体
の孔型底断面には引張応力σtが働く。
In the case of this grooved roll for rolling, the roll body (
Due to the surface pressure P acting on the hole (1-1) in 1), a tensile stress σt acts on the bottom cross section of the hole of the roll body.

この引張応力σtの分布はロール本体(1)の孔型底表
面で最大値となり、この最大値をσtrnaxとすると
、圧延条件によっては面圧Pが高くその結果σtmax
が高くなり、このσtmaxがロール本体の材料強度を
超えると孔型底表面にクラックが入りロール本体に割れ
が発生する。
The distribution of this tensile stress σt has a maximum value on the hole bottom surface of the roll body (1), and if this maximum value is σtrnax, the surface pressure P may be high depending on the rolling conditions, resulting in σtmax
becomes high, and when this σtmax exceeds the material strength of the roll body, cracks will appear on the bottom surface of the hole and cracks will occur in the roll body.

また、ロール本体の孔型底表面は、加工熱や潤滑油によ
る冷却で繰返し熱応力が働くためクラックがより発生し
易くなる。
In addition, cracks are more likely to occur on the hole-shaped bottom surface of the roll body due to repeated thermal stress caused by processing heat and cooling by lubricating oil.

このロール割れ対策として、従来、ロール材質をより強
度の高い材質に変更する方法がこうじられているが、ロ
ールコストが高価につくこと、また一般に高強度材はど
靭性が低下し、衝撃による割れを発生し易いという問題
がある。
As a countermeasure against roll cracking, conventional methods have been used to change the roll material to a material with higher strength, but this increases the cost of the roll and generally reduces the toughness of high-strength materials, leading to cracking due to impact. There is a problem in that it is easy to cause

また、他の方法として、ロール本体とロール軸との接触
面に間隙を設ける方法が知られている(特公昭59−2
561号公報、特開昭61−216807号公報参照)
Another known method is to provide a gap between the contact surface between the roll body and the roll shaft (Japanese Patent Publication No. 59-2
561, JP-A No. 61-216807)
.

この方法は、いずれもロール本体の中央部またはこれに
対応するロール軸位置に凹部を形成することによって、
圧延中の面圧の垂直方向成分によりロールを撓ませて孔
型底に圧縮応力を発生させ、圧延力により生じる孔型底
の引張応力を軽減させるものである。
In both of these methods, by forming a recess in the center of the roll body or at the corresponding roll axis position,
The roll is deflected by the vertical component of the surface pressure during rolling to generate compressive stress at the bottom of the groove, thereby reducing the tensile stress at the bottom of the groove caused by the rolling force.

すなわち、ロール反力によりロール孔型底断面に曲げ応
力を発生させ、その曲げ応力がロール孔型表面では圧縮
応力となるため、この圧縮応力により前記の引張応力最
大値σtmaxを軽減させて割れ防止をはかる方法であ
る。
In other words, the roll reaction force generates bending stress on the bottom cross section of the roll hole, and this bending stress becomes compressive stress on the roll hole surface, so this compressive stress reduces the above-mentioned maximum tensile stress σtmax and prevents cracking. This is a method of measuring

発明が解決しようとする課題 しかし、前記のロール本体中央部またはこれに対応する
ロール軸位置に凹部を形成する方法によっても、下記の
理由によりクラックやロール割れを十分に防止すること
はできなかった。
Problems to be Solved by the Invention However, even with the above-described method of forming a recess at the center of the roll body or at the corresponding roll axis position, cracks and roll breaks could not be sufficiently prevented for the following reasons. .

第10図は周方向で半径が漸減する孔型が形成された冷
間ピルガ−圧延機の孔型ロールに加わる面圧の垂直方向
成分(ロール反力)Pと、これにより生じる孔型底断面
の平均引張応力σHおよび孔型底表面の引張応力σT 
(第9図のσtmaxに相当)とのロール周長方向分布
値の一例を示すもので、横軸はロール周方向の位置、縦
軸はロール反力、引張応力である。
Figure 10 shows the vertical component of the surface pressure (roll reaction force) P applied to the groove roll of a cold pilger rolling mill in which a groove whose radius gradually decreases in the circumferential direction is formed, and the cross section of the bottom of the groove generated by this. The average tensile stress σH and the tensile stress σT on the bottom surface of the hole
(corresponding to σtmax in FIG. 9) and shows an example of the distribution value in the roll circumferential direction, where the horizontal axis is the position in the roll circumferential direction, and the vertical axis is the roll reaction force and tensile stress.

すなわち、この図によれば、ロール反力Pが最大となる
のは、ロール周方向位置のセクションN090.3付近
であり、また平均引張応力σHが最大となるのはロール
反力Pの最大位置とほぼ一致するが、孔型底表面の引張
応力σTが最大となるのはセクションNo、 0.55
付近であることがわかる。
That is, according to this figure, the roll reaction force P is maximum near section N090.3 in the roll circumferential position, and the average tensile stress σH is maximum at the maximum position of the roll reaction force P. However, the tensile stress σT on the bottom surface of the hole is maximum at section No. 0.55.
It can be seen that it is nearby.

このように、ロール反力最大位置に対し、孔型底表面の
引張応力最大位置が国有方向すなわち孔型半径が小さい
方にずれているのは、平均引張応力σHはロール反力が
大きくなるにしたがって増加するが、同じロール反力で
あっても孔型半径が小さくなるにつれて孔型底表面の引
張応力σTは応力集中により増加するため、両者の影響
により図示のように孔型底表面の引張応力σTが最大と
なる位置は孔型半径の小さい方にずれるのである。
In this way, the reason why the position of maximum tensile stress on the bottom surface of the hole deviates in the direction of national control, that is, toward the side where the radius of the hole is smaller, with respect to the position of maximum roll reaction force is because the average tensile stress σH increases as the roll reaction force increases. Therefore, even if the roll reaction force is the same, as the hole radius becomes smaller, the tensile stress σT on the hole bottom surface increases due to stress concentration. The position where the stress σT is maximum shifts toward the smaller hole radius.

また、図中の孔型ロールの割れ多発領域は、孔型底表面
の引張応力σT最大位置と一致しているこのような分布
を示す孔型ロールに、前記の凹部形成技術を採用した場
合、ロール孔型底に発生する圧縮応力は、ロール反力そ
のものの大きさに依存しているため、孔型底表面の引張
応力最大位置において生ずる圧縮応力は、ロール反力最
大位置で生ずる圧縮応力より小さく、したがって孔型底
表面の引張応力最大位置における圧縮応力による効果が
少なく、ロール割れが発生する。
In addition, the crack-prone area of the grooved roll in the figure coincides with the maximum position of tensile stress σT on the grooved bottom surface.If the above-mentioned concave formation technique is adopted for the grooved roll showing such distribution, The compressive stress generated at the bottom of the roll hole mold depends on the magnitude of the roll reaction force itself, so the compressive stress generated at the position of maximum tensile stress on the bottom surface of the hole mold is greater than the compressive stress generated at the position of maximum roll reaction force. Therefore, the effect of compressive stress at the position of maximum tensile stress on the bottom surface of the hole is small, and roll cracking occurs.

この発明はこのような実状よりみて、ロール本体中央部
またはこれに対応するロール軸位置に凹部を形成する方
法の前記問題点を解決し、高寿命、低コストの圧延用孔
型ロールを提供しようとするものである。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention aims to solve the above-mentioned problems of the method of forming a recess at the center of the roll body or at the corresponding roll axis position, and to provide a grooved rolling roll with a long life and low cost. That is.

課題を解決するための手段 この発明は、孔型を有する中空のロール本体とロール軸
とを組合せた状態で、前記孔型の底部にロール本体の幅
方向の圧縮応力が付与されていること、およびこの圧縮
応力付与に加えてロール本体の軸方向中央部内面とこれ
に対応するロール軸の外面とのいずれか一方または両方
に凹状空隙部が設けられてなる圧延用孔型ロールを要旨
とするものである。
Means for Solving the Problems This invention provides that, in a state in which a hollow roll body having a groove and a roll shaft are combined, a compressive stress in the width direction of the roll body is applied to the bottom of the groove; In addition to applying this compressive stress, the gist of the roll is a grooved roll for rolling, which is provided with a concave void on either or both of the inner surface of the axially central portion of the roll body and the outer surface of the corresponding roll shaft. It is something.

作    用 孔型を有する中空のロール本体とロール軸とからなる圧
延用孔型ロールにおいて、孔型の底部にロール本体の幅
方向の圧縮応力を付与することにより、クラックや割れ
の原因となる孔型底表面の引張応力0丁の最大値σTl
l1aXを低下させることができる。
In a rolling groove roll consisting of a hollow roll body with a working hole and a roll shaft, by applying compressive stress in the width direction of the roll body to the bottom of the groove, holes that can cause cracks and cracks can be eliminated. Maximum value σTl of zero tensile stress on the mold bottom surface
l1aX can be lowered.

前記圧縮応力の付与手段としては、ロール本体とロール
軸とを焼きばめまたは冷しぼめにより組立てる際に、焼
きばめまたは冷しぼめ代をロール本体の幅方向の両側で
大きく中央部に向って漸減することによって孔型の底部
に圧縮応力を付与することができる。
As a means for applying the compressive stress, when assembling the roll body and the roll shaft by shrink fit or cold shrinkage, the shrink fit or cold shrinkage margin is large on both sides of the roll body in the width direction toward the center. Compressive stress can be applied to the bottom of the hole mold by gradually decreasing the pressure.

さらにこの際、ロール本体の軸方向中央部内面とこれに
対応するロール軸の外面とのいずれか一方または両方に
凹状空隙部を設けることによって孔型表面に生じる圧縮
応力と、焼きばめまたは冷しぼめ代をロール本体の幅方
向の両側で大きく中央部に向って漸減することによって
孔型底部に生ずる圧縮応力とにより、孔型底部に大きな
圧縮応力を付与することができる。
Furthermore, at this time, by providing a concave cavity on either or both of the inner surface of the axially central portion of the roll body and the corresponding outer surface of the roll shaft, the compressive stress generated on the hole surface can be reduced by shrink fitting or cold fitting. A large compressive stress can be applied to the bottom of the groove by the compressive stress generated at the bottom of the groove by greatly reducing the shrinkage allowance on both sides of the roll main body in the width direction toward the center.

すなわち、焼きばめまたは冷しぼめ代をロール本体の幅
方向の両側で大きく中央部に向って漸減する具体的な方
法としては、次に記載する手段を用いることができる。
That is, as a specific method for gradually decreasing the shrinkage fit or cold shrinkage allowance on both sides of the roll body in the width direction toward the center, the following method can be used.

(a)  ロール軸の焼きばめまたは冷しぼめ部に、外
径がロール本体中央部に向ってテーバ状に漸減するロー
ル軸を内径等径のロール本体に焼きばめまたは冷しぼめ
する方法。
(a) A method in which a roll shaft whose outer diameter gradually decreases in a tapered manner toward the center of the roll body is shrink-fitted or cold-shrinked into a roll body having the same inner diameter in the shrink-fit or cold-shrink portion of the roll shaft. .

(b)外径等径のロール軸と、内径がロール本体幅方向
中央部に向ってテーパ状に増加する中空部を有するロー
ル本体とを焼きばめまたは冷しぼめする方法。
(b) A method of shrink-fitting or cold-shrinking a roll shaft having the same outer diameter and a roll body having a hollow portion whose inner diameter tapers toward the center in the width direction of the roll body.

(c)内径等径のロール本体の中空部に凹状空隙部を設
け、外径がロール本体中央部に向って漸減するテーバ付
きロール軸を焼きばめまたは冷しぼめする方法。
(c) A method in which a concave cavity is provided in the hollow part of a roll body with an equal inner diameter, and a tapered roll shaft whose outer diameter gradually decreases toward the center of the roll body is shrink-fitted or cold-shrinked.

(d)内径がロール本体幅方向中央部に向ってテーパ状
に増加する中空部に凹状空隙部を設け、外径等径のロー
ル軸を焼きばめまたは冷しぼめする方法。
(d) A method in which a concave gap is provided in a hollow portion whose inner diameter tapers toward the center in the width direction of the roll body, and a roll shaft having the same outer diameter is shrink-fitted or cold-shrinked.

また、別の方法として、ロール本体の孔型底部に周方向
対応押圧ヘッド部を有する押圧環をロール軸に螺合また
はキー止めし、ロックナツトまたは締付ナツトで圧縮力
を付与する方法を用いることができる。
Another method is to use a method in which a press ring having a circumferentially corresponding press head is screwed or keyed onto the roll shaft at the hole-shaped bottom of the roll body, and compressive force is applied using a lock nut or tightening nut. I can do it.

実   施   例 第1図〜第4図はこの発明に係る圧延用孔型ロールのロ
ール本体とロール軸を例示したもので、それぞれ図(A
)はロール軸、図(B)はロール本体を一部省略して示
す縦断面図であり、いずれも焼きばめまたは冷しぼめ代
がロール本体の幅方向の両側で大きく中央部に向って漸
減するものである。
Embodiment FIGS. 1 to 4 illustrate the roll body and roll shaft of the grooved roll for rolling according to the present invention.
) is a longitudinal cross-sectional view showing the roll shaft, and Figure (B) is a longitudinal cross-sectional view showing the roll body with some parts omitted. It gradually decreases.

第1図は内径等径の中空部(11−1)を有するロール
本体(11)と、焼きばめまたは冷しぼめ部の外径がロ
ール本体両端部から中央部に向ってテーパ状に漸減する
ロール軸(12)とを組合せてなる孔型ロールであり、
焼きばめまたは冷しばめ代(11−3)を付与したもの
である。
Figure 1 shows a roll body (11) having a hollow part (11-1) with the same inner diameter, and the outer diameter of the shrink-fitted or cold-shrinked part tapering gradually from both ends of the roll body toward the center. It is a grooved roll formed by combining a roll shaft (12) that
Shrink fit or cold fit allowance (11-3) is provided.

すなわち、この孔型ロールの場合は、ロール本5体とロ
ール軸を焼きばめまたは冷しぼめした際、ロール軸(1
2)のテーバ作用によりロール孔型(11−2)の底部
に圧縮応力が生じる。
In other words, in the case of this grooved roll, when the 5 roll bodies and the roll shaft are shrink-fitted or cold-shrinked, the roll shaft (1
Compressive stress is generated at the bottom of the roll hole mold (11-2) due to the Taber action of 2).

第2図は外径等径のロール軸(22)と、内径がロール
本体幅方向中央部に向ってテーパ状に増加する中空部(
21−1>を有するロール本体(21)とを組合せてな
る孔型ロールであり、焼きばめまたは冷しばめ代(21
−3)を付与したもので、この孔型ロールの場合も焼き
ばめまたは冷しぼめにより孔型(21−2)の底部に発
生する圧縮応力は、前記第1図のものと実質的に等価で
ある。
Figure 2 shows a roll shaft (22) with the same outer diameter and a hollow part (22) whose inner diameter tapers toward the center in the width direction of the roll body.
21-1>, and a roll body (21) having a shrink fit or cold fit allowance (21-1).
-3), and in the case of this groove roll, the compressive stress generated at the bottom of the groove (21-2) due to shrink fit or cold shrinkage is substantially the same as that in Fig. 1 above. are equivalent.

第3図は内径等径の中空部(31−1)のロール輻方向
中央部に凹状空隙部、(31−3・)を設けたロール本
体(31)と、第1図に示すロール軸と同じテーバ付き
ロール軸(32)とを組合せてなる孔型ロールである。
Figure 3 shows a roll body (31) with a hollow part (31-1) having the same inner diameter and a concave gap (31-3) in the center in the roll direction, and the roll shaft shown in Figure 1. This is a grooved roll formed by combining the same tapered roll shaft (32).

この場合は、焼きばめまたは冷しばめ代(31−4)に
よる圧縮応力と、凹状空隙部(31−3)によるロール
の撓みにより発生する圧縮応力が孔型(31−2)の底
部に発生する。
In this case, the compressive stress caused by the shrink fit or cold fit allowance (31-4) and the compressive stress generated by the deflection of the roll due to the concave gap (31-3) are applied to the bottom of the hole mold (31-2). occurs in

第4図は内径がロール本体中央部に向ってテーパ状に増
加する中空部(41−1)のロール幅方向中央部に凹状
空隙部(41−3>を設けたロール本体(41)と、外
径等径のロール軸(42)とを組合せてなる孔型ロール
であり、この場合も前記と同様、焼きばめまたは冷しば
め代(41−4>による圧縮応力と、凹状空隙部(41
−3)によるロールの撓みにより発生する圧縮応力が孔
型(41−2)の底部に発生する。
FIG. 4 shows a roll body (41) in which a concave gap (41-3> is provided in the center of the roll width direction of a hollow part (41-1) whose inner diameter tapers toward the center of the roll body; This is a grooved roll formed by combining a roll shaft (42) with the same outer diameter, and in this case as well, compressive stress due to shrink fit or cold fit allowance (41-4>) and concave voids are (41
Compressive stress generated by the deflection of the roll due to -3) is generated at the bottom of the hole mold (41-2).

ここで、ロール内面をテーパ状に加工した場合の焼きば
めまたは冷しぼめによる圧縮応力の発生機構について説
明すると、第5図、第6図に示すごとく焼きばめまたは
冷しぼめ代はロール本体幅方向中心でδmin 、両端
部でδmaxであり、焼きばめまたは冷しばめを実施す
ると破線状にロールが変形し孔型(21−2) (41
−2)の底部に圧縮応力が付与されるのである。
Here, to explain the mechanism of generating compressive stress due to shrink fit or cold shrinkage when the inner surface of the roll is machined into a tapered shape, as shown in Figures 5 and 6, the shrink fit or cold shrinkage allowance is δmin at the center in the width direction of the main body and δmax at both ends, and when shrink fitting or cold tight fitting is performed, the roll deforms in the shape of a broken line and forms a hole (21-2) (41
-2) Compressive stress is applied to the bottom.

次に、焼きばめまたは冷しぼめ代の決定方法について説
明する。
Next, a method for determining the shrinkage fit or cold shrinkage allowance will be explained.

■ 平均焼きばめまたは冷しばめ代(δmean)従来
のピルガ−圧延用の孔型ロール(テーパ加工なし、凹状
空隙部なし)の場合、ロール本体とロール軸とのスリッ
プを防止するために、焼きばめまたは冷しぼめ力が設計
仕様として設定されており、この焼きばめまたは冷しぼ
め力を確保するために焼きばめまたは冷しぼめ代も設定
されている。
■ Average shrink fit or cold fit allowance (δmean) In the case of conventional pilger rolling rolls (no taper processing, no concave voids), this is to prevent slip between the roll body and the roll shaft. The shrink fit or cold shrink force is set as a design specification, and the shrink fit or cold shrink allowance is also set to ensure this shrink fit or cold shrink force.

したがって、焼きばめまたは冷しぼめ代が第5図に示す
ごとく、ロール本体両側でδmax 、中央部でδmi
nの場合、平均焼きばめまたは冷しばめ代δmean 
((δmax+δm1nX1/2 ) ’rが前記設定
焼きばめまたは冷しばめ代以上となるようにする。
Therefore, as shown in Figure 5, the shrink fit or cold shrinkage allowance is δmax on both sides of the roll body and δmi at the center.
In the case of n, the average shrink fit or cold fit allowance δmean
((δmax+δm1nX1/2) 'r is set to be equal to or larger than the set shrink fit or cold fit allowance.

■ 最大焼きばめまたは冷しばめ代(δmax )ロー
ル軸およびロール本体は例えばJIS −3KD11種
を素材とし、最終焼入れおよび焼戻しにより強度が調整
されており、焼戻し温度は鋼種により異なるが、低いも
のでは250℃程度である。
■ Maximum shrink fit or cold fit allowance (δmax) The roll shaft and roll body are made of, for example, JIS-3KD class 11, and the strength is adjusted by final quenching and tempering.The tempering temperature varies depending on the steel type, but it is low. The average temperature is about 250°C.

なお焼きばめの場合のロール本体加熱温度は、前記焼き
戻し温度以上になるのを避ける必要があり、またロール
本体表面の軟化を防止するためには200℃程度以下の
温度とするのが好ましい。
In addition, in the case of shrink fitting, it is necessary to avoid the heating temperature of the roll body from exceeding the above-mentioned tempering temperature, and in order to prevent the surface of the roll body from softening, the temperature is preferably about 200°C or less. .

したがって、最大焼きばめ代δmaxは、ロール本体の
加熱による熱膨張代を基準とし、また最犬冷しばめ代δ
maxはロール軸の冷却による収縮代を基準とし、これ
に作業性等を考慮して決定される。
Therefore, the maximum shrink fit allowance δmax is based on the thermal expansion allowance due to heating of the roll body, and the maximum cold fit allowance δ
max is determined based on the shrinkage margin due to cooling of the roll shaft, and in consideration of workability and the like.

■ 最小焼きばめまたは冷しばめ代(8m1n)平均焼
きばめまたは冷しばめ代(δmean) 、最大焼きば
めまたは冷しばめ代(δmax )が決定されれば、δ
minは下記式で計算できる。
■ Once the minimum shrink fit or cold fit allowance (8m1n), average shrink fit or cold fit allowance (δmean), and maximum shrink fit or cold fit allowance (δmax) are determined, δ
min can be calculated using the following formula.

δmin = 2δmean−δmax上記のごとくδ
max 、δmin を決定し、ロール本体両側がδm
ax 、同中央部がδmin となるように、ロール軸
またはロール本体の中空部をテーバ状に加工する。
δmin = 2δmean-δmax δ as above
max and δmin are determined, and both sides of the roll body are δm
The roll shaft or the hollow part of the roll body is processed into a tapered shape so that ax and the central part thereof are δmin.

なお、第6図に示すように、ロール本体中空部に凹状空
隙部を有する孔型ロールの場合、凹状空隙部は焼きばめ
または冷しぼめ時の焼きばめまたは冷しばめ力確保に寄
与しないため、凹状空隙部の幅に応じて両側の平均焼き
ばめまたは冷しばめ代δmeanを大きくとり、最大焼
きばめまたは冷しぼめ代と最小焼きばめまたは冷しぼめ
代を決定する。
In addition, as shown in Fig. 6, in the case of a grooved roll having a concave cavity in the hollow part of the roll body, the concave cavity is used to ensure shrink fit or cold shrink fit force during shrink fit or cold shrinkage. Therefore, the average shrink fit or cold fit allowance δmean on both sides is set large depending on the width of the concave gap, and the maximum shrink fit or cold fit allowance and the minimum shrink fit or cold fit allowance are determined. do.

以上のようにして焼きばめまたは冷しばめ代を決定する
と、焼きばめまたは冷しばめ代のテーパ簀度(第5図a
、第6図β)に応じてロール本体のフランジ部が孔型方
向に倒れ、孔型の底部に前記テーバ角度α、βに応じた
圧縮応力σAが働く。
When the shrink fit or cold fit allowance is determined as described above, the taper degree of the shrink fit or cold fit allowance (Fig. 5a)
, FIG. 6 β), the flange portion of the roll body falls in the direction of the groove, and a compressive stress σA corresponding to the Taber angles α and β acts on the bottom of the groove.

ところで、前記のようにして焼きばめまたは冷しばめ代
のテーバ角度を決めた結果、孔型底部に働く圧縮応力σ
Aが大きくなり、またこれに伴い中空部中央に働く引張
応力σBも大きくなり、圧延中に孔型底表面に働くσT
maxから前記の予め付与された圧縮応力σAを減算し
たものが、中空部中央に働く引張応力σBより小さくな
ることがある。
By the way, as a result of determining the Taber angle for shrink fit or cold fit as described above, the compressive stress σ acting on the bottom of the hole is
As A increases, the tensile stress σB acting on the center of the hollow part also increases, and σT acting on the bottom surface of the hole during rolling increases.
The value obtained by subtracting the previously applied compressive stress σA from max may be smaller than the tensile stress σB acting on the center of the hollow portion.

このような状態になると、孔型底部からのロール割れは
防止できるものの、中空部中央からのロール割れが生じ
るおそれがある(引張応力σBが大のため)。この時は
、σTmaxからσAを減算した値が約σBになるよう
に、焼きばめまたは冷しばめ代のテーバ角度を小さくす
る。
In such a state, although roll cracking from the bottom of the hole can be prevented, roll cracking from the center of the hollow part may occur (because the tensile stress σB is large). At this time, the Taber angle of the shrink fit or cold fit allowance is made small so that the value obtained by subtracting σA from σTmax is approximately σB.

また、ロール本体中空部に凹状空隙部を設けたロールの
場合は、凹状空隙部によるロールの撓みにより底部に圧
縮応力が作用する。この圧縮応力と、前記焼きばめまた
は冷しばめ代のテーバ角度によって生じる圧縮応力とを
加算したものを、圧延中に働く引張応力σTmaxから
減算した結果が中空部中央に働く引張応力σBより41
さくなる場合と同様にすればよい。
Further, in the case of a roll in which a concave void is provided in the hollow portion of the roll body, compressive stress acts on the bottom portion due to deflection of the roll due to the concave void. The sum of this compressive stress and the compressive stress caused by the Taber angle of the shrink fit or cold fit allowance is subtracted from the tensile stress σTmax acting during rolling, and the result is less than the tensile stress σB acting at the center of the hollow part. 41
You can do the same thing as when it gets colder.

第7図は押圧環により孔型の底部に圧縮応力を付与した
孔型ロールを例示したもので、図(A)は周方向同一孔
型ロール、図(B)は周方向テーバ孔型ロールをそれぞ
れ示す。
Fig. 7 shows an example of a grooved roll in which compressive stress is applied to the bottom of the groove by a pressing ring. Figure (A) shows a roll with the same groove in the circumferential direction, and Figure (B) shows a roll with the same groove in the circumferential direction. Each is shown below.

すなわち、図(A>は、周方向同一孔型(51−2)を
有するロール本体(51)と、該ロール本体に内嵌する
ロール軸(52)との組合せからなる孔型ロールであっ
て、ロール軸に雄ねじ(52−1)を形成し、孔型底部
に周方向に対応する押圧ヘッド部(53−1)を有する
真円の押圧環(53)をロックナツト(54)と共にロ
ール軸の雄ねじ(52−1)に螺合し、孔型底部に圧縮
力を付与したものである。
That is, Figure (A>) shows a grooved roll consisting of a combination of a roll body (51) having the same circumferential groove (51-2) and a roll shaft (52) fitted inside the roll body. A male thread (52-1) is formed on the roll shaft, and a perfect circular pressing ring (53) having a pressing head portion (53-1) corresponding to the circumferential direction at the hole bottom is attached to the roll shaft together with a lock nut (54). It is screwed into a male screw (52-1) and applies compressive force to the bottom of the hole.

図(B)は、周方向テーパ孔型(61−2)を有するロ
ール本体(61)と、該ロール本体に内嵌するロール軸
(62)との組合せからなる孔型ロールであって、孔型
底部に周方向に対応する押圧ヘッド部(63−1)を有
する非真円の押圧環(63)をロール軸(52)に外嵌
するとともに、押圧ヘッド部(53−1)と孔型底部と
の対応化のため沈キー(65)にて回り止めし、締付は
ナラI−(64)をロール軸の雄ねじ(62−1)に螺
合し、孔型底部に圧縮力を付与したものである。
Figure (B) shows a grooved roll consisting of a combination of a roll body (61) having circumferentially tapered holes (61-2) and a roll shaft (62) fitted into the roll body. A non-perfect circular pressing ring (63) having a pressing head portion (63-1) corresponding to the circumferential direction at the bottom of the mold is fitted onto the roll shaft (52), and the pressing head portion (53-1) and the hole mold are fitted around the roll shaft (52). To make it compatible with the bottom, it is prevented from rotating with a sinking key (65), and for tightening, screw the Nara I- (64) into the male screw (62-1) of the roll shaft to apply compressive force to the bottom of the hole mold. This is what I did.

なお、図(A)、(B)いずれも、凹状空隙部(513
)、(61−3)と併用できることはいうまでもない。
Note that both figures (A) and (B) show a concave cavity (513
), (61-3) can be used in combination.

実施例1 第1表に示す条件で圧延した際の結果を第2表に示す。Example 1 Table 2 shows the results of rolling under the conditions shown in Table 1.

供試No、 1は内面フラットロール、No、 2は内
面フラットロールに第1図に示す本発明を適用した例、
No、 3はロール内面に溝加工を施したロール、No
、 4はロール内面に溝加工を施したロールに第3図に
示す本発明を適用した例であり、いずれも焼きばめ法に
よったものである。
Sample No. 1 is an inner flat roll, No. 2 is an example in which the present invention shown in Fig. 1 is applied to an inner flat roll,
No. 3 is a roll with grooves on the inner surface of the roll, No.
, 4 is an example in which the present invention shown in FIG. 3 is applied to a roll with grooves formed on the inner surface of the roll, and both are based on the shrink fitting method.

第2表の結果より明らかなごとく、内面フラットロール
に、テーパ付きロール軸を使用してロル孔型底部に圧縮
応力を付与した本発明ロールの場合は、従来の3〜4倍
のロール寿命が得られた。
As is clear from the results in Table 2, in the case of the roll of the present invention, which uses a tapered roll shaft to apply compressive stress to the bottom of the roll hole, the roll life is 3 to 4 times longer than that of the conventional roll. Obtained.

また、ロール内面に溝加工を施したロールの場合は、テ
ーパ着きロール軸の作用により生ずる圧縮応力に、ロー
ル内面の凹状空隙部によるロールの撓みにより生じる圧
縮応力が加わるため、従来ロールの3倍以上のロール寿
命が得られた。
In addition, in the case of rolls with grooves on the inner surface of the roll, compressive stress caused by the bending of the roll due to the concave voids on the inner surface of the roll is added to the compressive stress caused by the action of the tapered roll shaft, which is three times that of conventional rolls. The above roll life was obtained.

またさらに、冷しばめ法および押圧環使用によった場合
も同様の結果が得られた。
Furthermore, similar results were obtained using the cold fit method and the use of pressure rings.

発明の効果 この発明は上記のごとく、ロール本体中空部がフラット
の孔型ロール、あるいはロール本体中空部に溝を有する
孔型ロールの、ロール本体とロール軸との焼きばめまた
は冷しぼめ代を、ロール本体の幅方向の両側で大きく中
央部に向って漸減せしめ、焼きばめまたは冷しぼめ力に
より、またさらには押圧環使用によって孔型底部にロー
ル本体の幅方向の圧縮応力を付与してなるから、ロール
本体の割れ防止効果が極めて大きく、高価な強度の高い
ロール材質を使用することなく、ロール寿命を著しく延
長させることができるという大なる効果を奏するもので
ある。
Effects of the Invention As described above, the present invention provides a method for shrink fitting or cold shrinkage between the roll body and the roll shaft of a grooved roll having a flat hollow part or a grooved roll having grooves in the hollow part of the roll body. is largely reduced toward the center on both sides of the roll body in the width direction, and compressive stress in the width direction of the roll body is applied to the bottom of the hole by shrink fitting or cold shrinkage force, or by using a pressing ring. Therefore, the effect of preventing the roll body from cracking is extremely large, and the life of the roll can be significantly extended without using an expensive and high-strength roll material.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第4図はこの発明の圧延用孔型ロールを例示し
たもので、第1図(A)はテーパ付きロール軸を示す側
面図、同図(B)は内径等径の中空部を有するロール本
体を一部省略して示す縦断側面図、第2図(A)は外径
等径のロール軸を示す側面図、同図(B)はテーパ付き
中空部を有するロール本体を一部省略して示す縦断側面
図、第3図(A)はテーパ付きロール軸を示す側面図、
同図(B)は内径等径の中空部に凹部を設けたロール本
体を一部省略して示す縦断側面図、第4図(A)は外径
等径のロール軸を示す側面図、同図(B)はテーパ付き
中空部に凹部を設けたロール本体を一部省略して示す縦
断側面図、第5図はテーパ付き中空部を有するロール本
体と外径等径のロール軸とからなる孔型ロールの焼きば
めまたは冷しぼめによる圧縮応力の発生機構を示す説明
図、第6図はテーパ付き中空部に凹部を有するロール本
体と外径等径のロール軸とからなる孔型ロールの焼きば
めまたは冷しぼめによる圧縮応力の発生機構を示す説明
図、第7図(A)(B)は押圧環使用の圧延用孔型ロー
ルを例示したもので、(A)は周方向同一孔型のロール
を示す縦断側面図、(B)は周方向テーパ孔型のロール
を示す縦断側面図、第8図(A)(B)はこの発明の実
施例におけるロールタイプを示す概略図、第9図は面圧
Pによる圧延ロールの孔型底断面に働く引張応力σTの
分布を示す説明図、第10図は同上孔型ロールに加わる
面圧の垂直方向成分と、これにより生じる孔型の引張応
力とのロール周長方向分布値の一例を示す図である。 11.21.31.41.51.61・・・ロール本体
12.22.32.42.52.62・・ロール軸11
−1.21−1.31−1.41−1、・・中空部11
−2.21−2.31−2.41−2.51−2.61
−2・・・ロール孔型 11−3.21−3.31−4. 31−3.41−3.51−3. 53.63・・押圧環 54・・ロックナツト 64・・・締イ寸ナツト 41−4・・・焼きばめ代 61−3・・凹部 第5図 第6図 (A) 第7図 (B) f6−1
Figures 1 to 4 illustrate the grooved roll for rolling according to the present invention. Figure 1 (A) is a side view showing the tapered roll shaft, and Figure 1 (B) is a hollow portion with the same inner diameter. 2(A) is a side view showing a roll shaft having the same outer diameter, and FIG. 2(B) is a side view showing a roll body having a tapered hollow portion. A vertical sectional side view with parts omitted; FIG. 3(A) is a side view showing a tapered roll shaft;
FIG. 4(B) is a longitudinal sectional side view partially omitting a roll main body having a recessed part in a hollow part with the same inner diameter, and FIG. 4(A) is a side view showing a roll shaft with the same outer diameter. Figure (B) is a longitudinal sectional side view partially omitted showing a roll body with a concave part provided in a tapered hollow part, and Figure 5 is a roll body with a tapered hollow part and a roll shaft with the same outer diameter. An explanatory diagram showing the mechanism of generating compressive stress by shrink fitting or cold shrinkage of a grooved roll. Figure 6 shows a grooved roll consisting of a roll body having a concave portion in a tapered hollow part and a roll shaft with the same outer diameter. 7 (A) and 7 (B) are illustrations of a grooved roll for rolling using a pressing ring, and (A) is an explanatory diagram showing the generation mechanism of compressive stress due to shrink fitting or cold shrinking. 8A and 8B are schematic diagrams showing roll types in an embodiment of the present invention. FIG. 8B is a longitudinal side view showing rolls with the same hole type. , Fig. 9 is an explanatory diagram showing the distribution of the tensile stress σT acting on the grooved bottom cross section of the rolling roll due to the surface pressure P, and Fig. 10 shows the vertical component of the surface pressure applied to the same grooved roll and the pores caused by this. It is a figure which shows an example of the roll circumferential direction distribution value with the tensile stress of a mold|type. 11.21.31.41.51.61... Roll body 12.22.32.42.52.62... Roll shaft 11
-1.21-1.31-1.41-1, Hollow part 11
-2.21-2.31-2.41-2.51-2.61
-2... Roll hole type 11-3.21-3.31-4. 31-3.41-3.51-3. 53.63...Press ring 54...Lock nut 64...Tightening size nut 41-4...Shrink fit allowance 61-3...Concavity Fig. 5 Fig. 6 (A) Fig. 7 (B) f6-1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 孔型を有する中空のロール本体と、該ロール本体の中空
部に密に内嵌するロール軸とからなる圧延用孔型ロール
であって、前記孔型の底部にロール本体の幅方向の圧縮
応力が付与されていることを特徴とする圧延用孔型ロー
ル。 2 請求項1に記載の圧延用ロールにおいて、ロール本体の
幅方向中央部内面と、これに対応するロール軸の外面と
のいずれか一方または両方に凹状空隙部を有することを
特徴とする圧延用孔型ロール。
[Scope of Claims] 1. A grooved roll for rolling comprising a hollow roll body having a groove and a roll shaft tightly fitted into the hollow part of the roll body, the roll having a groove at the bottom of the groove. A grooved roll for rolling, characterized in that compressive stress is applied in the width direction of the main body. 2. The rolling roll according to claim 1, wherein the rolling roll has a concave void on either or both of the inner surface of the widthwise central portion of the roll body and the corresponding outer surface of the roll shaft. Hole roll.
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