JPH07102365B2 - 幅可変圧延ロール - Google Patents

幅可変圧延ロール

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JPH07102365B2
JPH07102365B2 JP21435690A JP21435690A JPH07102365B2 JP H07102365 B2 JPH07102365 B2 JP H07102365B2 JP 21435690 A JP21435690 A JP 21435690A JP 21435690 A JP21435690 A JP 21435690A JP H07102365 B2 JPH07102365 B2 JP H07102365B2
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JP
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roll
shaft
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rolling
screw
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恒雄 瀬戸
淳 畠中
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川崎製鉄株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02Shape or construction of rolls
    • B21B27/028Variable-width rolls

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、形鋼の製造に用いるユニバーサル圧延機の
水平ロール、特にロール胴長を変化させて圧延幅の変更
を可能とする幅可変圧延ロールに関するものである。
形鋼なかでもH形鋼の圧延には一般に上下一対の水平ロ
ールと左右一対の垂直ロールとを同一スタンドに組み込
んだユニバーサル圧延機を使用する。このような圧延機
によるH形鋼の製造の際、そのフランジ幅は垂直ロール
のロール胴長の範囲内であればそのサイズを自由に変更
できるが、ウェブ高さhは、h=W+2t1すなわちフラ
ンジ厚みt1と水平ロールのロール胴長Wとによって決定
される(第5図参照)ために、水平ロールのロール胴長
すなわち圧延幅が固定では以下のような問題を来すこと
から、圧延幅を可変とすることが要望されていた。
ア)水平ロールの端面でフランジ内面を圧延するため水
平ロール端面の摩耗が激しく、同一圧延チャンス内にお
いても圧延量の増加に伴いウェブ高さの不足を来し、一
定サイズになる製品を安定して得ることができず、これ
を回避するためにはロールの頻繁な取り替えを必要とし
た。
イ)ウェブ高さは1ロールで1サイズしか選択できな
い。
ウ)H形鋼のウェブ高さ(ウェブ外幅)hを一定とした
いわゆる外法一定H形鋼は、同一呼称サイズでもフラン
ジ厚み(t1)が多種類あり、(例えばH600×200では12m
m〜28mm)、水平ロールの圧延幅(W)をフランジ厚み
に応じて適宜変更する必要がある。これに対応するため
には、ロールの頻繁な取り替えが必要となり生産性が阻
害されると共に、多大な取り替え工数と多くのロールを
保持する必要がある。
エ)寸法精度の向上を図るため圧延幅(W)をH形鋼の
内法寸法(W1)に合致させるべく頻繁な加工を施すた
め、ロール原単位が高くなる。
(従来の技術) これらの問題を解決すべく試みたものとして例えば特開
昭61−169105号公報には、一対のスリーブロール間に圧
延幅調整用のスペーサを挿入し、ロールを摩耗に対処す
る装置(第6図参照)が、また特開昭61−262407号公報
には、ロール軸延長上の調整駆動軸を用いてスリーブロ
ールをロールセンタを中心にロール軸方向に沿って移動
させて圧延幅を調整する圧延ロールが、また特開平1−
317607号公報には、分割したスリーブロールの一方を固
定として、他方のロールを移動して圧延幅を調整する圧
延ロールが、また特開昭59−202101号公報、同61−1726
05号公報には、斜行ロールを用いて形鋼のウェブ高さを
自由に変更する方法及び装置がそれぞれ開示されてい
る。
(発明が解決しようとする課題) スリーブロールの間にスペーサを挿入する装置では、水
平ロールをオフラインにおいてスタンドから取り外さな
ければならず生産効率を阻害しまた組立分解工数がかさ
む等の問題がある。斜行ロールを用いる場合では、設備
構造が複雑となってコストがかさむとともに設備メンテ
ナンスが大変である。またロール軸延長上の調整駆動軸
を用いてスリーブロールを移動させる圧延ロールでは、
設備の信頼性、剛性に問題を残すほか、組立、分解が複
雑であって多大な工数と時間とを要す。
また分割スリーブロールの一方を固定として他方を移動
させる圧延ロールは、圧延幅を変えるとロールセンタが
ずれるのを避け得ないために連続圧延列には適用し難
い。
このような問題を生じることのない有利な幅可変圧延ロ
ールを提案することがこの発明の目的である。
(課題を解決するための手段) この発明は、ロール胴を駆動側と操作側とに二分しロー
ル軸方向に沿って互いに接近離隔する相対的移動を可能
として、駆動側及び操作側各ロールチョックに軸受け支
持する圧延ロールにおいて、 操作側ロール胴のロール軸中空勁部に駆動側ロール胴の
ロール軸を貫通させてロール軸方向に抜き差し可能かつ
同期回転可能にはめ合わせ、 この操作側ロール軸の操作側軸端に、回転を拘束されて
ロール軸方向の摺動のみ可能な操作側スライドブロック
をスラスト軸受けを介して装着する一方、上記駆動側軸
端には、押込軸を隣接配置して、この押込軸に駆動側ス
ライドブロックをスラスト軸受けを介して装着し、この
駆動側スライドブロックにねじブロックを締結し同期回
転運動を可能として、このねじブロックには、互いに巻
き方向が同じでピッチを異にする2種のねじを設けて、
このねじの一方は回転及び移動を共に拘束された固定ね
じブロックとねじ結合し、他方のねじは上記操作側スラ
イドブロックとねじ結合してなることを特徴とする幅可
変圧延ロールである。
ここに駆動側ロールチョックは、駆動側ロール軸をロー
ル軸操作側方向に移動させる押込装置をそなえることが
好ましい。
(作 用) この発明は、ユニバーサル圧延機の水平ロールに関し、
従来装置での問題点を全て解決するために圧延幅をロー
ルセンタを変えることなくオンラインにて任意に可変と
し、加えてロール軸、チョック、圧延幅変更装置を簡単
に着脱し得る構造とすることで前述した問題の解決を図
ったのである。
(実施例) 以下図面に従いこの発明について具体的に説明する。
第1図に、この発明の幅可変圧延ロールを備えたユニバ
ーサル圧延機の要部を示す。図中番号1は被圧延材のH
形鋼、2、2′は幅可変圧延ロール、3、3′は駆動側
ロールチョック、4、4′は操作側ロールチョック、
5、5′は水平ロールを駆動装置に接続するスピンドル
カップリング、6、6′はそれぞれ圧下及び圧上スクリ
ュー、7、7′は堅ロール、8、8′は堅ロール用チョ
ック、9、9′はサポートケースである。上下一対の幅
可変圧延ロール2、2′は、同じ構造であり、以下幅可
変圧延ロール2について説明する。
第2図に、かかる幅可変圧延ロール2を断面で示す。H
形鋼1のウェブ部及びフランジ内面の圧下を司るロール
胴は駆動側ロール胴10a及び操作側ロール胴10bとの2分
割構造とし、この駆動側ロール胴10aのロール軸11aを、
軸受け12を介して駆動側ロールチョック3に支持し、同
様に操作側ロール胴10bのロール軸11bを、ラジアル方向
の圧延反力を受けつつ回転が容易になるように軸受け13
を介して操作側ロールチョック4に支持する。なおこの
駆動側及び操作側ロールチョック3、4はそれぞれハウ
ジング14に支持される。また上記駆動側ロール軸11a
は、駆動側軸端にてスピンドルカップリング5を介し図
示しない駆動装置に接続し、この駆動装置から圧延に必
要なトルクが伝達される。
また駆動側ロール軸11aを操作側ロール胴10bのロール軸
11b中空勁部に貫通させて、ロール軸方向に抜き差し可
能かつ圧延トルクを伝達する同期回転可能にメタル15を
介してはめ合わせる。同図では滑りキー16を介して駆動
側ロール軸11aからのトルクを操作側ロール軸11bへ伝達
する場合を例としているが、これはキーに限るものでは
ない。
これらの駆動側及び操作側各ロール軸11a、11bの操作側
軸端に、この両者をロール軸方向へ相対的に移動させる
ための圧延幅変更装置を設ける。この圧延幅変更装置は
操作側ロールチョック4とボルト結合するサポートボッ
クス9a及びこのサポートボックス9aと接続するサポート
ボックス9bとの2分割構造になるサポートボックス9内
に組み込まれ、以下のような構造よりなる。
まず操作側ロール軸11b端部には、圧延時のスラスト荷
重を受けるためのスラスト軸受け17及びロードセル18を
はめ合わせ、このスラスト軸受け17を介して操作側スラ
イドブロック19を装着する。この操作側スライドブロッ
ク19には、後述するねじブロック25と嵌まり合うねじを
設ける。またこの操作側スライドブロック19の回転を拘
束しロール軸方向の摺動のみを可能とすべく、例えば操
作側ロールチョック4をサポートボックス9に、キー又
はスプライン等によってはめ合わせる。
一方駆動側ロール軸10a端部には、その軸延長方向に、
この軸端部の球面rとはまり合う押込軸20を隣接配置
し、この押込軸20には、スラスト軸受け21及びラジアル
荷重を受けるためのラジアル軸受け22、23をはめ合わ
せ、このスラスト軸受け21及びラジアル軸受け22、23を
介して駆動側スライドブロック24を装着する。この駆動
側スライドブロック24には、ねじブロック25を接合し同
期回転すべく締結している。このねじブロック25には、
互いに巻き方向が同じでピッチを異にする2種のねじを
設けて、このねじの一方は、サポートボックス9bに組み
込まれて回転及びロール軸方向の移動をねじやキー等で
拘束された固定ねじリング26とねじ結合し、他方のねじ
は上記操作側スライドブロック19とねじ結合している。
この2種のねじのピッチは、通常は固定ねじリング26と
結合するねじ27をP1とすると、操作側スライドブロック
19と結合するねじ28を2P1として、ねじブロック25の1
回転あたりの送り量を1対2とする。これは以下の理由
からである。ロール胴長Wを変化させるためには、駆動
側ロール軸11aと操作側ロール軸11bとをロール軸方向に
移動させる必要がある。そこでねじブロック25を回転さ
せると、このねじブロック25は固定ねじリング26とねじ
結合しているためにロール軸方向に移動しこのねじブロ
ック25と締結する駆動側スライドブロック24、さらには
押込軸20が同期して動くことによりまず駆動側ロール軸
11aはロール軸方向駆動側(矢印方向)に移動させるこ
とができる。ただし押込軸20と駆動側ロール軸11aとは
球面rで接触しているだけなので、ロール軸方向操作側
(矢印と逆方向)に駆動側ロール軸11aを移動させるた
めには、後述する押込装置を用いる必要がある。一方ね
じブロック25とねじ28で結合している操作側スライドブ
ロック19は回転運動ができずロール軸方向の摺動のみ可
能なので、ねじブロック25の回転によりねじブロック25
の動きとは反対方向のロール軸移動を行う。その移動量
は、ねじブロック25がねじ27のピッチP1だけ例えば駆動
側に移動したとすると操作側スライドブロック19はねじ
28のピッチ2P1だけ操作側に移動することにより、操作
側ロール胴10bはP1だけ移動したことになって結局ねじ
ブロック25の1回転により駆動側及び操作側各ロール胴
10a、10bは、ロールのセンタを変えずにセンタ中心にP1
ずつ移動することになるのである。
このねじブロック25を回転させるために、駆動側スライ
ドブロック24の端部の切込溝29に爪リング30が嵌まり込
み、この爪リング30に減速機31、電動モータ32を連結す
る。
また幅可変ロールであるため、駆動側ロール胴11aと操
作側ロール胴11bとの間に隙間ができてスケールや水が
入り込むおそれがあるのでロール胴間にはスケールシー
ル33が設けてある。
さらに駆動側ロールチョック3にそなえた押込装置34
は、例えば第3図に示すように、駆動側ロールチョック
3内に駆動側ロール軸11aに向け延びるスライドロッド3
5を、ブッシュ36を介して駆動側ロール軸11aの軸心と平
行に配置し、このスライドロッド35の一端部にはローラ
37を設ける一方、他端には固定された液圧シリンダ38と
組み合うプランジャ39を接続してなる。
次いで圧延幅の変更動作について説明する。
まず第2図中に示したロール胴長Wを広げる場合は、電
動モータ32を作動させると減速機31、爪リング30が回転
して、この爪リング30と嵌まり合う駆動側スライドブロ
ック24及びこの駆動側スライドブロック24とねじ締結す
るねじブロック25が回転する。すると、このねじブロッ
ク25は、回転及びロール軸方向移動を拘束された固定ね
じリング26とねじ27でねじ結合しているためにロール軸
駆動側へ移動する。ねじブロック25と締結する駆動側ス
ライドブロック24はスラスト軸受け21を介して押込軸20
に装着しているのでねじブロック25と同量だけ押込軸20
は移動して、この押込軸20に隣接配置した駆動側ロール
軸11a、さらには駆動側ロール胴10aも同量だけロール軸
方向駆動側に移動する。一方ねじブロック25とねじ28で
ねじ結合する操作側スライドブロック19は、回転を拘束
されてロール軸方向に移動可能であるため、ねじブロッ
ク25の回転、移動に応じてこのねじブロック25とは反対
方向(ロール軸操作側)に移動する。この操作側スライ
ドブロック19はスラスト軸受け17を介して操作側ロール
軸11bに装着しているので操作側スライドブロック19の
動きと同方向に同量だけ操作側ロール胴10bも移動す
る。なおねじブロック25のねじ27のピッチがP1のときに
ねじ28のピッチを2P1とすれば駆動側及び操作側両ロー
ル胴10a、10bは同量だけ相反する方向に移動する。
次にロール胴長を狭める場合には、電動モータ32をロー
ル胴長を広げる場合と逆に回転させる。すると操作側ロ
ール胴10bはロール胴長が狭まる方向に移動する。しか
し駆動側ロール胴10aの駆動側ロール軸11aは、軸端の球
面rを介して押込軸20と接触しているだけなので、駆動
側スライドブロック24、押込軸20が移動したとししても
ロール胴長が狭まる方向に移動させることはできない。
したがってまず上記の動作で押込軸20を移動させて押込
軸端の球面座を所定の位置にセットする。次いで駆動側
ロールチョック3に設けた押込装置34を作動させる。す
なわち液圧シリンダ38と組み合うプランジャ39を押出す
方向に作動させると、このプランジャ39に接続するスラ
イドロッド35、ローラ37も同方向に移動し、ローラ37が
駆動側ロール軸11aの端面に接触してこの駆動側ロール
軸11aを押込むことによりこの駆動側ロール軸11aはロー
ル胴長が狭まる方向に移動する。駆動側ロール軸11aの
軸端の球面が押込軸20の球面座と接触し、液圧シリンダ
38の圧力が上昇するのを検知することで駆動側ロール軸
11aの位置決めは完了する。
また圧延幅変更装置は、第2図におけるサポートボック
ス9b内に内蔵されていて、このサポートボックス9bは、
第4図に示すようにロックピン40、ロックバー41、スプ
リング42、ロックシリンダー43からなるロック装置でサ
ポートボックス9aと接合し、このロック装置の解除でサ
ポートボックス9a、9bは容易にその接合面で切り離しが
できるので圧延幅変更装置は容易にロール本体から分
離、組立てをすることができる。
(発明の効果) かくしてこの発明によれば、幅可変圧延ロールに関し、
以下に述べるような格段の効果を得ることができる。
a)ロールの幅変更をオンラインにて遠隔操作で任意に
できる。
b)ロールの幅変更をロールセンタを中心に左右に同じ
量だけシフトすることもできるのでタンデム圧延機列に
容易に適用できる。
c)ロール摩耗が生じても幅変更により一定寸法の製品
が得られる。
d)ロール組替えをせずにサイズの異なる製品を作るこ
とができる。
e)ロールと圧延幅変更装置が短時間に容易に分離、組
立ができるのでロールの数に比し、幅調整装置が少なく
てもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の幅可変圧延ロールを備えたユニバ
ーサル圧延機の要部説明図、 第2図は、この発明の幅可変圧延ロールの断面図、 第3図は、駆動側ロールチョックに設ける押込装置の一
例を示す断面図、 第4図は、ロック装置の要部を示す図、 第5図は、ユニバーサル圧延機によるH形鋼の圧延説明
図、 第6図は、従来のオフライン幅可変圧延ロールの断面図
である。 1……被圧延材 2,2′……幅可変圧延ロール 3、3′……駆動側ロールチョック 4、4′……操作側ロールチョック 10a……駆動側ロール胴、10b……操作側ロール胴 11a……駆動側ロール軸、11b……操作側ロール軸 16……スラスト軸受け 19……操作側スライドブロック 20……押込軸、21……スラスト軸受け 24……駆動側スライドブロック 25……ねじブロック

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロール胴を駆動側と操作側とに二分しロー
    ル軸方向に沿って互いに接近離隔する相対的移動を可能
    として、駆動側及び操作側各ロールチョックに軸受け支
    持する圧延ロールにおいて、 操作側ロール胴のロール軸中空勁部に駆動側ロール胴の
    ロール軸を貫通させてロール軸方向に抜き差し可能かつ
    同期回転可能にはめ合わせ、 この操作側ロール軸の操作側軸端に、回転を拘束されて
    ロール軸方向の摺動のみ可能な操作側スライドブロック
    をスラスト軸受けを介して装着する一方、上記駆動側軸
    端には、押込軸を隣接配置して、この押込軸に駆動側ス
    ライドブロックをスラスト軸受けを介して装着し、この
    駆動側スライドブロックにねじブロックを締結し同期回
    転運動を可能として、このねじブロックには、互いに巻
    き方向が同じでピッチを異にする2種のねじを設けて、
    このねじの一方は回転及び移動を共に拘束された固定ね
    じブロックとねじ結合し、他方のねじは上記操作側スラ
    イドブロックとねじ結合してなることを特徴とする幅可
    変圧延ロール。
  2. 【請求項2】駆動側ロールチョックは、駆動側ロール軸
    をロール軸操作側方向に移動させる押込装置をそなえる
    請求項1記載の幅可変圧延ロール。
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