JPH0890040A - 高速ロッド圧延機の捻りヘッド - Google Patents

高速ロッド圧延機の捻りヘッド

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JPH0890040A
JPH0890040A JP7115304A JP11530495A JPH0890040A JP H0890040 A JPH0890040 A JP H0890040A JP 7115304 A JP7115304 A JP 7115304A JP 11530495 A JP11530495 A JP 11530495A JP H0890040 A JPH0890040 A JP H0890040A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 撚りヘッドの剛さを著しく増大し、それによ
り従来技術に関連する問題を克服し、最新しき高速度圧
延機の増大して止まない速さ要求を満たすことを可能と
する。 【構成】 撚り管がクイルにより支持されてそれと共に
回転する。撚り管には第１および第２の軸受けアセンブ
リの間でクイル軸上にある入り口部分、および第２の軸
受けアセンブリを通り且つそれを超えて突出し、クイル
軸から半径方向に離れて円形走行経路を形成する射出端
で終わる三次元的に曲がっている中間部分がある。撚り
管が第２の軸受けアセンブリを超えて突出する寸法は円
形経路の直径より小さい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に高速ロッド圧延機
に関し、特にこのような圧延機熱間圧延製品を弦巻ばね
状にリング形態に形成して冷却コンベアなどの上に載置
するのに使用する捻りヘッド（ laying head）に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の捻りヘッドを図１に１０で示して
ある。捻りヘッドはハウジング１２および第１および第
２の軸受けアセンブリ１６、１８の間に支持されてその
軸「Ｘ」の周りを回転するクイル１４を備えている。軸
受け１６、１８の中心は互いに距離「Ｂ」だけ離れてい
るそれぞれの基準平面Ｐ1、Ｐ2の中にある。第２の軸受
けアセンブリ１８の穴直径は「Ｄ」である。
【０００３】クイル１４は、より大きい直径の傘歯車２
２と噛み合う傘歯車２０を備えており、前者は周知の手
段（図示せず）により駆動される。捻り管２４はクイル
に支持されて一緒に回転する。捻り管には第１および第
２の軸受けアセンブリ１６、１８の間でクイル軸Ｘ上に
ある入り口部分２４ａ、および入り口部分から基準平面
Ｐ2 を横断して射出端２４ｃに至る三次元に曲がった中
間部分２４ｂがある。射出端は基準平面Ｐ2 から張り出
し距離「Ａ」だけ離れており、軸「Ｘ」から半径方向に
離れていて、直径「Ｆ」の円形走行経路を形成する。捻
り管はクイルから半径方向に突出する腕を備えている管
支持構造２６により保持されている。熱間圧延製品は捻
り管の入り口部分２４ａに導かれ、射出端２４ｃから直
径Ｆの連続する弦巻ばね状リング形態として放出され
る。
【０００４】図２を参照すれば、クイル、捻り管、およ
び支持構造から成る回転アセンブリが、静止状態で曲線
２８で図式的に示すように（例示の目的で示してある）
その自重「Ｗ」で傾いていることがわかる。したがっ
て、回転アセンブリの重心３０は回転軸Ｘから横に距離
「Ｙ」だけ離れていることになる。重心の横方向変位Ｙ
を極小にする程度は捻りヘッドの「剛さ」の尺度と考え
られる。
【０００５】捻りヘッドの安全動作速度は回転アセンブ
リの臨界共振速度の約６５％以下であるということが一
般に受け入れられている。臨界共振速度は横方向変位Ｙ
の平方根に逆比例して変化する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】捻りヘッドは現在約１
００ｍ／ｓｅｃの圧延機射出速度で動作している。しか
し、これら速度が１２０ｍ／ｓｅｃさらにはそれ以上に
増大するにつれて、従来の捻りヘッドは問題が発生す
る。その理由は剛さが不十分であることである。すなわ
ち、剛さが不適当であれば、回転アセンブリの臨界共振
速度が下がるばかりでなく、受け入れ不能の振動が生じ
る。
【０００７】本発明の目的は捻りヘッドの剛さを著しく
増大し、それにより従来技術に関連する問題を克服し、
最新式高速度圧延機の増大して止まない速さ要求を満た
すことを可能とすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は捻りヘッドの不
適当な剛さに寄与する主要因子は、クイルおよび捻り管
の第２の軸受けアセンブリを超えて張り出す程度である
ということを見いだしたことである。従来の捻りヘッド
では、張り出しの程度は捻りヘッドにより形成されてい
るリングの直径および第１および第２の軸受けアセンブ
リの間の軸方向間隔の両者より常に大きい。本発明によ
れば、張り出しはこれらの寸法より小さくなっており、
それにより更に高い速度に一層確実に釣り合わすことが
でき、且つ安全に動作することができる一層剛い構造が
生ずる。
【０００９】
【実施例】これまでは、速度に由来する軸受けの故障に
対して、第２の軸受けアセンブリ１８の所謂「Ｄm Ｎ
数」（平均半径×ＲＰＭ）を約１，０００，０００より
低く保持しなければならないとのが当業者の常識であっ
た。したがって、捻りヘッドのＲＰＭは必然的に、増大
し続ける圧延機射出速度と歩調を合わせて増大し、且つ
Ｄm Ｎ定格を安全限界と認められているものの範囲内に
保持するために、軸受けの穴直径が極小とされてきた。
しかし、図３に示すように、捻り管の張り出しＡの程度
は第２の軸受けアセンブリ１８の穴直径Ｄの関数であ
る。
【００１０】本発明は第２の軸受けアセンブリのＤm Ｎ
数定格を１，６００，０００に近いレベルまで５０％も
多く増大する、ということにより伝統的な考え方からは
外れている。これら高いＤm Ｎレベルでは、ＲＰＭおよ
び軸受け穴直径の双方の増大を容認することができる。
穴直径が大きくなれば、捻り管の曲がった中間部分２４
ｂをクイル１４の中に軸方向に後退させることが可能に
なる。したがって、図３に示すように、Ｄ1からＤ2まで
の穴直径を△Ｄだけ増加させれば管の張り出しをＡ1か
らＡ2まで△Ａだけ減少させることができる。張り出し
の減少△Ａにより重心３０が第２の軸受けアセンブリの
平面Ｐ2 から離れている距離「Ｃ」がそれに伴って減少
する。変位Ｙは Ｙ＝ＷＣ2Ｂ／３ＥＩ1 ＋ ＷＣ3／３ＥＩ2 ここで、Ｉ1＝クイルの断面の平均慣性モーメント、 Ｉ2＝管支持体の断面の平均慣性モーメント、 Ｅ ＝弾性係数 として計算されるから、Ｃを減らすことにより、Ｙも減
少し、それにより捻りヘッドの剛さおよび臨界共振速度
が増大することがわかる。
【００１１】Ｃの所定の値に対して変位Ｙを更に減らす
ために、第１および第２の軸受け１６、１８の間の間隔
Ｂをも可能な限り小さくすべきである。しかし、再び図
２を参照して、軸受け１８にかかる荷重は Ｒ＝Ｗ（Ｃ／Ｂ＋１） と表すことができる反作用「Ｒ」に等しいことに留意し
なければならない。
【００１２】このようにして、Ｂが減少すれば軸受け１
８にかかる荷重が増大する。これは軸受けの定格を約
１，０００，０００より低い従来のＤm Ｎ数にしてあれ
ば通常問題にならない。しかし、本発明の高いＤm Ｎ定
格では、潤滑剤の浸透に適応するために軸受けの転がり
要素の数を減らさなければならず、それにより所定荷重
に対しても軸受けの有効寿命が減少する。
【００１３】本発明によれば、第２の軸受けアセンブリ
のＤm Ｎ定格は、所定の圧延機射出速度に対して穴直径
Ｄの許容増大は張り出しＡのリング直径Ｆより小さくな
るまでの減少に順応するように高くなっている。軸受け
荷重は軸受け１６、１８の間の間隔Ｂを張り出しＡより
大きくすることにより許容限界内に維持される。
【００１４】表Ａは第２の軸受けアセンブリの穴直径の
大きさを５５０ｍｍの平均直径とし、且つ軸受けを本発
明による高いＤm Ｎ数で動作させるとき、１５０ｍ／ｓ
ｅｃの圧延機射出速度が達成することができるものを示
している。
【００１５】
【００１６】表Ａから第２の軸受けアセンブリ１８のＤ
m Ｎ定格を１，０００，０００よりかなり上まで上げる
ことにより、５００ｍｍの穴直径Ｄを圧延機射出速度１
５０ｍ／ｓｅｃで採用して１，０００−１，２００ｍｍ
の範囲のリング直径を作ることができることがわかる。
すべての場合において、張り出しＡは形成中のリングの
直径よりかなり小さく、軸受け１６、１８の間の距離Ｂ
は張り出しＡより大きい。
【００１７】これらの寸法およびＤm Ｎ数は圧延機の射
出速度および捻りヘッドにより形成中のリングの大きさ
によって変わる。しかし、本発明の中心は張り出しＡを
リング直径Ｆより短くすることである。その結果、重心
の変位Ｙは極小になり、それにより捻りヘッドの臨界共
振速度が上昇し、このため更に高い速度で安全に動作す
ることが可能になる。張り出しを小さくするのは、更に
大きい穴直径の利益を得るために第２の軸受けアセンブ
リのＤm Ｎ数定格を実質上大きくすることにより可能に
なる。軸受け荷重は軸受け１６、１８の間の間隔を第２
の軸受け１８を超えてすべての張り出しより確実に大き
くすることにより許容限界内に維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の圧延機捻りヘッドの主要構成要素を示
す。
【図２】 静止状態のもとでの捻りヘッドの回転アセン
ブリの変位を示す力図である。
【図３】 捻り管の張り出しの第２軸受けアセンブリの
穴直径に対する関係を示す。
【符号の説明】
１０ 捻りヘッド １２ ハウジング １４ クイル １６ 第１の軸受け １８ 第２の軸受け ２４ 捻り管 ３０ 重心 Ａ 張り出し距離 Ｆ 円形走行経路直径 Ｐ1、Ｐ2 基準平面 Ｙ 変位 △Ｄ 穴直径の増大量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハロルド・イー・ウッドロー アメリカ合衆国 01532 マサチューセッ ツ州・ノースボロ・グリーン ストリー ト・100

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧延機において、軸方向に少なくとも１
    ２０ｍ／ｓｅｃの速さで移動するロッドまたは類似の形
    態を成す線材製品を受け、その製品を連続する一連のリ
    ングに形成する捻りヘッドが、 長手方向の軸を有するクイル、 相互に離れていて、かつ前記軸に垂直な基準平面内にそ
    れぞれ設けられ、前記クイルを前記軸の周りを回転する
    ように支持する第１および第２の軸受けアセンブリ、 前記クイルを前記軸の周りに回転させる手段、および前
    記クイルに支持され、それと共に前記軸の周りを回転す
    る捻り管、から構成され、前記捻り管が、前記軸上の前
    記第１および第２の軸受けアセンブリの間に配置された
    中に前記製品を入れる入り口部分と、前記入り口部分か
    ら前記第２の基準平面を横切って前記製品を前記連続す
    る一連のリングとして放出する射出端で終わる三次元に
    曲がった中間部分と、を備えており、前記射出端は、前
    記軸から直角方向に離れていて円形走行路を形成し、前
    記第２の平面から前記円形走行路の直径より小さい張り
    出し距離だけ離れていることを特徴とする捻りヘッド。
JP7115304A 1994-04-26 1995-04-18 高速ロッド圧延機の捻りヘッド Expired - Lifetime JP2739636B2 (ja)

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