JPS6043203B2 - ロール支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、広い意味では圧延ロールの支持装置に関し、
詳しくいえば調圧延機械や製紙機械等に据え付けられる
圧延ロールのジャーナル支持装置に関するもので、ロー
ルを再研摩（または再表面仕上げ）する際にも圧延ロー
ルの支持装置として使用できるものである。

調圧延機械や製紙機械等に用いられているロールは、使
用するにしたがつて摩耗し、傷が付いてくる。

もはや生産に用いられないほど摩耗し、傷の付いたロー
ルは、ロール研削盤に移して表面を再仕上げするのが通
常の方法である。機械内において各ロールは、通常ロー
ル支持装置（以下軸箱という）内の軸受に挿入されたジ
ャーナルで支持されている。

この軸受の内径は、流体潤滑用のすきまを設けるため、
ロールのジャーナル径より０．：０１０″−０．：０５
０″″（０．２５７ｆｇｆ＆−１．２７朗）の範囲内で
大きくしてあるから、ロールを軸箱の標準軸受のみで支
持したまま研摩することは不可能である。この軸受のす
きまによつて、ロールに相当量の遊び（または横方向の
動き）が生じ、満足のいく再表面仕上げができないので
ある。ジャーナルをころ軸受で支持してみても、内輪と
外輪の間にすきまがあるので事情は変らない。このため
、再表面仕上げは、ロールを軸箱から取外し、横方向の
遊びが生じないようにロールを支持できる特殊な支持装
置付のロール研削盤に移して行う方法が普通採られてい
る。しかしながら、ロールを軸箱から取外す作業は、時
間と費用がかかるので、ロールが機械に据え付けられ正
規．に使用されるときには、潤滑に必要なすきまを軸箱
に許し、再研摩するときには軸箱を取外さなくてもロー
ル研削盤に圧延ロールを遊びなく支持できるようにする
ことが望ましい。その際に機械的な調整や補助装置を用
いないでロールを敷台に定．置できることが望ましい。
本発明は、先行技術、米国特許第３，２２７，４９９号
をさらに発展させ、再研摩（再表面仕上げ）作業の間は
圧延ロールを油圧軸受のすきまの範囲内に保持し、圧延
作業の間は圧延ロールを標準円す・いころ軸受のみで支
持する手段を提供するのが目的である。

本発明は、複式の軸受配置を用いて圧延ロールを支持す
る。

すなわち、正規の圧延作業の際にロールを支持する円す
いころ軸受と、半径方向を向いて円周まわりに配置され
ている油圧軸受ピストン列とを有する軸箱内に圧延ロー
ルのジャーナルが支持されている。圧延ロールの再研摩
をするときは、圧延ロールをその正規の軸受で支持した
まま油圧軸受ピストンを加圧して、作動油の薄膜の厚さ
程度のわすかなすきまで圧延ロールを支持する。

このような方法を用いているから、円すいころＬ軸受の
もつ正規のすきまは、再研摩作業の妨げとはならない。

第１図について説明すると、ロール研削盤１０の一組の
軌条１２上には、既存の方法で位置移動する往復台１４
が置かれ、その往復台１４には、ベルト２０を介してモ
ータ１８で駆動される砥石１６が据え付けられている。
ベッド２２は軌条１に対してロール２４を平行に据え付
けることができ、モータ２６はロールを再研摩するとき
のロール駆動用であり、またロール２４を調心するため
のセンタ２８が設けられている。圧延機械、製紙機械、
あるいは類似機械に組み込んで正規に使用するときは、
ロール２４の各端を１対の軸箱３０で支持して取り付け
る。

このため機械には軸箱３０を支持するための通常の支持
部が設けられている。ロール２４の表面を再研摩する必
要があるときには、軸箱３０を付けたままで、ロール２
４を機械から取り外し、第１図および第２図に示すよう
に両軸箱３０は支持部３２の上に据え付けられ、この支
持部３２はベッド２２で支持されている。

ロール２４の質量は大きいから、軸箱３０を支持部３２
の上にのせるだけでよい。ロール２４の適正な位置決め
は、支持部３２を介して軸箱に結合した調整ねじ３４に
よつてなされる。

第２図、第３図について説明すると、片側しか図示して
いないが、ロール２４の両側にはジャーナル４０があつ
て、軸箱３０によつて支持されている。

軸箱３０のフレーム４２には、貫通する開口部が設けら
れている。

ジャーナル４０のまわりには１対の環状固定用スペーサ
４４，４６がはめられ、両者の中間には１対の環状先細
形の滑り固定用部材４８，５０が配置されている。固定
用スペーサ４４，４６と先細形固定用部材４８，５０の
直ぐ外側にあるのは、環状軸受スリーブ５２である。こ
れに隣接して縦方向、ロール２４の中央側、すなわち、
ジャーナル４０の内側部分には、内輪５６、外輪５８、
およびその間番転動する多数の円すいころで構成された
円すいころ軸受５４が配置されている。

環状油圧軸受ハウジング６４に設けられた孔６１には、
１個づつ半径方向に滑動できる複数の油圧軸受ピストン
６２が配置されている。

ハウジング６４内に配置されている油圧軸受ピストン６
２の断面形状は、製作上の便宜から円形であるが、もし
、違つた軸受支持面にしたければ、別な形状にしてもよ
い。

好ましい実施例の場合には、軸受ハウジング６４の孔６
１に各１個、８個の油圧軸受ピストン６２が配置されて
いる。

ピストン６２および孔６１のそれぞれには互いに当る肩
部６３が付いており、各油圧軸受ピストン６２には軸方
向に圧油通路６８が設けられ、その圧油通路６８内には
絞り６９がはめ込まれている。各軸受ピストン６２の半
径方向内端面に設けられている軸受凹部７０は、圧油を
そこに受け入れて、回転中の軸受スリーブ５２に向けて
漏出させる。

各軸受ピストン６２の半径方向内端面は、軸受スリーブ
５２に対して、全体的に摩擦の少ない曲線からなる嵌合
潤滑面を形成するように円弧状に曲つている。

軸受ハウジング６４の円筒表面に設けられ、円周方向に
延びる供給通路７２は、隣接する各孔６１の半径方向外
端部分とフレーム４２内の圧油供給通路７４との間を連
絡し、圧油は油圧源７６からこの通路７４を通つて油圧
ハウジング６４の円周方向供給通路７２に供給される。

軸受ハウジング６４の軸方向外端面に接してエンドキャ
ップ７３が円形に並んだボルト列（図示せず）によつて
固定される。このエンドキャップ７３とフレーム４２内
に戻り油通路７８，８０，８２が設けられている。ジャ
ーナル４０の肩部９２に近接して、ナット結合用リング
がジャーナル４０にはめ込まれており、ナット結合用リ
ングの外周には、止めナット９４と組合わされるメネジ
が切つてある。

止めナット９４の外側とエンドキャップ７３の内面との
間にリングシール９５が取付けられている。

円形に配列された調整ボルト９６は、止めナットを貫通
して軸方向に延び、シム（円環リング）９８に当つてい
る。

このシム９８は、止めナット９４（および調整ボルト９
６）と環状軸受スリーブ５２の間に挿入されていて、軸
受スリーブ５２が軸方向に動かないようにするものであ
る。

ナット結合リング９０の外端面に直接接するようにして
ジャーナル４０の円周方向に切られた溝１０２に、ハー
フリング１００が挿入されている。

軸箱３０の軸受部分を囲うために、ジャーナル４０の周
囲に保護カバーが取付けられている。

第１図と第２図は、再研摩作業における砥石１６とロー
ル２４との組合せを示す。第３図の符号６５は、ジャー
ナル４０の周囲の軸受スリーブ５２と軸受ハウジング６
４間の装置のすきまである。砥石１６をロール２４の表
面に押しつけると、潤滑あるいは設計公差の必要性から
ジャーナル軸受の内径がジャーナル径より大きくなつて
いること、あるいはころ軸受自身もすきまを有している
ためにロール２４は軸箱３０に対して容易に横方向に変
位する。

本発明では、この問題を解決するために、軸受ハウジン
グ６４には複数の油圧ピストン６２（好ましい実施例で
は８個）が、さらにフレーム４２には標準ころ軸受５４
力珀−ル支持用に組み込まれている。軸受ピストン６２
の作用を第３図について説明すると、ポンプ等からなる
油圧源あるいはオリフィス７５に取付けた圧油供給用迅
速着脱金具から圧油が供給通路７４に導かれる。

圧油は軸受ハウジング６４内の円周方向通路７２に入り
、そして各孔６１の半径方向外端部に分配される。圧油
はそこから各軸受ピストン６２内の通路６８に入り、そ
の流量は流体通路６８内に設けられた絞りに応じたもの
となつて各軸受ピストン６２の半径方向内端面の軸受凹
部７０に流入する。円周方向通路７２と軸受凹部７０と
の間には、絞り６９の流体抵抗に基づく圧力低下が生じ
、個々の軸受凹部７０内の圧力は、負荷要求値の関数と
して変動する。

この圧力によつて軸受やピストン６２は半径方向内側に
押されてジャーナル４０を支持する。

次に、圧油は各軸受凹部７０から全周にわたつて外側へ
漏出して、スリーブ５２とピストン６２の間を拡がりな
がら通過してその区域を潤滑する。ここでの作動油の圧
力はほＳ゛大気圧に低下している。ジャーナル軸受の両
端の底部に集つた戻り油は、内側端部の方は主ころ軸受
、戻り油通路８０，８２を通つて、外側端部の方は戻り
油通路７８を通つて油圧系統内を再循環する。

軸受ピストン６２の半径方向内端面は、環状軸受スリー
ブ５２の外表面に対して静圧作用を与える。

先細形固定部材４８，５０は、ジャーナル４０と軸受ス
リーブ５２の間の支持物であつて、両者に強く接触して
半径方向の剛性を持たせる。

部材４８，５０はセルフロッキング方式ではなく、軸受
の検査が必要なときは、容易に分解できる。すきま調整
が必要なときは、両部材が互いに固く締る方向に動くよ
うに、止めナット９４を調整すれば、軸受スリーブ５２
に対して膨張させることができる。軸受スリーブ５２の
外端面にあるシム９８は、ロール２４の軸力が失細形固
定部材４８，５０を通して伝達されるのを避けるための
もので、ロール２４の軸力は軸受スリーブ５２を介して
止めナット９４とその結合リング９０に伝達される。

本実施例の場合、重量５，０００１ｂＳ（２，２６８ｋ
９）のロールを支持し、予備負荷かかつた状態で適正な
すきまが得られるようにするには、１，６５０ｐＳｉ（
１１５，５ｋｇ／ｃ！ｌ）の圧力を軸受ピストンに加え
れば十分である。外部負荷として、下向きに５，０００
１ｂｓ（２，２６８ｋｇ）を加えると、すきま６５は狭
くなり、下部ピストン６２は最初その孔６１内に若干押
し込まれる結果、流量が減少して軸受凹部７０内の圧力
は高くなる。

逆に上部ピストン６２は押し出されて、すきまは広くな
り流量が増加する結果、軸受凹部７０内の圧力は低くな
る。各ピストン６２（本実施例では８個）の力の垂直方
向成分は、合計するとロール２４の重量と釣合い、千分
の数インチのすきま（遊び）でもつてロール２４は支持
される。ロール２４の表面研摩の終了後、ポンプ系統を
停止すると、軸受ピストン６２はそれぞれの孔６１内で
半径方向外端に引込み、ロール２４は代つて主ころ軸受
５４で支持されるので、ロール全体はそのまま機械に移
して取付けることができる状態にある。

以上の通り、本発明によるロール支持装置は日常行われ
る機械的調整や補助装置を用いることなく、冷間圧延ロ
ールを軸箱内に定置できるばかりでなく、作動油の油膜
で支持されて研摩される際、ロールに粘性ダンピングも
与えることがわかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて構成されたロール支持装置によ
つて支持されたロールを再研摩するため取付けた状態の
ロール研削盤の平面図、第２図は第１図の線■−■に沿
つたロールジャーナルの取付部の拡大断面図、第３図は
第２図の線■−■に沿つた断面図である。 １０・・・・・・ロール研削盤、１４・・・・・往復台
、１６・・・砥石、１８・・・砥石駆動モータ、２２・
・・・ベッド、２４・・・・・・ロール、２６・・・・
・・ロール駆動モータ、２８・・・・・・センタ、３０
・・・・・・軸箱、３２・・・軸箱支持部、３４・・・
・・ねじ、４０・・・・ジャーナル、４２・・・・・・
軸箱ハウジング、４４，４６・・・・・・軸受固定用ス
ペーサ、４８，５０・・・・・・失細形固定部材、５２
・・・・・・軸受スリーブ、５４・・・・・・円すいこ
ろ軸受、６１・・・・・孔、６２・・・・・油圧軸受ピ
ストン、６４・・・・軸受ハウジング、６５・・・・・
・すきま、６８・・・・・ゼストン内通路、６９・・・
・・・絞り、７０・・・・・・軸受凹部、７２・・・・
・・円周方向通路、７３・・・・・・エンドキャップ、
７４・・・・・・圧油通路、７６・・・・油圧源、７８
，８０，８２・・・・・・戻り油通路、９０・・・・・
・ナット結合リング、９４・・・・・・止めナット、９
５・・・・・・リンａグシール、９６・・・・・・調整
ボルト、９８・・・・・シム、１００・・・・・ハーフ
リング、１０４・・・・・・保護カバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フレームと、このフレーム内に装着されて回転ロー
   ルを支持する第１軸受と、前記フレーム内に装着されて
   回転ロールを半径方向に支持する第２軸受と、フレーム
   内の第１軸受と第２軸受とを保持する固定手段とで構成
   されているロールのジャーナルを支持する装置であつて
   、前記第２軸受はその軸受ハウジング内を半径方向に滑
   動できるように配置された複数の液圧ピストンで構成さ
   れ、前記固定手段は前記ハウジングとロールジャーナル
   との間に連結されており、第２軸受の外側端部に配置さ
   れている雄ネジ付のナット結合リングと、これに組み合
   わされる止めナットと、この止めナットとハウジングの
   間に環状に置かれたエンドキャップとから成ることを特
   徴とするロール支持装置。 ２ 前記第２軸受が、さらにハウジングおよび液圧ピス
   トンの半径方向内側に配置された環状軸受スリーブと、
   この軸受スリーブとロールジャーナルの間に配置された
   １対の環状固定部材と、この固定部材を軸方向にはさん
   で配置されている１対のスペーサとを有し、その外側の
   スペーサは止めナットに隣接して配置され、内側のスペ
   ーサは第１軸受に隣接して配置されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のロール支持装置。 ３ 液圧源から液圧ピストンの半径方向外端面に圧液を
   分配するための環状溝が第２軸受のハウジングの外周に
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載のロール支持装置。 ４ 前記液圧ピストンのそれぞれに軸方向に貫通する圧
   液通路が設けられており、その圧液通路には液圧ピスト
   ン内に圧力変動が生じるように絞りが配置されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のロール支
   持装置。 ５ 軸受スリーブの表面と液圧ピストンの内側端面との
   間を潤滑するために圧液を受け入れ、そこから圧液を漏
   出させる凹部が各液圧ピストンの半径方向内側端面に設
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第３項に
   記載のロール支持装置。 ６ 前記１対の各々は、先細状となつており、またこの
   固定部材は、ロールのジャーナルと軸受スリーブの間に
   あつて、すきま調整を行うため、軸受スリーブに対して
   膨張できるように相互に滑動できる関係にあることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載のロール支持装置
   。