JPS61274113A - スラスト軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、引張シ曲げ矯正機のワークロール、圧延機の
小径ワークロールなど、小径ロールのスラスト負荷装置
に係シ、特に、大容量のスラスト負荷能力をもつ軸受に
関する。

〔発明の背景〕

テンションレベル、薄板用圧延機では益々、板厚が薄く
、且つ、硬い材料を取扱う要求が増しておシ、その結果
、ロールの小径化が推進されている。ここで、その障害
となるのはスラスト軸受の寿命である。ラジアル軸受は
大径のバックアップローラによシ、強度的に余裕をもっ
て支持できるが、スラスト軸受は、バックアップローラ
との干渉のため原則的には、ロール径よシも外径を小さ
くおさえる必要がある。スラスト負荷能力はロール径の
二乗に比例して大きくなるが、スラスト負荷は、ロール
径が小さくなってもち一！シ減らない。

場合によっては増すこともある。従って、小径で大容量
のスラスト軸受の必要性は大きい。

従来のスラスト軸受は、例えば、第６図に示すように、
一方のシート１４がロール１、他のシート１３が固定部
に取付ける構造となっている。これでは、ロール１が上
・下方向に変位したときには両方の芯にずれが生じ、ス
ラスト軸受として、有効に機能しない。そこでこれらの
欠点を防止するため、両方のシー）１３．１４を、例え
ば、ロール１側に組込んだものが、特開昭５７−１７３
２７号公報である。この方式ではラジアル軸受を別に設
けてあシ、複雑な構造となっている。このラジアル軸受
を省略し六、非常にシンプルな構造例が、特開昭５４−
１３３４６９号公報である。これでは大径の鋼球−個を
多数の小径の鋼球で支持したものである。この場合は大
径と小径の球の接触部のヘルツ応力が非常に高くなシ、
比較的小さいスラスト負荷にしか耐えられなかった。

本発明では、このスラスト負荷能力は球と球の凸の曲率
で接触したためであることに着目し、この球の運動解析
を行ない、大径の球を逆の凹の曲率のものでも可能との
見通しを得たもので、これＫより、従来品の数倍以上の
高スラスト負荷能力をもつ。スラスト軸受の用途を得た
ものである。

第６図の従来のスラストベアリングは外輪１３と内輪１
４の別々のユニットで構成されていた。

これをワークロールに用いるとロールを上下する際に、
芯すれといった不都合を生じることから、ワークロール
自体にスラストベアリングを組み込むことが必要となっ
た。第３図は従来のスラスト軸受の断面図である。

〔発明の概要〕

本発明の要点は、小径のワークロールのスラスト力を受
けるのに、小径のワークロールの外径と同じ程度の径と
いう限られたスペース内に、スラスト軸受を組み込み、
言らに大きいスラスト力を受けることを可能にする。

〔発明の実施例〕

本発明を第１図と第２図よシ説明する。

第１図は、鋼球８の保持筒３がロール１に固定されて、
ロール１と共に回転するものである。構成は、ロール１
の端部に片側をゆるやかな球面にしたシート板４がめた
シ、次に鋼球８ｆｔ−接触させ、その鋼球８を片側をゆ
るやかな球面にしたシート板１０に接触させ、これらを
保持筒３の中に組み込みシート板１０の球状面を固定面
７にあて、スラスト力を受ける。

ｔａ２図は、ロール１の端部にラジアル軸受１１をスナ
ップリング１２で固定し、ロール１の端面に鋼球８を当
て、その鋼球８にシート板１０を当てて、これらを片面
がゆるやかな球状の面を持ったキャップ状の保持筒３に
組み込んだもので、保持筒３の球状面を固定面７に当て
てスラスト力を受けるが、この実施例の、第１図の実施
例との相−・、 遠点は保持筒３がロール１と共に回転せずに停止］；−
２ ルていることである。これら二つの実施例に共通する従
来のスラスト軸受への改良点は、いずれも鋼球８の他の
部品への接触面が鋼球８の半径よシ、凹面で且つ大きい
半径をもつ球面となっているため、点接触より広い面積
をもって受けられることによシ、従来のスラスト軸受の
大径鋼球と小径鋼球の点接触によるヘルツ応力を低くシ
、鋼球の焼きつきを防ぎ、よシ高いスラスト力を受ける
ことを可能にした。また、第７図はワークロール径３０
ｍ用のスラスト軸受について運転可能な条件をテストで
確認したものである。同じワークＦ　−ル径であれば、
二倍以上のスラスト荷重に耐えることができることを確
認した。言らに、スラスト荷重を同じにすればワークロ
ール径の小径化、スなわち、薄板高硬度用のテ／ション
レベラを可能とすることになる。

第５図によシ、その運動を解析してみる。保持筒３１ｗ
ｚの角速度で回転させた時の小径鋼球５の各Ａ、Ｂ、Ｃ
，Ｄ点での速度を考えると、・・・・・・・・・（１） が成シ立ち、Ｖｏ　、Ｗｘ　、Ｗｒは求められる。

このことから、大径鋼球６は静止していても、小径鋼球
５は、大径鋼球６上をころがシ運動をすることができる
。このように、大径鋼球６は必らずしも球形である必要
はなく、球面であってもよい。第４図（ａ）の球と球の
モデルと第４図（ｂ）の球と球面の接触の場合のヘルツ
応力を比較すれば、ヘルツ応力の式 σｃ　＝０．６１６　Ｘ　（ＰＸＥ”／に♂）　　　　
　・−・−・（２）第４図（ａ）では、 Ｋｏｌ＝Ｄ　ｔ　Ｘ　Ｄ　ｚ／　（Ｄ　１＋Ｄ鵞）　　
　　・・・・・”（８）第４図（ｂ）では、 Ｋｎｔ＝Ｄ＋ＸＤｔ／ＣＤ＋　　Ｄｓ）　　　　・・・
・・・・・・（４）でＫＤＩ＜ＫＤＩとなシ、球と球の
接触よｐ球と球面の接触かヘルツ応力は低い。９は球面
。

言らに、従来例と本発明の実施例よ多数値比較すれば、 （１）従来例（球と球の接触） ｐ、＝φ＆７３．０ｓ＝１９．０５ Ｋｏ＋＝８．７３　Ｘ　１９．０５／　（８，７３＋１
９．０５）キロ　　　　　　　　　　・・・・・・・・
・（５）（２）本発明の実施例（球と球面の接触）ＤＩ
＝φ１２．ＤＩ＝φ９．５２５ ＫＤ！＝１２Ｘ−’９．５２５／（１２９，５２５）中
４ａ２　　　　　　　　　　・・・・・・・・・（６）
したがって Ｋ　Ｄ２　／　Ｋ！ｌ　ｔ　＝　Ｐ雪／　Ｐ　ｔ　＝　
７．７　　　　・・・・・・・・・（７）このＰｚ／Ｐ
ｔがスラスト負荷能力であるから、本発明例では、従来
例に比較して約８倍のスラスト力を受けることができる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、小径ワークロールにおいて、よシ大き
なスラスト力を受けることが可能になり、ワークローラ
の小径化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例で鋼球の保持筒がロールに固
定されている断面図、第２図は、本発明における鋼球の
保持筒の先端部が固定荷重受面にあたっている断面図、
第３図は、従来のスラスト軸受の断面図、第４図は、鋼
球のヘルツ応力を比較するために用いるモデル図、第５
図は、従来のスラストベアリングの一例の運動解析説明
図、第６図は、従来のスラストベアリングの断面図、第
７図は、スラス）ｉｌｌｌ受についてのテスト結果を示
す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中空円筒状の保持体の一方の端部をロール軸端部に
   ロールと共に回転可能に取りつけ、前記保持体の中に片
   面が前記ロール軸端部と接するシート板の他方の片面に
   接する複数個の小径鋼球を保持し、言らに片面が複数個
   の他の小径鋼球を受け、もう一方の面をなめらかな球状
   とした部品で構成したことを特徴とするスラスト軸受。 ２、特許請求の範囲第１項において、軸受部をなめらか
   な球状とし、小径のボールと接触させ、一方、スリーブ
   をコロガリ軸受を介して軸に取り付け、前記スリーブの
   内部にボールの端面と接触するシートを設けたことを特
   徴とするスラスト軸受。