JPS62282715A - 圧延機用ロ−ルの油膜軸受系統の異常診断方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 一般に金属ストリップを圧延する圧延機のロール用軸受
としては油膜軸受、例えばモーボイル軸受、メスタ軸受
が使用されている。

これら軸受は高速高荷重に耐える以外に摩耗、金属疲労
が極めて少ないため軸受寿命が非常に長い利点がある。

一方低速高荷重下においては油膜が薄くなり、油膜が破
断する場合がある。また圧延開始時には油膜が形成され
ないので軽圧下でスタートする必要がある。

つまり、油膜軸受は、圧延速度がＯすなわち停止中の油
膜厚さは０であり、圧延速度の増加に伴って、油膜が形
成されるという特性がある。

圧延機のスタート時は、油膜がなく、摩擦係数が増大す
る。このため、圧延開始時は、無負荷あるいは、負荷を
軽減してスタートするのが、一般的である。高圧下での
スタートの場合には、軸受を傷つける恐れがあるので、
動力を大きくして、強引に回すことは好ましくない。

従って、低速高荷重においてのみ約７００　ｋｇ　ｆ　
／　ｃｎｌＧ以上の高圧油を加えるハイドロスタティッ
ク方式の油膜軸受が用いられる傾向になる。

ところでハイドロスタティック方式の油膜軸受系統には
、７００１ｑｒｆ／ｃａｌＧもの高圧が働くこと、また
圧延が定常状態になれば、油圧は高圧から低圧に切り替
えることにより衝撃が発生することなどの点から圧延速
度が増せば、油膜軸受による油膜の形成が十分行われる
のでハイドロスタティック装置による補助が不要となる
。このため、例えば、２００ｍｐｍ以下の時だけ、ハイ
ドロスタティック装置を作動させ、両者を併用するとい
う使い方をする。ポンプのＯＮ　−ｏｐＦにより配管系
統内の圧力はＯｋｇｆ／ｃｉとＭａｘ　７００　ｋｓｒ
ｆ／ｃ＋Ｉｌと急激に変化する。

この長期的な使用により、くり返しによる疲労破壊振動
によるネジ部のゆるみ等、軸受に潤滑油を供給するポン
プ部での油のリーク、配管及びフレキシブルホース自身
の損傷、継手の損傷、軸受給油孔付近における損傷など
のトラブルが発生することがある。

この場合には潤滑油が正常に供給されないことから軸受
の油膜厚みが薄くなり圧延中にロール偏心量が大きくな
って被圧延材の板厚精度を劣化させたり、あるいは油膜
軸受を構成するスリーブとブッシングが接触して摩耗し
たり、焼付きが発生する不利があった。

この発明は、上記の如き、ハイドロスタティック方式の
油膜軸受を有する圧延機で生じる油膜軸受系統の異常を
診断するのに便利な方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、ハイドロスタティック方式の油膜軸受を備えた圧
延機の油膜軸受系統のトラブルを予防する方法としては
、軸受を経た戻り油の温度上昇を検知して異常の有無を
判断するかあるいは戻り油中に損傷した軸受の金属成分
の混入がないかどうかを確認することにより異常の有無
を判断していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の如き従来の方法においては、軸受
の異常に気付いたときには既に軸受が焼損しているなど
、手遅になっている場合がほとんどで、このような事故
を未然に防止するには至っていないのが現状であった。

上述したような従来の問題点、すなわちハイドロスタテ
ィック方式の油圧軸受を備えた圧延機における油膜軸受
系統の異常の有無を早期に診断し、致命的なトラブルの
防止を回避するのに有利な方法を提案することが°この
発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、ハイドロスタティック方式の油膜軸受に支
えられたロールを有する圧延機の油膜軸受系統の異常を
診断するに当たり、油膜軸受に潤滑油を加圧下に供給し
て油膜を形成させた状態でロールに所定の圧下刃を加え
、ついで潤滑油の供給を停止してこれに由来する圧下刃
の減少分を算出し、この圧下刃の減少分とミルばね定数
から該軸受の油膜厚みを求め、この油膜厚みとあらかじ
め設定された咳軸受の油膜厚みとを比較することにより
異常の有無を診断することを特徴とする圧延機用ロール
の油膜軸受系統の異常診断方法である。

第１図は、油膜軸受（モーボイル軸受）の縦断面の模式
で、圧延機のバックアンプロールにこの油膜軸受を装着
した状態について示した。

圧延機のバックアップロール１のテーパーネック部１ａ
に油膜軸受２を装着するようになっている。３はスリー
ブでテーパーネック部１ａに脱着を容易にするためテー
パー状になっている。また４はブッシングで、スリーブ
３の外周に嵌合し、このブッシング４とスリーブ３との
間隙に圧油が供給されて、油膜軸受を構成する。また５
は軸受箱、６はスリーブ押さえ、７はスラスト軸受、８
はエンドプレート、９はロックナンド、１０はハーフリ
ング（半割りのもの２ケ）であり、スラスト力をロック
ナツト９を介してロール軸端溝部で受けるようになって
いる。尚１１はネックシールである。このよ“うな油膜
軸受のスリーブ３とブッシング４との間への圧油の供給
はブッシング４側から供給するようになっている（第２
図参照）。

また第２図は圧延機における油膜軸受を含めた潤滑油の
供給系統を模式で示したもので、図において１２は給油
ポンプ、１３はモータ、１４は油圧コントロールスイッ
チ、１５は圧力計であり、１６は温度計、１７はサーキ
ュレーションノズル、そして１８はリリーフバルブであ
る。また１９はチェックバルブ、２０は圧力計、２１は
潤滑油供給管、２２はフレキシブルホース、２３は作業
ロールである。この発明はこのような圧延機の油膜軸受
系統での異常の有無を早期に診断して咳軸受の焼付きな
どの事故を未然に防止しようとするものである。

（作　用） この発明は油膜軸受に潤滑油を所定の加圧下で供給して
油膜をまず形成させる。次に上記油膜を形成した状態で
圧延機の作業ロールに所定の圧下刃（ｐ＋）を加える。

次に咳軸受への潤滑油の供給を停止し、この時の圧下刃
（Ｐ、）を測定する。そして、この圧下刃（Ｐ２）と油
膜を形成させた状態における圧下刃（Ｐｌ）とから、圧
下刃の減少分ΔＰ　（＝Ｐｌｈ（ＴＯＮ）　）　　を求
める。

次に、この圧下刃の減少分（ΔＰ）と、ミルばね定数か
ら咳軸受の油膜厚み（ΔＴ）を下記式にて求める。

２に ΔＴ：油膜厚み（ｗｍ） Ｋ　：ミルばね定数（ＴＯＮ　／１璽）ΔＰ：圧下刃の
減少分（ＴＯＮ） そして、あらかじめ設定された油膜厚み（ΔＴ’）と上
記実測により求めた油膜厚み（ΔＴ）とを比較して油膜
軸受系統の異常の有無を診断する。

ここで異常の有無の判断基準としては正常時の油膜厚み
を１００％とした場合、油膜厚みが１００％以下７０％
までを軽故障とし、また油膜厚みが７０％以下を重故障
とする。

例えば圧下刃７００　ＴＯＮの場合、ミルばね定数に＝
３００７ＯＮ　７１ｍにおいて 正常時　　　　　　ΔＰ　＝６０７ＯＮ（ΔＴ＝ｌＯＯ
μｍ） 異常（軽故障）　　ΔＰ＝４０〜６０ＴＯＮ（ΔＴ＝７
０〜１００　μｍ　） 異常（重故障）　　ΔＰ　＝４０７ＯＮ以下（ΔＴ＝７
０μｍ以下） を別途定めておく。

次に上述した過程を経た結果、該軸受に異常が認められ
た場合には、不具合箇所を探し出し処理する。

次に再び上述した工程を繰り返して、油膜厚み（八Ｔ）
を求め、この油膜厚み（ΔＴ）と標準状Ｂ（あらかじめ
設定された油膜厚み）における油膜厚み（ΔＴ’）との
比較を行い油膜軸受系統の機能が正常に戻ったことを確
認する。

この発明は以上のように油膜軸受系統の異常を咳軸受の
油膜厚みを求めることにより容易に判定することができ
るので、軸受の焼付や被圧延材の板厚精度の劣化を効果
的に防止することができるのである。

（実施例） 油圧圧下装置を備えた６段圧延機を用いてこの圧延機の
油膜軸受系統に異常がないかどうか調べた。

第３図は６段圧延機における油圧圧下装置の制御系統を
示すものであり、まずこの図について説明する。

図において２３は操作盤、２４は制御装置、２５はサー
ボバルブ、２６はロードセル、２７はポンプ、２８はマ
グネットスケールであり、２９は圧下ラム、３０はバッ
クアップロール、そして３１は作業ロールである。

この圧延機は、圧延機ハウジングの下部に設置しである
メインジヤツキの圧下ラム２９の位置を操作盤２３の指
令に基づき、制御装置２４にて制御する。

尚、ロードセル２６で検出される圧延荷重と、マグネッ
トスケール２８で検出される圧下ラム２９の位置が制御
装置２４にフィードバックされ、操作盤２３の指令値に
なるようにサーボバルブ２５により、ポンプ２７からの
油量が制御される。圧延機の操作側、および駆動側を同
時に昇降させる仕組みになっしいる。

また圧延機の下部にはマグネットスケール２８を設けて
あり、このマグネットスケール２８によって圧下ラム２
９の昇降位置を検出し、制御盤２３ヘフイ一ドバソク信
号を送り、所定の位置で圧下ラム２９を停止するように
なっていて、以降昇降指令がない限り圧下ラム２９をこ
の位置で常に保持するよう制御する。

作業ロール３１に負荷されている圧下刃は圧延機上部に
設けであるロードセル２６により計測し、制御盤２３あ
るいは操作盤上に表示される。

このような圧下装置を備えた圧延機において、まず圧延
機の油膜軸受に潤滑油を供給した。

次に咳軸受に潤滑油を供給している状態で、圧下刃７０
０　ＴＯＮに設定した。

つまり、操作盤２３より圧下ラム２９に昇降指令を出し
てロードセル２６の読み（圧下刃ＰＩ）が７００ＴＯＮ
になるまで圧下ラム２９を作動させた。

次に咳軸受への潤滑油の供給を停止して油膜が形成され
ない状態におけるロードセル２６の圧下刃の読みを、測
定したところ（Ｐ２）　６７０　ＴＯＮであった。

この時の圧下刃の減少分（ΔＰ）は、３０　ＴＯＮであ
った。

次にこの圧下刃の減少分とあらかじめ測定したミルばね
定数（３００ＴＯＮ　／１ｍ）より、油膜軸受の油膜厚
みを求めたところ５０μｍであった。

この圧延機に備えた油膜軸受の標準状態（あらかじめ設
定された油膜厚み）での油膜厚みは１００μｍであるか
ら、軸受の供油系統を点検したところブツシュ４の給油
口に取付けである０リングが破損していて、ここから油
がリークしていることがわかった。

そこでこのＯリングを取替え再び上記の如き手順により
油膜厚みを求めたところ正常な油膜厚みが得られた。

（発明の効果） この発明によればハイドロスタティック方式の油膜軸受
を備えた圧延機における油膜軸受系統の異常を容易に診
断することが可能であるから軸受の焼付きなど、被害が
大きくなる前にその修復ができるので、メンテナンス費
用の削減、圧延機の停止時間の短縮による生産性の向上
、板厚精度の維持などを図ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、モーボイル軸受の縦断面図、第２図は、油膜
軸受の給油系統図、 第３図は、実施例に用いた圧延機の油圧圧下系統を示す
模式図である。 特　許　出　願　人　　　川崎製鉄株式会社第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハイドロスタティック方式の油膜軸受に支えられた
   ロールを有する圧延機の油膜軸受系統の異常を診断する
   に当たり、 油膜軸受に潤滑油を加圧下に供給して油膜 を形成させた状態でロールに所定の圧下刃を加え、つい
   で潤滑油の供給を停止してそれに由来する圧下刃の減少
   分を算出し、この圧下刃の減少分とミルばね定数から該
   軸受の油膜厚みを求め、この油膜厚みとあらかじめ設定
   された該軸受の油膜厚みとを比較することにより異常の
   有無を診断することを特徴とする圧延機用ロールの油膜
   軸受系統の異常診断方法。