JPS6293012A - 圧延用組立ロ−ル - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧延用ロール、特にシャフトおよび該シャフ
トに外嵌一体化されるスリーブとから成る組立ロールと
して、スリーブとシャフトの組立および取外しの作業性
を改善するとともに、スリーブの割損事故を防止した゛
ものに関する。

（従来の技術） 圧延用ロールとして、ロール主体であるシャフト外周面
上に、圧延作業を行なうスリーブを外嵌させる型式は例
示するまでもなく周知であり、圧延に適した材質の選択
が自由であること、スリーブ（７）　交ｆａが可能であ
ることにおいて、大きな利点を持つものである。この種
組立ロールにおいて最も一般的な手段は、スリーブをシ
ャフトに対して焼ばめする方式であり、第４図に１例を
示すように、スリーブ１をシャフト２上に焼ばめ一体化
するのである。そのカロエに当っては、スリーブ′１の
内径とシャフト２との外径に、予じめ伝達トルクから計
算して設定された焼ばめ代を付ける必要があり、特にそ
のスリーブ１の内径の加工精度が問題である。またこの
種ロールではスリーブ１が摩耗して廃却径となれば、新
しいスリーブと交換し、シャフト２を再利用するのが通
常の使用法であるが、このさい一旦焼ばめしたスリーブ
１の取外しは、溶断あるいは切削手段を必要とし、かつ
スリーブの肉厚が薄いものや、長尺物の場合には溶断が
出来ない等の事情があり、また組立および取外しの焼ば
め炉等の加熱装置も必要とする。従って組立ロールが廃
却されると、通常ロールはメーカーに返送され、メーカ
ーにおいて古いスリーブを取外した後、シャフトを再利
用して新しいスリーブを組立し、ユーザーに送るのが慣
例である。また焼ばめ方式に代る機械的な組立構造によ
るものもある。例えば特開昭５２−１３３０６５号公報
に開示されたものであって、その詳細構造は公報記載に
譲るが、スリーブが締付リングを介してシャフト縦軸方
向に、押圧力により締付けられ、かつスリーブと締付リ
ングとの接合面を、シャフト中心に向って、内開きまた
は外開きに傾斜したテーパ接合面としたものであり、ス
リーブ内周面とシャフト外周面との間には環状間隙を有
し、かつスリーブ素材を超硬合金材としたものである。

（発明が解決しようとする問題点） 従来技術における焼ばめ方式においては、スリーブ取外
しに当って、溶断あるいは切削等の手段が必要とされる
のみならずミ加熱装置も必要とされるし、メーカーに返
送して再処理加工を依願する等、作業性やコストの点で
不利である他、スリーブ内面には鋳造時および熱処理時
に発生する引張りの残留応力があり、これに焼ばめ応力
が加わるため、その稼動中に内面を起点とするスリーブ
割損事故を生じ易い事も、よく知られている欠点である
。また機械的な組立構造方式として例示した特開昭５２
−１３３０６５号公報に開示されたものでは、スリーブ
の着脱は焼ばめ方式に比し有利であるが、次の点におい
て問題点がある。即ち、同号公報における添附図面第１
．２．３図に示された各実施例における（以下符号は各
図付記に従う）、スリーブ５とリング１７のテーパ接合
面が内開き型の場合、スリーブ５の外面、内面に圧縮応
力が発生するが、スリーブ５に接触しているリング１７
が押付力の反作用として、外面方向に拡がることは不可
避であり、リング１７の内面とシャフト１の外面とが非
接触状態になり、大きな圧延荷重や圧延トルクが掛る形
鋼圧延用等には用いることが出来ず、その用途が制約さ
れるのみならず、添付第４図に示されたテーパ接合面が
外開き型の場合、スリーブ５、しリング１７との接触部
において、圧延荷重および圧延トルクを支持する際、リ
ング１７側の締付力によって、焼ばめの場合と同様、ス
リーブ割損事故を生じる点に問題がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記のような従来技術における問題点を解消
するために、かかるスリーブとシャフトとによる組立圧
延ロールとして、スリーブ着脱を容易とするため、機械
的な組立構造を採用するとともに、組立による応力を低
減し、スリーブ割損事故を生じることなく、かつ簡単な
構造が得られるようにしたものであり、具体的には、シ
ャフトおよび該シャフトに外嵌されるスリーブとからな
る組立ロールであって、前記スリーブをシャフトに対し
ボルト並びに支持リングによって固定するに当り、スリ
ーブの軸方向側面に、シャフトの軸方向中心線に対し垂
直に立てた面に向って傾斜し、かつスリーブの半径方向
において該スリーブの外周面および内周面よりも離軌た
位置で完結するテーパ面を有し、該テーパ面によって圧
延応力を支持することにあり、更には前記スリーブ支持
リングの内面および該内面と嵌合するシャフト外周面が
テーパ面とされることにあり、更には前記両テ−パ面に
キーを介入することにあり、更にはシャフトおよび支持
リングにスリーブ取外し用雌ネジ部を設けることにあり
、更にはスリーブ側面にトルク伝達用締付ボルトを設け
ることにある。

（作　用） 本発明の技術的手段によれば、第１図に示すように、シ
ャフト２におけるスリーブ１の取付用外周面２ａの長手
方向−側に、外周面２ａに続くチーツク而４、該テーパ
面４に続く雄ネジ部９を一連に形成するとともに、外周
面２ａの長手方向他側には、支持用リング３と対応して
スリーブ１と接合するリング状壁２ｂを立設し、スリー
ブ１を前記取付用外周面２ａ上に外嵌させ、テーパ面４
と適合するテーパ面３ｂを内面とした支持リング３を、
該テーパ面４上に嵌合させ、このさい前記したリング状
壁２ｂ、スリーブ１および支持リング３ψ各々に、それ
ぞれ円周方向等配位置において列設した各複数の取付孔
２ｄ＋１ｂ、３ｃを一致させ、これら取付孔２ｄ、１ｂ
＋３ｃに亘って、リング状壁２ｂ側から締付ボルト５を
貫挿させ、支持リング３側において締着ナツト１１によ
り締着して、軸方向に押圧一体化し、雄ネジ部９に締付
ナツト８を螺合固定し、リング状壁２ｂおよび支持リン
グ３の各円周方向等配位置に、スリーブ取外し用雌ネジ
部７．７の各複数個を列設するとともに、前記スリーブ
１の軸方向両側面に、シャフト２の軸方向中心線に対し
て垂直に立てた面Ａに向って、外開き状に傾斜し、かつ
スリーブ１の半径方向において、該スリーブ１における
外周面１ｃおよび内周面１ａの何れからも離れた位置に
おいて完結することによって、部分的に止まるテーバ面
６．６を形成し、これと対応するリング状壁２ｂおよび
支持リング３の各側面に、同勾配のテーパ面２ｃ、３ａ
を形成して接合させることにより、次のような作用を生
じるのである。即ち、この構成によれば、第１図の組立
状態からスリーブ１を取外すに当っては、先ず締付デッ
ド８を取外し、締着ナフト１１を締付ボルト５から外し
てボルト５を抜取り、支持リング３の雌ネジ部７にボル
トを適宜螺じ込んで、これを引張部材として支持リング
３をテーパ面４より雄ネジ部９を経て取外し、更にリン
グ状壁２ｂの雌ネジ部７に螺し込んだボルトを前進させ
、押出部材としてスリーブｌを外周面２ａ上よりテーパ
面４、雄ネジ部９側に移動させて、シャフト２から引抜
き取外し出来るのであり、スリーブ１のシャフト２に対
する取付、取外しは格別の工具を用いたり、切断等の必
要なく、無傷の状態できわめて迅速かつ容易に行なうこ
とができ、操作、作業性を改善でき、ユーザーにおいて
スリーブｌの交換を行なえる。更に本発明のスリーブｌ
においては、その軸方向両側面に側面の外径と内径との
間の一部を利用し、ここに外周面１ｃおよび内周面１ａ
と離隔したテーバ面６．６を形成し、このテーパ面６，
６においてのみ、シャフト２に加えられるロール回転ト
ルクおよびロール表面からの圧延荷重（スラスト力を含
む）の全てを伝達するようにしであるので、特にスリー
ブ１の内周面１ａからテーパ面６が離れていることによ
り、スリーブ１の割損の起点となるスリーブ内面の組立
応力を低下させることができ、これによってスリーブ割
損率を低くして、スリーブの耐用性を向上させることが
出来るのである。

（実施例） 本発明による組立ロールの実施例を、第１図、第２図に
ついて説示する。

第１図において、シャフト２における取付用外周面２ａ
は、シャフト２の基準外径面よりは大径とされ、テーパ
面４および雄ネジ部９もこれに準じる。スリーブ１の両
側面は、先に述べたテーパ面６を除く部分は面Ａと平行
する垂直な面とされ、リング状壁２ｂおよび支持リング
３においても、テーパ面６と対応するテーパ面２ｃ、テ
ーパ面３ａを除く部分はスリーブ１側の垂直な面と平行
する垂直な面とされ、実施例では、取付用外周面２ａと
スリーブ１の内周面との間には間隙を存してしるが、こ
の間隙量は自由であり、テーパ面６を除く垂直な面と面
との間も間隙を存°している。

テーパ面６の傾斜角度θは１°以上８９°範囲で自由に
選択でき、またテーパ面６の面積、更に締付ボルト５に
おける締付力はロールの使用目的、条件によって適宜決
定される。

第２図に示した実施例においては、第１図実施例に示し
たリング状壁２ｂ、スリーブ１および支持リング３を貫
通する締付ボルト５を用いる代りに、締付す、７ト８に
螺挿した締付ボルト５によって支持リング３を押圧し、
これによりスリーブ１に締付力（軸方向）を与えるよう
にしたものであり、またテーパ面４，３ｂの接合面に、
円周方向において１本以上のキー１２を介入させ、回り
止めと一体化の強化を図っており、またリング状壁２ｂ
側に押込ボルト１０を、雌ネジ部７を利用して螺挿し、
スリーブ１の垂直な側面部分に押圧させ、もしくは螺し
込んでトルク伝達を強化したものを示している。

また図示省略しであるが、第２図に示した締付ナツト８
における締付ポルト５による締着方式を用い、リング状
壁２ｂの代りに支持リング３，３をスリーブ１０両側に
配設することもでき、このさいに外周面２ａの両側にテ
ーパ面４、雄ネジ部９を形成することになる。

第１図と第４図とにおいては、理解を容易とするため、
両方式のスリーブ１．１を同サイズのものとして示して
いるが、第１図示の本発明によるロールド、第４図示の
焼ばめ方式によるロールの実体サイズのものにおける発
生応力について計算シた処、次の結果を得られた。

０組立ロール諸元 スリーブ外径；６２０　メ、スリーブ内径；３５０ｆ、
スリーブ長さ１４００ｆｆ ０組立法 第１図・−焼ばめ、焼ばめ代０　、２５ｍｍ第２図−ポ
ルト締付、テーパ面６の角度θ＝４５“ ０圧延条件 圧延荷重；　　３５０　ｔｏｎ カリバ寸法；深さ５０１ｆｆｌＩｌ、幅２７０ｍｍ０計
算結果 第３図（ａ）および第３図？ｂ＋に示す通りで、第３図
（ａｌは第１国力式にちるもの、第３図（ｂｌは第２国
労式によるものを示し、応力はスリーブ長手方向中央の
スリーブ接線方向を示し、また残留応力については、同
サイズスリーブのゲージ法による実測値を用いた。

第３図（ａｌ、　（ｂｌの対比で明かなように、本発明
によるロールでは、従来の焼ばめロールに比べ、その組
立応力が、スリーブ内面において４ｋｇ／ｃｎｆ低下し
、この結果、合計応力の値においては約２０％低下する
のであり、スリーブ内面からの割損事故に対する安全率
は著しく向上させることができ、また先に述べた特開昭
５２−１３３０６５号公報に開始された添付図面第４図
実施例のものと対比しても、略同等の結果が得られたも
のである。

（発明の効果） 本発明によれば、従来の焼ばめ方式、軸方向の両側面全
面をテーパ面としたスリーブと締付リングによる機械的
組立方式のものに比し、次の点で優れた利点を発揮でき
る。焼ばめ方式に対しては、そのスリーブの組立、取外
し操作と作業性において、きわめて簡単にスリーブの交
換がユーザー自身で行なう事を可能とし、これによって
スリーブと同数のシャフトを保有するものに比べ、シャ
フトの保有本数を大幅に減少でき、ロールコスト、特に
ランニングコストを著しく経済的なものとすることがで
き、また特開昭５２−１３３０６５号公報を代表例とす
る方式のものに対しては、特殊な弾性構造等を用いる必
要なく、所要構造が筒車化できるのであり、また大きな
圧延荷重、圧延トルクの掛る形鋼圧延等に使用できない
制約を解消し、また両方式において不可避であったスリ
ーブ内面における組立応力の結果生じるスリーブの割損
事故を、そのテーパ面の特定構造によって解消できるの
であり、新しい圧延用組立ロールとして、実用価値を著
しく向上できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は何れも本発明ロール各実施例の半部縦断正
面図、第３図は本発明ロールと焼ばめロールとにおける
応力計算結束の実測比較グラフ図、第４図は焼ばめ方式
組立ロール側の半部縦断正面図である。 １−スリーブ、２・・・シャフト、３−・支持リング、
４−・テーパ面、５・・・締付ボルト、６−テーパ面、
７−１・雌ネジ部、８−締付ナツト、９−・−雄ネジ部
、１０・・・押込ボルト。 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シャフトおよび該シャフトに外嵌されるスリーブと
   からなる組立ロールであって、前記スリーブをシャフト
   に対しボルト並びに支持リングによって固定するに当り
   、スリーブの軸方向側面に、シャフトの軸方向中心線に
   対し垂直に立てた面に向って傾斜し、かつスリーブの半
   径方向において該スリーブの外周面および内周面よりも
   離れた位置で完結するテーパ面を有し、該テーパ面によ
   って圧延応力を支持することを特徴とする圧延用組立ロ
   ール。 ２、スリーブ支持リングの内面および該内面と嵌合する
   シャフトに外周面がテーパ面とされることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の圧延用組立ロール。 ３、スリーブ支持リングの内面および該内面と嵌合する
   シャフト外周面がテーパ面とされるとともに、該テーパ
   面にキーが介入されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の圧延用組立ロール。 ４、シャフトおよび支持リングにスリーブ取外し用雌ネ
   ジ部を設けることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の圧延用組立ロール。 ５、スリーブ側面にトルク伝達用締付ボルトを設けるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧延用組立
   ロール。