JPS6321558Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、金属ストリツプの熱間処理ラインに
設けられる搬送用のセラツミツクロールに関す
る。

〔従来技術〕

従来、金属ストリツプの熱処理炉等に設けられ
る搬送用のロールは耐熱鋳鋼製であるので、スト
リツプ表面の残留圧延油や鉄粉等がロール表面に
付着してピツクアツプを生じやすい。このピツク
アツプは金属ストリツプ表面に掻疵、焼付、押疵
等の重大な品質欠陥を招いて生産性を低下させる
という問題がある。

これに対し、近来では特開昭58−81916号公報
に記載されているように金属コアの外周に耐熱・
耐摩耗性に優れたセラミツクスリーブを取付ける
ようにしたセラミツク製ロールを用いて、ピツク
アツプ発生を防ぐようにしたものがある。

しかし、金属コアの熱膨張量はセラミツクスリ
ーブよりもその特性上から数倍のオーダーで大き
いので、金属コアとセラミツクスリーブの間に半
径方向の熱膨張差を吸収可能なように環状のクリ
アランスを形成しておく必要がある。従つて、こ
のクリアランスが消滅する程度の温度雰囲気でな
ければ両者の嵌合が緩いためにガタを生じ、例え
ば冷間で使用するような場合及び高温で金属コア
の膨張量が大きくなつた時等にはセラミツクスリ
ーブが割れてしまう恐れもあり、実機として用い
るには不適当な面があつた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、ロール胴をセラミツク製とし
軸部を金属製となしたセラミツクロールにおい
て、セラミツク部材と金属部材とをクリアランス
を形成することなく一体連結し、熱間及び冷間で
も使用できるようにすることである。

〔考案の構成〕

本考案は、金属コアチユーブ外周にロール胴を
形成するセラミツクスリーブを嵌合するセラミツ
クロールにおいて、金属コアチユーブを内筒と外
筒とより構成するとともに両者を焼きばめにより
一体化し、かつ焼きばめ面に冷却水が循環可能な
冷却水通路を設けるようにしたものである。

〔考案の作用〕

本考案は上記構成により、内外筒を焼きばめに
よつて連結しかつ冷却水通路内に冷却水により外
筒が冷却され得るので、高温炉内で使用しても外
筒の外経変化を小さくすることができる。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本考案を説
明する。

第１図は本考案に係るセラミツクロールの断面
図で、１は軸線方向に冷却水の給水路２及び排水
路３を形成した軸、４は同軸１にハブ５を介して
同心的に連結される円筒状の金属製内筒、６は同
内筒４に焼きばめ法により嵌合固着される金属製
の外筒、及び７は同外筒６周面に嵌着され回転止
めキー８により定位置に保持されるセラミツクス
リーブである。

外筒６の内周面にはその略全長に亘つて螺旋状
の凹部が形成され内筒４との連結時に同内筒４外
周面とともに一条の冷却水路９を形成し、連結管
１０，１１により給水路２と排水路３に各々連通
連結して外部の給水源からの冷却水を循環させる
ことができる。

これら内筒４と外筒６とにより金属コアチユー
ブＡを構成し、両筒４，６を焼きばめ法により嵌
合した後、セラミツクスリーブ７を外筒６に嵌着
して製作するが、本考案では内筒４及び外筒６を
焼きばめすることによつて外筒６の温度上昇に基
く外経変化を小さくし、かつ冷却することによ
り、熱影響を小さくしてさらに変化量を低減可能
としてクリアランスを設けることなくセラミツク
スリーブ７を装着できる。

まず、以下の式により焼きばめによる外筒６の
外経変化が小さいことを示す。

内外２子の厚肉円筒に直径差δでもつて焼きば
めを行うともし両者の材料が等しい場合には δ＝Ｐ／Ｅ・4b³（c²−a²）／（c²−b²）（b²−a²）
… ここにＰ：はめあい圧力 Ｅ：弾性係数 ａ：内筒の内半径 ｂ：内筒の外半径 ｃ：外筒の外半径 で表わされる式が成り立つ。

従つて同式より Ｐ＝Ｅ・δ・（c²−b²）（b²−a²）／4b³（c²−a²）
…′ 一方この時外筒に発生する応力は下式で表され
る。

σr＝b²・Ｐ／c²−b²・（c²／r²−１） … σt＝b²・Ｐ／c²−b²・（c²／r²＋１） … 但し σr：半径方向応力 σt：円周方向応力 従つて′と，式により σr＝Ｅ・（b²−a²）／4b²（c²−a²）・（c²／b²−１
）・δ…′ σt＝Ｅ（b²−a²）／4b（c²−a²）・（c²／r²＋１）
・δ…′ 又内圧Ｐが作用している外筒６の半径方向の変
位は ｕ＝（ｍ−１）r²＋（ｍ＋１）c²／ｍ・Ｅ（c²−b²）
・ｒ・Ｐ・b²… 但し ｍ：ポアソン比の逆数 と表わすことができｒ＝ｃでは u₃＝2b²・ｃ／Ｅ（c²−b²）・Ｐ … となる。

他方内筒４の温度による熱膨張は δ′＝２・α・ｂ・ｔ … 但し δ′：直径熱膨張量 α：線膨張係数 ｔ：温度上昇 従つて焼きばめ２重円筒の外筒が温度上昇ｔを
受けて拘束なしの場合δ′に相当する内容変化をお
こしたとすると、このとき′式、′式を表わさ
れる応力に下式の値だけ軽減される。

（ただしδ′＜δ） σr＝−Ｅ・（b²−a²）／4b（c²−a²）・（c²／r²−
１）・δ′… σt＝Ｅ・（b²−a²）／4b（c²−a²）・（c²／r²＋１
）・σ′… この時の外径変化はと′の式及び式を利
用して 2u₃＝２×2c・b²／Ｅ（c²−b²）・ Ｅ・δ′・（c²−b²）（b²−a²）／4b³（c²−a²
） ＝ｃ（b²−a²）／ｂ（c²−a²）・δ′ ＝ｃ（b²−a²）／ｂ（c²−a²）・2αbt ＝（b²−a²）／（c²−a₂）・2αct ＝ｋ・2αct（ｋ＝b²−a²／c²−a²） … ここで ｃ＞ｂ であるから式はｋ＜１とな
り 2u³＜2αct … が得られる。

従つて式により焼きばめによる外筒６の外径
変化2u₃は温度上昇による自由膨張量2αctより小
さい。尚、第２図は内筒の肉厚を30mm、外筒の肉
厚を20mmとした時の外筒６半径ｃの変化による定
数ｋの値を示す線図である。

以上により、内、外筒４，６を焼きばめ法によ
り連絡することで温度上昇しても外筒６の外径変
化は小さく、しかも冷却水通路９内を循環する冷
却水により内、外筒４，６の熱膨張量はさらに低
減される。従つて、加熱炉内等の高温雰囲気で使
用しても上記内、外筒４，６の焼きばめと冷却の
相乗効果によつて、金属コアチユーブＡの熱膨張
を無視できる程度のものとできる。

上記により、外筒６にセラミツクスリーブ７を
嵌合する場合、常温においてクリアランスを殆ど
設けることなく金属コアチユーブＡにセラミツク
スリーブ７を一体連結することができる。従つ
て、炉内温度が低い場合でも金属コアチユーブＡ
とセラミツクスリーブ７にガタは生じることな
く、高温度である場合でも熱膨張量の少ないセラ
ミツクスリーブ７に対して外筒６の外径変化も小
さくすることができるので、同スリーブ７を破壊
することもない。

〔効果〕

本考案に係るセラミツクロールはその構成によ
り下記の効果を奏する。

常温で金属コアチユーブとセラミツクスリー
ブとをクリアランスを要することなく嵌合連結
可能なので、冷間でもガタを生じることなく使
用できる。

温度上昇しても金属コアチユーブの熱膨張量
を抑止できるので、金属に比べて熱膨張量の小
さいセラミツクスリーブを破壊することがな
い。

上記，により強度の大きい金属コアチユ
ーブにセラミツクスリーブを安定状態に装着で
き、ピツクアツプの発生を防いで生産性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るセラミツクロールの断面
図、第２図は内、外筒の肉厚を各々30mm、及び20
mmとした時の式における定数ｋの値を示すグラ
フである。 １……軸、２……給水路、３……排水路、４…
…内筒、５……ハブ、６……外筒、７……セラミ
ツクスリーブ、９……冷却水通路、１０，１１…
…連結管、Ａ……金属コアチユーブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内筒と外筒とを焼きばめしてなる金属コアチユ
   ーブ外周にセラミツクスリーブを嵌合してなり、
   かつ前記金属コアチユーブの焼きばめ面に冷却水
   通路を設けたことを特徴とするセラミツクロー
   ル。