KR100352960B1 - 압연기 롤 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인접부로부터 단부에 이르는 테이퍼 섹션을 갖는 지지 샤프트를 포함하는 압연기 롤 조립체에 관한 것이다. 내부 및 외부 플랭크와 원통형 보어를 갖는 링형 롤은 내부 플랭크가 인접부에 놓이고 원통형 보어가 샤프트의 테이퍼 섹션을 둘러싼 상태로 샤프트에 축방향으로 장착된다. 테이퍼 슬리브는 샤프트의 테이퍼 섹션과 원통형 롤 보어 사이에 개재된다. 원형 리테이너는 샤프트의 단부 섹션에 축방향으로 수납되어 이에 대해 회전식으로 고정된다. 너트는 샤프트의 테이퍼 섹션과 원통형 롤 보어 사이에 테이퍼 슬리브를 긴밀하게 삽입시켜서 샤프트 상에 롤을 중심 설정하도록 리테이너를 통해 작동하기 위해 샤프트의 단부 섹션에 나사 결합된다. 나사식 잭은 롤의 내부 플랭크를 인접부에 가압하도록 원형 리테이너를 통해 롤의 외부 플랭크와의 축방향 결합부에 나사 결합된다.

Description

압연기 롤 조립체 {ROLLING MILL ROLL ASSEMBLY}
본 발명은 압연기에 관한 것으로 특히, 링형의 작업 롤이 피동 롤 샤프트의 단부에 장착된 "현수" 형태의 개선된 롤 조립체에 관한 것이다.
전형적인 현수식 롤 조립체에서, 링형 롤은 피동 롤 지지 샤프트 테이퍼 섹션에 수납된 원통형 보어를 갖는다. 테이퍼 슬리브는 롤 샤프트의 테이퍼 섹션과 원통형 롤 보어 사이의 쇄기 결합부 내에 삽입된다. 몇몇 경우에, 슬리브의 쇄기 결합부는 롤 샤프트로부터 롤까지 토크를 전달하는 주요 수단으로서 작용한다. 이와 다른 경우에, 테이퍼 슬리브는 중심 설정 장치로서 주로 기능하며, 여기서 토크는 예를 들어 키 또는 다른 기계적 상호 결합부등의 다른 수단에 의해 또는 마찰 접촉에 의해 토크를 전달하기 위해 롤 조립체의 인접 부품을 롤 플랭크에 대해 유압식으로 가압하는 것에 의해 롤 샤프트로부터 롤까지 전달된다.
테이퍼 슬리브는 주 토크 전달 부품으로서 작용할 때 롤에 실질적인 반경 방향 힘을 가한다. 따라서, 롤은 결과적으로 증가된 후프 응력을 견디는 데 필요한 강도를 구비하기 위해서 반경 방향으로 두꺼워져야 한다. 롤의 두께 증가는 샤프트 직경의 감소에 의해 얻어지는 데, 이는 샤프트 강성을 감소시키게 되어 바람직하지 못하다.
테이퍼 슬리브 또는 다른 통상적인 롤 조립체의 토크 전달 부품을 축 방향으로 설치하는 것은 특별히 설계된 유압 작동 공구에 의해 달성된다. 이러한 공구들은 비싸고 매우 무거우며, 롤 조립체에 공구를 결합하고 이로부터 해체할 때 리프트 크레인을 사용하는 작업자를 필요로 한다. 따라서, 대부분의 압연기 설치의 경우에 작업자가 사용할 수 있는 리프트 크레인의 수가 한정되기 때문에, 비생산적인 압연기의 휴지 시간이 길어진다.
본 발명의 목적은 토크가 롤 플랭크와 마찰 접촉하는 롤 조립체의 다른 부품들에 의해 롤 샤프트로부터 롤까지 전달되는 상태에서 테이퍼 슬리브가 중심 설정 장치로서 주로 기능하는 현수식 롤 조립체를 제공하기 위한 것이다. 따라서, 롤 후프 응력은 바람직하게 감소되어서 이에 대응한 롤 두께의 감소를 얻을 수 있고 샤프트 직경이 증가되어 바람직하게 된다.
본 발명의 다른 목적은 롤 플랭크에 마찰 접촉된 상태에서 작동하는 토크 전달 롤 조립체 부품들을 축방향으로 설치하기 위한 간단하고 기계식으로 작동하는 장치를 마련하는 것이다. 이것은 오버 헤드 리프트 크레인과 같은 보조 장치에 의존하지 않고 작업자가 사용할 수 있는 저가의 경량 공구를 사용함으로써 달성된다.
이후에 더 상세히 설명될 본 발명의 양호한 실시예에서, 상기 목적 및 이점은 축방향 이동 가능한 원형 리테이너를 링형 롤의 외부 플랭크와 테이퍼 슬리브의 외부 단부 양자에 인접하게 회전식으로 고정함으로써 달성되는 데, 상기 테이퍼 슬리브의 외부 단부는 롤 샤프트의 테이퍼 섹션과 작업 롤의 원통형 보어 사이에 느슨하게 삽입된다. 그 다음에, 너트가 샤프트의 단부에 나사 결합된다. 너트는 원형 리테이너에 대해 작용하여 테이퍼 슬리브를 샤프트의 테이퍼 섹션과 원통형 롤 보어 사이의 중앙부에 단단히 삽입되게 이에 접촉하여 이를 가압한다. 그 다음에, 리테이너를 통해 나사 결합된 나사식 잭이 내부 롤 플랭크를 인접부에 고정되도록 외부 롤 플랭크에 대해 조여지는데, 상기 인접부는 롤 샤프트 상의 확대된 직경의 원형 견부를 대개 포함한다. 나사식 잭(jackscrew)과 대향 롤 플랭크와의 샤프트 인접부 사이의 마찰 접촉부는 주 토크 전달 수단으로서 작용한다.
양호하게, 원형 리테이너는 베이어닛 연결부 등에 의해 테이퍼 슬리브에 축방향으로 결합된다. 따라서, 너트를 제거한 후 나사식 잭을 계속해서 조임으로써 테이퍼 슬리브가 단단히 삽입된 중앙부로부터 테이퍼 슬리브를 추출되게 하고, 따라서 롤을 롤 샤프트로부터 용이하게 제거할 수 있게 된다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 롤 조립체의 종방향 단면도.
도2는 도1에서 우측에서 좌측으로 본 것을 도시한 롤 조립체의 단부도.
도3은 도1에서 선3-3을 따라 취한 부분 단면도.
도4는 롤 조립체의 분해도.
도5는 슬리브 추출 단계에서 롤 조립체의 부품들을 도시한 것으로 도1과 유사한 도면.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 샤프트(shaft)
11 : 하우징
12 : 링형 롤
14 : 테이퍼(taper) 슬리브
16 : 원형 리테이너
18 : 너트
22 : 나사식 잭(jackscrew)
도면에서 지지 샤프트 또는 롤 샤프트(10)는 원형 견부(10b) 형태의 인접부로부터 나사 형성 단부(10d)를 갖는 감소된 직경의 단부 섹션(10c)에 이르는 테이퍼 섹션(10a)을 갖는다. 링형 롤(12)은 내부 및 외부 플랭크(12a, 12b)와 원통형 보어(12c)를 갖는다. 링형 롤(12)은 샤프트(10)에 축방향으로 장착되며, 이의 내부 플랭크(12a)는 인접부 견부(10b)에 놓이고 원통형 보어(12c)는 샤프트의 테이퍼 섹션(10a)을 둘러싼다.
샤프트(10)는 그중 하나가 13으로 도시된 베어링들에 의해 하우징(11) 내에서 회전하도록 저널된다. 밀봉 조립체(S)는 외부에서 가해지는 냉각수는 배수하며 윤활유는 하우징 내에 유지시킨다.
테이퍼 슬리브(14)는 샤프트의 테이퍼 섹션(10a)과 링형 롤(12)의 원통형 보어(12c) 사이에 개재된다. 슬리브의 외부 단부는 원주 방향으로 이격된 반경 방향 외부 돌출 러그(14b)의 내부에 위치된 원형 홈(14a)을 갖춘 칼라를 포함한다.
원형 리테이너(16)는 샤프트의 단부 섹션(10c)에 축방향으로 수납된다. 리테이너는 축방향으로 이동 가능하지만, 예를 들어 샤프트의 단부 섹션(10c) 내의 키 홈(10e) 내에 수납된 내향 돌출 키(16a)와 같은 임의의 편리한 수단에 의해 샤프트(10)에 대해 회전식으로 고정된다. 원형 리테이너(16)는 원주 방향으로 이격된 내향 돌출 러그(16c)에 인접한 위치 16b에서와 같이 내부로 홈이 형성된다. 도3에 잘 도시된 것처럼, 러그(16c)는 원형 리테이너를 슬리브에 축방향으로 결합하기 위해 테이퍼 슬리브(14)의 러그(14b)와의 베이어닛형 기계식 상호 결합 상태로 협력하도록 구성되어 배열된다.
제1 수단, 예를 들면 너트(18)는 샤프트의 나사 형성 단부 섹션(10d)에 나사 결합된다. 너트는 샤프트의 테이퍼 섹션(10a)과 원통형 롤 보어(12c) 사이에 테이퍼 슬리브(14)를 긴밀하게 삽입하도록 원형 리테이너(16)를 거쳐 작동하며, 이로써 링형 롤을 샤프트(10)에 중심 설정하게 된다. 상기와 같이 너트가 조여짐으로써, 외부 롤 플랭크(12b)와 원형 리테이너(16)의 인접 내부 표면은 대면 접촉되거나 도1에서 20에 도시된 것처럼 이들 사이에서 약간의 틈새를 갖게 된다.
제2 수단, 예를 들면 나사식 잭(22)은 원형 리테이너(16)를 통해 나사식으로 결합되어 링형 롤(12)의 외부 플랭크(12b)와의 축방향으로 결합된다. 나사식 잭이 조여짐으로써, 롤의 내부 플랭크(12a)가 샤프트 인접부 견부(10b)에 대해 가압되고, 원형 리테이너(16)는 너트(18)에 의해 반대 방향으로의 움직임이 한정된다.
인접부 견부(10b) 및 나사식 잭(22)에 의해 롤 플랭크(12a, 12b)상에 작용된 대향 축방향 힘은 롤 샤프트(10)부터 원형 리테이너(16)를 통해 링형 롤(12)까지 토크를 전달하는 데 필요한 마찰력을 생성한다.
도5에 잘 도시된 것처럼, 링형 롤의 제거는 우선 너트(18)를 제거하고 그 다음에 나사식 잭(22)을 계속적으로 조임으로써 용이하게 달성된다. 이는 원형 리테이너(16)를 외부 롤 플랭크(12b)로부터 멀리 강제 이격시키게 되며, 이로써 커플링 수단 예컨대, 리테이너 러그(16c)와 슬리브 러그(14b)의 기계적 상호 결합의 결과로써 테이퍼 슬리브(14)의 추출을 일으킨다.
앞에서 설명한 것처럼, 이 기술 분야의 숙련자는 본 발명이 종래의 롤 장착 조립체를 능가하는 중요한 이점을 많이 제공하는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 테이퍼 슬리브(14)의 역할은 샤프트의 테이퍼 섹션(10a) 상에 링형 롤을 중심 설정하는 것에 주로 제한된다. 그 결과, 링형 롤은 단지 보통의 후프 응력만 받는다. 따라서, 설계자는 샤프트 직경은 증가시키면서 롤 두께는 감소시킬 수 있다. 결과적으로 후프 응력이 낮아지게 되어 링형 롤(12)과 테이퍼 슬리브(14)가 보다 긴 작동 수명을 갖게 된다.
테이퍼 슬리브(14)는 너트(18)를 조임에 의해 간편하게 작동 위치에 장착된다. 이것은 표준의 경량인 저가 공기 렌치를 사용하여 압연기 작업자에 의해 달성될 수 있다.
토크는 대향 축 방향으로 생성된 마찰력을 롤 플랭크에 작용시킴으로써 주로 전달된다. 이러한 힘들은 간편하게 나사식 잭(22)을 조임으로써 발생되고 표준 공기 렌치에 의해 다시 달성될 수 있다. 동일한 공구들이 링형 롤을 제거하는 동안 테이퍼 슬리브(14)를 추출하는 데 사용될 수 있다.
개시의 목적으로 선택된 상기 실시예에 다양한 변경 및 수정을 가할 수 있다. 제한 없이 단지 예시로서, 원형 리테이너(16)는 샤프트의 단부 섹션(10c)과 리테이너의 내부 보어 상의 기계식 협동 평표면 등의 다른 공지의 기능적으로 동등한 장착부에 의해서도 샤프트(10)에 회전식으로 고정될 수 있다. 스페이서 링등은 축 방향으로 배열된 부품 중 임의의 것들 사이에, 예를 들어 견부(10b)와 내부 롤 플랭크(12a) 사이 또는 외부 롤 플랭크(12b)와 원형 리테이너(16) 사이 등에 개재될 수 있다.
본 발명은 상기 실시예 및 첨부된 청구항에 기재된 본 발명의 전체적인 개념 내에서 기계적 및 기능적으로 동등한 변경 및 수정예도 포함하고자 한다.
본 발명은 토크가 롤 플랭크와 마찰 접촉하는 롤 조립체의 다른 부품들에 의해 롤 샤프트로부터 롤까지 전달되는 상태에서 테이퍼 슬리브가 중심 설정 장치로서 주로 기능하는 현수식 롤 조립체가 마련된다.

Claims (9)

  1. 압연기 롤 조립체에 있어서,
    인접부로부터 단부 섹션에 이르는 테이퍼 섹션을 갖는 지지 샤프트와,
    내부 및 외부 플랭크와 원통형 보어를 갖고, 내부 플랭크가 인접부에 놓이고 원통형 보어가 샤프트의 테이퍼 섹션을 둘러싸는 상태에서 상기 샤프트에 축방향으로 장착된 링형 롤과,
    샤프트의 테이퍼 섹션과 롤의 원통형 보어 사이에 개재된 테이퍼 슬리브와,
    샤프트의 단부 섹션에 축방향으로 수용되어 이에 대해 회전식으로 고정된 원형 리테이너와,
    샤프트의 단부 섹션에 나사 결합되고, 샤프트의 테이퍼 섹션과 원통형 롤 보어 사이에 상기 슬리브를 긴밀하게 삽입시킴으로써 링형 롤을 샤프트 상에 중심 설정하도록 상기 리테이너를 거쳐 작동하는 너트와,
    롤의 내부 플랭크를 인접부에 대해 가압하도록 상기 리테이너를 통해 나사 결합되어 롤의 외부 플랭크와의 축방향으로 결합된 나사식 잭을 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기 롤 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 리테이너를 슬리브에 축방향으로 결합하기 위한 커플링 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기 롤 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 커플링 수단이 리테이너 상의 원주 방향으로 이격된 러그와 기계식 상호 결합 상태로 협력하는 슬리브 상에 원주 방향으로 이격된 러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기 롤 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 원형 리테이너가 슬리브와 너트 사이에 축방향으로 개재되어 이들에 축방향으로 인접한 것을 특징으로 하는 압연기 롤 조립체.
  5. 제2항에 있어서, 상기 너트를 푼 후, 상기 나사식 잭의 조임이 리테이너를 거쳐 샤프트와 롤 사이로부터 슬리브를 축방향으로 추출하도록 작용하는 것을 특징으로 하는 압연기 롤 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 나사식 잭이 원주 방향으로 이격된 위치에서 롤의 외부 플랭크에 결합할 수 있는 것을 특징으로 하는 압연기 롤 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 인접부가 샤프트 상의 확대된 직경의 원형 견부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기 롤 조립체.
  8. 압연기 롤 조립체에 있어서,
    인접부와 감소된 직경의 단부 섹션 사이에 테이퍼 섹션을 갖는 지지 샤프트와,
    내부 및 외부 플랭크와 원통형 보어를 갖고, 샤프트의 테이퍼 섹션에 축방향으로 수납되는 링형 롤과,
    샤프트의 테이퍼 섹션과 롤 사이에 개재되고, 롤의 외부 플랭크로부터 축방향으로 돌출하는 외부 단부를 갖는 테이퍼 슬리브와,
    슬리브의 외부 단부에 인접한 위치에서 샤프트의 단부 섹션에 축방향으로 수납되고 롤의 외부 플랭크로부터 축방향으로 이격된 원형 리테이너와,
    리테이너를 롤의 외부 플랭크 쪽으로 축방향으로 가압하고 슬리브를 샤프트의 테이퍼 섹션과 롤의 원통형 보어 사이에 긴밀한 삽입 상태로 가압하기 위해 샤프트의 단부 섹션에 나사식으로 결합된 제1 수단과,
    롤의 내부 플랭크를 인접부에 대해 축방향으로 가압하도록 리테이너를 통해 나사 결합되어 롤의 외부 플랭크와의 축방향으로 결합된 제2 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기 롤 조립체.
  9. 압연기 롤 조립체에 있어서,
    인접부로부터 단부 섹션에 이르는 테이퍼 섹션을 갖는 지지 샤프트와,
    내부 및 외부 플랭크와 원통형 보어를 갖고, 내부 플랭크가 인접부에 놓이고 원통형 보어가 샤프트의 테이퍼 섹션을 둘러싸는 상태에서 상기 샤프트에 축방향으로 장착된 링형 롤과,
    샤프트의 테이퍼 섹션과 롤의 원통형 보어 사이에 개재된 테이퍼 슬리브와,
    샤프트의 단부 섹션에 축방향으로 수용되어 이에 대해 회전식으로 고정된 원형 리테이너와,
    리테이너를 슬리브에 축방향으로 결합하는 커플링 수단과,
    샤프트의 단부 섹션에 나사 결합되고, 샤프트의 테이퍼 섹션과 원통형 롤 보어 사이에 슬리브를 긴밀하게 삽입시킴으로써 롤을 샤프트 상에 중심 설정하도록 리테이너를 거쳐 작동하는 너트와,
    롤의 내부 플랭크를 인접부에 대해 가압하도록 리테이너를 통해 나사 결합되어 롤의 외부 플랭크와의 축방향으로 결합되는 나사식 잭을 포함하고,
    상기 너트를 푼 후, 상기 나사식 잭의 조임이 리테이너를 거쳐 샤프트와 롤 사이에서 슬리브를 축방향으로 추출하도록 작용하는 것을 특징으로 하는 압연기 롤 조립체.
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