KR100562218B1 - 압연기용 롤 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤 축(2) 상에 배치되어 롤 축(2)에 분리될 수 있게 결합된 롤(3)을 구비하고, 롤 축(2)과 롤(3) 사이에 형상 끼워 맞춤에 의해 롤 축(2)으로부터 롤(3)로 구동 토크를 전달하는 수단(4)이 배치되는 압연기용, 특히 유성 전조기용 롤 장치(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 롤 교체를 간단하게 하기 위해, 형상 끼워 맞춤에 의해 토크를 전달하는 수단(4)은 롤 축(2)에 상대회전이 불가능하게 결합된 제1 링 기어(5)와 롤(3)에 상대회전이 불가능하게 결합된 제2 링 기어(6)로 이루어 지고, 양자의 링 기어(5, 6)가 형상 끼워 맞춤에 의해 서로 맞물리는 톱니를 구비한다.

압연기 롤 장치, 롤, 롤 축, 형상 끼워 맞춤 수단, 토크, 링 기어

Description

압연기용 롤 장치{ROLL ARRANGEMENT FOR ROLLING MILL}

도 1은 유성 전조기에 사용되는 롤 장치의 단면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 롤 장치

2 : 롤 축

3 : 롤

4 : 구동 토크 전달 수단

5, 6 : 링 기어

7, 8 : 핀

9 : 원추형 센터링부

10 : 나사 결합 장치

D : 회전 축선

L : 원추형 센터링부의 길이

L₀ : 롤의 축 방향 연장

본 발명은 롤 축 상에 배치되어 롤 축에 분리될 수 있게 결합된 롤을 구비하고, 롤 축과 롤 사이에 형상 끼워 맞춤(form fit)에 의해 롤 축으로부터 롤로 구동 토크를 전달하는 수단이 배치되는 압연기용, 특히 유성 전조기(planetary skew rolling mill)용 롤 장치에 관한 것이다.

특히, 유성 전조기에서는 쐐기형 외곽을 갖는 롤이 롤 축으로부터 롤로의 구동 토크의 확실한 도입이 가능하면서도 롤의 교체가 이루어 질 수 있도록 롤 축 상에 배치되어야 한다.

롤이 분리될 수 있게 그에 결합된 롤 축을 그러한 용도에 사용하는 것이 공지되어 있는데, 그 경우에 통상적으로 타이로드에 의해 유압적으로 클램핑된 보이트(Voith) 크라운 기어가 롤을 고정시키는데 사용된다.

또 다른 방안은 중심 디스크에 의해 롤에 유지되는 단부 측 캐치에 의해 페더 키(feather key)의 원리에 따라 롤을 롤 축 상에 고정시키는 것이다.

그러한 양자의 방안은 몇 가지 단점을 수반한다:

크라운 기어를 타이로드와 함께 사용할 경우에는 보이트 크라운 기어로 인해 추가로 수용되어야 할 강력한 축 방향 힘이 발생된다. 또한, 그러한 방안의 개념은 그 방안을 구현하는데 필요로 하는 중공 축, 타이로드, 및 링 기어의 제작에 있어서 상대적으로 비용이 많이 든다. 뿐만 아니라, 타이로드를 클램핑하거나 분리하기 위해 유압 공구가 필요하다. 또 다른 단점은 롤 헤드의 세팅 시에 확동식 클러치(positive clutch)가 제공될 경우에만 그러한 방안이 적용될 수 있다는 점이 다. 세팅 시에 유압 클램핑 스핀들을 사용할 경우에는 타이로드가 사용될 수 없다.

캐치 고정 시스템의 경우에는 캐치의 제작에 상대적으로 많은 비용이 든다는 단점이 있다. 통상, 둘레를 따라 등간격으로 배치된 4개의 캐치가 사용되지만, 그 4개의 캐치는 제작 공차에 기인하여 대부분 균등하게 지지하지를 못한다. 그로 인해, 지지 면의 마모가 심하거나지지 면에 과부하가 걸리게 된다. 또한, 그러한 캐치형에서는 2개의 짧은 원통형 시트에 의해 굽힘력이 수용된다. 롤은 그러한 시트 상에 매우 고정적으로 장착되기 때문에, 조립 시에 미리 가열되어야 한다. 그와 같이 롤이 타이트하게 장착됨으로 인해 분해가 어렵다는 점이 특히 불리하다; 압연기의 작동 정지 직후 아직 뜨거운 상태에 있을 때에 롤을 떼어내야 한다. 또한, 캐치 고정 시스템을 사용할 경우에는 롤 축 상에 있는 원통형 시트가 굽힘력으로 인해 급속히 마모되는 것으로 밝혀졌다. 캐치의 제조에 상대적으로 많은 비용이 들기 때문에, 결국 소모품으로서의 롤도 매우 고가로 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술된 단점이 제거될 수 있도록 전제된 유형의 롤 장치를 개선시키는 것이다. 특히, 롤 운전 시에 토크 및 굽힘 하중이 최적으로 전달될 수 있고, 간단한 롤 교체가 가능해야 한다. 또한, 롤 장치에 필요한 부품, 특히 롤이 저렴하게 제조될 수 있어야 한다.

그러한 목적은 본 발명에 따라 형상 끼워 맞춤에 의해 토크를 전달하는 수단이 롤 축에 상대회전이 불가능하게 결합된 제1 링 기어와 롤에 상대회전이 불가능하게 결합된 제2 링 기어로 이루어 지고, 양자의 링 기어가 형상 끼워 맞춤에 의해 서로 맞물리는 톱니를 구비하도록 함으로써 달성된다.

본 발명의 개념에 있어서는 링 기어가 롤 축 또는 롤의 축 방향 단부 구역에 각각 배치되도록 조치하는 것이 바람직하다.

링 기어의 톱니는 평기어 톱니로서 형성될 수 있다: 그 경우, 특히 DIN 5480에 따른 스플라인 톱니가 고려된다.

하나 이상의 링 기어, 바람직하게는 양자의 링 기어는 부가의 구성에 따라 핀에 의해 롤 축 또는 롤에 상대회전이 불가능하게 배치될 수 있다. 그 경우, 핀의 축선이 롤 축 또는 롤의 축선과 평행하게 배치되도록 조치하는 것이 유리하다.

또 다른 바람직한 조치는 롤이 원추형 센터링부를 경유하여 롤 축 상에 배치되도록 하는 것이다. 그 경우, 양호한 장착을 위해서는 원추형 센터링부가 롤의 축 방향 연장의 30 % 이상에 달하는 길이로 되도록 조치하는 것이 바람직하다.

롤은 나사 결합 장치에 의해 롤 축에 결합될 수 있다. 그 경우, 그러한 나사 결합 장치는 롤 축 또는 롤과 동축상으로 배치된 단일의 나사로 이루어 지는 것이 바람직하다.

끝으로, 롤과 롤 축 사이에 패킹이 배치될 경우에 운전 신뢰성이 향상되게 된다.

본 발명에 따라 제안된 그러한 방안에 의해, 여러 가지 장점이 얻어진다:

우선, 서두에 언급된 선행 기술에 따른 캐치형에 비해 토크 및 굽힘 하중이 보다 더 양호하게 전달될 수 있다.

또한, 롤 교체가 용이하고도 신속하게 이루어 질 수 있다. 그와 관련하여, 롤 축에 있는 원추형 시트가 자기 고정형(self-locking)이 아니기 때문에, 롤이 뜨거운 상태에서 떼어내져야 할 필요가 없다는 것이 특히 유리하다. 마찬가지로, 롤을 떼어낼 때에 롤을 가열할 필요가 없게 된다. 또한, 공구(유압 분리 공구)가 필요 없음으로 해서 롤 교체가 더욱 유리해진다.

소모품으로서의 롤이 매우 단순한 윤곽을 갖음으로써 저렴하게 제조될 수 있다는 것은 경제적 이득이란 결과를 가져온다. 또한, 기존의 링 기어가 새로운 롤에 다시 사용될 수 있음으로 해서 비용이 한층 더 절감되게 된다.

공지된 바와 같이 타이로드를 매개로 하여 보이트 크라운 기어에 의해 롤을 고정시키는 것과는 대조적으로, 기어 장치에 추가의 축 방향 힘이 발생되지 않는다는 점이 유리하다. 롤에 있는 원추형 구멍은 원추형 윤곽과 대략 평행하게 연장된다. 그럼으로써, 롤의 균열 발생 위험이 공지의 방안에서보다 덜하게 된다.

끝으로, 본 발명에 따라 제안된 개념이 큰 비용을 들임이 없이 기존의 압연기에 증설될 수 있다는 것도 바람직한 것으로 여겨진다.

첨부 도면에는 본 발명의 실시예가 도시되어 있다. 그 단일의 첨부 도면은 유성 전조기에 사용되는 롤 장치의 단면도를 나타낸 것이다.

그러한 롤 장치(1)는 회전 축선(D)을 중심으로 회전될 수 있는 롤 축(2)을 구비한다. 롤 축(2)의 축 방향 단부(도면의 우단)에는 롤(3)이 고정된다. 롤(3)을 롤 축(2)에 대해 센터링시키는 것은 원추형 센터링부(9), 즉 양자의 부품을 서 로 결합시키는 원추형 시트를 통해 이루어 진다. 롤(3)을 롤 축(2) 상에 고정시키는 것은 본 경우에 단일의 나사로서 형성되는 나사 결합 장치(10)에 의해 이루어 지는데, 그 단일의 나사의 축선은 회전 축선(D)과 동일하다.

롤(3)이 롤 축(2)에 대해 양호하게 센터링되고 양호하게 동축상으로 이동되도록 보장하기 위해, 원추형 센터링부(9)의 길이(L)는 롤(3)의 축 방향 총 연장(L₀)의 상당 부분에 걸쳐 연장된다. 그 경우, 원추형 센터링부(9)의 길이(L)는 롤(3)의 축 방향 연장(L₀)의 30 % 이상이어야 한다. 그럼으로써, 롤(3)의 굽힘력이 상대적으로 긴 원추형 시트를 거쳐 롤 축(2)에 의해 수용되는 것이 보장되게 된다.

롤 축(2)에서 롤(3)로 도입되는 구동 토크가 확실하게 전달될 수 있도록 하기 위해, 형상 끼워 맞춤에 의해 롤 축(2)으로부터 롤(3)로 구동 토크를 전달하는 수단(4)이 마련된다. 그러한 수단(4)은 2개의 링 기어(5, 6)로 이루어 진다. 그 2개의 링 기어(5, 6)는 연동 상태에서 다수의 톱니를 경유하여 토크를 전달하도록 형성된다. 본 실시예에서는 DIN 5480에 따른 스플라인 톱니가 사용된다.

제1 링 기어(5)는 롤 축(2)에 상대회전이 불가능하게 배치되는 한편, 제2 링 기어(6)는 롤(3)에 상대회전이 불가능하게 고정된다. 링 기어(5, 6)의 고정은 링 기어(5, 6)의 둘레를 따라 일정 수로 분포되어 배치되는 핀(7, 8)에 의해 이루어 진다. 그 경우, 핀(7, 8)의 축선은 회전 축선(D)에 평행하게 정렬된다.

또한, 롤 축(3)과 롤(3) 사이에는 패킹(11)이 끼워 넣어진다.

본 발명에 따른 압연기용 롤 장치에서는 형상 끼워 맞춤에 의해 토크를 전달하는 수단이 롤 축에 상대회전이 불가능하게 결합된 제1 링 기어와 롤에 회전이 불가능하게 결합된 제2 링 기어로 이루어 지고, 그 양자의 링 기어가 형상 끼워 맞춤에 의해 서로 맞물리는 톱니를 구비함으로써, 롤 운전 시에 토크가 최적으로 전달될 수 있게 된다. 또한, 상대적으로 긴 원추형 시트에 의해, 롤의 굽힘력도 역시 양호하게 롤 축에 수용될 수 있게 된다. 아울러, 간단한 롤 교체가 가능하고, 롤 장치에 필요한 부품, 특히 롤이 저렴하게 제조될 수 있다.

Claims (10)

1. 롤 축(2) 상에 배치되어 롤 축(2)에 분리될 수 있게 결합된 롤(3)을 구비하고, 롤 축(2)과 롤(3) 사이에 형상 끼워 맞춤에 의해 롤 축(2)으로부터 롤(3)로 구동 토크를 전달하는 수단(4)이 배치되는 압연기용, 특히 유성 전조기용 롤 장치(1)에 있어서,

   형상 끼워 맞춤에 의해 토크를 전달하는 수단(4)은 롤 축(2)에 상대회전이 불가능하게 결합된 제1 링 기어(5)와, 상기 제1 링 기어(5)와 동축상에 배치되고 롤(3)에 상대회전이 불가능하게 결합된 제2 링 기어(6)로 이루어 지고, 양자의 링 기어(5, 6)가 형상 끼워 맞춤에 의해 서로 맞물리는 톱니를 구비하는 것을 특징으로 하는 압연기용 롤 장치.
2. 제1항에 있어서, 링 기어(5, 6)는 롤 축(2) 또는 롤(3)의 축 방향 단부 구역에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 압연기용 롤 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 링 기어(5, 6)의 톱니는 평기어 톱니로서 형성되는 것을 특징으로 하는 압연기용 롤 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 링 기어(5, 6)는 핀(7, 8)에 의해 롤 축(2) 또는 롤(3)에 회전이 불가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 압연기용 롤 장치.
5. 제4항에 있어서, 핀(7, 8)의 축선은 롤 축(2) 또는 롤(3)의 축선과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 압연기용 롤 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 롤(3)은 원추형 센터링부(9)를 경유하여 롤 축(2) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 압연기용 롤 장치.
7. 제6항에 있어서, 원추형 센터링부(9)는 롤(3)의 축 방향 연장(L₀)의 30 % 이상에 달하는 길이(L)로 되는 것을 특징으로 하는 압연기용 롤 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 롤(3)은 나사 결합 장치(10)에 의해 롤 축(2)에 결합되는 것을 특징으로 하는 압연기용 롤 장치.
9. 제8항에 있어서, 나사 결합 장치(10)는 롤 축(2) 또는 롤(3)과 동축상으로 배치된 단일의 나사로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 압연기용 롤 장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 롤(3)과 롤 축(2) 사이에 패킹(11)이 배치되는 것을 특징으로 하는 압연기용 롤 장치.

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