KR100581188B1 - 평탄화를 위한 롤러 - Google Patents

Abstract

압연조건의 변화에 신속하고 쉽게 적응하는 것을 가능하게 해주는 굽힘강성이 있는 맨틀롤러를 제작하기 위해서, 특히 지지롤러로서 사용하기 위해 이러한 수단으로서는 회전체(1)의 형태인 미끄럼베어링이고 이것은 회전가능하게 조절할 수 있고 롤맨틀의 부하받는 구역에 해당하는 부하면(2)이 회전대칭적 보디의 맨틀면의 부분이 되도록 형성되고, 회전체의 원주를 따라서 부하면의 폭 또는 위치 또는 폭 및 위치가 변하게 상기 맨틀면의 가장자리(4)가 만들어질 것을 제안한다.

맨틀롤러, 회전체, 맨틀면, 부하면, 미끄럼베어링

Description

평탄화를 위한 롤러{ROLLER FOR INFLUENCING ON FLATNESS}

도 1은 제안된 회전체의 도식적 도면,

도 2는 제1도에 따른 회전체와 하나의 롤맨틀로 구성되어 있고 하나의 지지롤러를 가지는 4절 압연기 셋트의 상반부를 도시한 도면,

도 3은 도 3에 따른 지지롤러 베어링에 의한 압연과정시 밴드폭에 관련한 압연갭 프로필의 진행도,

도 4는 종래의 지지롤러 베어링에 의한 압연과정시 밴드폭에 관련한 압연갭 프로필의 진행도,

도 5는 밴드폭에 관련한 롤맨틀과 회전체 사이의 부하분포도.

본 발명은 평탄물의 압연을 위한 롤러, 특히 지지롤러에 관한 것으로, 회전하는 롤 맨틀 및 롤 맨틀의 굽힘강성에 영향을 주기 위해 롤 맨틀 내부에 배치된 수단으로 구성되어 있는 롤러에 관한 것이다.

압연과정에서 압연력은 예를 들어 금속밴드같은 평탄물 위에 놓여 있는 작업롤러를 통해 가해지고, 이때 가능한 한 균등하게 롤러의 전체 길이에 걸쳐 분배되어야 한다. 즉 롤러의 원주와 밴드 사이의 접촉라인이 직선으로 진행해야 한다. 이러한 직선성은 압연제작물을 통해 방해받게 되는데, 이는 롤에 있어서 더 심하게 부하를 받는 구역과 롤러의 크라운에서 현저하게 확인된다.

이를 막기 위해 대개 작업롤러 위에 충분한 굽힘강성이 있는 지지롤러를 설치하게 된다. 나아가 크라운의 방지를 위해서 유압기구를 통해 롤러의 크라운을 변화시키고 특수한 경우에는 지지폭도 변화시키는 시스템이 알려져 있다. 이러한 시스템에서는 크라운과 필요하다면 롤 배럴을 따라서 외부 부하에 대한 롤러의 탄성 역시 유압 패드 및/또는 유압식 작동의 서포트 슈의 도움으로 영향을 받게 되고 압연조건에 맞춰지게 된다. 여기에서는 부분적으로 매우 비용이 많이 드는 고압 유압기구 그리고 유압오일을 통해 압연오일이나 압연에멀션의 오염을 초래하는 밀착성의 문제가 단점이다. 나아가 응용 영역이 사이즈로 인해 제한받고, 따라서 이 시스템은 현재에는 지지롤러로만 사용될 수 있다.

나아가 금속밴드의 압연시 프로필과 평탄화에 영향을 주기 위해 변위가능한 롤러를 가지는 시스템이 알려져 있다. 여기에서는 적어도 두개의 롤러의 부분적인 변위를 통해서 롤러 사이의 부하분배가 영향을 받던지 아니면 롤갭이 영향을 받는 것이다. CVC 방법은 적당하게 윤곽이 그려진 롤러들의 서로 반대방향으로의 변위를 통해 롤러의 크라운에 대응하도록 제안하고 있다.

나아가 내부 중공실에도 불구하고 높은 굽힘강성을 보이는 맨틀롤러를 지지롤러로서 사용하는 것도 알려져 있다. 이에 대해 독일 특허출원 제196 37 584.3호가 맨틀롤러의 굽힘을 내부에 위치하는 미끄럼베어링을 가지고 상쇄할 것을 제안하고 있다. 예를 들어 여기에서는 하나의 운반축 및 샤프트 위에 간격을 조절가능하거나 고정가능하게 배치할 수 있는 구형의 미끄럼베어링에 관한 것이다. 미끄럼베어링은 유막 베어링으로 제작되어있다. 그러나 내부에 위치하는 베어링쉘과 지지 롤맨틀 사이의 상쇄구역이 각각의 베어링폭 및 수와 배치를 통해 미리 정해져 있다는 것이 단점으로 증명되고 있다. 그 때문에 이 시스템은 평탄함에 영향을 주는 별도의 서보 구성요소 없이는 잘 돌아가지 못한다.

US 특허 제4,407,151호 역시 맨틀롤러의 굽힘강성에 영향을 주기 위한 방법으로 중공실 안에 지지 수단을 설치할 것을 제안하고 있다. 예를 들어 샤프트 위로 설치된 캐리어 플레이트가 롤러길이에 걸쳐 소정된 위치에 배치되어야 한다. 플레이트 자체는 롤러의 중공실을 따라서 압력을 통해 변위될 수 있다. 나아가 롤 맨틀은 헐거운 끼워맞춤으로 샤프트를 수용하는 것이 제안되고 있다. 가공되어질 평탄물에 대한 적응은 두가지 지지롤러의 각 샤프트의 축방향 변위를 통해 이루어진다.

본 발명의 과제는 굽힘강성이 있는 롤러를 만드는 것으로, 압연조건 특히 밴드폭의 변경에 신속하고 간단하게 적응하는 것을 가능하게 하는데 있다.

이 과제는 청구항 1에 따른 롤러의 특징을 통해 해결된다. 발명의 유리한 구성은 종속 청구항들에 명시되어 있다.

회전식 롤맨틀 및 롤맨틀의 굽힘강성에 영향을 주기 위해 회전체의 형태로 제작되어 롤맨틀 내부에 배치된 미끄럼베어링으로 이루어진 롤러를 제안한다. 이러한 회전체는 압연물을 통해 만들어진 롤맨틀의 부하구역에 대해 하나의 상쇄력을 보여준다. 이러한 상쇄력을 통해 롤러 및 작업롤러의 크라운이 저지된다.

압연조건의 변경에 최적의 신속한 적응은 부하를 받는 롤맨들의 구역에 일치하는 부하면이 회전대칭적 보디의 맨틀면의 일부분이고 이러한 맨틀면의 가장자리를 형성할 때 회전체의 원주를 따라 하중표면의 폭 또는 위치 또는 폭 및 위치가 변화하도록 회전체가 형성됨으로써 이루어진다.

회전대칭적 보디의 선택 및 가장자리 진행의 선택은 계산의 결과로서 그리고 압연될 밴드의 폭과 필수 압연력 스펙트럼에 종속하여 정해질 수 있다.

부하면은 예를 들어 실린더 형상의 맨틀면의 일부분이다. 부하면은 또한 아치형일 수 있고 예를 들어 타원체나 포물선체의 형상이 될 수 있다. 나아가 부하면이 특정한 형을 가지는 것이 유리하다.

그런 식으로 이미 적합하게 제작된 회전체는 압연과정 동안 회전을 통해 간단하고 신속하게 변화하는 금속밴드폭과 또한 맨틀롤러 위로 작용하는 부하력에 적응가능하다.

미끄럼체는 고정이 아닌 회전가능하게 지지되어 있어서 그리고 제안된 기하학적 형태 때문에, 다른 롤러나 압연물과의 접촉구역 안에 있는 부하면은 회전체의 부하면이 대략 가공될 밴드폭과 거기에서 결과하는 롤맨틀내 부하구역에 일치하는 위치로 회전을 통해 보내질 수 있다.

회전체의 적응도를 높이기 위해 회전체가 그 부하면 부분 내에서 하나의 홈을 가지도록 제안하는데, 상기 홈의 가장자리 진행 및 그 윤곽은 임의로 만들어져있다. 마찬가지로 이러한 종류의 복수개의 홈이 제안될 수 있다. 물론 이러한 홈들 의 가장자리 진행과 윤곽은 회전체의 맨틀면의 가장자리처럼 특정적으로 계산된다. 이렇게 릴리프 부분으로서의 이 부분은 밴드내 중앙 및 가장자리 웨이브나 쿼터 웨이브의 동시적 발생시 유리하다.

회전체는 중앙에 있는 부하면에 접하는 테두리 부분을 보유한다. 이러한 테두리영역은 물론 모든 임의의 형태를 가질 수 있다. 바람직하게는 테두리부분의 원주가 회전체의 끝으로 가면서 줄어들어서 예를 들어 원추대를 이룬다. 그러나 테두리 부분의 형태는 꼭 회전대칭적일 필요는 없다.

단일 회전체가 맨틀롤러에 의해 수용되는 것을 한가지 실시형태를 통해 제안한다. 역시 중공실 내부에 나란하게 배치된 복수개의 회전체가 설치되어 있어 이것들이 각각 개별적으로 혹은 함께 회전을 통해 압연조건에 적응될 수 있는 것을 생각해볼 수 있다.

나아가 여러 개의 부분들로 합체되어지는 한개의 회전체를 사용하는 것도 바람직한데, 이것은 꼭맞게 맞물려 들어가거나 서로 떨어져 움직일 수 있다.

바람직하게는 제안한 롤러가 지지롤러로서 사용되는 것이다. 여기에서는 예를 들어 4절 및 다른 멀티 롤 지지대를 생각할 수 있다.

발명의 기타 세부사항 및 이점들은 청구항 및 아래의 명세서에 나와있고 하기에서는 도면에 나타난 발명의 실시예에 의거하여 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 제안한 회전체(1)의 한가지 실시형태를 보여주고 있으며, 반면에 도 2에서는 4단 압연스탠드의 지지롤러 안에 설치한 회전체(1)를 도식적으로 그리고 있다.

회전체(1)는 중심에 부하면(2)을 가지는데, 이 부하면은, 이 실시예에서는 실린더 형상인 회전대칭적 보디의 맨틀면의 일부분이다. 이러한 부하면(2)의 가장자리는 4로 표시된다. 테두리 진행은 제품 프로그램의 결과이고 개별적으로 계산된다. 이러한 실시형태에서는 풀어진 맨틀면의 테두리(4)가 각각 사인곡선을 그린다. 이는 서로에 대한 테두리들의 간격이 회전체의 원주에 걸쳐 증가하고(간격 a) 다시 줄어든다(간격 b).

회전체는 중심에 위치한 부하면(2) 외에 이로부터 각각 연장되는 테두리부분(3)을 가진다. 도시한 예에서 이러한 테두리부분(3)은 실린더 형상의 중앙의 부하면(2)에서 비스듬하게 절단되어 있고 원추대모양이다. 이 실린더 형상의 중앙의 부하면(2)과, 상기 비스듬하게 절단된 테두리부분(3)은 동일한 회전축을 갖는다.

회전체의 부하면(2)의 뒤쪽 부분에는 홈(10)이 제공되어 있는데(파단선 표시), 이것은 회전체 안에 예를 들어 모티싱머신(mortising machine)을 통해 제공될 수 있다. 여기에서 설명된 실시예에서는 홈이 물방울모양의 테두리 패턴(11)을 보여준다. 회전체의 내부 안에 있는 홈(10)의 윤곽은 도시되어 있지는 않지만 모든 임의의 진행을 가질 수 있다.

도 2는 절개한 롤맨틀(5)안에 있는 미끄럼베어링으로서 제안된 회전체(1)를 보여주는데, 이때 상기 롤맨틀은 작업롤러(6)위에서 회전하면서 움직이고 반면에 회전체는 미리 주어진 회전각 안에 제동되어있다. 작업롤러(6)는 압연될 금속밴드(8)위에 놓여 있다.

압연과정에서 압연물을 통한 부하는 작업롤러(6)의 크라운에 불리하게 작용하고 따라서 금속밴드(8)의 평탄함에 불리한 영향을 미친다. 압연물을 통해 생성된 부하구역과 작업롤러(6)의 융기부는 지지롤러 특히 회전체(1)를 통해 상쇄력에 부딪히게 된다. 부하구역(9)을 가지는 회전체(1)의 발생하는 힘에 대한 최적의 부하면(2)이 투입되도록 회전체(1)가 회전을 통해 설정 및 고정된다.

도 3은 4절 지지대[2000mm x 420mm(AW) 1500mm(SW)]에서 800mm 금속밴드의 압연시 압연갭 프로필을 보여준다. 위에 설명한 원칙대로 작동하는 지지롤러가 사용되었다. 부하면의 폭은 밴드폭보다 30mm 더 좁았다. 발명에 따른 롤러를 투입한 결과로서 압연벤딩이나 변위시스템과 같은 압연갭 프로필에 영향을 주는 다른 보조재를 사용하지 않고 거의 상자모양의 압연캡 프로필이 생긴다.

도 4는 종래의 지지롤러 배치를 가지는 압연과정에서의 압연갭 프로필을 대조적으로 보여주는데, 이것이 갖는 크라운에의 영향은 1200mm 폭 밴드에 최적화되어 있다. 압연갭 프로필이 덜 상자형태이고 따라서 덜 유리한 진행을 보이는 것이 명백하다.

도 5는 밴드폭-여기에서는 800mm-에 관련한 회전체와 롤맨틀 사이의 하중분포를 보여준다. 설정된 부하면폭은 770mm이다.

적당하게 선정된 지름 코스와 회전체의 금속표면의 아치모양을 통해 부하면과 회전하는 롤맨틀 사이의 균등한 부하진행이 나타난다. 이러한 균등한 부하진행은 미끄럼베어링내 거의 항구적인 유막 두께와 같은 것으로서, 미끄럼 베어링 면의 좋지 못한 접촉을 막아준다. 본 경우에는 이를 위해 필요한 회전체의 중앙부분의 형상이 배럴을 따라서(2000mm일 때) 0.4mm 지름차가 있는 종래의 크라운에 해당하였다. 회전체의 중앙부분 즉 부하면은 포물선모양의 배럴 형태이다.

제안한 롤러의 사용으로 밴드폭의 변경이 상쇄될 뿐만 아니라 가변적인 압연력의 영향도 마찬가지이다. 회전체의 회전과 그로부터 발생되는 부하면의 조절을 통해 다양한 압연력에 반응하고 원하는 상자모양의 압연갭 프로필과 균등한 지지부하를 얻어내는 것이 가능할 것이다.

Claims (7)

1. 회전하는 롤맨틀 및 롤맨틀의 굽힘강성에 영향을 주기 위해 롤맨틀 내부에 위치하는 수단으로 구성된 롤러에 있어서, 이 수단은 회전체(1)의 형태인 미끄럼베어링이고, 이 미끄럼베어링은 회전가능하게 조정가능하며 롤맨틀의 부하를 받는 구역에 해당하는 부하면(2)이 회전대칭적 보디의 맨틀면의 일부분이 되도록 형성되고, 이 회전체의 원주를 따라서 상기 부하면의 폭 또는 위치 또는 폭 및 위치가 변화하도록 상기 맨틀면의 가장자리(4)가 제작되며, 이 회전체는 부하면(2)의 부분에서 홈(10)을 가지고 있고, 이 홈의 가장자리 패턴 및 그 내부 윤곽이 임의로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 회전체(1)가 부하면(2)에 접하는 테두리부분(3)을 가지는데, 이것의 크기가 끝을 향해 줄어드는 것을 특징으로 하는 롤러.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 테두리부분(3)은 원추대 형상인 것을 특징으로 하는 롤러.
5. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 나란하게 배치된 다수의 회전체(1)가 롤맨틀(5) 내부에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러.
6. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 회전체는 다수의 부분들로 합체되고, 이것들은 꼭 맞게 서로 맞물리거나 서로 떨어져 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 롤러.
7. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 롤러가 밴드재료의 압연을 위한 4단 또는 임의의 멀티 롤 지지대에서 지지롤러로서 사용되는 것을 특징으로 하는 롤러.

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