KR101142504B1 - 허스롤 - Google Patents

Abstract

슬리브의 설치구조를 개선하여 내마모성을 증가시켜 파손을 최소화시킬 수 있고, 슬리브의 회전속도를 높일 수 있고 회전시 발생되는 소음을 최소화할 수 있도록, 슬리브와, 상기 슬리브의 양 선단에 밀착되어 슬리브를 지지하는 롤플랜지. 상기 롤플랜지에 설치되는 축, 일측 롤플랜지 내측에 연결되고 슬리브를 관통하여 타측 롤플랜지와 축 중앙에 형성된 홀을 지나 외측으로 연장되는 지지바, 상기 지지바 외측 선단에 설치되는 스토퍼부재, 상기 지지바에 끼워져 스토프부재와 상기 축 사이에 탄력적으로 설치되는 탄성부재를 포함하는 허스롤을 제공한다.

슬리브, 롤플랜지, 지지바, 탄성스프링, 고정부재

Description

허스롤{HEARTH ROLL}

본 발명은 제철소에서 강판을 지지하여 이송시키는 롤에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 소둔로에서 사용되는 허스롤에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 냉연공장 또는 전기강판공장의 압연기에서 냉간 압연된 강판은 소둔로를 거쳐 열처리된다.

소둔로는 내부에 복수개의 허스롤이 간격을 두고 설치된다. 이에 페이오프릴에서 풀려나오는 강판은 대략 800 ~ 1600℃로 유지되는 소둔로 내부를 통과하여 열처리된 후 텐션릴에 다시 감기게 된다.

이 과정에서 주어진 허스롤은 소둔로 내부의 일정높이에서 일정한 간격으로 설치되어 통판되는 강판이 하부로 처지는 것을 방지할 뿐 아니라 강판의 이송을 보조하는 역할을 하게 된다.

이를 위해 상기 허스롤은 소둔로의 고온특성에 맞도록 설계되어야 한다.

상기 허스롤은 슬리브와, 이 슬리브를 길이방향으로 관통하여 끼워지는 롤샤프트를 포함한다. 상기 슬리브와 롤샤프트의 결합은 핀볼트를 통해 이루어진다. 상기 롤샤프트의 롤플랜지에 장착되는 핀볼트는 상기 슬리브에 형성된 핀홀에 끼워져 슬리브를 지지하게 된다.

상기 허스롤은 고온의 소둔로에서 장시간 사용 시 슬리브와 롤샤프트간의 서로 다른 열팽창계수(약 30배 차이남)로 인하여 롤샤프트에 급격한 크리프가 일어나게 된다. 이에 롤샤프트는 열팽창을 고려하여 슬리브보다 작게 제조된다. 이는 핀볼트도 마찬가지이다. 핀볼트 역시 열팽창을 고려하여 핀홀보다 작게 제조된다.

따라서 종래의 허스롤은 운전온도에 도달하더라도 핀과 핀홀 사이의 유격에 의해 허스롤 회전시 충격하중이 지속적으로 핀홀에서 발생된다.

이에 핀볼트가 핀홀 내에서 마모를 일으키게 되어 핀홀의 지름이 계속 커지게 되고 결국 파손되는 현상이 발생된다. 또한, 핀홀의 손상을 줄이기 위해 허스롤의 회전속도도 어느 정도 이상으로 높일 수 없게 된다.

이에 슬리브의 설치구조를 개선하여 내마모성을 증가시켜 파손을 최소화시킬 수 있도록 된 허스롤을 제공한다.

또한, 슬리브의 회전속도를 높일 수 있고 회전시 발생되는 소음을 최소화할 수 있도록 된 허스롤을 제공한다.

이를 위해 본 허스롤은 슬리브와, 상기 슬리브의 양 선단에 밀착되어 슬리브를 지지하는 롤플랜지. 상기 롤플랜지에 설치되는 축, 일측 롤플랜지 내측에 연결되고 슬리브를 관통하여 타측 롤플랜지와 축 중앙에 형성된 홀을 지나 외측으로 연장되는 지지바, 상기 지지바 외측 선단에 설치되는 스토퍼부재, 상기 지지바에 끼워져 스토프부재와 상기 축 사이에 탄력적으로 설치되는 탄성부재를 포함할 수 있다.

이에 탄성부재의 탄성력에 의해 롤플랜지가 가압되어 슬리브를 두 개의 롤플랜지 사이에 설치할 수 있게 된다.

여기서 상기 슬리브와 접하는 롤플랜지의 내측면에는 슬리브의 위치를 규제하기 위한 고정부재가 돌출 형성되고, 상기 슬리브의 선단에는 상기 고정부재와 대응되도록 고정부가 형성되어 서로 맞물리는 구조일 수 있다.

상기 고정부재는 상기 슬리브의 선단과 대응되는 크기의 링 구조로 내측면은 외측에서 내측으로 하향경사져 경사면을 이루는 구조일 수 있다. 또한, 상기 고정 부는 상기 경사면에 대응되는 형태로 슬리브의 선단이 모따기 된 구조일 수 있다.

상기 롤플랜지에 대한 슬리브의 지지를 위해, 상기 슬리브의 양 선단에는 핀홀이 형성되고, 상기 롤플랜지에는 상기 핀홀에 체결되는 핀볼트가 설치된 구조일 수 있다.

본 허스롤은 상기 일측 롤플랜지 내측에 설치되고 타측 롤플랜지 내측으로 연장되어 슬리브 내에 배치되는 롤샤프트를 더 포함하고, 상기 지지바는 상기 롤샤프트 선단에 설치되는 구조일 수 있다.

상기 타측 롤플랜지 내측면에는 상기 롤샤프트가 삽입되는 삽입홈이 더 형성될 수 있다.

상기 삽입홈은 상기 롤샤프트의 열팽창에 따른 길이 변동량에 대응되는 깊이로 형성되어 롤샤프트 선단과의 사이에 틈새가 존재하는 구조일 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 슬리브와 롤플랜지 사이에 유격이 없어져 고속 회전이 가능하며 소음을 최소화할 수 있게 된다. 이에 조업 효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 종래 슬리브를 지지하는 핀볼트를 사용하지 않음에 따라 핀볼트에 의한 슬리브의 마모를 방지하여 수명을 최대한 연장할 수 있게 된다. 이에 허스롤 수리 및 교체에 따른 원가 부담을 줄일 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속 하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 다른 실시예에서 대응하거나 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의 도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

도 1은 본 실시예에 따른 허스롤을 도시하고 있으며, 도 2는 본 실시예에 따른 허스롤의 구성을 도시하는 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 허스롤은 원통형태의 슬리브(10)와, 상기 슬리브(10)의 양단을 지지하는 롤플랜지, 상기 각 롤플랜지의 외측면에 설치되어 허스롤의 회전축을 이루는 축을 포함한다. 이하 설명에서 상기 두 개의 축은 구동축(30)과 종동축(32)으로 구분하고, 구동축(30)이 설치되는 롤플랜지는 구동측 롤플랜지(20)라 하고 종동축(32)이 설치되는 롤플랜지는 종동측 롤플랜지(22)라 한다.

본 허스롤은 두 롤플랜지(20,22)에 슬리브(10)를 지지하는 구조로 되어 있다.

이를 위해 본 허스롤은 상기 종동측 롤플랜지(22) 내측에 연결되고 슬리브(10)를 지나 상기 구동측 롤플랜지(20)와 구동축(30) 중앙에 형성된 홀(34)을 지나 외측으로 연장되는 지지바(40), 상기 지지바(40) 외측 선단에 설치되는 스토퍼부재(42), 상기 지지바(40)에 끼워져 스토프부재(42)와 상기 구동축(30) 사이에 탄력적으로 설치되는 탄성스프링(440을 포함한다.

이에 탄성스프링(440의 탄성력이 구동축(30)에 가해져 구동축(30)에 설치된 구동측 롤플랜지(20)가 슬리브(10)를 가압하게 되어, 슬리브(10)가 구동측 롤플랜지(20)와 종동측 롤플랜지(22) 사이에 밀착되어 지지된다.

본 실시예에서 상기 지지바(40)는 강성의 스틸재질로 이루어지며 내측 선단은 종동측 롤플랜지(22) 내면 중심에 고정된다. 그리고 상기 구동축(30)과 구동측 롤플랜지(20)의 중심에는 상기 지지바(40)와 대응되는 크기의 홀(34)이 형성되어 상기 지지바(40)가 관통된다.

상기 구동축(30) 외측으로 연장되는 지지바(40)의 길이는 특별히 한정되지 않는다.

또한, 본 허스롤은 상기 슬리브(10)와 접하는 구동측 롤플랜지(20)와 종동측 롤플랜지(22)의 내측면에는 슬리브(10)의 위치를 규제하기 위한 고정부재(50)가 돌출 형성된다. 그리고 상기 슬리브(10)의 선단에는 상기 고정부재(50)와 대응되도록 형성되어 고정부재(50)와 맞물리는 고정부가 형성된다.

본 실시예에서 상기 고정부재(50)는 상기 슬리브(10)의 선단과 대응되는 크기의 링 구조로 내측면은 외측에서 내측으로 하향경사져 경사면(52)을 이루는 구조로 되어 있다. 상기 고정부재(50)의 내측 경사면(52)에 대응되도록 상기 고정부는 슬리브(10)의 양 선단이 외주부를 따라 모따기 되어 모따기면(54)을 형성하는 구조로 되어 있다.

이에 상기 고정부재(50)의 경사면(52)과 슬리브(10)의 모따기면(54)이 서로 맞물리면서 두 롤플랜지에 슬리브(10)가 보다 안정적으로 지지된다.

한편, 도 3은 롤플랜지와 슬리브의 지지구조에 대한 또다른 실시예를 도시하고 있다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 본 허스롤(10)은 핀볼트(58)와 핀홀(56)의 결합구조를 통해 롤플랜지(20,22)에 슬리브(10)를 지지하는 구조로 되어 있다.

즉, 상기 슬리브(10)의 양 선단에는 핀홀(56)이 간격을 두고 복수개 형성되 고, 상기 롤플랜지(20.22)에는 상기 핀홀에 대응되는 위치에 핀볼트(58)가 설치된 구조로 되어 있다.

따라서 핀볼트(58)가 핀홀(56)에 체결되면서 두 롤플랜지(20.22)에 슬리브(10)가 보다 안정적으로 지지될 수 있는 것이다.

상기와 같은 구조로 되어, 본 허스롤은 탄성스프링(440이 스토퍼부재(42)와 구동축(30) 사이에 탄력적으로 압축되어 탄성력을 구동축(30)에 가하게 된다. 이에 본 허스롤은 상기 탄성력을 이용하여 슬리브(10)를 구동측 롤플랜지(20)와 종동측 롤플랜지(22)에 유격없이 밀착시킬 수 있게 된다.

즉, 탄성스프링(440의 탄성력은 지속적으로 구동축(30)에 인가된다. 구동축(30)과 이 구동축(30)이 설치된 구동측 롤플랜지(20)는 지지바(40)에 대해 자유롭게 이동가능한 상태로, 탄성스프링(440의 가압력에 의해 밀려나게 된다. 이에 구동측 롤플랜지(20)는 지지바(40)에 대해 이동되면서 슬리브(10)를 가압하게 된다. 따라서 슬리브(10)는 구동측 롤플랜지(20)에 의해 눌려져 종동측 롤플랜지와 구동측 롤플랜지(20) 사이에 고정될 수 있는 것이다.

이와같이 본 허스롤은 탄성스프링(440으로 슬리브(10)를 고정하여 슬리브(10)로 회전력을 전달할 수 있게 된다.

도 4은 본 허스롤의 또다른 실시예를 도시하고 있다.

이하 설명에서 이미 언급한 구조와 동일한 구조에 대해서는 동일부호를 사용하며 그 상세한 설명은 생략한다.

상기한 도면에 의하면, 본 허스롤은 강성을 보강하기 위하여 슬리브(10) 내 측에 롤샤프트(60)가 더 설치된다.

본 실시예에서 상기 롤샤프트(60)는 종동측 롤플랜지(22) 내측면에 고정 설치되고 슬리브(10)의 내부를 따라 구동측 롤플랜지(20)로 연장된다. 그리고 상기 지지바(40)는 상기 롤샤프트(60) 선단에 설치되어 구동축(30)과 구동측 롤플랜지(20)에 형성된 홀(34)을 통해 외측으로 연장된다.

상기 구동측 롤플랜지(20)의 내측면에는 상기 롤샤프트(60)가 삽입되는 삽입홈(62)이 더 형성된다. 이에 상기 롤샤프트(60)의 선단이 상기 삽입홈에 끼워지면서 구동측 롤플랜지(20)와 결합된다.

여기서 상기 삽입홈(62)은 롤샤프트(60)의 열팽창에 따른 길이 변동량에 대응되는 깊이로 형성된 구조로 되어 있다. 이에 삽입홈(62)의 바닥면과 롤샤프트(60) 선단과의 사이에는 틈새(D)가 존재한다. 따라서 운전온도에서 롤샤프트(60)가 팽창되더라도 상기 삽입홈(62)의 틈새(D)가 이를 수용하여 롤샤프트(60)의 팽창력이 롤플랜지와 슬리브(10)로 전달되지 않게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 본 실시예에 따른 허스롤을 도시한 단면도이다.

도 2는 본 실시예에 따른 허스롤의 구성을 도시한 분해도이다.

도 3은 또다른 실시예에 따른 허스롤로 슬리브와 롤플랜지의 지지구조를 도시한 단면도이다.

도 4는 또다른 실시예에 따른 허스롤을 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 슬리브 20 : 구동측 롤플랜지

22 : 종동측 롤플랜지 30 : 구동축

32 : 종동축 40 : 지지바

42 : 스토퍼부재 44 : 탄성스프링

50 : 고정부재 52 : 경사면

54 : 모따기면 56 : 핀홀

58 : 핀볼트 60 : 롤샤프트

62 : 삽입홈

Claims (7)

1. 슬리브와, 상기 슬리브의 양 선단에 밀착되어 슬리브를 지지하는 롤플랜지. 상기 롤플랜지에 설치되는 축, 일측 롤플랜지 내측에 연결되고 슬리브를 관통하여 타측 롤플랜지와 축 중앙에 형성된 홀을 지나 외측으로 연장되는 지지바, 상기 지지바 외측 선단에 설치되는 스토퍼부재, 상기 지지바에 끼워져 스토프부재와 상기 축 사이에 탄력적으로 설치되는 탄성부재, 상기 일측 롤플랜지 내측에 설치되고 타측 롤플랜지 내측으로 연장되어 슬리브 내에 배치되는 롤샤프트를 포함하고,

   상기 지지바는 상기 롤샤프트 선단에 설치되며, 상기 타측 롤플랜지 내측면에는 상기 롤샤프트가 삽입되는 삽입홈이 더 형성되고, 상기 삽입홈은 상기 롤샤프트의 열팽창에 따른 길이 변동량에 대응되는 깊이로 형성되는 구조의 허스롤.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬리브와 접하는 롤플랜지의 내측면에는 슬리브의 위치를 규제하기 위한 고정부재가 돌출 형성되고, 상기 슬리브의 선단에는 상기 고정부재와 대응되도록 고정부가 형성되어 서로 맞물리는 구조의 허스롤.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 고정부재는 상기 슬리브의 선단과 대응되는 크기의 링 구조로 내측면은 외측에서 내측으로 하향경사져 경사면을 이루고, 상기 고정부는 상기 경사면에 대응되는 형태로 슬리브의 선단이 모따기 된 구조의 허스롤.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬리브의 양 선단에는 핀홀이 형성되고, 상기 롤플랜지에는 상기 핀홀에 체결되는 핀볼트가 설치되어 롤플랜지에 대한 슬리브의 위치를 규제하는 구조의 허스롤.
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