KR20130059459A - 베어링 장치의 가공 방법 및 베어링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤 저널을 위한 베어링 장치를 가공하기 위한 방법에 관한 것이며, 베어링 장치는, 베어링 부시를 구비한 베어링 인서트와, 베어링 부시 내에 베어링 유격을 가지면서 장착되면서 롤 저널 상에 끼워질 수 있는 저널 부시를 포함한다. 베어링 장치의 유효 수명을 연장하기 위해, 그에 따라 비용을 절감하기 위해, 본 발명에 따라서는, 마찰 홈 제거를 위해 임계값(D_ak) 미만으로 저널 부시의 외경(D_a)을 축소하고, 그와 동시에 베어링 부시 자체의 내경(D_{i new})과 관련하여 베어링 유격이 사전 결정된 허용 값 범위 이내에서 계속해서 유지되는 방식으로 베어링 부시의 축소된 외경에 부합하게 형성되는 신규 베어링 부시를 제공한다.

Description

베어링 장치의 가공 방법 및 베어링 장치{METHOD FOR PREPARING A BEARING ARRANGEMENT, AND BEARING ARRANGEMENT}

본 발명은, 예컨대 슬래브 또는 금속 스트립과 같은 금속 압연 스톡을 압연하기 위한 압연 롤의 롤 저널을 위한 베어링 장치와, 이 베어링 장치를 가공하기 위한 방법에 관한 것이다. 베어링 장치는, 베어링 부시를 구비한 베어링 인서트와, 베어링 부시 내에 베어링 유격을 가지면서 장착되면서 롤 저널 상에 끼워질 수 있는 저널 부시를 포함한다. 본 발명은 특히 야금 산업의 압연 공장에서 사용되는 작업 롤 또는 지지 롤을 위한 베어링 장치에 관한 것이다.

상기 유형의 베어링 장치뿐 아니라, 그 베어링 장치를 가공하기 위한 방법은 종래 기술에서 원칙적으로 공지되어 있다. 이에 대해서는 예컨대 "Iron & Steel Technologies(철 및 강 기술)" 2005년12월호에 실린 R.S. Schrama의 논문 "Types of Failures of Backup Roll Assemblies(지지 롤 어셈블리의 고장 유형)"가 참조된다.

공지된 베어링 장치와 이 베어링 장치를 가공하기 위한 공지된 방법은 다음에서 도 1 내지 도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.

도 1에는 압연 롤(200)을 장착하기 위한 공지된 베어링 장치(100)가 도시되어 있다. 압연 롤은 롤 몸체(220)와 2개의 롤 저널(210)을 포함한다. 롤 저널(210)들 각각은 독립된 베어링 장치(100) 내에 각각 장착된다. 베어링 장치들 각각은 베어링 인서트(110)로도 지칭되는 베어링 하우징을 포함한다.

도 2에는 베어링 장치의 상세한 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 베어링 인서트(110)는, 인서트 내에 배치되어 롤 저널(210)을 수용하기 위한 환형 베어링 부시(112)를 포함한다. 베어링 장치(100)는 베어링 인서트 외에도 롤 저널(210) 상에 끼워질 수 있는 환형 저널 부시(120)를 포함한다. 저널 부시(120)의 내부에서 롤 저널(210)의 스핀을 방지하도록 하기 위해, 저널 부시(120)와 롤 저널 사이에는 키(142, 144)(key)들이 제공된다. 압연 작동 동안 롤 저널로부터 저널 부시의 축 방향 슬립은 전방에 나사 체결된 압력 단붙이 링(130)(pressure shoulder ring)에 의해 방지된다. 저널 부시(120)는 롤 몸체로부터 이격된 자체의 단부에 칼라부(122)(collar) 형태의 반경 방향 돌출부를 포함한다. 상기 환형 칼라부는, 예컨대 롤 저널로부터 저널 부시(120)를 견인할 때 발생하는 것과 같은 힘을 흡수하도록 하기 위해, 소정의 동축 연장부를 포함한다. 이를 위해 인서트는 베어링 부시(112)와 함께 축 방향에서 롤 몸체(220)로부터 이격되는 방향으로 견인되며, 그런 다음 인서트 또는 베어링 부시는 칼라부(122)에 접촉하고 이와 같은 방식으로 축 방향에서 롤 저널(210)로부터, 축 방향으로, 다시 말하면 압연 롤(200)의 종축의 방향으로 저널 부시를 함께 견인한다.

또한, 도 2에는, 압연 작동 동안 베어링 장치에 작용하는 것과 같은 힘 분포가 화살표들로 도시되어 있다.

도 3에는, 베어링 장치가 추가의 상세도로, 정확하게 말하면 원래 상태와 신규 상태로 도시되어 있다. 도 3에서는, 저널 부시의 외경(D_a)과 베어링 부시의 내경(D_i) 사이에서 베어링 유격을 확인할 수 있다. 신규 상태에서 상기 베어링 유격은, 베어링 장치의 각각의 구조에 따라서, 저널 부시의 원래 외경의

당 0.5 내지 1.5의 허용 값 범위 이내이다.

거친 압연 작동 동안 베어링 장치들은 강력한 기계적 및 열적 하중을 받으며 그 결과로 마모된다. 구체적으로 말하면, 마모 현상은 베어링 부시의 내측면 상에서, 그리고 저널 부시의 외측면 및 내측면 상에서 표면들의 마찰 홈 또는 손상의 형태로 나타난다. 상기 유형의 베어링 장치들의 수리는 통상적인 실무 사항이다. 저널 부시의 수리뿐 아니라 베어링 부시의 수리는 종래의 방식으로 이루어진다.

이 경우 저널 부시(120)의 수리는 종래의 경우 다음 단계들을 포함한다. 즉, 선삭, 밀링 또는 연마를 통해 저널 부시(120)의 외측면을 재가공하면서, 이때 존재하는 마찰 홈 또는 손상이 더 이상 보이지 않을 때까지 저널 부시(120)의 외경이 축소되게끔 하는 단계를 포함한다. 또한, 유사한 방식으로, 저널 부시의 내측면도 재가공될 수 있으며, 이런 경우에는 내경이 확대된다. 그러나 저널 부시의 내경 확대는, 이후 저널 부시의 재사용 시에 저널 부시가 롤 저널 상으로 원래보다 더 많이 끼워질 수 있다는 단점이 있다. 이는, 롤 몸체와 인서트 사이에 제공되어 있는 도 4에는 미도시된 실링이 허용되지 않는 방식으로 압착될 수도 있다는 단점이 있다. 그러므로 롤 몸체(220)로 향해 있는 저널 부시의 선단부에서 값(C)만큼 저널 부시를 단축함으로써, 저널 부시(120)가 신규 상태에서보다 더 많이 롤 저널 상으로 끼워지지 못하게 해야 하는 필요성이 있다.

롤 몸체(220)의 반대 방향으로 향해 있는 저널 부시(120)의 측면에서 저널 부시의 내경 축소는, 저널 부시(120)의 칼라부(122)가 베어링 부시(112)에 너무 가깝게 돌출된다는 단점이 있다. 칼라부(122)와 베어링 부시(112) 사이에는 소정의 최소 간격(A)이 엄수되어야 한다. 상기 간격(A)을 엄수하도록 하기 위해서는, 저널 부시의 내경 확대가 이루어지는 경우, 칼라부(122)가 그에 상응하게 재가공되어야 하며, 다시 말하면 칼라부 자체의 동축 연장부에서, 최소 간격(A)이 다시 형성되게끔 단축되어야 한다. 그러나 이 경우 칼라부(122)의 축 방향 연장부는, 롤 저널로부터 저널 부시의 전술한 견인을 위해 요구되는 칼라부의 안정성을 항시 보장하도록 하기 위해, 소정의 최소 치수를 하회하지 않도록 해야 한다.

추가의 결과로서, 저널 부시의 내경 확대는, 롤 몸체(220)의 반대 방향으로 향해 있는 저널 부시의 선단부가 롤 저널 상으로 저널 부시를 끼울 시에 압력 단붙이 링(130)으로부터 약간 이격되어 위치하며, 그럼으로써 압력 단붙이 링이 그에 상응하게 다시 이동되어야만 한다는 단점이 있다.

감마찰 금속, 바람직하게는 백색 금속 소재의 코팅층을 포함하는 베어링 부시의 제조는 종래 기술로부터, 예컨대 EP 1 151 145 B1로부터 공지되었다.

베어링 부시의 수리는 전형적으로 아래 단계들을 포함한다.

즉, 저널 부시로 향해 있는 감마찰 금속 층, 예컨대 백색 금속 층에 포함된 마찰 홈 및 손상을 제거하기 위해, 상기 감마찰 금속 층, 예컨대 백색 금속 층을 재료 제거하는 단계를 포함한다. 상기 백색 금속 층은 베어링 부시의 신규 상태에서 전형적으로 비교적 얇으며, 그럼으로써 상기 백색 금속 층은 완전하게만 재료 제거될 수 있다. 일반적으로, 백색 금속 층의 재료 제거 시에, 바람직하지 못하게는, 저널 부시의 반대 방향으로 향해 있는 지지 재료, 전형적으로는 베어링 부시의 주요 구성 성분인 강재(steel)의 박층도 함께 재료 제거되며, 그럼으로써 베어링 부시는 수리할 때마다 매번 약간씩 더 약화된다. 백색 금속 층의 재료 제거 후에는, 베어링 부시(112)의 내측면 상에서, 다른 한편으로는 기존/이전의 사전 결정된 공칭 내경(D_{i old}) 상에서 신규 백색 금속 층의 재구성이 이루어지지만, 이번에는 기존에 재료 제거된 재료 층에서보다 감마찰 금속 층 두께는 더욱 두꺼워진다. 신규 백색 금속 층의 더욱 두꺼운 층 두께는 제거된 지지 재료로 설명이 된다. (언급한 것처럼) 베어링 부시의 내경(D_{i old})은 감마찰 금속 층의 재구성 이후에도 교환 가능성을 목적으로 변경되지 않은 상태로 유지되고, 특히 어느 경우든 더욱 작아지지 않으며, 그와 동시에 저널 부시의 외경(D_a)은 재료 제거에 의해 축소되었기 대문에, 저널 부시의 외측면에서 재료 제거가 이루어질 때마다 베어링 유격은 확대된다. 그러나 백색 금속 층과 저널 부시의 외측면 사이의 베어링 유격은 1회 이상의 재가공을 기반으로 저널 부시의 원래 외경의 1.7

을 초과하지 않아야 한다. 베어링 유격에 대한 1.7

의 상기 최대 허용 값에 도달하거나, 또는 저널 부시의 내경이 사전 결정된 한계 값을 초과한다면, 곧바로 종래에는 저널 부시를 전혀 수리해서는 안 되었고, 그 대신 교환해야만 했다.

그러므로 종래의 방식으로는 2회 내지 3회의 수리 이후 저널 부시는 교환하며, 이는 언제나 사용자의 입장에서 높은 비용과 결부되고 높은 자원 소비로 이어지는데, 그 이유는 그런 다음 저널 부시는 전형적으로 폐품으로 처리해야만 하기 때문이다.

베어링 부시 내 감마찰 금속 층, 특히 백색 금속 층의 두께에 대해 초과해서는 안 되는 두께 임계값(S_D)이 결정된다. 이는, 예컨대 자체 상부에 백색 금속 층이 도포되는 베어링 부시의 지지 재료보다 백색 금속이 훨씬 더 연질이기 때문이다. 백색 금속 층은 베어링 장치의 사전 결정된 하중 요건이 여하히 충족될 수 있으면서, 그와 동시에 사전 결정된 공칭 내경이 유지되는 점에 한해서만 증가될 수 있다.

이런 이유에서, 베어링 부시에 대해서는, 상기 유형의 수리는 임의로 자주 실행하는 것이 아니라, 대개는 기껏해야 2회 내지 3회 실행할 수 있다는 점이 적용된다.

본 발명의 목적은, 종래 기술을 출발점으로 하여, 베어링 장치를 가공하기 위한 가공 방법에 있어서, 적어도 고급인, 즉 고가인 저널 부시의 더욱 오랜 사용을 가능하게 하는 상기 가공 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적은 특허 청구항 제1항에서 청구되는 가공 방법에 의해 달성된다. 상기 가공 방법은 아래와 같은 두 단계를 특징으로 한다.

- 임계값(D_ak) 미만으로 저널 부시의 외경(D_a)을 1회 축소함으로써 저널 부시를 재가공하는 재가공 단계이며, 이때 임계값을 하회하면, 기존 베어링 부시의 내경(D_{i old})과 임계값 미만으로 축소된 저널 부시의 외경 사이에서 계속해서 유지될 수도 있는 베어링 유격은 더 이상 허용 값 범위 이내에 존재하지 않을 수도 있는, 상기 재가공 단계, 및

- 신규 베어링 부시의 내경(D_{i new})과, 재가공된 저널 부시의 외경이면서 임계값(D_ak) 미만으로 축소된 상기 외경 사이의 베어링 유격이 사전 결정된 허용 값 범위 이내의 값을 갖는 방식으로, 신규 베어링 부시 자체의 내경(D_{i new})이 재가공된 저널 부시의 축소된 외경에 부합하게 형성되는 신규 베어링 부시를 제공하는 제공 단계.

상기 청구되는 가공 방법은, 베어링 부시보다 훨씬 더 고가인 고급 저널 부시가 여하히 1회 이상, 그러나 전형적으로는 수회 수리되고 재사용될 수 있다는 장점을 제공한다. 그럼으로써 사용자에게는 분명한 비용 절감이 제공되고, 환경에 대해서는 저널 부시의 종래의 통상적인 폐품 처리에 비해 분명한 자원 보호가 이루어진다. 저널 부시의 재사용은, 자체의 내경(D_{i new})과 관련하여 베어링 유격이 허용 값 범위 이내에 존재하도록 형성되는 신규 베어링 부시를 제공하는 것을 통해 가능해진다. 다시 말하면, 신규 베어링 부시의 공칭 내경(D_{i new})은, 저널 부시의 외경이 추가로 축소된 경우 허용 값 범위 이내에서 베어링 유격을 유지하도록 하기 위해, 기존 베어링 부시의 공칭 내경(D_{i old})보다 항상 약간 더 작다.

따라서 본 발명에 따라 형성되고, 임계값(D_ak) 미만으로 축소된 외경을 갖는 재가공된 저널 부시와 신규 베어링 부시로 구성되는 쌍은 허용 베어링 유격을 갖는 베어링 장치에 대한 새로운 수명 주기를 시작한다. 상기 수명 주기는 전형적으로 다시금 저널 부시뿐 아니라 신규 베어링 부시의 수회 수리를 가능하게 한다. 이처럼 전체적으로 특히 저널 부시에 대한 사용 기간이 대략 배가될 수 있다.

임계값(D_ak)은 다음으로 정의된다.

D_ak = D_{a Original}(1 - 0.0007);

위의 식에서, D_{a Original}는 최초로 이용하기 이전 저널 부시의 원래 외경이다.

제1 실시예에 따라서, 신규 베어링 부시는 자체의 내경과 관련하여, 신규 베어링 부시 및 D_{a new}((D_{a new} = D_ak 미만으로 최초 축소 시 저널 부시의 외경)를 갖는 저널 부시 쌍의 초기 베어링 유격은 베어링 장치의 원래 신규 상태(신규 상태의 기존 베어링 부시/신규 상태의 기존 저널 부시)에서의 베어링 유격의 허용 값에 상응하도록 형성된다. 그런 다음 신규 베어링 부시의 감마찰 금속 층은, 강재 지지층이 그에 상응하게 더욱 두껍게 구성된 경우, 특히 얇게 유지될 수 있다.

베어링 유격에 대한 허용 초깃값은 각각의 적용 사례에 따라 신규 상태의 저널 부시의 원래 공칭 외경의 0.3 내지 1.5

의 값 범위 이내이다. 베어링 유격에 대한 상기 값 범위는 각각 신규 상태에 있는 기존 베어링 부시 / 저널 부시 쌍에 적용될 뿐 아니라, D_ak보다 최초로 더욱 작은 D_a를 갖는 신규 베어링 부시 / 저널 부시 쌍에도 적용된다. 각각의 적용 사례에서, 이후 수리를 통해, 특히 저널 부시의 외경의 축소를 통해, 베어링 유격의 원래 초깃값의 1.7배로 제공되는 베어링 유격의 확대는 여하히 허용될 수도 있다. 1.7배를 초과하는 베어링 유격의 확대, 또는 (신규 베어링 부시의 내경이 실질적으로 변경되지 않는 경우와 동일할 수도 있는 사항으로) 제2 임계값[D_ak2 = D_{a new}(1 - 0.007)] 미만으로 저널 부시의 외경(D_a)의 추가 축소는 더 이상 허용되지 않는다.

바람직하게는, 1회 이상 수리된 기존 베어링 부시에서의 강재 지지 링보다 더욱 두꺼운 강재 지지 링을 포함하는 신규 베어링 부시가 제조된다.

언급한 것처럼, 감마찰 금속 층은, 약간 두꺼워진 강재 지지 링을 포함하는 신규 베어링 부시의 경우, 바람직하게는 공칭 내경(D_{i old})이 지정된 경우 신규 상태의 기존 베어링 부시의 감마찰 금속 층의 두께와 유사한 최소 두께만을 보유할 수 있다. 특히 신규 베어링 부시 내 감마찰 금속 층은 수회 수리 이후 기존 베어링 부시 내 감마찰 금속 층 두께보다 훨씬 더 얇을 수 있다.

저널 부시의 재가공은 전형적으로 앞서 도 4를 참조하여 이미 설명한 단계들을 포함한다. 또한, 상기 저널 부시의 재가공은, 이미 본 발명에 따르는 가공 방법의 실행 이전에, 다시 말하면 임계값 미만의 값으로 저널 부시의 외경의 최초 축소 이전에, 1회 또는 수회 개시될 수 있다. 그러나 이 경우 저널 부시의 외경 축소는 항상 점진적으로만 이루어졌으며, 임계값(D_ak)이 하회된 점에 한해서는 결코 이루어지지 않았다. 임계값(D_ak)은, 임계값이 하회된 경우, 기존 베어링 부시의 내경과 임계값(D_ak) 미만으로 축소된 저널 부시의 외경 사이에서 계속해서 유지될 수도 있는 베어링 부시가 허용 값 범위를 벗어날 수도 있는 것으로, 특히 사전 결정된 허용 최댓값을 초과할 수도 있는 것으로 정의된다.

본 발명에 따르는 가공 방법의 경우, 바람직하게는, 저널 부시는, 배럴로부터 이격된, 다시 말하면 롤 몸체의 반대 방향으로 향해 있는 자체의 선단부에서, 예컨대 배럴로부터 이격된 선단부 내로 링을 끼워 수축하는 것을 통해, 축 방향으로 연장된다. 상기 축 방향 연장은, 바람직하게는, 저널 부시의 내경이 확대된 경우에도, 상기 선단부와 압력 단붙이 링 간에 형태 결합 또는 마찰 결합을 가능하게 한다. 링은 바람직하게는 교환 가능하게 장착된다.

바람직하게는, 저널 부시의 전술한 재가공은, 기존 임계값 미만의 값으로 외경을 최초 축소한 이후에도, 신규 임계값을 하회하지 않으면서도, 1회 이상, 그러나 전형적으로는 최대 3회까지 이루어질 수 있다.

바람직하게는 신규 베어링 부시는 수회 수리되고 재사용될 수 있다. 기존 베어링 부시의 수리와 신규 베어링 부시의 수리는 전형적으로 앞서 도 4를 참조하여 설명한 아래 단계들을 포함하는 동일한 계획에 따라 이루어진다.

선택에 따라 저널 부시의 반대 방향으로 향해 있는 감마찰 금속 층 또는 백색 금속 층의 지지 재료의 박층과 함께, 베어링 부시의 내측면 상에서 저널 부시로 향해 있는 감마찰 금속 층, 전형적으로는 백색 금속을 재료 제거하는 단계, 및

신규 베어링 부시의 원래 내경(D_{i new})이 다시 형성되도록, 요컨대 그에 따라 결과적으로 수리된 베어링 부시가 교환될 수 있는 상태로 유지되도록, 베어링 부시의 내측면 상에서 재료 제거된 재료 층에서보다 전형적으로 더욱 두꺼운 층 두께를 갖는 신규 감마찰 금속 층을 재구성하는 단계.

바람직하게는 재구성된 감마찰 금속 층의 층 두께는 항상 두께 임계값(S_D) 미만이다. 이는, 재구성된 재료, 바람직하게는 백색 금속이 상대적으로 연질이고 그로 인해 제한된 하중 요건만을 견디기 때문에 중요하다. 두께 임계값을 상회하는 재료 층의 너무 두꺼운 두께는 베어링 장치를 위해 요구되는 하중 요건을 더 이상 충족하지 못할 수도 있다.

마지막으로 언급할 사항은, 재가공, 외경의 축소, 내경의 확대, 또는 재료의 제거는 예컨대 연마, 밀링 또는 선삭을 통해 이루어진다는 점이다.

본 발명에 의하면, 종래 기술을 출발점으로 하여, 베어링 장치를 가공하기 위한 가공 방법에 있어서, 적어도 고급인, 즉 고가인 저널 부시의 더욱 오랜 사용을 가능하게 하는 상기 가공 방법이 제공될 수 있다.

본 명세서에는 총 6개의 도가 첨부되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따르는 압연 롤과 함께 베어링 장치를 도시한 도이다.
도 2는 종래 기술에 따르는 베어링 장치를 도시한 제1 상세도이다.
도 3은 종래 기술에 따르는 베어링 장치를 도시한 제2 상세도이다.
도 4는 종래 기술에 따르는 수리의 실행을 바탕으로 베어링 장치의 변경된 상태를 도시한 상세도이다.
도 5는 본 발명에 따르는 가공 방법을 실행한 이후 베어링 장치를 도시한 상세도이다.
도 6은 도 5의 일부분을 도시한 상세도이다.

모든 도에서 동일한 기술적 특징들은 동일한 도면 부호로 표시되어 있다.

본 발명은 다음에서 도 5와 도 6을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.

도 5에는, 본 발명에 따르는 가공 방법의 실행 이후, 다시 말하면 신규 베어링 부시(112')와 재가공된 저널 부시(120)를 포함하는 베어링 장치(100)가 도시되어 있다.

본 발명에 따르는 가공 방법은, 사용되어 전형적으로는 이미 수회 수리된 베어링 장치, 특히 저널 부시에 제2의 새 수명을 부여하기 위해 이용된다. 그러므로 본 발명에 따르는 가공 방법은, 저널 부시(120)의 외경이 선행된 재가공을 기반으로 이미 신규 상태에 비해서 분명하게 축소되어 있는, 마모된 베어링 장치를 그 대상으로 한다. 베어링 금속 층의 내경, 다시 말하면 거의 베어링 부시의 내경과 저널 부시(120)의 축소된 외경 사이의 베어링 유격은 본 발명에 따르는 가공 방법의 실행 이전에, 다시 말하면 마지막 재가공의 실행 이후에 (그러나 전형적으로 반드시 그럴 필요성이 있는 것은 아니지만) 여하히 허용 값 범위 이내에 존재하며, 요컨대 다시 말해 베어링 유격은 각각의 적용 사례에서 여전히 베어링 유격의 원래 값의 1.7배를 초과하지 않는다.

그러나 [기존 베어링 부시의 기존 공칭 내경(D_{i old})을 유지하면서] 추가의 가공/수리의 범주에서 저널 부시를 추가로 재료 제거하면, 필연적으로 허용되지 않을 정도로 큰 베어링 유격이 초래될 수도 있다. 그러나 저널 부시는 상기 유형의 경우 여전히 1회 이상, 그러나 전형적으로는 여전히 최대 3회까지 수리될 수 있다.

그러므로 본 발명에 따르는 가공 방법은, 우선적으로, 저널 부시를 여전히 1회 재가공하는 점, 다시 말하면 재료 제거를 통해 저널 부시의 표면 내부/상부의 마찰 홈 또는 손상을 제거하는 점을 제안한다. 이 경우 저널 부시의 외경은, 이후 최초로, 전술한 외경 임계값(D_ak) 미만으로 축소된다.

추가로, 도 5에 도시된 것처럼, 감마찰 금속 층을 포함하여 베어링 부시의 내경과 관련하여, 베어링 유격이 허용 값 범위 이내에서 각각의 적용에 대해 선택적인 치수로 축소되도록 형성되는 신규 베어링 부시(112')가 제공된다. 신규 베어링 부시(112')의 경우, 신규 공칭 내경(D_{i new})은 D_{i new} < D_{i old}이 되도록 정의된다. D_{i new}는, 저널 부시의 외경의 추가적인 재료 제거에도 불구하고 신규 베어링 유격이 최초로 D_ak 미만으로 축소된 저널 부시의 외경(D_{a new})의 0.3 - 1.5

의 허용 값 범위 이내에 존재하도록 선택된다. 외부 지지 재료(114), 예컨대 강재는 신규 베어링 부시(112')의 경우 바람직하게는 기존의 베어링 부시에서도보다 약간 더 두껍게 형성된다.

저널 부시의 외경에 대한 임계값(D_ak)은 D_ak = D_{a Original}(1 - 0.0007)로 정의되며, 여기서 D_{a Original}는 저널 부시의 최초 사용 이전의 신규 상태에서 저널 부시의 공칭 외경이다.

그러나 이 경우 감마찰 금속 층은, 도 6에 도시된 것처럼, 예컨대 기존의 사용된 베어링 부시의 신규 상태에서의 경우에 해당 되었던 것처럼 필요한 최소 층 두께로 제한된다. 신규 베어링 부시에서 감마찰 금속의 상기 층 두께는 어느 경우든 사전 결정된 두께 임계값보다 훨씬 더 얇으며, 바람직하게는 심지어, 이후 여전히 베어링 부시의 수회 수리가 가능할 정도로 얇으며, 언급한 것처럼, 각각 두께의 점진적인 확대가 이루어질 수 있으며, 이때 감마찰 금속 층의 두께는 두께 임계값을 초과하지도 않는다.

요구되는 점에 한해서, 저널 부시의 재가공은 본원의 가공 방법에 따라 여전히 아래의 추가 단계들을 포함할 수 있다.

즉, 저널 부시의 내측면에서 저널 부시를 재가공하는 재가공하면서 저널 부시의 내경이 확대되게 하는 단계; 및 저널 부시의 배럴 측 선단부(125)에서 저널 부시의 축 방향 길이와 관련하여 저널 부시를 단축함으로써, 롤 저널 상에 확대된 내경을 갖는 저널 부시를 끼울 시에 베어링 장치와 압연 롤의 배럴 사이에 위치하는 실링이 과도하게 압착되지 않게 하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 배럴로부터 이격된 저널 부시(120)의 단부에서 반경 방향에서 바깥쪽을 향해 돌출된 칼라부(122)는, 배럴로부터 이격된 베어링 부시의 선단부까지 필요한 최소 간격(A)을 보장하도록 하기 위해, 베어링 부시로 향해 있는 칼라부의 선단부에서 자체의 축 방향 연장부와 관련하여 단축될 수 있다. 그 외에, 저널 부시(120)의 경우에, 키(142, 144)들이 항상 장착될 수 있도록 하기 위해, 키들의 영역에서 재료 제거를 실행할 필요성이 있을 수도 있다. 어느 경우든, 키(142, 144)들은 압력 단붙이 링(130)과 저널 부시(120) 사이에서 여전히 충분하게 중첩부를 제공하도록 해야 한다.

저널 부시의 내경에서, 저널 부시의 배럴 측 선단부에서, 칼라부(122)에서, 그리고 키들의 영역에서 실시되는 바로 위에서 언급한 모든 재료 제거는 도 5에 빗금으로 도시되어 있다.

마지막으로 본 발명에 따르는 가공 방법으로는, 롤 배럴로 향해 있는 저널 부시의 선단부(125)에서 재료 제거가 필요한 경우, 압력 단붙이 링(130)의 적합한 안착을 보장하도록 하기 위해, 부시 저널은 다시 자체의 원래 길이(L_original)로 연장된다. 이를 위해서 배럴로부터 이격된 저널 부시(120)의 선단부(127)에서는 필요한 두께를 보유하면서 원주 방향으로 연장되는 링이 장착되며, 예컨대 끼워져 수축된다. 링(150)은 바람직하게는, 키(142)의 장착을 고려하도록 하기 위해, 직사각형 프로파일을 갖도록 형성된다.

100: 베어링 장치
110: 베어링 인서트
112: 기존의 베어링 부시
112': 신규 베어링 부시
113: 감마찰 금속 층
114: 지지 재료
120: 저널 부시
122: 저널 부시의 칼라부
130: 압력 단붙이 링
142: 제1 키
144: 제2 키
150: 링
200: 압연 롤
210: 롤 저널
220: 롤 몸체(= 롤 배럴)
D_{a original}: 최초 사용 이전의 원래 신규 상태에서 저널 부시의 외경
D_a: 각각 저널 부시의 현재 외경
D_{a new}: D_ak 미만으로 최초 축소 시, 다시 말하면 저널 부시를 위한 제2의 수명을 시작하는 시점에서 저널 부시의 외경
D_ak: 저널 부시의 외경에 대한 임계값
D_ak2: D_ak2 = D_{a new}(1 - 0.0007)를 갖는 저널 부시의 외경에 대한 제2 임계값
D_{i old}: 감마찰 금속 코팅층을 포함하는 기존 베어링 부시의 내경
D_{i new}: 감마찰 금속 코팅층을 포함하는 신규 베어링 부시의 내경
S_D: 감마찰 금속 층에 대한 두께 임계값

Claims (13)

1. 압연 스톡을 압연하기 위한 압연 롤의 롤 저널을 위한 베어링 장치를 가공하기 위한 가공 방법에 있어서, 베어링 장치는 베어링 부시를 구비한 베어링 인서트와 베어링 부시 내에 베어링 유격을 가지면서 장착되면서 롤 저널 상으로 끼워질 수 있는 저널 부시를 포함하며, 그리고
   상기 가공 방법은 아래 단계들, 즉
   - 임계값(D_ak) 미만으로 저널 부시의 외경(D_a)을 최초로 축소함으로써 저널 부시를 재가공하는 재가공 단계이며, 이때 상기 임계값을 하회하면, 기존의 베어링 부시의 내경(D_{i old})과 임계값 미만으로 축소된 저널 부시의 외경 사이에 계속해서 유지될 수도 있는 베어링 유격이 더 이상 허용 값 범위 이내에 존재하지 않을 수도 있는, 상기 재가공 단계와;
   - 신규 베어링 부시의 내경(D_{i new})과, 재가공된 저널 부시의 외경이면서 임계값 미만으로 축소된 상기 외경 사이의 베어링 유격이 사전 결정된 허용 값 범위 내 값을 보유하는 방식으로, 신규 베어링 부시 자체의 내경(D_{i new})이 재가공된 저널 부시의 축소된 외경에 부합하게 형성되는 신규 베어링 부시를 제공하는 제공 단계를 특징으로 하는, 가공 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 베어링 유격에 대해 사전 결정된 허용 값 범위는 베어링 장치의 원래 신규 상태에서 베어링 유격의 값 범위에 상응하는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 베어링 유격에 대한 허용 값 범위는 최초로 임계값(D_ak) 미만으로 축소된 저널 부시의 외경(D_{a new})의 0.3 - 1.5

   

   인 것을 특징으로 하는 가공 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 신규 베어링 부시는 기존 베어링 부시에서보다 더욱 두꺼운 강재 지지 링을 구비하여 제조되고 자체의 보어의 내측면에는 감마찰 금속 층을 구비하여 제조되며, 상기 신규 베어링 부시의 감마찰 금속 층은 초기에 신규 상태에서의 기존 베어링 부시의 감마찰 금속 층과 대략 동일한 두께를 보유하는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저널 부시의 재가공은 아래 단계들, 즉
   - 저널 부시의 외측면을 재가공하면서, 저널 부시의 외경이 축소되도록 하는 단계; 그리고 필요한 경우에
   - 저널 부시의 내측면에서 저널 부시를 재가공하면서, 저널 부시의 내경이 확대되도록 하는 단계; 그리고 필요한 경우에
   - 저널 부시의 배럴 측 선단부에서 저널 부시의 축 방향 길이와 관련하여 저널 부시를 단축하는 단계; 그리고 필요한 경우에
   - 배럴로부터 이격된 저널 부시의 단부에서 반경 방향에서 바깥쪽을 향해 돌출되어 환형인 칼라부에 대해 베어링 부시로 향해 있는 칼라부의 선단부에서 칼라부의 동축 연장부와 관련하여 상기 칼라부를 단축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
6. 제5항에 있어서, 저널 부시의 재가공은 또한 이미 임계값 미만의 값으로 외경을 최초로 축소하기 이전에 1회 이상 개시되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
7. 제5항에 있어서, 저널 부시는 배럴로부터 이격된 자체의 선단부에서, 예컨대 배럴로부터 이격된 선단부 내로 링을 끼워 수축시키는 것을 통해 축 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
8. 제5항, 제6항 또는 제7항에 있어서, 저널 부시의 재가공은 또한 임계값 미만의 값으로 외경을 최초로 축소한 이후에도 여전히 1회 이상 이루어지는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 신규 베어링 부시를 제공한 이후 (필요한 경우에) 신규 베어링 부시의 1회 이상의 수리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 신규 베어링 부시의 수리는 아래 단계들, 즉
    - 선택에 따라 저널 부시의 반대 방향으로 향해 있는 감마찰 금속 층의 지지 재료의 박층과 함께, 신규 베어링 부시의 내측면 상에서 저널 부시로 향해 있으면서 전형적으로는 백색 금속으로 이루어진 감마찰 금속 층을 재료 제거하는 단계와,
    - 신규 베어링 부시의 원래 내경(D_{i new})이 다시 형성되도록 하는 층 두께를 갖는 신규 감마찰 금속 층을 재구성하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
11. 제10항에 있어서, 재구성된 감마찰 금속 층의 층 두께는 두께 임계값(S_D) 미만인 것을 특징으로 하는 가공 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 재가공, 외경의 축소, 또는 재료 제거가, 예컨대 연마, 밀링 또는 선삭을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따르는 가공 방법에 따라 가공되어 베어링 인서트와 재가공된 저널 부시를 포함하는 베어링 장치.

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