KR20160021864A - 압연기 레잉 헤드 - Google Patents

압연기 레잉 헤드 Download PDF

Info

Publication number
KR20160021864A
KR20160021864A KR1020167001499A KR20167001499A KR20160021864A KR 20160021864 A KR20160021864 A KR 20160021864A KR 1020167001499 A KR1020167001499 A KR 1020167001499A KR 20167001499 A KR20167001499 A KR 20167001499A KR 20160021864 A KR20160021864 A KR 20160021864A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
quill
bushing
machine head
rolling machine
bearing
Prior art date
Application number
KR1020167001499A
Other languages
English (en)
Inventor
토마스 씨. 보이트코브스키 주니어
피터 엔. 오스구드
케네쓰 알. 쉐플러
Original Assignee
지멘스 인더스트리 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=51063787&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20160021864(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 지멘스 인더스트리 인코포레이티드 filed Critical 지멘스 인더스트리 인코포레이티드
Publication of KR20160021864A publication Critical patent/KR20160021864A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B21C47/10—Winding-up or coiling by means of a moving guide
    • B21C47/14—Winding-up or coiling by means of a moving guide by means of a rotating guide, e.g. laying the material around a stationary reel or drum
    • B21C47/143—Winding-up or coiling by means of a moving guide by means of a rotating guide, e.g. laying the material around a stationary reel or drum the guide being a tube
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B21C47/10—Winding-up or coiling by means of a moving guide
    • B21C47/14—Winding-up or coiling by means of a moving guide by means of a rotating guide, e.g. laying the material around a stationary reel or drum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0629—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion
    • F16C32/064—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion the liquid being supplied under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0629—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion
    • F16C32/064—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion the liquid being supplied under pressure
    • F16C32/0644—Details of devices to control the supply of liquids to the bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Guides For Winding Or Rewinding, Or Guides For Filamentary Materials (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 양태들은, 압연기 레잉 헤드(rolling mill laying head)에 관한 것이다. 압연기 레잉 헤드(22)는, 중심 축선(X)을 중심으로 회전가능한 퀼(quill)(24)―상기 퀼(24)에는 일련의 연속적인 링들 내로 길이방향으로 이동하는 생성물을 형성하도록 구성 및 배열되는 안내 통로(26)가 장비됨―; 고정식 지지 구조물(28); 및 상기 축선(X)을 중심으로한 회전을 위해 상기 퀼(24)을 지지하는 축방향으로 이격된 반경 방향 베어링들(30, 32)―상기 베어링들(32) 중 하나의 베어링은 적어도 약 500 mm의 내경 및 0.25 미만의 L/D비를 갖는 유체 정압 유막 베어링을 포함함―;을 포함한다.

Description

압연기 레잉 헤드 {ROLLING MILL LAYING HEAD}
본 발명의 실시예들은, 링(ring)들의 나선형 형태들 내로 열간 압연된 생성물들을 형성하도록 압연기(rolling mill)들에 채용된 유형의 레잉 헤드(laying head)들에 관한 것이다.
종래의 레잉 헤드에서, 고정식 지지 구조물은 축방향으로 이격된 베어링(bearing)들 사이에서 회전가능하게 지지되는 중공의 퀼(hollow quill)을 포함한다. 이 퀼에는 안내 통로(guide pathway)가 장비되며, 이 안내 통로는, 전형적으로 퀼의 회전축에 정렬된 입구 단부(entry end)를 갖는 곡선형 안내 파이프(guide pipe) 및 퀼로부터 퀼 축으로부터 반경방향으로 이격된 출구 단부까지 캔틸레버(cantilever) 방식으로 돌출하는 곡선형 중간 섹션(section)을 포함할 수 있다. 이 퀼은 공지된 수단에 의해 회전가능하게 구동되며, 안내 파이프는 그의 입구 단부에서 생성물을 수용하고 그리고 그의 출구 단부로부터 나오는 링들의 나선형 형태(helical formation) 내로 생성물을 형성하도록 구성된다.
롤러(roller) 베어링들은 전형적으로 퀼을 회전가능하게 지지하도록 채용된다. 고속 작동 조건들 하에서, 예컨대, 100m/sec를 초과하는 속도들로 이동하는 생성물들을 취급할 때, 롤러 베어링들이 레잉 헤드의 작동을 방해하는 진동들을 발생시키는 경향이 있음을 경험을 통해 안다.
다양한 계획들이 이러한 진동들을 제거하거나 적어도 이를 억제하려는 시도로 창작되고 있다. 예컨대, 미국특허 제 5,590,848호에 설명된 바와 같이, 안내 파이프의 캔틸레버식(cantilevered) 부분은 레잉 헤드의 전체적인 강성(stiffness)을 증가시키기 위해서 단축되어 있다. 또한, 미국특허 제 7,086,783호에 설명된 바와 같이, 예하중식 듀얼 롤러 베어링(dual preloaded roller bearing)들은 작동 간극(clearance)들을 최소화하기 위해서 채용되고 있다. 이러한 설계 수정예들이 유용한 것으로 증명되고 있지만, 이 수정예들은, 수정예들이 최신의 압연기(rolling mill)들의 더 증가하는 속도들에서 작동됨에 따라 레잉 헤드들을 계속해서 성가시게 하는 진동 문제들을 적절히 해결하지는 못하였다.
미국 특허 제 8,004,136 B2에서 설명된 바와 같이, 또한, 롤러 베어링들 대신에 유체 동압(hydrodynamic) 베어링들을 채용하도록 제안되고 있다. 전형적인 유체 동압 베어링에서는, 도 4에 도식적으로 예시된 바와 같이, 회전 부재(10)가 부싱(bushing)(12)에 의해 둘러싸인다. 회전 부재에는 가해진 부하(load)를 받게 되며, 저압 오일(low pressure oil)(16)이 내부 부싱 표면에서 리세스(recess)(17)를 통해 회전 부재와 부싱 사이에 도입된다.
회전 부재는, 회전 부재의 회전 속도, 가해진 부하, 회전 부재와 부싱 사이의 직경 간극(diametrical clearance), 및 오일(oil)의 점도를 포함하는 파라미터(parameter)들의 조합의 결과로서 단일 압력장(pressure field)("P")을 형성한다. 압력장으로부터 통합된 힘은, 정확하게 가해진 부하의 균형을 이루며, 회전 부재(10)의 중심선(18)은, 부싱(12)의 중심선(20)으로부터 오프셋(offset)되어, 전술된 파라미터들의 함수인 편심(eccentricity)("E")을 유발한다.
유체 동압 베어링들은 성숙한 기술이며, Raimondi 및 Boyd(A.A. Raimondi and John Boyd, "A Solution for the Finite Journal Bearing and Its Application to Analysis and Design, Parts I, II, III," Trans. ASLE, vol. 1 , no. 1, pp. 159-209, in "Lubrication Science and Technology", Pergamon Press, New York, 1958, Hydrodynamic bearings are a mature technology and the graphical solutions presented by)에 의해 제시된 그래프식(graphical) 해법들은 베어링 설계에 대해 여전히 광범위하게 사용된다. 설계 기술들은, 좀머펠트 수(Sommerfeld numbers)들의 특정 범위들에 대해 그리고 특정의 기하학적 관계들의 범위를 갖는 베어링들에 대해 유효하다. 예컨대, 문헌적으로 수치적 해법들은, 0.25, 0.50, 0.75, 및 1.0의 특정의 길이-대-직경(length-to-diameter)(L/D))비들(도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같음)을 위해 해결하며, 여기서 이러한 값들 사이의 L/D 비들을 갖는 베어링들에 대한 해법들은 보간된다(interpolated).
약간 부하를 받는 상태들 하에서 유체 동압 유막 베어링(oil film bearing)들을 고속으로 작동시킬 때, 다수의 잠재적인 문제점들에 마주한다. 예컨대,
ㆍ베어링들은, 회전 부재가 매우 바람직하지 않은 모드(mode)로 부싱 내부측 궤도를 도는 "와류(whirl)"로 불리는 불안정한 효과를 겪는 것으로 공지되어 있다.
ㆍ레잉 헤드 용례는, 작동 조건들에 따라서, 열간 압연된 생성물이 레잉 파이프(pipe) 내를 향함에 따라 거의 어떠한 각도에서도 추가의 일시적인(transient) 부하들이 존재할 수 있다는 것이 특이하다. 대부분의 유체 동압 베어링들은 하나의 주요한 방향 (도 4에 도시된 바와 같이, 통상적으로 수직함) 상에서 단지 부하를 수용하도록 설계된다. 이상적으로, 양호하게 적응된 레잉 헤드 베어링은, 레잉 헤드에 진입하는 생성물에 의해서 임의의 가능한 각도로 적용될 수 있는 일시적인 부하에 더하여, 중력으로 인한 회전 구성요소들의 반작용력을 수용할 수 있어야 한다.
ㆍ유체 동압 유막 베어링은, 부싱 상에 고정식으로 놓여지는 회전 부재의 정적 상태를 극복하기 위해서 더 높은 시작 토크(torque)를 필요로 한다. 회전을 개시하면, 토크 요건은 크게 떨어진다. 레잉 헤드 드라이브 모터(drive motor) 및 기어 트레인(gear train)은 더 높은 시작 토크를 위해서 크기가 정해져야 한다.
레잉 헤드로의 유체 동압 유막 베어링의 적용은, 상기 문제들을 모두 갖는다. 그러나, 작동 속도들을 고려하면, 베어링이 항상 불안정한 상태에서 작동할 것이라는 점을 고회전 속도들 및 저부하들이 보장할 것이기 때문에, 와류가 특히 중요한 문제이다.
예컨대, 전형적인 레잉 헤드 적용은 600 mm 직경의 베어링을 필요로 할 수 있다. 종래의 유체 동압 베어링은, 0.25 이상의 L/D 비율 및 0.60 mm의 전형적인 간극을 가질 것이다. 회전 질량이 40 kN 또는 미만이고 전형적인 오일 점도가 100 cSt라고 가정하면, 베어링은 다음과 같은 속도의 함수에 따라 예측된 유막 피크(peak) 온도를 가질 것이다.
Figure pct00001
와이어 로드(wire rod)를 생산하는 압연기들에서, 레잉 헤드로부터 나오는 나선형 형태의 링들은, 전형적으로 컨베이어(conveyor) 상의 중첩 패턴(overlapping pattern)에 쌓인다. 링들은, 이들이 코일(coil)들 내로 모여지는 리포밍 스테이션(reforming station)으로 컨베이어에 의해 이송되면서 제어식으로 냉각되게 된다.
정상적인 압연기(mill) 작동 중, 레잉 헤드의 속도는, 이른바 "흔들림(wobble)" 및 "종단 속도 상승(tail end speed up)" 기능들을 구현하도록 제어될 수 있다. 흔들림 제어 기능은, 전형적으로 더 큰 생성물 크기들, 예컨대, 10.0 mm 그리고 이보다 큰 것에 채용되며, 리포밍 챔버(chamber)에서 서로의 내부에 안착되는(nest) 상이한 크기를 갖는 링들을 만들어 감소된 높이의 조밀한(denser) 코일을 유발하기 위해서 공칭 속도(nominal speed) 위아래로 레잉 헤드의 속도를 주기적으로 변환하도록 기능한다. 종단 속도 상승 기능은, 생성물의 종단이 나오고 레잉 헤드 핀치 롤(pinch roll)에 의해 더이상 추진되지 않는다면, 레잉 헤드의 회전 속도를 가속화시킴으로써 성취된다.
더 큰 생성물 크기들을 처리하는 경우에 보편적으로 사용되는 더 낮은 작동 속도들로 흔들림 기능을 구현할 때, 유체 동압 베어링의 전체적인 시스템(system) 안정성은, 부하 존(load zone)이 교대적인 가속 및 감속에 대응하여 베어링의 일측으로부터 타측으로 연속적으로 이동됨에 따라 심각하게 손상된다. 종단 속도 상승동안 급속한 가속은, 유사하게 베어링 안정성을 저해한다.
유체 동압 유막 베어링들은, 압연기 레잉 헤드들에서 사용하기 위해서 도입되고 있지만, 상기 설명된 문제들 때문에, 마찬가지로 광범위하게 허용되지는 않는다.
본 발명의 목적은, 기계적 롤러(roller) 베어링들 및 유체 동압 유막 베어링들과 연관된 문제들을 극복하거나 적어도 실질적으로 완화시키는 신규의 개선된 유체 정압(hydrostatic) 유막 베어링이 설비된 압연기 레잉 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적 실시예들에서, 레잉 헤드의 퀼은, 다수의 베어링들에 의해 회전 가능하게 지지되며, 적어도 레잉 헤드의 이송 단부에서의 베어링은 유체 정압 유막 베어링이다. 퀼의 회전에 대응하여 수동적으로 형성된 단일 압력장 대신에, 유체 동압 유막 베어링을 갖는 경우와 같은, 본 발명의 유체 정압 유막 베어링은, 부싱의 각지게 이격된 리세스들 내로 능동적으로 펌핑되는(pumped) 고압 오일에 의해 형성되는 복수 개의 불연속적인 압력장들을 제공한다. 리세스들은, 이들의 연관된 압력장들이 퀼을 레잉 헤드의 연속 작동 중 유지되는 부싱과의 동심 정렬 내로 강제하는 방식으로 배열되며, 이로써 편심으로 인한 진동을 최소화하고 이상적으로 제거한다. 또한, 다수의 압력장들은, 퀼 회전의 시작 이전에 부싱 표면으로부터 퀼을 분리하도록 작동하며, 이는 드라이브 트레인에 더 높은 시작 토크를 제공하는 것을 불필요하게 만든다.
유체 정압 베어링의 전체적인 안정성은, 베어링의 회전 속도의 함수가 아니며, 즉, 유체 정압 베어링은 회전 질량을 들어올려 센터링하도록(center) 속도/기하학적 형상에 종속적인 웨지(wedge)에 의존하지 않는다. 유체 정압 베어링의 고유 설계가 가해진 부하 또는 속도에 관계없이 회전 질량체의 센터링(centering)을 허용하기 때문에, 베어링은 유체 동압 베어링들에 걸쳐, 특히 흔들림 사이클(wobble cycle) 동안 상당한 작동 이점을 갖는다.
이들 및 다른 특징들 및 이와 관련한 이점들은, 이제 첨부 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 유체 정압 유막 베어링이 장비된 레잉 헤드의, 부분적으로 파단된, 개략도이다
도 2는 도 1에 도시된 유체 정압 유막 베어링을 통해 취한 개략적 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 유체 정압 유막 베어링의 측정된 작동 온도들과 호환가능한 크기의 유체 동압 유막 베어링의 예측되는 작동 온도들을 비교한 그래프(graph)이다.
도 4는 종래의 유체 동압 유막 베어링의 개략적 횡단면도이다.
도 5a 및 도 5b는, 도 4에 도시된 유체 동압 유막 베어링 내의 부싱의 각각의 단면도 및 측면도이다.
도 2 및 도 4의 회전 부재들과 부싱들 사이의 간극들은, 예시적 목적들을 위해서 과장되었다.
먼저, 도 1을 참조하면, 레잉 헤드(22)는 중심 축선"X"을 중심으로 회전가능한 퀼(quill)(24)을 포함한다. 퀼에는 안내 통로(guide passageway)가 장비되는데, 하나의 비제한적인 예는 안내 파이프(pipe)(26)이다. 안내 파이프는 축선(X)에 정렬된 입구 단부(entry end)(26a) 및 축선(X)으로부터 반경방향으로 이격된 출구 단부(exit end)(26c)로 안내하는 곡선형 중간 섹션(section)(26b)을 갖는다. 퀼은 고정식 지지 구조물(28) 내에 포함되며, 축방향으로 이격된 베어링들(30, 32)에 의해서 축선(X)을 중심으로 회전 지지된다. 베어링(30)은 2 개의 앵귤러 롤러 베어링(angular roller bearing)들의 백투백(back to back) 조합을 포함할 수 있으며, 레잉 헤드의 이송 단부에서의 베어링(32)은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 유체 정압 유막 베어링이다. 퀼은, 기어 박스(gear box) 및 모터(motor)(도시 생략)에 의해 동력을 공급받는 메쉬식 기어(meshed gear)들(34, 36)을 포함하는 종래의 드라이브 트레인(drive train)에 의해 회전가능하게 구동된다.
도 2를 추가로 참조함으로써 알 수 있는 바와 같이, 유체 정압 유막 베어링은 퀼(24)의 저널(journal) 표면을 에워싸는 부싱(bushing)(38)을 포함한다. 복수 개의 각지게 분리되는 리세스(recess)들(40)이 부싱의 내부 표면에 제공된다. 다시 도 2를 참조하면, 리세스들(40)은 공급 도관들(42)을 통해 분배 헤더(header)(44)에 연결되는데, 이 헤더는 따라서 고압 펌프(pump)(46)를 포함할 수 있는 주 공급 수단에 연결된다. 리세스들(40)에 공급된 고압 오일은, 시동(start up) 이전의 정적 조건들 동안, 부싱 표면으로부터 퀼의 저널 표면을 상승시키고, 그 후에 레잉 헤드의 작동 동안, 퀼이 구동되는 속도에 상관없이 유지되는 부싱과의 동심 얼라인먼트(alignment) 내로 퀼을 강제하도록, 작용하는 불연속적인 압력장(discrete pressure field)들(48)을 형성한다. 이에 따라, 편심(eccentricity)이 제거되거나 적어도 허용가능한 레벨(tolerable level)들로 최소화된다. 시동 이전의 부싱 표면으로부터 퀼의 저널 표면을 들어올림으로써, 마찰이 감소되며, 이에 따라 증가된 시작 토크(starting torque)에 대한 요구를 제거한다.
레잉 헤드 용례들에서, 부싱(38)의 내경(D)은 비교적 큰데, 전형적으로 약 500 mm 내지 1000 mm의 범위에 있다. 부하(load)들은 비교적 경량인데, 40 kw 또는 그 미만의 회전 질량(rotating mass)을 갖는다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 그리고 특정의 부하를 받는 것을 증가시키기 위해서, 베어링의 길이(L)는 0.25 미만의 L/D 비율을 제공하도록 의도적으로 짧아지는데, 0.15 만큼 낮은 L/D 비율들이 특히 유리한 것으로 테스트(test)들에 의해 도시된다.
이러한 대직경 및 좁은 유체 정압 유막 베어링들의 사용에 대한 이론에 기초하지는 않지만, 테스팅(testing)은 이러한 베어링들이 베어링의 가열을 유용하게 감소시키는 것을 나타내고 있다. 예컨대, 베어링 온도들은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 유체 정압 유막 베어링이 장비된 레잉 헤드의 테스트들 동안 측정되었다. 유체 정압 유막 베어링은, 이미 설명된 유체 동압 유막 베어링의 치수들에 필적하는 치수들을 가졌다. 이의 설계는, 부싱이 5 개의 동등하게 이격된 가압 패드(pressure pad)들 대신에 오히려 8 개의 동등하게 이격된 가압 패드들을 갖는 것을 제외하고는 도 2에 묘사된 것과 유사하였다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 유체 동압 유막 베어링의 예측된 온도에 비해서, 유체 정압 유막 베어링의 측정된 온도들은 실질적으로 더 낮았다.
본 발명의 예시적 실시예들에 따라 유체 정압 유막 베어링들을 갖는 레잉 헤드들을 장비할 때, 오일 소비 및 전력 손실의 유용한 감소들이 또한 예상될 것이다.
열간 압연된 소직경 생성물들, 예컨대, 5.5 mm 로드(rod)들을 생산하는 압연기(rolling mill)는 아주 고속으로 작동한다. 전력 중단(electrical power failure)시에, 그리고 회전하는 구성요소들의 관성(inertia)으로 인해서, 압연기는 0 속도로의 "코스트 다운(coast down)"을 위해서 45 초(sec) 또는 그 초과의 초들을 취할 수 있다. 본 발명의 추가의 예시적 실시예에 따라, 그리고 본 발명의 유체 정압 유막 베어링이 이러한 감속 주기 동안 고압 오일(high pressure oil)이 계속해서 공급되는 것을 보장하기 위해서, 보조 공급 수단이 대기 모드(stand-by mode)에서 고압 오일을 저장하도록 작동한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 보조 공급 수단은, 고압 펌프(46)에 의해 공급된 고압 오일이 채워지는 어큐뮬레이터(accumulator)(50)를 포함할 수 있다. 체크 밸브(check valve)(52)는, 펌프(46)로부터 어큐뮬레이터(50)를 고립시키며, 상시 개방(normally open) 밸브(54)가 어큐뮬레이터(50)와 헤더(44) 사이에 제공된다. 전기 작동식 솔레노이드(solenoid)는 정상 작동 중 밸브(54)를 폐쇄한다. 정전(power outage)인 경우에, 솔레노이드는 어큐뮬레이터(50)를 헤더(44)에 연결하기 위해서 자동으로 밸브(54)를 개방할 것이며, 이에 따라 베어링(32)이 코스트 다운 중 그의 유체 정압 기능을 유지하는 것을 보장한다.
전술한 관점에서, 이는 이제 본 발명의 예시적 실시예들에 따라 유체 정압 유막 베어링을 채용함으로써 당업자에 의해 이해될 것이며, 퀼은 부싱과의 실질적으로 일정한 동심 얼라인먼트로 유지될 것이며, 이는 레잉 헤드를 작동하는 속도에 독립적으로 성취될 수 있다. 이에 따라, 유체 동압 베어링들에서의 선회(whirl) 및 기계적 롤러 베어링들에서의 간극들로 인한 진동 문제들은, 제거되거나 또는 적어도 이 문제들이 레잉 헤드의 고속 작동을 더이상 방해하지 않을 정도로 상당히 최소화된다. 이는, 더 낮은 작동 온도들, 오일 소비 및 전력 손실의 감소들 및 비교적 낮은 시작 토크들의 추가된 이점들과 함께 성취된다.
전술한 설명은, 본 발명을 예시하기 위해서 설명되었으며 제한하고자 하는 것은 아니다. 당업자가 본 발명의 사상 및 실체를 포함하는 설명된 실시예들의 추가의 수정예들을 이룰 수 있기 때문에, 본 발명의 범주는 단지 첨부된 청구항들 및 그의 등가물들을 참조하여서만 제한되어야 한다.

Claims (8)

  1. 압연기 레잉 헤드(rolling mill laying head)로서,
    중심 축선을 중심으로 회전가능한 퀼(quill)―상기 퀼에는 일련의 연속적인 링(ring)들 내로 길이방향으로 이동하는 생성물을 형성하도록 구성 및 배열되는 안내 통로(guide pathway)가 장비됨―;
    고정식(stationary) 지지 구조물; 및
    상기 축선을 중심으로 한 회전을 위해 상기 퀼을 지지하는 축방향으로 이격된 반경 방향 베어링(bearing)들―상기 베어링들 중 하나의 베어링은 적어도 약 500 mm의 내경 및 0.25 미만의 L/D비를 갖는 유체 정압 유막 베어링(hydrostatic oil film bearing)을 포함함―;을 포함하는,
    압연기 레잉 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 L/D비는 0.25 내지 0.15인,
    압연기 레잉 헤드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 정압 유막 베어링은, 상기 퀼의 저널(journal) 표면을 에워싸는 부싱(bushing), 상기 부싱에서 각지게 분리된 복수 개의 리세스(recess)들 및 서플라이 헤더(supply header)를 통해 상승된 압력으로 상기 리세스들에 오일(oil)을 공급하며, 이에 의해 상기 부싱과의 동심 얼라인먼트(concentric alignment) 내로 상기 퀼을 강제하도록 상기 저널 표면 상에 작동하는 불연속적인 압력장(pressure field)들을 형성하는 주 공급 수단을 포함하는,
    압연기 레잉 헤드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 리세스들 및 연관된 압력장들 중 3 개 이상은, 상기 부싱에 제공되는,
    압연기 레잉 헤드.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 리세스들은 상기 부싱의 원주 둘레에 동등하게 이격되는,
    압연기 레잉 헤드.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 주 공급 수단에 의한 오일(oil)의 공급에 간섭이 있는 경우 상기 유체 정압 베어링에 고압 오일을 공급하는 보조 수단을 더 포함하는,
    압연기 레잉 헤드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보조 공급 수단은 상기 주 공급 수단에 의해 고압 오일이 채워지는 어큐뮬레이터(accumulator)를 포함하는,
    압연기 레잉 헤드.
  8. 압연기 레잉 헤드로서,
    중심 축선을 중심으로 회전가능한 퀼(quill)―상기 퀼에는 일련의 연속적인 링(ring)들 내로 길이방향으로 이동하는 생성물을 형성하도록 구성 및 배열되는 안내 통로가 장비됨―;
    고정식(stationary) 지지 구조물; 및
    상기 축선을 중심으로 한 회전을 위해 상기 퀼을 지지하는 축방향으로 이격된 반경 방향 베어링(bearing)들―상기 베어링들 중 하나의 베어링은 적어도 약 500 mm의 내경 및 0.25 미만의 L/D비를 갖는 유체 정압 유막 베어링(hydrostatic oil film bearing)을 포함함-
    상기 유체 정압 유막 베어링은, 상기 퀼의 저널 표면을 에워싸는 부싱, 상기 부싱에서 각지게 분리된 3 개 이상의 리세스들 및 서플라이 헤더(supply header)를 통해 상승된 압력으로 상기 리세스들에 오일을 공급하며, 이에 의해 상기 부싱과의 동심 얼라인먼트 내로 상기 퀼을 강제하도록 상기 저널 표면 상에 작동하는 불연속적인 압력장들을 형성하는 주 공급 수단, 및 상기 주 공급 수단에 의해 오일의 공급의 중단시 상기 유체 정압 베어링에 고압 오일을 공급하기 위한 보조 공급 수단을 포함하는,
    압연기 레잉 헤드.
KR1020167001499A 2013-06-20 2014-05-21 압연기 레잉 헤드 KR20160021864A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/922,668 US20140374526A1 (en) 2013-06-20 2013-06-20 Rolling mill laying head
US13/922,668 2013-06-20
PCT/US2014/038968 WO2014204609A1 (en) 2013-06-20 2014-05-21 Rolling mill laying head

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160021864A true KR20160021864A (ko) 2016-02-26

Family

ID=51063787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167001499A KR20160021864A (ko) 2013-06-20 2014-05-21 압연기 레잉 헤드

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20140374526A1 (ko)
EP (1) EP3010662B1 (ko)
JP (1) JP2016526485A (ko)
KR (1) KR20160021864A (ko)
CN (1) CN105705262B (ko)
AR (1) AR096653A1 (ko)
BR (1) BR112015032073B1 (ko)
MX (1) MX368517B (ko)
RU (1) RU2651552C2 (ko)
TW (1) TWI619562B (ko)
WO (1) WO2014204609A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109704143B (zh) * 2019-01-28 2020-10-09 浙江康盛股份有限公司 一种金属管收卷机控制系统及方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4836135B1 (ko) 1970-02-26 1973-11-01
NL7015119A (ko) 1970-10-15 1972-04-18
US4122772A (en) * 1971-12-13 1978-10-31 Dahlgren Harold P Hydrostatic bearer for printing press
SU1140847A1 (ru) * 1982-12-24 1985-02-23 Всесоюзный ордена Ленина научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения Проволочна моталка
US5312065A (en) * 1992-02-05 1994-05-17 Morgan Construction Company Rod laying head with front and tail end ring control
CA2145459C (en) * 1994-04-26 1999-01-12 Terence M. Shore High speed laying head
JPH0919717A (ja) * 1995-07-06 1997-01-21 Kobe Steel Ltd レーイング式線材巻取機
JP3744973B2 (ja) * 1995-07-19 2006-02-15 東芝機械株式会社 静圧軸受の油圧装置
US6010088A (en) * 1998-07-21 2000-01-04 Morgan Construction Company Apparatus for centralizing rings being deposited in an overlapping pattern on a cooling conveyor
CN2427285Y (zh) * 2000-04-28 2001-04-25 太原重型机械(集团)有限公司 一种带快速锁紧装置的油膜轴承
US7086783B2 (en) * 2001-12-14 2006-08-08 Morgan Construction Company Laying head bearing with offset preloading
JP2003307195A (ja) * 2002-04-11 2003-10-31 Ebara Corp 静圧軸受を備えた流体機械
ITMI20040308A1 (it) 2004-02-24 2004-05-24 Danieli Off Mecc Testa formaspire con dispositivo di smorzamento delle vibrazioni
US20110108652A1 (en) * 2009-11-12 2011-05-12 Morgan Construction Company Rolling mill laying head
US9086055B2 (en) * 2010-01-11 2015-07-21 General Electric Company Lubrication of fluid turbine gearbox during idling or loss of electric grid
CN102218447B (zh) * 2011-05-05 2013-04-03 安阳市合力高速冷轧有限公司 高延性冷轧带肋钢筋生产线
US8556517B1 (en) * 2012-09-19 2013-10-15 Siemens Industry, Inc. Bushing for oil film bearing

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016526485A (ja) 2016-09-05
MX368517B (es) 2019-10-07
CN105705262A (zh) 2016-06-22
RU2651552C2 (ru) 2018-04-20
BR112015032073A2 (pt) 2017-07-25
RU2016101352A (ru) 2017-07-25
TWI619562B (zh) 2018-04-01
US20140374526A1 (en) 2014-12-25
AR096653A1 (es) 2016-01-27
MX2015017764A (es) 2016-08-03
EP3010662B1 (en) 2019-07-03
WO2014204609A1 (en) 2014-12-24
EP3010662A1 (en) 2016-04-27
RU2016101352A3 (ko) 2018-03-23
CN105705262B (zh) 2018-11-13
TW201511858A (zh) 2015-04-01
BR112015032073B1 (pt) 2020-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0153593B1 (ko) 고속 레잉 헤드
CN102016322B (zh) 流体机械
JP6267826B2 (ja) ハイブリッド軸受、ハイブリッド軸受を備えた風力発電機、ハイブリッド軸受の使用、及びハイブリッド軸受の稼動方法
CN103765005A (zh) 直接驱动式风力涡轮机
EP2302240B1 (en) Bearing pad, bearing device and oil distribution method
CN110249145B (zh) 用于轴慢滚动控制的推力主动磁轴承
US20110108652A1 (en) Rolling mill laying head
WO2019137028A1 (zh) 轴承、转子系统及轴承的控制方法
US8004136B2 (en) Laying head with a vibration damping device
CN103362949A (zh) 动压轴承及高速流体动力机械、高速离心式压缩机
KR20160021864A (ko) 압연기 레잉 헤드
CN102794469B (zh) 一种高精度高速电主轴
CN103953641A (zh) 滑动轴承和离心泵
CN105333003B (zh) 螺旋槽滑动轴承和离心泵
CN202804200U (zh) 一种高精度高速电主轴
CN104602832B (zh) 具体地用于牵拉非常高强度钢丝的湿式拉丝机
CN206309769U (zh) 一种大型同步调相机径向推力轴承
CN101579648A (zh) 具有连续稀油润滑装置的行星球磨机
CN114352639B (zh) 吐丝机
KR102480696B1 (ko) 회전형 부시를 갖는 베어링 시스템 및 터보기계
RU2641942C1 (ru) Способ управления выходными характеристиками ротора в виде его несущей способности и жесткости
CN217166256U (zh) 吐丝机
RU97458U1 (ru) Подшипник скольжения
CN110748564B (zh) 一种带有可调永磁磁悬浮轴承的纺杯支撑结构
CN207178482U (zh) 一种新型轴承

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application