KR820000423B1 - 분할 로울(分割 Roll) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

분할 로울(分割 Roll)

제1도는 종래의 분할로울의 정면도,

제2도는 종래의 분할로울의 파손이 발생되기 쉬운 개소에 작용하는 외력을 나타낸 부분 단면도,

제3도는 본 발명의 실시예 1의 분할로울의 정면 단면도,

제4도는 제3도의 요부 상세 단면도,

제5도는 본 발명의 다른 실시예의 부분 정면도,

제6도 및 제7도는 제5도의 부분 상세단면도,

제8도는 본 발명의 다른 실시예의 부분 정면도이다.

본 발명은 복수개의 분할로울편(分割 Roll片)의 조립에 의해 소정의 공형(孔型)을 완성하는 분할로울에 관한 것이다.

일반적으로 분할로울은 고합금강(高合金鋼)등의 고급재료로 제조된 로울이 아니면 소정의 필요한 성능을 충족할 수 없다.

그러나 통상적으로는 재료가 고급화되면 그만큼 제조 가능한 최대 칫수는 감소되는 관계에 있다.

주로 그 칫수의 범위내에서는 소정의 칫수와 성능을 겸비한 로울을 일체물(一體物)로 제조할 수 없는 경우도 있고 또 그외의 사유에 의해 단체(單體) 로울로 소정의 공형을 완성하기는 불가능하므로 복수개의 소정 공형의 일부를 가진 분할 로울편(片)을 조립하여 소정의 공형을 완성시키는 방식이 쓰여지고 있다.

종래 이 종류의 분할 로울편의 형상은, 공형이 분할 로울편에 의해 분할된 근방의 분할 로울편의 부분이 예각상(銳角狀)을 이루는 분할 로울편(이하 예각 로울편이라 한다)과 그에 인접하여 조립되는 다른 분할 로울편이 가진 공형의 단부 근방의 부분은 직각보다 상당히 큰 각도의 둔각상(鈍角狀)을 나타내는(이 분할 로울편을 이하 둔각로울편이라 한다) 분할 방식을 채용해 왔다.

그 때문에 분할 로울을 사용하기 위해 로울을 운전하게 되면 분할 로울편중, 예각 로울편의 예각부 근방에 그 부분의 허용 응력을 초과하는 외력이 가해져 잘 파손되는 경우도 있었고 분할 로울을 제조할 때나 조립작업을 할 경우에 예각로울편의 예각부가 제조 설비나 다른 로울등에 접촉되어 잘 파손되기 때문에 실제적으로 파손사고의 발생도 적지 않았다.

이와같이 로울이 파손되면 파손 정도에 따라서 수복(修復) 또는 폐각을 해야되기 때문에 분할 로울의 수명을 감축시킬 뿐만이 아니라 분할 로울이 운전중에 파손되게 되면 그 분할 로울에 의해 피가공물이 손상되어 생산성을 저하시키는 등의 손실이 대단히 컸던 것이다.

상기한 바와 같은 경우에 있어서 분할 로울을 사용하면 외주의 공형부가 피 가공물과 접촉하게 되어 로울이 마모된다. 로울의 마모가 일정한 한도에 달하면 분할 로울의 공형부를 통상적으로는 연삭가공 등에 의해 공형의 윤곽을 복원시켜 주기 때문에 분할 로울의 외경 칫수가 감소한다.

분할로울의 파손 정도가 비교적 경미하여 수복(修復) 가능한 경우라도 비록 분할 로울 자체는 파손되지 않고 마모만 되었다. 해도 분할 로울의 공형을 복원할 경우에 비하면 복원에 요했던 분할 로울의 외경 칫수의 감소량은 통상 약 5∼10배이다. 즉, 파손이 발생하면 분할 로울의 수명은 통상적으로 1/5∼1/20로 대폭적으로 감축되어 버린다.

파손의 정도가 비교적 심해 분할로울의 수복(修復)이 불가능한 경우에는 분할 로울의 사용 개시로부터 파손 발생시 까지의 시간이 짧으면 그만큼 분할 로울의 수명단축은 무한대에 가까워진다.

또한 종래의 분할 로울을 구성하고 있던 예각 로울편은 예각부가 강도적으로 불충분하여 쉽게 파손되는 일도 있어서 분할 로울로서는 충분한 로울 압하력(壓下力)을 가한 상태에서 피가공재를 가공키 어려웠고 당해 로울패스(pass)로서는 피가공재를 불충분하게 가공할 수 밖에 없었던 결점이 있었다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 결점을 해소하기 위해 강도도 상대적으로 매우 낮고 또한 예각부를 가진 분할 로울편으로 하지않고 내파손성이 개선된 긴 수명의 분할 로울을 제공하여 이와같은 분할로울을 사용함으로써 피 가공재를 충분하게 가공할 수 있는 분할 로울을 제공하려는데 있다.

이하 본 발명의 실시예 1를 나타낸 도면에 의해 본 발명의 내용을 상세하게 설명한다.

제1도는 종래의 분할 로울의 형태를 나타낸 도면으로서, 상로울(1)은 분할 로울편(11),(12),(13)등으로 구성되어 상로울측(3)에 조립되어 축에 계지되어 있다.

한편 하로울(2)은 분할 로울편(21),(22),(23)등으로 구성되어 하로울축(4)에 계지되어 있다.

상로울(1)과 하로울(2)은 서로 대향 회전하면서 형성되는 공형의 공간을 통과하는 피가공재(W)에 소정의 압하력을 작용시켜 가공을 한다.

제1도에 나타낸 바와같이 분할 로울편(11),(12),(13) 및 분할 로울편(21),(22),(23)은 상로울(1) 및 하로울(2)을 각각 축심선에 수직을 이루는 선으로 분할되어 평탄한 측단면을 가지고 있다.

이로써 분할 로울편의 동일축에 조립된 다른 분할 로울편과 인접하는 측단부 근방의 외측 공형의 부분에 뽀족한 부분을 가진 예각 로울편과 둔각 로울편의 2종류로 대별되는 분할 방식이다.

제2도에 종래의 분할 로울에 있어서의 파손이 발생되기 쉬운 개소에 작용하는 외력을 나타낸 부분단면도를 나타낸다.

제2도에 나타낸 바와 같이 공형에는 상술한 바와 같은 압하력에 의한 반 작용력(Fr)에 가해진다.

이와 같은 반 작용력(Fr)에 의해 제2도에 나타내지는 않했지만 하로울측을 휘어지게 하여 상술한 바와 같이 분할 로울편은 하로울축에 축심방향의 이동을 계지하고 있으므로 제2도에 확대하여 나타낸 바와 같이 반작용력(Fr)이 가해지는 측의 로울단의 외주부에 있어서 분할로울편이 다른 분할로울편과 접촉하는 경우가 있고 반작용력을 받는 공형의 측단외 주부의 로울회전 중심에 대하여 대칭의 위치에 있어서 분할로울편의 단면의 틈이 최대로 된다.

따라서 예각 로울편도 반작용력(Fr)을 받으면서 인접하는 둔각 로울편과 접촉한 경우에는 반작용력(Fr)에 더하여 로울의 외측부에 하로울축의 휘어짐에 의한 힘(Fr)을 집중적으로 받게되는 것이다.

통상 예각로울편과 둔각 로울편에는 같은 성능이 요구됨과 동시에 동등한 품질로 제조되기 때문에 예각 로울편은 그 형상 상예각 로울편의 예각부가 강도상의 위험, 개소가되는 것은 명확하며 분할방식의 분할 로울의 파손은 예각 로울편의 외주 첨예부에 발생하여 상술한 바와 같은 제반의 손실을 초래하는 결점을 갖는다.

상술한 하분할로울편에 관한 사항은 상분할로울편에 관해서도 같은 것임은 명백하다.

본 발명에 의한 분할로울의 실시예 1를 제3도에 의해 설명한다. 제3도에 있어서, T-T¹선은 공형의 분할점에 있어서의 공형의 윤곽선의 접선이고, V-V′선은 상기한 접선의 수직선이다.

또한 N-N′선은 로울의 축심선에 수직한 선이다. 상로울(5)은 분할로울편(51),(52),(53)등으로 이루어지고, 하로울(6)은 분할로울편(61),(62),(63)등으로 이루어져 각각 도면에 나타내지는 않했지만 상로울축과 하로울축에 조립되어 계지되어 있는 점은 종래의 분할로울과 같다.

그러나 본 발명의 분할로울은 종래의 분할 로울과는 달리 분할로울편이 다른 분할로울편과 인접되는 분할로울편의 측부가 종래의 분할로울과 같이 로울의 축심선에 수직한 선(N-N′)에서 분할되어 구성된 것이 아니라 분할로울편의 측부의 외주측은 로울축심선에 수직한 선(N-N′)의 방향보다 공형의 분할점에 있어서의 공형의 윤곽선의 접선(T-T′)에 수직한 선(N-N′)측에 경사진 원추면(A)을 이루고 있으며 분할로울편의 측부의 내주측은 로울의 축심선에 수직한 평탄면(B)을 이루고 있다.

본 발명의 효과는 로울의 공형부의 근방에 있어서도 전술한 예리하고 뽀족한 부분을 갖지 않도록 하기 위해 로울의 공형의 측단부에 원추면(A)을 부여함으로서 발생하는 기본사항이 있다.

그 효과의 발생 상태는 로울에 작용하는 부하등의 작용상태, 로울의 재질이나 로울 각부(各部)의 형상 칫수의 밸런스를 규제하는 설계상의 제반조건등의 다수의 인자(因子)가 복잡하게 영향을 받으므로 어떠한 상기한 바와같은 제반 요소의 조합에 있어서도 공통적으로 엄밀한 구분을 할 수는 없지만 발생효과의 정도의 등급을 제4도에 의거 후술한다.

제4도는 제3도에 있어서의 라인(T-T′,V-V′,N-N′)과 경사면(A)의 교차점 근방의 부분 확대도이다.

제4도에 나타낸 라인(N-N′)과 라인(V-V′)의 교차각(θV)과 라인(N-N′)과 경사면(A)의 교차각(θA)에 관한 다음의 식, θA=θV

OCθV=(1±α)OV=KθV에 있어서의 계수(K)와 본 발명의 효과의 등급은 대개 다음표와 같다.

다음은 본 발명의 다른 실시 상태에 관하여 제5도에 의해 설명한다.

상로울(50)은 2개의 분할 로울편(501)에 1개의 분할로울편(502)을 삽입 배치하여 구성하고, 하로울(60)은 2개의 분할로울편(601)에 1개의 분할로울편(602)을 삽입한 스타일로 구성한다.

이것은 제3도에서 설명한 실시 상태와 같다.

제3도의 경우와의 상위점은 상로울(50)을 구성하는 분할로울편(501),(502) 및 분할로울편(601),(602)은 각각의 인접하는 로울의 단면이 직접 접촉되지 않도록 각각의 인접하는 로울의 단면간에 로울링 작업시에 허용되는 범위내의 공간을 설치하고, 그리고 분할로울편(601)을 지탱하고 있는 제5도에 나타낸 바와 같은 공지의 베어링 및 그들의 부속품으로 이루어진 기계장치에 의한 부분 독립적으로 유전(遊轉)하는 로울 방식을 분할로울편(501) 및 분할로울편(601)에 채용하고 있는 점이다.

제5도에 있어서 유전(遊轉)로울은, 로울편(601), 슬리이브(Sle

ve)(31), 복열원추(複列圓錐)의 굴림대 축받이(32), 침상(針狀)의 굴림대(33), 측면커버(34),(35), 오일시일(36), 래비린드패킹(labyrinth packing)(37), 스톱링(39)등으로 구성되어 복열원추의 굴림대 축받이(32) 및 침상(針狀) 굴림대의 외륜(41)에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된다.

슬리이브(31)는 키이에 의해 구동측에 고정된다. 유전로울의 외경이 작은측 즉, 이 경우에는 구동로울(602)측에 침상의 굴림대(33)를 설치하여 축방향의 이동의 고정하기 위한 내륜(40)은 측면커버(34)로 조여 고정하고 외륜(41)은 스톱링(39)에 세트되어 있다.

오일시일(36)은 로울편(601)의 구동로울(602)측에 고정되어 측면커버(34)상을 접동(摺動)한다.

슬리이브(31)상의 로울편(601)의 외측에는 복열원추의 굴림대 축받이(32)를 설치하여 축방향의 이동을 고정하기 위한 측면커버(35)로 조여 고정한다.

또한 본 발명에 있어서의 로울편의 외측이라고 하는 것은, 조립식 로울의 폭방향의 중심선에 대하여 외측을 말하며 로울의 외경칫수가 큰쪽이다.

래비린드 패킹(37)은 복열원추의 굴림대축받이(32)와 지지판(38)에 지지되어 측면커버(35)상을 회동한다.

복열원추의 굴림대축받이(32)와 침상의 굴림대(33) 및 로울편(601)과 슬리이브간에 유구(油溝)(42)를 설치하여 율환유를 인도한다. 43은 구리스 니플(44)에서 윤활유를 급유하기 위한 유구이다.

제6도는 제5도에 있어서의 분할로울편의 경사면부분(A 50)의 상세 도면으로서, 경사면(A 50)은 상로울(50)의 직경 분할점에 있어서의 반경(R 50)의 접선(T-T′)에 수직을 이룬 라인(V-V′)에 포함되어 있다.

따라서 상로울(50)의 측심선에 수직한 라인(N-N′)과 경사면(A 50)이 이루는 각도(θA)는 θV에 동등하므로 상기한 식의 θA=KθA에 있어서 K=1이 된다.

즉, K=1은 앞에서 나타낸 표의 등급은 최상급(Best)에 해당하므로 본 발명의 효과를 최대한으로 발생시키는 실험예 이다.

제7도는 제6도에서와 같은 설명을 하로울(60)로서 설명하기 위한 도면인데, 상로울(50)의 경우와 같은 K=1로서 본 발명의 효과를 최대한으로 발생시키는 실시상태이다.

또한 제5도에 나타낸 상로울(50)을 구성하는 분할로울편(501)은, 분할로울편(601)의, 지지구조와 같은 상태의 조립을 한 것이지만 제5도의 분할로울편(501)은 분할로울편(601)을 보면 이해할 수 있으므로 그에 대한 지지구조에 관한 설명은 생략한다.

또 제5도의 실시상태의 경우는 상술한 바와 같이 필요상 분할로울편간에 틈을 두었지만, 이틈은 통상 근소한 칫수로 설정할 수 없으므로 운전전중에 비정상적인 하중(荷重)이나 충격등의 원인으로 인해 발생하게 되는 베어링의 파손이나 또는 극단적인 로울 스핀들의 비틀어짐 및 구부러짐등에 의해 인접하는 분할로울편의 측단 근방의 외주부는 제2도에 나타낸 상태로 되는 경우가 종종 있을 수 있고, 이러한 상태가 일어나지 않는 정상운전시에 있어서도 분할로울편의 열처리에 의해 잔류하는 응력의 경감이나 예각부분을 갖지 않는 것은 작업의 응력집중의 마찰계수의 절갈등에 의한 종합적인 강도를 개선하여 가능한 한 최고의 수준으로 부여시킨 것이다.

그러기 위하여 분할로울편의 측단부 외주측의 경사면의 길이는, 그 각도, 지름, 넓이, 분할로울편의 측면모양, 적당한 재료등으로서 밸런스시킨 칫수로 설계하지 않으면 안된다.

본 발명의 다른 실시 상태를 제8도에 나타낸다.

제5도에서와 같이 분할로울편이 다른 분할로울편과 인접하는 분할로울편의 측부의 외주측은 원추면을 이루고 있으며 그 내주측은 평탄면을 이루고 있다. 그리고 분할로울편(501),(601)을 부분적으로 독립유전 로울로 하는 분할로울이다.

로울편(601)은 로울편(601)과 구동축에 키이로 고정된 슬리이브(31)간에 개장(介裝)된 로울측의 방향으로 격리된 한쌍의 추력(推力)로울러의 축받이(45)(46)에 의해 자유로히 회전할 수 있게 지지되어 상기한 추력로울러의 축받이(45),(46)의 외측에 각각 1조의 윤활제 봉쇄(封鎖) 장치(36)를 배치하고 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 분할로울편은, 분할로울을 구성하는 모든 분할로울편에 있어서도 공형의 근방에 예각부분을 형성시키지 않고, 로울편의 형상에 크게 좌우되는 강도의 균등화를 꾀하고 있으며 극단에는 강도상 약한 부분을 부여시키지 않고 있다.

즉, 본 발명의 분할로울편은 내파손 저항력이 향상된 후술하는 장점등을 갖춘 분할로울이다.

이상의 설명에서는 분할로울이 곡선의 공형을 가지며, 3개의 분할로울편을 조립하여 소정의 공형을 형성하고 있는 실시예에 관해서 설명해 왔지만, 모두 본 발명의 내용을 한정시키는 것은 아니다.

또한 본 발명의 실시예의 설명으로서는, 주로 하로울에 관하여 기술해왔지만, 본 발명을 상 로울에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.

또한 상하 로울의 위치가 반대로 된다든가 좌우로 배치되어 사용되어도 본 발명의 목적이나 작용 효과가 발휘될 수 있는 것은 물론이다.

본 발명을 凸형의 공형 또는 凹형의 공형을 형성하는 분할로울에 적용할 수 있는 것은 물론이다.

또한 분할로울의 모든 분할로울편이 구동되지 않는다든가 또는 전체적으로 구동된다 하더라도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한 분할로울이 부분 유전되는 경우에 있어서도 본 발명의 목적이나 작용 효과가 달성되는 것은 물론이다.

본 발명의 분할로울은 다음과 같은 모든 효과를 발휘한다.

(1) 분할로울을 구성하는 분할로울편이 모두 예각부를 구성하고 있지 않기 때문에 종래에 있어서 빈발하던 예각부에 의한 파손 사고가 본 발명의 분할로울에서는 발생하지 않는다.

(2) 아래에 (가),(나),(다) 열거하는 문제가 발생치 않기 때문에 본 발명의 분할로울은 로울의 수명이 대폭적으로 연장되고 파손로울의 수복(修復) 가공비등 대체로울의 조성비용이 삭감된다.

(가) 종래의 분할로울에 있어서 발생했던 파손이, 비교적 경미하고 수복가공이 가능한 경우라도 수복 가공은 통상 공형의율 곽을 복원하기 위해 공형부의 로울 외주를 절삭이나 연삭등의 기계가공을 하여 파손부를 제거하는 방법으로 행하기 때문에 수복가공후의 로울의 외경은 수복가공전에 비하여 감소된다.

이와 같은 외경 감소량은 파손을 발생치 않고 로울 사용으로 인해 발생된 마모만에 의한 것보다는 통상 수십배나 크다.

(나) 분할로울을 구성하는 분할로울편중 어느 하나라도 파손되면 동일축에 조립되는 로울편은 파손되지 않은 것을 포함하여 마찬가지로 로울의 외경을 감소해야 하는 수복 가공을 가하지 않으면 안된다.

(다) 파손의 정도가 커서 수복한다. 해도 사용 불가능하게 되는 경우에는 새로운 대체 로울을 조달하지 않으면 안된다.

(3) 종래의 분할로울을 사용하는 설비에서는 운전중에 발생하는 분할로울편의 파손 사고를 즉각 발견할 수 없었기 때문에 파손된 분할로울편에 의해 피가공물에 흠의 발생등에 의한 불량품을 발견할 때까지는 운전이 속행되는 것이 보통이다.

본 발명의 분할로울을 사용하면 전술한 불량품을 발견할때까지 생산된 불량품이 되는 피가공 제품의 손실을 거의 해소할 수 있다.

(4) 파손 사고 발생에 의한 로울을 사용하는 설비의 운전정지 시간을 거의 해소하는 것에 의해 설비의 생산능률이 향상된다.

(5) 종래의 분할로울에서는 파손 사고발생에 의해 파손로울이나 그 밖의 수복가공 또는 대체 로울 조달에 요하는 기간중에 로울을 사용한 생산을 정지하지 않으면 안되고 이를 피하기 위해서는 예비 로울을 준비해두지 않으면 안 되었지만 운전정지 또는 대체 로울 설치에 소비되는 손실을 해소한다.

Claims (1)

1. 공형(孔型)의 일부분을 가진 분할로울편(片)의 복수개를 로울측에 조립하여 소정의 공형(孔型)을 구성하는 분할로울에 있어서, 분할로울편(片)이 다른 로울편(片)과 인접하는 분할로울편(片)의 측부의 외주측은 원추면을 이루고 그 내주측은 평탄면을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 분할로울.

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