JP4148871B2 - 分割バックアップロールの分割支持軸 - Google Patents

Description

本発明は、圧延機やロール矯正装置に組み込まれる分割バックアップロールに関し、特に分割バックアップロールの支持軸に関する。

従来から、圧延機やロール矯正装置におけるワークロールあるいは矯正ロールの荷重分布が板のエッジ側と中央側とで差が存在し、このため圧延又は矯正した後の鋼板の板厚が幅方向で差が生じたり、或いは適切な矯正形状が得られない等の問題がある。このため分割バックアップロールにより上記ワークロールや矯正ロールのクラウンパターンを調整し、板厚のばらつきや矯正形状不良の低減が図られている。

図５は、分割バックアップロールを備えた例としてクラスタ圧延機を示したものである。この例では、ワークロール２１とこのワークロールを支持する１対の中間ロール２２が配置されると共に、この中間ロールを支持する分割バックアップロール４ａ〜４ｃ及び補助分割ロール２３がロール支持軸１、２４にそれぞれ軸着されている。

そして、例えば、特許文献１には、図６に示すような分割バックアップロールの例が示されている。すなわち、図６において、ロール支持軸１は補強ロールフレーム３のサドル３ａに軸受２を介して回動自在に取り付けられており、支持軸１の駆動側端部はスピンドル１２を介して駆動源(図示しない)に連結されている。ロール支持軸１の中央部には同心のブッシュ５ａが、その左右にはそれぞれ偏心量の異なる偏心部としての偏心ブッシュ５ｂ、５ｃが左右対称の位置に設けられている。このブッシュはいずれもキー６によりロール支持軸１に嵌着されている。そして、同心ブッシュ５ａには転がり軸受７ａを内装したセンターバックアップロール４ａが、偏心ブッシュ５ｂ、５ｃにはそれぞれ転がり軸受７ｂ、７ｃを内装したクオーターバックアップロール４ｂおよびサイドバックアップロール４ｃがそれぞれ軸着されている。

駆動源よりスピンドル１２を介してロール支持軸１を所要の角度回転させると、クオーターバックアップロール４ｂ及びサイドバックアップロール４ｃは、その偏心ブッシュの偏心量に応じて上方或いは下方に移動し、これによって中間ロール２２、或いはさらにワークロール２１に対してクラウンパターンを付与することができる。

このように、分割バックアップロールは、ロール支持軸１の回転により各分割バックアップロール４ａ〜４ｃの移動量を変更し、軸方向にワークロール又は矯正ロールの押しつけ量の分布、すなわちクラウンパターンを制御し、圧延ないし矯正を行うものである。このため、ロール支持軸は、複数の分割バックアップロールを１本の軸で共通して支持する構造となっている。

ところで、分割バックアップロールにおいても各ロールの磨耗や表面疵などによりロールを交換したり、或いは軸受を交換する必要が生じる。その際、ロール支持軸に軸着された複数の分割ロール全体を補強ロールフレームより取り外した上で、ロール支持軸から軸端から交換対象ロールに至るまでの全てのロールを順次抜き出して、交換対象のロールを交換し、再び残るロール順次を軸着した後、補強ロールフレームに組み込むことが必要である。

一方、特許文献２には、偏心ブッシュを廃止し、ロール支持軸の軸方向数箇所に、互いに外径寸法の異なる軸受装着用円筒部を偏心させて形成すると共に、この外径寸法を組み込み方向上流から下流へ向けて漸次大きく設定し、この軸受装着用円筒部に、その外径寸法に対応する内径寸法の複数の同心ブッシュを外嵌装着するようにした分割バックアップロールが提案されている。この分割バックアップロールによれば、ロール支持軸の回動操作部側に向けて外径寸法が徐々に大きくなる円筒部に対して、内径寸法の大きな同心ブッシュから順に装着できるようになるため挿通作業が簡単に行えるとしている。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の分割バックアップロールの場合は、いずれも１本の一体化したロール支持軸に複数の分割バックアップロールが軸着されていることには変わりはなく、ロール等の交換の際には、ロール支持軸の一端側から順次抜き出し、挿入しなければならない点は同じである。

最近、鋼板の幅が５ｍ以上に及ぶものもあり、バックアップロール支持軸も６メートルを超える場合があること、１個の分割ロールは１．５トン以上に及ぶこと、しかも、軸とブッシュ、或いはブッシュとバックアップロールとの嵌めあいのギャップは数十μｍと小さいことなどから、従来の分割バックアップロールでは、ロールや軸受の交換に際して、分割バックアップロールを一端側から抜き出し、挿入する作業には多大の時間を要し、分解、組み立ての作業性を著しく阻害している。

特開平１−２３７０１１号公報 特開２０００−３０１２８号公報

本発明は、上記の状況に鑑み、軸方向のロールクラウンパターンを調整可能とする分割バックアップロールにおいて、分解、組み立て作業を簡易化できるようにすることを課題とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、なされたものであり、その要旨とするところは以下のとおりである。
（１）補強ロールフレームにロール支持軸を回動自在に支持すると共に、該ロール支持軸の複数箇所に偏心量の異なる偏心部を設け、この偏心部に分割補強ロールを軸着してなる分割バックアップロールにおいて、前記ロール支持軸が、軸方向と交差する方向に形成された面で複数に分割可能に構成されていることを特徴とする分割バックアップロールの分割支持軸。
（２）ロール支持軸が軸方向と交差する方向に複数分割にされ、前記ロール支持軸の分割部はインロウ方式により分割可能とされていることを特徴とする（１）記載の分割バックアップロールの分割支持軸。

本発明によれば、複数の分割バックアップロールを支持するロール支持軸が、ロール軸方向と交差する方向に複数に分割可能に構成されているため、分割バックアップロールや軸受などの交換の際には、交換対象のバックアップロールを支持している支持軸の区画のみを取り出すことができ、この区画の支持軸に軸着されている他のロールを外して、交換対象ロールを交換することができる。したがって、交換対象ロール以外の取り外し、挿入するロールの数が少なく、かつ取り外し、挿入のためのロールの移動距離も短くて済み、ロール交換等を効率的に行うことができる。

また、支持軸の全ロールを交換する場合においても、軸が分割されているため、一軸タイプに較べ、ハンドリング回数は増加するものの、長大な吊り冶具などが不要となり、軽量、コンパクトなサイズでの作業になることで操作性向上を期待できる利点もある。

また、ロール支持軸の分割手段がインロウ方式とすれば、分割、連結が簡便でかつ、分割部での耐荷重、回転力の伝達性などの点で優れている。

以下、本発明を実施例の図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施例であるバックアップロールを圧延機に組み込んだ状態を示した断面概要図である。なお、図６に示した従来の分割バックアップロールと同一の部材には同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図１において、ロール支持軸１は補強ロールフレーム３のサドル３ａに軸受２を介して回動自在に取り付けられている。ロール支持軸１の駆動側端部はスピンドル１２を介して駆動源(図示しない)に連結されている。ロール支持軸の中央部には同心のブッシュ５ａが、その左右にはそれぞれ偏心量の異なる偏心部としてのクオーター偏心ブッシュ５ｂ、サイド偏心ブッシュ５ｃが左右対称の位置に設けられている。このブッシュはいずれもキー６によりロール支持軸１に嵌着されている。そして、同心ブッシュ５ａには転がり軸受７ａを内装したセンターバックアップロールが、クオーター偏心ブッシュ５ｂ、サイド偏心ブッシュ５ｃには、転がり軸受７ｂ、７ｃをそれぞれ内装したクオーターバックアップロール４ｂおよびサイドバックアップロール４ｃが、それぞれ軸着されている。

本発明のバックアップロールは、図１に示したように、ロール支持軸１の２箇所の分割部８、９において、軸方向と交差する方向に分割可能に構成されており、中央ロール支持軸分割区画Ｉと両端の端部ロール支持軸分割区画II(反駆動側)、III （駆動側）の３分割可能となっている。

図２は、図１において３分割した中央ロール支持軸分割区画Ｉと端部ロール支持軸分割区画II(反駆動側)、III （駆動側）とを示す斜視概要図である。中央ロール支持軸分割区画Ｉには、同心ブッシュ５ａに軸着されたセンターバックアップロール４ａが、端部ロール支持軸分割区画IIには、クオーター偏心ブッシュ５ｂに軸着されたクオーターバックアップロール４ｂおよびサイド偏心ブッシュ５ｃに軸着されたサイドバックアップロール４ｃが、そして、端部ロール支持軸分割区画III には、分割区画IIと同様に、クオーター偏心ブッシュ５ｂに軸着されたクオーターバックアップロール４ｂおよびクオーター偏心ブッシュ５ｃに軸着されたサイドバックアップロール４ｃが設けられている。

図２に示すように、中央ロール支持軸分割区画Ｉのロール支持軸１には、両端に分割部８、９があり、分割部８、分割部９には溝１１がそれぞれ設けられている。

一方、端部ロール支持軸分割区画IIのロール支持軸１の分割部８には、突起１０が、端部ロール支持軸分割区画III のロール支持軸１の分割部９には、突起１０が設けられている。そして、中央ロール支持軸分割区画Ｉの分割部８の溝１１は、端部ロール支持軸分割区画IIの分割部８の突起１０に、中央ロール支持軸分割区画Ｉの分割部９の溝１１は、端部ロール支持軸分割区画III の分割部９の突起１０に嵌合するようなっている。

ロール支持軸の分割面に設けた突起１０と溝１１と組み合わせることによってロール支持軸を分割可能とし、分離、結合を自在に行うことができる。

ここで、ロール支持軸を分割可能とする手段としては、継手などを用いる方法もあるが、ロール支持軸と交差する方向の荷重及び回動操作による回転力に十分耐える強度が要求され、かつ狭い空間内に備えられなければならないという点から、分割可能とする手段は、上述のように、分割部の一方の側に突起を、他方の側にこれと嵌合する溝を設け、突起が溝に嵌合するように構成したインロウ方式とすることが好ましい。

図２の例においては、分割面がロール支持軸の方向と直交する方向に形成され、一方向に形成された矩形状の断面の突起と溝を有するインロウ方式の分割手段が設けられている。図３（ａ）〜（ｄ）は、上記分割部においてロール支持軸を分割可能とするインロウ方式の他の例を示す斜視概要図である。（ａ）は、分割面がロール支持軸と直交する方向に形成され、一方向Ｓに形成されたほぼ台形状の断面の突起と溝を有する例であり、（ｂ）は、分割面がロール支持軸と交差する方向に形成され、一方向Ｓに形成された矩形状の断面の突起と溝を有する例であり、（ｃ）は、分割面がロール支持軸と直交する方向に形成され、一方向Ｓに平行に形成された矩形状断面の二つの突起と溝を有する例であり、（ｄ）は、 分割面がロール支持軸と直交する方向に形成され、突起と溝がＳ１、Ｓ２の２方向に形成されている例である。

このように、突起と溝とで構成するインロウ方式の分割部を設けることにより、分割したロール支持軸をロールの軸方向と交差する方向に抜き出し、挿入することができる。

ところで、インロウ方式において、例えば図３(ｄ)のように、突起１０と溝１１の形成方向Ｓがロール支持軸１の軸方向に対して交差する２方向以上である場合、ロール支持軸を分割する際には、分割部においてロール支持軸を突起の高さ以上に、駆動側或いは反駆動側にずらして間隔を開けて分離する必要がある。

このため、図２或いは図３(ａ)〜（ｃ）のように、突起と溝の形成方向をロール支持軸の方向と交差する方向の一方向のみとなるように設ければ、ロール支持軸を軸方向に大きくずらすことなく、ロール支持軸をこれと交差する方向に容易に抜き出し、挿入することが可能となるので作業は一層効率的となり、好ましい。

なお、図２の例から判るように、中央ロール支持軸分割区画Ｉのロール支持軸１の分割部８，９のインロウ方式の突起１０と溝１１は、形成方向が両端部において同じ方向となるよう設けており、上述のようにロール支持軸をこれと交差する方向に容易に抜き出し、挿入することができるようにしている。

図４は、図１における同心ブッシュ５ａ及びクオーター偏心ブッシュ５ｂ、サイド偏心ブッシュ５ｃと、分割バックアップロール４ａ，４ｂ，４ｃのロール支持軸１に対する偏心状態を示した図である。上述のように、インロウ方式の分割部では、支持軸の回転に際しても回転力を確実に伝達できるので、クラウンパターンの調整も一体の支持軸と同様、的確に調整可能である。

図１の例では、分割バックアップロール５個を備えた分割バックアップロールで３分割としたが、これに限定されず、７個、９個などそれ以上の分割ロールを備えたものでも適用でき、またロール数が多い程に当手段は有効なものとなる。また、ロール支持軸の分割数はロール支持軸１に取り付けられている総ロール数、総ロール重量、ロール軸の長さ、分割したロール支持軸に軸着されるロールの総重量などを勘案して適宜設定することができる。

なお、上述したロール支持軸の分割部の位置は、分割ロールの軸方向の間隙は狭く、新たな継手を介在させることが困難であること、サドル３ａに対応する位置で分割することにより分割部をサドルで支持し、分割部を安定させることができることなどの観点から、サドルに対応する位置であることが好ましい。

本発明の実施例では、ロール支持軸１に同心ブッシュ５ａ、偏心ブッシュ５ｂ、５ｃを嵌着する方式を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、特許文献２に記載されたように、分割バックアップロールが軸着される同心部及び偏心部を支持軸と一体加工したものでもよく、また、全ての分割補強ロールにそれぞれ異なる偏心量の偏心部を設けても良い。

このように、本発明によれば、複数の分割バックアップロールを支持するロール支持軸が、その軸方向と交差する方向に複数に分割可能に構成されているため、分割バックアップロールや軸受などの交換の際には、交換対象の分割バックアップロールを支持しているロール支持軸の区画みを取り出すことができ、この区画のロール支持軸に軸着されているロールのみを外して、交換対象ロールを交換することができる。したがって、交換対象ロール以外の取り外すロールの数が少なく、取り外しの距離も短くて済み、ロール交換を効率的に行うことができる。また、支持軸の全ロールを交換する場合においても、軸が分割されているため、一軸タイプに較べハンドリング回数は増加するものの、長大な吊り冶具などが不要となり、軽量、コンパクトなサイズの作業になることで操作性向上を期待できる利点もある。また、分割部の構造をシンプルなインロウ方式とすれば、分割された区画のロール支持軸の取り外し、装着が容易となりが、作業効率が向上する。

本発明の一実施例のバックアップロールを圧延機に組み込んだ状態を示した断面概要図である。 図１の分割バックアップロールのロール支持軸を分割した状態を示す斜視概要図である。 （ａ）〜（ｄ）は、上記分割部においてロール支持軸を分割可能とする手段の他の例を示す斜視概要図である。 同心及び偏心ブッシュと分割バックアップロールのロール支持軸に対する偏心状態を説明する図である。 分割バックアップロールを組み込んだ例としてのクラスタ圧延機のロール配置を示す図である。 従来の分割バックアップロールの構造例を示す断面概要図である。

符号の説明

１…ロール支持軸
２…軸受
３…補強ロールフレーム
４ａ…センター分割バックアップロール
４ｂ…クオーター分割バックアップロール
４ｃ…サイド分割バックアップロール
５ａ…同心ブッシュ
５ｂ…クオーター偏心ブッシュ
５ｃ…サイド偏心ブッシュ
６…キー
７ａ…センター分割バックアップロールの転がり軸受
７ｂ…クオーター分割バックアップロールの転がり軸受
７ｃ…サイド分割バックアップロールの転がり軸受
８、９…分割部
１０…突起
１１…溝
１２…スピンドル
２１…ワークロール
２２…中間ロール
２３…補助分割バックアップロール
２４…補助分割バックアップロールのロール支持軸
Ｉ…中央ロール支持軸分割区画
II…端部ロール支持軸分割区画(反駆動側)
III…端部ロール支持軸分割区画(駆動側)
Ｓ…突起、溝の形成方向

Claims (2)

1. 補強ロールフレームにロール支持軸を回動自在に支持すると共に、該ロール支持軸の複数箇所に偏心量の異なる偏心部を設け、この偏心部に分割補強ロールを軸着してなる分割バックアップロールにおいて、前記ロール支持軸が、軸方向と交差する方向に形成された面で複数に分割可能に構成されていることを特徴とする分割バックアップロールの分割支持軸。
2. ロール支持軸が軸方向と交差する方向に複数分割にされ、前記ロール支持軸の分割部はインロウ方式により分割可能とされていることを特徴とする請求項１記載の分割バックアップロールの分割支持軸。

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