KR20120070208A - 복합 롤 - Google Patents

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KR20120070208A
KR20120070208A KR1020100131660A KR20100131660A KR20120070208A KR 20120070208 A KR20120070208 A KR 20120070208A KR 1020100131660 A KR1020100131660 A KR 1020100131660A KR 20100131660 A KR20100131660 A KR 20100131660A KR 20120070208 A KR20120070208 A KR 20120070208A
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ring
rolling
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spacer ring
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KR1020100131660A
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김용호
한상재
이규복
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일진다이아몬드(주)
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
    • B21B27/024—Rolls for bars, rods, rounds, tubes, wire or the like

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Abstract

본 발명은 외주면에 서로 이격되도록 양쪽에 형성된 나사면 및 상기 양쪽의 나사면의 사이에 형성된 칼라부를 구비하는 롤 샤프트, 상기 칼라부를 중심으로 양쪽에 조립되는 복수 개의 압연 링, 상기 각 압연 링의 측면 중 상기 칼라부를 향하는 면의 반대면에 각각 조립되는 스페이서 링, 상기 각 스페이서 링의 측면 중 상기 압연 링을 향하는 면의 반대면에 배치되고 나사면을 구비하고 상기 롤 샤프트의 나사면과 나사 결합하는 클램핑 너트 및 상기 각 압연 링과 상기 칼라부의 사이 및 상기 각 압연 링과 상기 각 스페이서 링 사이에 배치된 사이드 키를 포함하는 복합 롤을 제공한다.

Description

복합 롤{Composite roll}
본 발명은 복합 롤에 관한 것으로 더 상세하게는 견고하게 조립된 복합 롤에 관한 것이다.
압연 공정에 사용되는 롤은 다양한 종류가 있다. 먼저 일체형 롤은 샤프트와 압연링이 일체로 형성된 것으로 제조가 용이하다. 특히 디시아이 롤(DCI roll:ductile cast iron roll), 아다마이트 롤(adamite roll), 칠드 롤(chilled roll)등은 주조에 의하여 일체형 롤로 형성된다. 그러나 이러한 일체형 롤들은 내마모성이 낮아서 롤의 교체 주기가 감소하여 생산성이 저하된다.
압연 공정에 사용되는 다른 형태의 롤인 복합 롤은 롤 샤프트와 압연 링을 별도로 제작한 후 압연 링을 롤 샤프트에 조립하여 사용한다. 특히 압연 링은 내마모성이 높은 재질을 이용하여 형성한다. 그러나 롤 샤프트에 압연 링을 조립하여 롤 샤프트와 압연 링이 견고하게 유지되는 것이 용이하지 않다. 즉 압연 공정을 진행하는 동안 압연 링이 롤 샤프트와 일체로 회전하지 않고 헛돌게 되고 이를 통하여 압연 공정을 효과적으로 진행하기 어렵게 된다. 또한 장기간 이러한 현상이 반복 시 롤 샤프트가 손상되거나 압연 링이 롤 샤프트에서 이탈되어 압연 사고가 발생하기도 한다.
결과적으로 압연 롤을 이용한 압연 공정을 효율적으로 진행하는데 한계가 있다.
본 발명은 견고하게 조립된 복합 롤을 제공할 수 있다.
본 발명은 외주면에 서로 이격되도록 양쪽에 형성된 나사면 및 상기 양쪽의 나사면의 사이에 형성된 칼라부를 구비하는 롤 샤프트, 상기 칼라부를 중심으로 양쪽에 조립되는 복수 개의 압연 링, 상기 각 압연 링의 측면 중 상기 칼라부를 향하는 면의 반대면에 각각 조립되는 스페이서 링, 상기 각 스페이서 링의 측면 중 상기 압연 링을 향하는 면의 반대면에 배치되고 나사면을 구비하고 상기 롤 샤프트의 나사면과 나사 결합하는 클램핑 너트 및 상기 각 압연 링과 상기 칼라부의 사이 및 상기 각 압연 링과 상기 각 스페이서 링 사이에 배치된 사이드 키를 포함하는 복합 롤을 개시한다.
본 발명에 있어서 상기 롤 샤프트와 상기 스페이서 링 사이에 수평 키가 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 복합 롤의 작업 회전 방향의 회전축과 평행한 방향으로 상기 클램핑 너트의 측면에서 상기 클램핑 너트를 관통하도록 배치되고 상기 스페이서 링의 측면과 결합되는 세팅 볼트를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 세팅 볼트는 복수 개 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 복합 롤의 작업 회전 방향의 회전축과 수직한 방향으로 상기 클램핑 너트의 측면에 배치되는 록킹 볼트를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 록킹 볼트와 상기 롤 샤프트 사이에는 슬리브가 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 록킹 볼트는 상기 롤 샤프트의 나사면을 향하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 칼라부의 직경은 상기 압연 링의 직경보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 압연 링은 텅스텐 카바이드를 함유할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 압연 링의 상기 칼라부를 향하는 측면 및 상기 스페이서 링을 향하는 측면에 상기 사이드 키가 배치되는 사이드 키 웨이가 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 사이드 키 웨이는 상기 스페이서 링을 향하는 측면에 형성된 두 개의 제1 사이드 키 웨이 및 상기 칼라부를 향하는 측면에 형성된 두 개의 제2 사이드 키 웨이를 구비하고, 상기 두 개의 제1 사이드 키 웨이는 서로 동일선상에 배치되고, 상기 두 개의 제2 사이드 키 웨이는 서로 동일선상에 배치되고, 상기 제1 사이드 키 웨이와 상기 제2 사이드 키 웨이는 서로 직교하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 사이드 키는 반달 키 형태이고 상기 사이드 키 웨이는 곡면을 가질 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 사이드 키는 상기 사이드 키 웨이의 모서리 영역에서 상기 사이드 키 웨이와 이격될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 사이드 키는 곡선의 단면을 구비하고, 상기 곡선의 단면은 반경이 서로 다른 영역을 구비하고, 상기 곡선의 단면 중 상기 사이드 키 웨이가 접하는 부분에선 상기 사이드 키 웨이의 반경과 동일한 반경을 갖고, 상기 곡선의 단면 중 상기 사이드 키 웨이와 이격되는 영역에서 상기 사이드 키 웨이의 반경보다 작은 반경을 가질 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 클램핑 너트와 상기 스페이서 링 사이에 조립되는 하프링을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 클램핑 너트의 측면에서 상기 클램핑 너트를 관통하고 상기 스페이서 링의 측면과 접하도록 잭킹 볼트를 배치한 후 상기 잭킹 볼트를 이용하여 상기 스페이서 링에 압력을 가한 후에 상기 하프링을 조립하고, 상기 하프링을 조립하고 나서 상기 잭킹 볼트를 제거한 후에 상기 잭킹 볼트가 배치된 위치에 세팅 볼트가 조립될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 칼라부를 중심으로 대칭형 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 칼라부를 중심으로 상기 칼라부의 양쪽에 상기 압연 링이 하나씩 배치될 수 있다.
본 발명에 관한 복합 롤은 견고하게 조립되어 압연 공정에 있어서 효율성을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 복합 롤을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 C를 확대한 도면이다.
도 3은 도 1의 D를 확대한 도면이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 5는 도 1의 압연 링을 확대한 도면이다.
도 6은 도 5의 A 방향에서 본 투시 측면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 8은 도 1의 복합 롤의 구성 중 압연 링과 스페이서 링의 다른 변형예를 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 13은 도 1의 복합 롤을 조립하는 과정을 순차적으로 도시한 도면들이다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 복합 롤을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1의 C를 확대한 도면이고, 도 3은 도 1의 D를 확대한 도면이고, 도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절취한 단면도이고, 도 5는 도 1의 압연 링을 확대한 도면이고, 도 6은 도 5의 A 방향에서 본 측면도이고, 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면 복합 롤(100)은 롤 샤프트(101), 압연 링(110), 스페이서 링(120), 클램핑 너트(130), 하프링(140), 세팅 볼트(150), 록킹 볼트(160), 사이드 키(170) 및 수평 키(180)를 포함한다.
롤 샤프트(roll shaft:101)는 중앙 영역에 칼라부(collar unit:102)를 구비한다. 롤 샤프트(101)의 칼라부(102)를 중심으로 양 쪽의 외주면에는 나사면(101a)이 형성되어 있다. 나사면(101a)의 나사 형성 방향은 복합 롤(100)이 회전하는 작업 방향(WS)과 반대가 되도록 한다. 이를 통하여 복합 롤(100)을 이용한 압연 공정 중에 롤 샤프트(101)와 클램핑 너트(130)의 나사 결합이 분리되는 것을 방지한다.
롤 샤프트(101)의 칼라부(102)의 양측에 압연 링(110)이 배치된다. 즉 칼라부(102)를 사이에 두고 칼라부(102)의 좌측 및 우측에 두 개의 압연 링(110)이 배치된다. 또한 본 발명은 이에 한정되지 않고 칼라부(102)를 사이에 두고 칼라부(102)의 좌측 및 우측에 대칭이 되도록 네 개 이상의 압연 링(110)을 배치할 수도 있다. 압연 링(110)은 내마모성이 우수한 재료를 이용하여 형성한다. 구체적으로 압연 링(110)은 텅스텐 카바이드와 같은 초경합금을 포함할 수 있다. 압연 링(110)의 양 측면에는 사이드 키(170)가 배치된다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술하기로 한다.
압연 링(110)의 직경은 칼라부(102)의 직경보다 크도록 한다. 즉 롤 샤프트(101)에 압연 링(110)이 배치된 상태에서 압연 링(110)의 가장자리의 연장선은 칼라부(102)와 이격된다. 이를 통하여 압연 공정의 반복을 통한 칼라부(102)의 손상을 방지하여 롤 샤프트(101)의 사용 주기를 늘려 롤 샤프트(101)를 용이하게 재사용할 수 있다.
롤 샤프트(101)에 스페이서 링(spacer ring:120)이 배치된다. 구체적으로 압연 링(110)의 외측, 즉 각 압연 링(110)의 측면 중 칼라부(102)를 향하는 면의 반대면에 스페이서 링(120)이 배치된다. 스페이서 링(120)은 강재(steel)를 이용하여 형성할 수 있다. 또한 스페이서 링(120)의 직경은 압연 링(110)의 직경보다 작도록 한다. 이를 통하여 압연 공정 중 스페이서 링(120)의 손상을 방지할 수 있다.
스페이서 링(120)과 롤 샤프트(101)의 사이의 공간에 수평 키(180)를 배치한다. 압연 공정 중 스페이서 링(120)이 롤 샤프트(101)와 같이 일체로 회전하지 않고 스페이서 링(120)이 헛도는 문제가 발생하는데 본 발명에서는 수평 키(180)를 통하여 스페이서 링(120)이 헛돌지 않고 롤 샤프트(101)와 일체로 회전하게 된다.
또한 스페이서 링(120)은 강재로 형성되므로 스페이서 링(120)과 롤 샤프트(101)사이에 수평 키(180)가 배치되어도 복합 롤(100)의 회전 중 수평 키(180)로 인한 스페이서 링(120)이 파손을 용이하게 방지한다.
롤 샤프트(101)에 클램핑 너트(clamping nut:130)가 배치된다. 구체적으로 스페이서 링(120)의 양 측면, 즉 스페이서 링(120)의 측면 중 압연 링(110)을 향하는 면의 반대면에 클램핑 너트(130)가 배치된다. 클램핑 너트(130)의 내주면에는 나사면(131)이 형성되어 있다. 클램핑 너트(130)의 나사면(131)과 롤 샤프트(101)의 나사면(101a)은 서로 결합한다. 이를 통하여 클램핑 너트(130)와 롤 샤프트(101)가 안전하게 결합한다. 또한 압연 링(110) 및 스페이서 링(120)이 클램핑 너트(130)에 의하여 롤 샤프트(101)로부터 이탈되지 않는다.
전술한 대로 나사면(131) 및 나사면(101a)의 나사산 방향은 복합 롤(100)이 회전하는 작업 방향(WS)과 반대가 되도록 하여 압연 중 롤 샤프트(101)와 클램핑 너트(130)가 분리되는 것을 방지한다.
클램핑 너트(130)의 측면을 관통하는 방향, 즉 복합 롤(100)의 작업 방향(WS)의 회전축과 평행한 방향으로 클램핑 너트(130)의 측면을 관통하도록 세팅 볼트(150)가 배치된다. 세팅 볼트(150)는 클램핑 너트(130)를 관통하여 스페이서 링(120)의 측면에 결합된다. 이를 통하여 클램핑 너트(130)와 스페이서 링(120)이 견고하게 결합되고, 또한 클램핑 너트(130)와 롤 샤프트(101)의 결합도 강화된다. 도 2에는 도시하지 않았으나 세팅 볼트(150)를 배치한 후 실런트(미도시)로 세팅 볼트(150)의 상면을 덮을 수 있다.
또한 클램핑 너트(130)의 또 다른 측면, 즉 복합 롤(100)의 작업 방향(WS)의 회전축과 직교하는 방향으로 클램핑 너트(130)의 측면에 록킹 볼트(160)가 배치된다. 록킹 볼트(160)는 클램핑 너트(130)와 롤 샤프트(101)의 나사 결합 즉 나사면(101a)과 나사면(131)의 결합을 더욱 견고하게 한다. 록킹 볼트(160)와 롤 샤프트(101)의 나사면(101a)사이에는 슬리브(161)를 배치하여 롤 샤프트(101)의 나사면(101a)이 손상되는 것을 용이하게 방지한다.
하프링(half ring:140)은 클램핑 너트(130)와 스페이서 링(120)의 사이에 배치된다. 세팅 볼트(160)를 결합하기 전에 잭킹 볼트(미도시) 또는 잭킹 스크루(미도시)를 세팅 볼트(160)위치에 넣고 이를 이용하여 클램핑 너트(130)와 스페이서 링(120)간 간격을 벌린 후 하프링(140)을 설치하고, 그 후 잭킹 볼트 또는 스크루는 제거한다.
도 4를 참조하면 클램핑 너트(130)에 배치된 세팅 볼트(150) 및 록킹 볼트(160)의 위치 및 수량이 도시되어 있다. 클램핑 너트(130)의 측면에 세팅 볼트(150)가 8개 배치되어 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않고 4의 배수로 세팅 볼트(150)의 수를 조절할 수 있고 예를 들면 4개의 세팅 볼트(150)를 배치할 수도 있다.
4개의 록킹 볼트(160)는 세팅 볼트(150)와 중첩되지 않도록 배치된다. 본 실시예에서 롤 샤프트(101)의 칼라부(102)를 중심으로 양 쪽의 클램핑 너트(130)에 동일하게 세팅 볼트(150) 및 록킹 볼트(160)를 배치함은 물론이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면서 사이드 키(170)에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다. 설명의 편의를 위하여 도 5 및 도 6에는 사이드 키(170)를 도시하지 않았다. 또한 도 5의 압연 링(110)은 도 1의 두 개의 압연 링(110)중 우측 압연 링(110)을 도시한다.
압연 링(110)은 압연 공정을 진행할 수 있도록 복수의 칼리버(111)를 구비하고 있다.
압연 링(110)의 양 측면 즉, 칼라부(102)를 향하는 측면 및 그 반대 측면에 사이드 키(170)를 배치하기 위한 두 개의 제1 사이드 키 웨이(171) 및 두 개의 제2 사이드 키 웨이(172)가 형성된다.
제1 사이드 키 웨이(171)는 압연 링(110)의 측면 중 우측면, 즉 도 5에 도시된 압연 링(110)의 측면 중 인접한 스페이서 링(120)을 향하는 측면에 형성된다. 두 개의 제1 사이드 키 웨이(171)는 서로 동일선상에 위치한다. 제2 사이드 키 웨이(172)는 압연 링(110)의 측면 중 좌측면에 형성된다. 두 개의 제2 사이드 키 웨이(172)는 서로 동일선상에 위치한다.
또한 제1 사이드 키 웨이(171)와 제2 사이드 키 웨이(172)는 서로 나란하게 위치하지 않고 서로 직교하도록 형성한다. 이를 통하여 압연 공정 중 사이드 키(170)들과 인접한 부재들이 균형된 응력을 받도록 한다.
제1 사이드 키 웨이(171) 및 제2 사이드 키 웨이(172)에는 도 1등에 도시한 것과 같이 사이드 키(170)가 배치된다. 도시하지 않았으나 제1 사이드 키 웨이(171)에 사이드 키(170)가 배치될 때 사이드 키(170)에 대응하도록 스페이서 링(120)에도 사이드 키 웨이(미도시)가 형성됨은 물론이다. 제1 사이드 키 웨이(171)에 사이드 키(170)가 배치되어 압연 링(110)과 스페이서 링(120)이 서로 따로 회전하지 않도록 한다. 즉 압연 공정 중 롤 샤프트(101)가 회전할 때 압연 링(110) 및 스페이서 링(120)이 헛돌거나 서로 따로 회전하는 것을 방지하고 압연 링(110) 및 스페이서 링(120)이 일체로 회전하도록 한다.
도시하지 않았으나 제2 사이드 키 웨이(172)에 사이드 키(170)가 배치될 때 사이드 키(170)에 대응하도록 롤 샤프트(101)의 칼라부(102)에도 사이드 키 웨이(미도시)가 형성됨은 물론이다. 제2 사이드 키 웨이(172)에 사이드 키(170)가 배치되어 롤 샤프트(101)과 압연 링(110)이 서로 따로 회전하지 않도록 한다. 즉 압연 공정 중 롤 샤프트(101)가 회전할 때 압연 링(110)이 헛돌거나 롤 샤프트(101)와 따로 회전하는 것을 방지하고 압연 링(110) 및 롤 샤프트(101)가 일체로 회전하도록 한다.
또한 도 5 및 도 6을 참조하면 사이드 키 웨이(171, 172)가 곡선의 경계선을 갖도록 하고 이에 대응하는 반달형 사이드 키(170)를 배치하여 회전 중 사이드 키(170)에 의하여 압연 링(110)이 파손되거나 사이드 키(170)가 파손되는 것을 방지한다.
특히 도 7을 참조하면 사이드 키(170)와 사이드 키 웨이(171)가 접촉하는 일 측면을 서로 다른 반경을 갖도록 형성한다. 이를 통하여 사이드 키(170)에 의하여 사이드 키 웨이(171)가 파손되고 결과적으로 압연 링(110)이 파손되는 것을 방지한다. 도 7을 구체적으로 설명하기로 한다. 사이드 키 웨이(171)의 일 측면은 폭(W) 및 깊이(D)를 갖는다. 폭(W) 전체에서 사이드 키 웨이(171)의 측면은 반경(R1)을 갖는 곡면으로 형성된다. 사이드 키(170)는 중앙 영역에서는 사이드 키 웨이(171)의 반경(R1)과 동일하다가 외곽 영역에서는 이보다 작은 반경(R2)를 갖는다. 구체적으로 사이드 키(170)의 양 측면 가장자리로부터 폭(W)의 1/10 영역에서 반경(R2)를 갖는다. 또한 사이드 키(170)의 전체 높이 중 사이드 키 웨이(171)에 들어가 있지 않은 부분의 높이(H)의 2/10 영역에서 반경(R2)을 갖는다. 여기에서 사이드 키 웨이(171)에 들어가 있지 않은 사이드 키(170)의 영역의 높이(H)는 스페이서 링(120)의 키 웨이(미도시)에 배치되는 부분이기도 하다.
이러한 사이드 키 웨이(171) 및 사이드 키(170)의 형상을 통하여 압연 공정 중 복합 롤(110)이 회전하는 동안 사이드 키(170)에 의하여 사이드 키 웨이(171, 172)의 측면이 손상되는 것을 용이하게 방지한다.
본 실시예에서 압연 링(110)과 스페이서 링(120)사이에 사이드 키(170)가 배치된 것을 설명하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고 압연 링(110)과 스페이서 링(120)사이에 핀이 배치될 수도 있음은 물론이다.
도 8은 도 1의 복합 롤의 구성 중 압연 링과 스페이서 링의 다른 변형예를 도시한 도면으로서 압연 링(110)과 스페이서 링(120)에 사이드 핀(190)이 배치된 것을 도시하고 있다. 설명의 편의를 위하여 하나의 압연 링(110) 및 하나의 스페이서 링(120)을 도시하고 있다.
압연 링(110)의 측면에 핀홀(191)이 형성되고 핀홀(191)에는 압연 링(110)의 표면이 사이드 핀(190)에 의하여 손상되는 것을 방지하도록 슬리브(192)가 배치된다. 사이드 핀(190)은 압연 링(110) 및 스페이서 링(120)에 걸쳐서 배치된다.
사이드 핀(190)도 사이드 키(170)와 마찬가지로 압연 링(110)과 스페이서 링(120)이 서로 따로 회전하는 것을 방지한다. 사이드 핀(190)은 하나의 압연 링(110)의 측면 당 짝수 개 배치하는 것이 바람직하다. 또한 압연 링(110)의 일측면에 사이드 키(170)와 사이드 핀(190)을 동시에 배치하는 것도 가능하다.
도 9 내지 도 13은 도 1의 복합 롤을 조립하는 과정을 순차적으로 도시한 도면들이다.
도 9를 참조하면 조립 공정을 용이하게 하도록 롤 마운팅 스탠드(200)를 준비한다. 롤 샤프트(101)를 세척한 후에 롤 마운팅 스탠드(200)에 수직한 방향으로 배치한다. 먼저 롤 샤프트(101)의 중앙 즉 칼라부(102)에 사이드 키(170)를 배치한다. 전술한대로 칼라부(102)에 형성된 키 웨이(미도시)에 사이드 키(170)를 배치한다.
그리고 나서 도 10을 참조하면 롤 샤프트(101)에 압연 링(110) 및 스페이서 링(120)을 배치한 것을 도시하고 있다.
먼저 압연 링(110)을 칼라부(102) 및 사이드 키 웨이(170)과 밀착되도록 롤 샤프트(101)에 배치한다. 이 때 압연 링(110)과 롤 샤프트(101)사이에 록타이트(loctite)와 같은 접착 물질을 개재하는 것이 바람직하다.
그리고 나서 압연 링(110)의 또 다른 측면에 사이드 키(170)를 배치한다. 또한 스페이서 링(120)이 배치될 롤 샤프트(101)의 측면에 수평 키(180)를 배치한다. 그리고 나서 스페이서 링(120)을 배치한다. 스페이서 링(120)은 한 개로 도시되어 있으나 복수 개의 스페이서 링(120)을 사용할 수 있음은 물론이다. 또한 압연링(110)의 수에 따라 스페이서 링(120)도 늘어나게 될 수 있다.
그리고 나서 도 11을 참조하면 롤 샤프트(101)에 클램핑 너트(130)를 배치한다. 클램핑 너트(130)의 내주면에 형성된 나사면과 롤 샤프트(101)의 측면에 형성된 나사면이 나사 결합한다.
그리고 나서 도 12를 참조하면 잭킹 볼트(jacking bolt:151)를 이용, 즉 잭킹 볼트(151)를 조여서 압연 링(110)과 스페이서 링(120)간 발생할 수 있는 이격된 공간을 제거한다. 이 때 잭킹 볼트(151)는 복수 개 배치되는데 힘의 균형을 이루도록 배치하고 구체적으로 4의 배수가 되도록 잭킹 볼트(151)를 배치할 수 있다. 또한 잭킹 볼트(151)를 이용하여 백래쉬(back lash)를 제거하고 스페이서링(120)과 클램핑 너트(130)간 간격이 벌어진다.
이러한 간격이 벌어진 후에 스페이서링(120)과 클램핑 너트(130)사이에 하프링(140)을 조립한다. 하프링(140)을 끼움으로 인하여 소정의 압력이 스페이서 링(120), 압연 링(110) 및 클램핑 너트(130)에 가해진다.
그리고 나서 도 13을 참조하면 세팅 볼트(150) 및 록킹 볼트(160)를 조립한다. 즉 도 12의 잭킹 볼트(151)를 제거한 후에 세팅 볼트(150)를 클램핑 너트(130)를 관통하여 스페이서 링(120)의 측면에 결합시킨다. 그리고 나서 세팅 볼트(150)의 상부면에 실런트(152)를 형성한다. 실런트(152)는 실리콘 계열인 것이 바람직하다.
또한 클램핑 너트(130)의 측면에 록킹 볼트(160)를 배치하여 클램핑 너트(130)의 나사면과 롤 샤프트(101)의 나사면이 더욱 견고하게 결합하도록 한다. 록킹 볼트(160)의 상부면에는 실런트(162)를 형성한다.
이와 같은 공정을 통하여 롤 샤프트(101)의 한 쪽 방향의 조립 공정을 마친다. 도시하지 않았으나 롤 샤프트(101)를 뒤집어 또 다른 한쪽 방향의 조립 공정을 전술한 것과 동일하게 진행하여 최종적으로 본 발명의 복합 롤을 형성한다.
본 발명의 복합 롤(100)은 롤 샤프트(101)의 칼라부(102)를 중심으로 양쪽에 압연 링(110)을 배치한 후 양쪽에 클램핑 너트(130)를 조립한다. 이를 통하여 롤 샤프트(101) 및 클램핑 너트(130)에 균일한 응력이 가해지므로 한쪽에 불균일하게 응력이 가해지는 경우 발생하는 복합 롤(100)의 변형을 방지하여 결과적으로 복합 롤(100)의 내구성이 향상된다.
또한 압연 링(110)의 양측면에 사이드 키(170)를 배치하여 압연 링(110)과 롤 샤프트(101), 압연 링(110)과 스페이서 링(120)이 서로 헛도는 것을 방지한다. 즉 압연 공정 중 압연용 소재로 인한 하중으로 인하여 압연 링(110)이 헛도는 것을 방지하고 압연 링(110)이 롤 샤프트(101) 및 스페이서 링(120)과 일체로 회전하도록 한다. 이를 통하여 복합 롤(100)을 이용한 효과적 압연 공정이 가능하다. 특히 사이드 키(170)를 반달 형으로 형성하여 압연 링(110)의 측면이 파손되는 것을 방지하고, 나아가 사이드 키(170) 및 사이드 키 웨이(171,172)의 일 접촉면에서 서로 다른 반경을 갖도록 하여 사이드 키 웨이(171, 172)의 모서리 손상을 효과적으로 방지한다.
또한 스페이서 링(120)과 롤 샤프트(101)사이에 수평 키(180)를 배치하여 스페이서 링(120)과 롤 샤프트(101)가 서로 따로 회전하여 스페이서 링(120)이 헛도는 것을 방지한다. 이를 통하여 스페이서 링(120) 및 롤 샤프트(101)가 일체로 회전한다. 결과적으로 압연 공정 중 압연 링(110)이 롤 샤프트(101) 및 스페이서 링(120)과 일체로 회전하여 압연 공정의 효율성이 증대된다.
또한 클램핑 너트(130)에 세팅 볼트(150)를 설치하여 클램핑 너트(130)와 스페이서 링(120)이 견고하게 결합하도록 하고, 나아가 클램핑 너트(130)가 롤 샤프트(101)와 견고한 결합을 하도록 한다. 클램핑 너트(130) 및 롤 샤프트(101)의 결합의 견고성이 용이하게 확보되므로 클램핑 너트(130)를 고정시키기 위하여 클램핑 너트(130)의 측면에서 필요 이상으로 무리한 압력을 가할 필요가 없다. 이를 통하여 클램핑 너트(130) 및 롤 샤프트(101)를 포함한 복합 롤(100)의 전체에 비정상적인 하중이 가해지는 것을 방지한다.
또한 클램핑 너트(130)에 세팅 볼트(150)와 이격되도록 록킹 볼트(160)를 설치하여 클램핑 너트(130)와 롤 샤프트(101)의 결합력을 향상한다. 이를 통하여 최종적으로 견고하게 조립된 복합 롤(100)를 형성하는 것이 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 복합 롤
101: 롤 샤프트
102: 칼라부
110: 압연 링
120: 스페이서 링
130: 클랭핑 너트
140: 하프링
150: 세팅 볼트
160: 록킹 볼트
170: 사이드 키
180: 수평 키
200: 롤 마운팅 스탠드

Claims (18)

  1. 외주면에 서로 이격되도록 양쪽에 형성된 나사면 및 상기 양쪽의 나사면의 사이에 형성된 칼라부를 구비하는 롤 샤프트;
    상기 칼라부를 중심으로 양쪽에 조립되는 복수 개의 압연 링;
    상기 각 압연 링의 측면 중 상기 칼라부를 향하는 면의 반대면에 각각 조립되는 스페이서 링;
    상기 각 스페이서 링의 측면 중 상기 압연 링을 향하는 면의 반대면에 배치되고 나사면을 구비하고 상기 롤 샤프트의 나사면과 나사 결합하는 클램핑 너트; 및
    상기 각 압연 링과 상기 칼라부의 사이 및 상기 각 압연 링과 상기 각 스페이서 링 사이에 배치된 사이드 키를 포함하는 복합 롤.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 롤 샤프트와 상기 스페이서 링 사이에 수평 키가 배치되는 복합 롤.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복합 롤의 작업 회전 방향의 회전축과 평행한 방향으로 상기 클램핑 너트의 측면에서 상기 클램핑 너트를 관통하도록 배치되고 상기 스페이서 링의 측면과 결합되는 세팅 볼트를 더 포함하는 복합 롤.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 세팅 볼트는 복수 개 배치되는 복합 롤.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복합 롤의 작업 회전 방향의 회전축과 수직한 방향으로 상기 클램핑 너트의 측면에 배치되는 록킹 볼트를 더 포함하는 복합 롤.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 록킹 볼트와 상기 롤 샤프트 사이에는 슬리브가 배치되는 복합 롤.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 록킹 볼트는 상기 롤 샤프트의 나사면을 향하도록 배치되는 복합 롤.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 칼라부의 직경은 상기 압연 링의 직경보다 작게 형성된 복합 롤.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 압연 링은 초경합금을 함유하는 복합 롤.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 압연 링의 상기 칼라부를 향하는 측면 및 상기 스페이서 링을 향하는 측면에 상기 사이드 키가 배치되는 사이드 키 웨이가 형성된 복합 롤.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 사이드 키 웨이는 상기 스페이서 링을 향하는 측면에 형성된 두 개의 제1 사이드 키 웨이 및 상기 칼라부를 향하는 측면에 형성된 두 개의 제2 사이드 키 웨이를 구비하고,
    상기 두 개의 제1 사이드 키 웨이는 서로 동일선상에 배치되고, 상기 두 개의 제2 사이드 키 웨이는 서로 동일선상에 배치되고,
    상기 제1 사이드 키 웨이와 상기 제2 사이드 키 웨이는 서로 직교하도록 배치된 복합 롤.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 사이드 키는 반달 키 형태이고 상기 사이드 키 웨이는 곡면을 갖는 복합 롤.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 사이드 키는 상기 사이드 키 웨이의 모서리 영역에서 상기 사이드 키 웨이와 이격되는 복합 롤.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 사이드 키는 곡선의 단면을 구비하고,
    상기 곡선의 단면은 반경이 서로 다른 영역을 구비하고,
    상기 곡선의 단면 중 상기 사이드 키 웨이가 접하는 부분에선 상기 사이드 키 웨이의 반경과 동일한 반경을 갖고, 상기 곡선의 단면 중 상기 사이드 키 웨이와 이격되는 영역에서 상기 사이드 키 웨이의 반경보다 작은 반경을 갖는 복합 롤.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 클램핑 너트와 상기 스페이서 링 사이에 조립되는 하프링을 더 포함하는 복합 롤.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 클램핑 너트의 측면에서 상기 클램핑 너트를 관통하고 상기 스페이서 링의 측면과 접하도록 잭킹 볼트를 배치한 후 상기 잭킹 볼트를 이용하여 상기 스페이서 링에 압력을 가한 후에 상기 하프링을 조립하고,
    상기 하프링을 조립하고 나서 상기 잭킹 볼트를 제거한 후에 상기 잭킹 볼트가 배치된 위치에 세팅 볼트가 조립되는 복합 롤.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 칼라부를 중심으로 대칭형 구조를 갖는 복합 롤.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 칼라부를 중심으로 상기 칼라부의 양쪽에 상기 압연 링이 하나씩 배치되는 복합 롤.
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