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JP2915408B1 - 圧延機のスピンドル支持装置 - Google Patents

圧延機のスピンドル支持装置

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JP2915408B1
JP2915408B1 JP23852198A JP23852198A JP2915408B1 JP 2915408 B1 JP2915408 B1 JP 2915408B1 JP 23852198 A JP23852198 A JP 23852198A JP 23852198 A JP23852198 A JP 23852198A JP 2915408 B1 JP2915408 B1 JP 2915408B1
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spindle
bearing
rolling mill
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pair
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博一 渡利
博卓 中村
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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Abstract

【要約】 【課題】 傾斜したスピンドルを直接に回転自在に支持
でき、軸受の交換やメンテナンスを要する場合にスピン
ドルを分解することなく簡単に作業でき、軸受内をグリ
ース潤滑が行える圧延機のスピンドル支持装置を提供す
る。 【解決手段】 上下一対の駆動軸から上下一対の水平ワ
ークロール2・3の回転軸に対しそれぞれスピンドル8
・9により両端の連結部にユニバーサルジョイントを介
して接続して駆動力を伝達する形鋼圧延機の駆動系にお
いて、上下の各スピンドル8・9の長手方向のほぼ中間
位置を支持するスピンドル支持装置20を、スピンドル
の外周面を回転自在に支持するための軸受22にローラ
ベアリング25を使用し、軸受22を有する上部側スピ
ンドルの軸受箱28は油圧シリンダー36により揺動自
在に吊持する一方、軸受22を有する下部側スピンドル
の軸受箱28は油圧シリンダー40により揺動自在に扛
上し、各油圧シリンダー36・40による圧力をそれぞ
れスピンドル8・9の自重を相殺する大きさに設定して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、主として形鋼を
圧延する圧延機(ユニバーサル圧延機・2ハイミルを問
わない)において、上下の水平ワークロール(以下、水
平ロールあるいはワークロールともいう)をスピンドル
およびユニバーサルジョイントを介して駆動する駆動系
に関し、詳しくは上記スピンドルを支持するためのスピ
ンドル支持装置(スピンドルキャリア、スピンドルサポ
ートとも称される)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】上下の水平ロールは、圧延する形鋼の厚
みや形状やサイズの違いによって上下方向に昇降してロ
ール間の間隔を変更する必要がある。このため、水平ロ
ールの昇降を可能にして駆動力を伝達するために伝達用
スピンドルとともにユニバーサルジョイントが使用され
ている。通常、スピンドルの傾斜可能な最大角度は3°
前後に制限されるため、水平ロールの昇降量が大きくな
ると、スピンドルの長さを延ばして対応しなければなら
ないので、スピンドルの重量が増えるが、スピンドルの
重量が増大すると、減速機の軸受や水平ロールの回転状
態などに影響を及ぼすことがある。そこで従来より、ス
ピンドルを回転可能に支持する装置を設けて減速機の軸
受や水平ロールに対する影響を軽減することが行われて
いる。
【0003】たとえば、特公平2−49167号公報に
記載の圧延機の駆動装置は、ユニバーサルジョイントを
介在させるスピンドルとは別個に駆動力を伝達するため
の連結軸を水平に支持して設け、この連結軸を軸受を介
してハウジングで直接に回転可能に支持するものであ
る。また、同駆動装置は、連結軸を水平な状態に保って
支持するもので、スピンドルを支持するものではない。
さらに、同公報に記載の駆動系は上下の水平ロールをそ
れぞれ別個の駆動機で駆動する型式である。つまり、同
公報に記載の駆動装置は、上下の水平ロールを単独で駆
動する方式の駆動装置において、スピンドルの傾斜角度
を小さくすることを目的として開発されたものである。
【0004】そのほか、図示は省略するが、軸受の代わ
りにメタルブッシュを介してスピンドルを回転自在に支
持する装置が実用化されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のスピンドル支持装置には、下記のような解決す
べき課題がある。
【0006】 前者(特公平2−49167号)は、
傾斜自在なスピンドルとは別に連結軸を介在させるの
で、駆動装置と水平ロールとの間の距離が長くなり、圧
延設備全体が大型化し、広い設置面積を要する。また、
上下水平ロールの駆動を別個の駆動機で行うため、駆動
機の設置面積が広くなり、設備費も高くなる。
【0007】 前者は連結軸を水平な状態で固定的に
支持する装置であるから、この装置を傾斜したり傾斜角
度が変化したりするスピンドルの支持装置として適用す
るのは困難である。
【0008】 前者は円筒形のハウジングを備えた軸
受が使用されており、公報に添付の図面から判断して軸
受両側のカバーだけが着脱可能な構造からなるので、軸
受の交換やメンテナンス時に連結軸やスピンドルなどを
分解する必要があるため、作業性が非常に悪い。
【0009】 後者(メタルブッシュ)は、水平ロー
ルを高速回転させる場合には、強制循環給油方式を採用
しなければならないので、強制循環系統が複雑になるう
え、循環ポンプの故障や配管の油漏れなど潤滑系統にト
ラブルが発生すると、メタルブッシュがすぐに焼き付け
を起こすおそれがある。
【0010】 後者は、メタルブッシュを交換後は面
当たりが取れるまで慣らし運転を行う必要があるため、
長時間低速運転をしなければならず、すぐに本操業に入
れないので、作業効率が低い。
【0011】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、傾斜自在なスピンドルを直接に回転自在に支持で
き、軸受の交換やメンテナンスを要する場合にスピンド
ルを分解することなくそれらの作業を簡単にでき、しか
も軸受内をグリースで潤滑できる圧延機のスピンドル支
持装置を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明に係る圧延機のスピンドル支持装置は、a)
上下一対の駆動軸から上下一対の水平ロールの回転軸に
対しそれぞれスピンドルにより両端の連結部にユニバー
サルジョイントを介して接続して駆動力を伝達する形鋼
圧延機などの駆動系において、b)前記上下の各スピンド
ルの長手方向のほぼ中間位置を支持するスピンドル支持
装置を、下記のように構成している。すなわち、b1)前
記スピンドルの外周面を回転自在に支持するための軸受
にはローラベアリングを使用し、b2)該軸受を有する上
部側スピンドルの軸受箱は流体圧シリンダーにより揺動
自在に吊持する一方、前記軸受を有する下部側スピンド
ルの軸受箱は流体圧シリンダーにより揺動自在に扛上
し、b3)前記各流体圧シリンダーによる圧力をそれぞれ
スピンドルの自重を相殺する大きさに設定している。
【0013】上記の構成を有するこの発明の圧延機のス
ピンドル支持装置によれば、ローラベアリングを用いた
軸受でスピンドルを支持するので、軸受全体の外径を小
さくしてコンパクトにできるとともに、メタルブッシュ
と違って交換後に慣らし運転を要すことなくすぐに本操
業に入れ、しかもグリース潤滑が可能で、強制循環給油
方式を採る必要がなく、給油方式が簡単になり、また給
油切れによる焼き付けも起こりにくくなる。また、上部
のスピンドルを上から揺動自在に吊持し、下部のスピン
ドルは下から揺動自在に扛上するように支持するから、
水平ロールの昇降に伴うスピンドルの傾斜角度の変更時
にも無理なく軸受等を備えた支持装置が揺動してスピン
ドルの傾動に追随する。さらに、流体圧シリンダーの圧
力をスピンドルのほぼ自重に匹敵する大きさに設定して
いるので、スピンドルの回転時に回転を妨げるような不
要な外力がスピンドルに作用せず、スムーズに回転する
と同時に、水平ロールの昇降時に無理な外力(とくに横
方向の力)が作用することもないので、水平ロールの昇
降もスムーズに行える。
【0014】請求項2記載のように、前記軸受箱および
ローラベアリングを円周方向で二分割し、前記スピンド
ル外周面に軸方向に所定間隔をあけて突設した一対のリ
ング(あるいはリング状フランジ)間を取り囲むように
装着して分割面間を着脱自在に接続することが望まし
い。
【0015】請求項2記載のスピンドル支持装置によれ
ば、ローラベアリングによりラジアル方向の回転力を支
持しており、水平ロールの低速回転時でも摩擦トルクが
小さく、このため、位相角停止位置調整が高精度に行え
る。しかも、ローラベアリングを含めて軸受および軸受
箱をそれぞれ円周方向において二分割(半割り)にして
スピンドルのリング間の外周面を取り囲むように接続し
て装着できるようにしたので、ローラベアリングの交換
やメンテナンスなどの作業を行う際に、スピンドルを分
解したり駆動系を切り離したりせずにそれらの作業が簡
単にかつ短時間で行える。
【0016】請求項3記載のように、前記上部流体圧シ
リンダーをピストンロッドを下向きにしてスピンドルの
軸方向に直交する支軸により揺動自在に枢支し、該ピス
トンロッド下端を上部側スピンドルの軸受箱の上部に前
記支軸と平行な支軸により枢支連結し、前記下部流体圧
シリンダーをピストンロッドを上向きにして下部側スピ
ンドルの下方にほぼ鉛直方向に固定し、該ピストンロッ
ドの上端に頂面を前記スピンドルの軸方向に沿って上向
きに凸状の円弧面に形成した支持部を固設し、該支持部
上に下部側スピンドルの軸受箱の下面に装着した平板状
の受け座を載置することができる。
【0017】請求項3記載のスピンドル支持装置によれ
ば、上部側スピンドルは上方から振り子式に吊持されて
いるので、スピンドルの傾動が無理なく行えるととも
に、スピンドルの高速時の回転もスムーズに行い得る。
一方、下部側スピンドルは下から上方へ持ち上げるよう
に、しかも円弧面でスピンドル下端の平坦な板状の受け
座を支持しているので、下部側のスピンドルの傾動が無
理なく行える。
【0018】請求項4記載のように、上下の前記軸受箱
に前記軸受内に連通するグリース給脂口をそれぞれ設
け、前記軸受内に定期的にグリースを供給するようにす
ることができる。
【0019】請求項4記載のスピンドル支持装置によれ
ば、軸受がグリース潤滑であるために連続的にグリース
を供給する必要がないから、たとえば、グリースをその
供給源からポンプ等によりタイマー等で制御しながら定
期的(定時的)にグリース給脂口から軸受内へ供給する
ことができる。また、仮に潤滑系統にトラブルが発生し
たとしても、すぐに軸受等が焼き付けを起こすことがな
いので、トラブルの処理が容易である。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る圧延機のス
ピンドル支持装置の実施の形態を、図面に基づいて説明
する。図1は本発明の実施例に係るスピンドル支持装置
を備えた圧延機の駆動系を示す全体概要正面図で、一部
を断面で表し両側部分を省略している。図2は図1のス
ピンドル支持装置とその周辺を拡大して示す正面図、図
3は図1の下部スピンドルの支持部を拡大して示す正面
視断面図である。
【0021】図1に示すように、圧延機1は本例では2
ハイミル型式で、上下の水平ワークロール2・3をハウ
ジング4内に備えている。上下ワークロール2・3の駆
動軸2a・3aは、上下の連結軸6・7のボス6a・7
a内に、軸方向に摺動自在かつ一体回転可能に嵌合され
ている。上下の連結軸6・7の他端部は駆動用スピンド
ル8・9の一端部にユニバーサルジョイント8a・9a
を介在して連結されている。また、駆動用スピンドル8
・9の他端部は、別のユニバーサルジョイント8b・9
bを介在してピニオンスタンド10の上下の出力軸10
a・10bにそれぞれ連結されている。ピニオンスタン
ド10の他端側の入力軸10cには、駆動モータの駆動
軸11が一体回転可能に連結されており、この回転動力
が上下の出力軸10a・10bに分配されて伝達され
る。
【0022】スピンドル支持装置20は、上部駆動用ス
ピンドル8を支持する装置21Aと下部駆動用スピンド
ル9を支持する装置21Bとからなる。本例の場合、ス
ピンドル8・9における上下の支持装置21A・21B
に支持される箇所8A・9Aには、図3のようにあらか
じめ所定の間隔をあけて一対のリング状のフランジ8f
・9fがそれぞれ半径方向外方に突設されている。支持
装置21A・21Bの軸受22および軸受箱28は共通
の構造で、軸受22は円周方向で二分割された一対の半
円筒体からなり、半円筒状の内輪23と半円筒状の外輪
24と半円筒状の保持器26に保持され、内輪23およ
び外輪24に接触して転動する多数のローラベアリング
25からなり、ローラベアリング25は幅方向に間隔を
あけた2個で一組のセットが円周方向に間隔をあけて多
数配置されている。本例では、内輪23は半円筒形状
で、締結リング23aによりボルト締結されている。な
お、符号27はスペーサリングで、このスペーサリング
27は軸受22の両側に配置されるもので、他の部品と
同様に円周方向で二分割されている。なお、図2中の符
号5は摺動ライナーを示す。
【0023】軸受箱28は分割可能な一対の半円筒状ハ
ウジング28a・28bを備え、連結ボルト29により
着脱自在に連結できる構造からなり、両側のフランジ8
f・9fの外周面に円周方向の一部を切り離した環状の
オイルシール30を取り付け、その周囲に二分割した半
円環状のリングカバー31を取り付け、オイルシール3
0はリングカバー31にネジ32で止着する一方、リン
グカバー31はその側面に円周方向に間隔をあけて貫通
した孔31aにボルト33を通し、軸受箱28に円周方
向に間隔をあけて設けたネジ孔28gに螺合して締め付
けることにより止着される。なお、下部支持装置21B
の軸受箱28の下部側ハウジング28bの厚みは、図3
のように上部側ハウジング28aおよび上部支持装置2
1Aの上下のハウジングの厚みより厚く形成されてい
る。これは後述するように、油圧機器のシリンダーロッ
ド先端部上に支持するために強度を大きくしているから
である。さらに、上下の支持装置21A・21Bの上部
側ハウジング28aの中央には、上下に貫通するグリー
ス給脂口28cを内部に連通して穿設している。なお、
符号28dは二分割された円環状レースで、このレース
28dの中央には円周方向に間隔をあけて多数の孔28
eが穿設されている。
【0024】図1・図2に示すように、上部支持装置2
1Aは略三角形の支持フレーム34を備え、支持フレー
ム34は下端フランジ34aで接地座19上に固定され
ている。支持フレーム34の上端には水平な取付板34
bが一体に形設され、この取付板34b上にブラケット
35が固設され、ブラケット35の上端部中心に油圧シ
リンダー36が下方へ向け支軸37により左右に揺動自
在に軸着されている。そして、ピストンロッド36aの
先端(下端)に固設された板状ブラケット37に、軸受
箱28の上端中央に一体に固設されたブラケット38が
支軸39を介して揺動自在に接続され、上部駆動用スピ
ンドル8は油圧シリンダー36によって上方から吊持さ
れるように支持されている。
【0025】下部支持装置21Bは油圧シリンダー40
を備え、この油圧シリンダー40は上端周囲に一体に配
設したフランジ40bを介して接地座19の下方に鉛直
方向に上向きに埋設された状態で固定されている。ピス
トンロッド40aの先端(上端)に、頂面を凸状の円弧
面形成した支持部41を固設する一方、軸受箱28の下
部側ハウジング28bの中央部に幅方向に沿って一定幅
(支持部41を挿入可能な幅)の溝28fを設け、この
溝28f内の中央部で下部側ハウジング28bの下面
に、図3のように平板状の受け座42を固設している。
そして、下部駆動用スピンドル9は油圧シリンダー40
によって下方から持ち上げられ(扛上され)るように支
持されている。
【0026】ところで、上部支持装置21Aおよび下部
支持装置21Bの各油圧シリンダー36・40は、駆動
用スピンドル8・9の自重(正確には、軸受22および
軸受箱28の重量を含む)と丁度釣り合う大きさの油圧
力を発生するように設定されている。この結果、各油圧
シリンダー36・40のピストンロッド36a・40a
は図1に示すように上下の駆動用スピンドル8・9に不
要な外力が作用しない姿勢、つまり無負荷姿勢を保つ位
置まで伸長され、駆動用スピンドル8・9は支持装置2
0により無理のない傾斜角度に保たれ、スピンドル8・
9の自重が相殺された状態となって円滑に回転する。
【0027】図4は上記実施例の上下支持装置21A・
21Bの各軸受22へのグリース供給系統図を示すもの
で、グリースがその供給源(図示せず)から分配器45
を介して分配され、グリース供給管46・47により上
下のグリース給脂口28cに接続されている。そして、
本例では、タイマーにより一定時間ごとに供給ポンプ
(図示せず)が運転され、軸受22内にグリースが供給
される。なお、軸受22内に供給されたグリースは、駆
動用スピンドル8・9の回転時においても所定時間滞留
するので、グリース供給系にトラブルが発生しても軸受
22等がすぐに焼き付けを起こしたりしない。また、軸
受22内にローラベアリング25を使用しているので、
駆動用スピンドル8・9の低速回転時、いいかえれば上
下ワークロール2・3の低速回転時でも摩擦トルクが小
さく、したがって駆動モータの動力を節約することがで
きる。
【0028】さらに、たとえば軸受22内のメンテナン
スやローラベアリング25の摩損による交換時には、リ
ングカバー31とオイルシール30を取り外したのち、
連結ボルト29を取り外して半円筒状ハウジング28a
・28bに二分割する。そして、内輪23と外輪24と
保持器26をそれぞれ二分割し、ローラベアリング25
を交換したり、清掃したりしてメンテナンスを行う。こ
のため、駆動用スピンドル8・9を分解したり、取り外
したりする必要がないので、簡単にかつ短時間で作業が
行い得る。
【0029】上記に本発明のスピンドル支持装置につい
て一実施例を示したが、以下のように実施することがで
きる。
【0030】 駆動モータ等の駆動装置は上下の各ワ
ークロールごとに独立して設ける型式の圧延機にも、本
発明は適用できる。
【0031】 2ハイミルに限らずユニバーサル圧延
機の水平ワークロールの駆動用スピンドルの支持装置と
しても適用できる。
【0032】 駆動用スピンドルは長手方向の中央部
にフランジを備えたタイプに限らずフランジなしでも適
用でき、また支持装置はスピンドルの中央より圧延機側
に偏った位置でも装着できる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
この発明の圧延機のスピンドル支持装置には、つぎのよ
うな優れた効果がある。
【0034】(1) 請求項1の発明は、傾斜したスピンド
ルを直接に回転自在に支持でき、軸受の交換やメンテナ
ンスを要する場合にスピンドルを分解することなく簡単
に作業できる。
【0035】また、ローラベアリングを用いた軸受でス
ピンドルを支持するので、軸受全体の外径を小さくして
コンパクトにでき、しかもメタルブッシュと違って交換
後に慣らし運転を要すことなくすぐに本操業に入れ、グ
リース潤滑が可能で、強制循環給油方式を採る必要がな
く、給油切れによる焼き付けも起こりにくい。
【0036】さらに、上部のスピンドルを上から揺動自
在に吊持し、下部のスピンドルは下から揺動自在に扛上
して支持するから、水平ロールの昇降に伴うスピンドル
の傾斜角度の変更時にも無理なく軸受が揺動してスピン
ドルの傾斜動作に追随するほか、流体圧シリンダの圧力
をスピンドルのほぼ自重に匹敵する大きさに設定してい
るので、スピンドルの回転時に回転を妨げるような不要
な外力がスピンドルに作用せず、スムーズに回転すると
同時に、水平ロールの昇降時にもスムーズにスピンドル
が追随する。
【0037】(2) 請求項2の発明では、ローラベアリン
グは水平ロールの低速回転時でも摩擦トルクが小さいた
め、駆動装置の駆動力を節約でき、また位相角位置調整
が高精度に行える。しかも、ローラベアリングを含めて
軸受箱を円周方向において二分割にして接続・離脱可能
に装着できるので、ローラベアリングの交換やメンテナ
ンスなどの作業を行う際に、スピンドルを分解したり駆
動系を切り離したりせずに簡単にそれらの作業が行え
る。
【0038】(3) 請求項3の発明では、上部側スピンド
ルは上方から揺動自在に吊持されているので、スピンド
ルの傾動が無理なく行えるとともに、スピンドルの高速
時の回転もスムーズに行い得るとともに、下部側スピン
ドルは下から上方へ持ち上げるように、しかも凸状の円
弧面でスピンドル下端の平坦な板状の受け座を支持して
いるので、下部側のスピンドルの傾動が無理なく行える
とともに、スピンドルの高速時の回転もスムーズに行い
得る。
【0039】(4) 請求項4の発明では、軸受がグリース
潤滑であるために連続的にグリースを供給する必要がな
く、軸受潤滑系統が簡略化され、また、仮に潤滑系統に
トラブルが発生したとしても、すぐに軸受等が焼き付け
を起こすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るスピンドル支持装置を備
えた圧延機の駆動系を示す全体概要正面図で、一部を断
面で表し両側部分を省略している。
【図2】図1のスピンドル支持装置とその周辺を拡大し
て示す正面図である。
【図3】図1の下部スピンドルの支持部を拡大して示す
正面視断面図である。
【図4】上下支持装置21A・21Bの各軸受22への
グリース供給の一実施例を示す系統図である。
【符号の説明】
1 圧延機 2・3 ワークロール 8・9 駆動用スピンドル 8a・8b・9a・9b ユニバーサルジョイント 8f・9f リング状フランジ(リング) 10 ピニオンスタンド 20 スピンドル支持装置 21A・21B 支持装置 22 軸受 23 内輪 24 外輪 25 ローラベアリング 26 保持器 28 軸受箱 28a・28b ハウジング 29 連結ボルト 30 オイルシール 31 リングカバー 28c グリース給脂口 36・40 油圧シリンダー(流体圧シリンダー)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21B 35/14

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上下一対の駆動軸から上下一対の水平ワ
    ークロールの回転軸に対しそれぞれスピンドルにより両
    端の連結部にユニバーサルジョイントを介して接続して
    駆動力を伝達する形鋼圧延機などの駆動系において、 前記上下の各スピンドルの長手方向のほぼ中間位置を支
    持するスピンドル支持装置を、下記のように構成したこ
    とを特徴とする圧延機のスピンドル支持装置。前記スピ
    ンドルの外周面を回転自在に支持するための軸受にロー
    ラベアリングを使用し、 該軸受を有する上部側スピンドルの軸受箱は流体圧シリ
    ンダーにより揺動自在に吊持する一方、前記軸受を有す
    る下部側スピンドルの軸受箱は流体圧シリンダーにより
    揺動自在に扛上し、 前記各流体圧シリンダーによる圧力をそれぞれスピンド
    ルの自重を相殺する大きさに設定している。
  2. 【請求項2】 前記軸受箱およびローラベアリングを含
    む軸受をそれぞれ円周方向で二分割し、前記スピンドル
    外周面に軸方向に所定間隔をあけて突設した一対のリン
    グ間を取り囲むように装着して分割面間を着脱可能に接
    続する請求項1記載の圧延機のスピンドル支持装置。
  3. 【請求項3】 前記上部流体圧シリンダーをピストンロ
    ッドを下向きにしてスピンドルの軸方向に直交する支軸
    により揺動自在に枢支し、該ピストンロッド下端を上部
    側スピンドルの軸受箱の上部に前記支軸と平行な支軸に
    より枢支連結し、 前記下部流体圧シリンダーをピストンロッドを上向きに
    して下部側スピンドルの下方に鉛直方向に固定し、該ピ
    ストンロッドの上端に頂面を前記スピンドルの軸方向に
    沿って上向きに凸状の円弧面に形成した支持部を固設
    し、該支持部上に下部側スピンドルの軸受箱の下面に装
    着した平板状の受け座を載置した請求項1又は2記載の
    形鋼圧延機のスピンドル支持装置。
  4. 【請求項4】 上下の前記軸受箱に前記軸受内に連通す
    るグリース給脂口をそれぞれ設け、前記軸受内に定期的
    にグリースを供給するようにした請求項1〜3のいずれ
    かに記載の圧延機のスピンドル支持装置。
JP23852198A 1998-08-25 1998-08-25 圧延機のスピンドル支持装置 Expired - Fee Related JP2915408B1 (ja)

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