JPS62144809A - ロ−ルネツク軸受の焼付き防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧延機の圧延用ロールを支持しているロール
ネック軸受の焼付き防止方法に関するものである。

（従央の＃、街） 最近の高荷重圧下や上下ワークロールを僅かに交差させ
た圧延機においては、極めて大きなスラスト力が発生す
るため、そのロールネック軸受としては小さな容積でス
ラスト負荷能力が大きいスラスト円錐ころ軸受が適して
いるが、該スラスト円錐ころ軸受は、円錐ころの大端面
と軌道輪の鍔面との接触面圧が高くなって、滑り摩擦に
よる発生熱で早期に焼付き事故が生じ勝ちであり、特に
ブース潤滑で高速回転を行う場合には、グリース自身の
攪拌による発熱が加わるため、軸受の温度上昇が著しく
急激な負荷能力の低下を来す。

一般に、圧延機で高速圧延を行う際には、ロールや圧延
される鋼板の温度上昇を押えるために同ロールや鋼板に
大量の冷却水がかけられるため、軸受箱にも冷却水の一
部がかかり軸受箱を通して軸受内部が冷却され、前記ロ
ールネック軸受は、高速にもかかわらずグリース潤滑が
可能になっているが、大きなスラスト力が作用すると、
しばしば焼拶事故を起すため、通常の圧延機ではスラス
ト力の発生防止、即ち上下圧延ロールや補強ロ−ルの平
行が厳しく要求されている。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の前記ロールネック軸受においては、上下圧延ロー
ルを意識的に交差させた圧延機のように大きいスラスト
力が発生すると、軸受が焼付くため大容量のポンプによ
り軸受内に多量の潤滑油を供給、排出することによって
軸受全強制的に冷却することが必要となシ、ロール交換
時の給油、排油管等の装置着脱、メンテナンスの手数、
時間を要し生産性の低下や設備コスト、ランニングコス
トの増大などの問題点がある。

（発明の目的、問題点の解決手段） 本発明は、前記のような問題点に対処するために開発さ
れたものであって、ロールネック軸側の内輪と軸受箱側
の外輪間に嵌着された円錐ころによってスラスト力を支
持する圧延機のロールネック軸受において、前記軸受箱
の少くとも下面側に冷却液を噴射し、前記冷却液の噴射
量を前記ロールネック軸の回転数に応じて調整するとと
もに、前記軸受箱の上下力温度差と前記ロールネック軸
に作用するスラスト力を検出して焼付き限界スラスト力
を越えないように前記ロールネック軸の回転数を調整す
ることに特徴を有し、軸受箱の少くとも下面側に冷却液
を噴射し、冷却液の噴射量をロールネック軸の回転数に
応じて調整することにより、軸受内？効率よく冷却しグ
リース潤滑によるスラスト力の負荷能力を大幅に増大せ
しめるとともに、軸受箱の上下面温度差とロールネック
軸に作用するスラスト力を検出して焼付き限界スラスト
力を越えないようにロールネック軸の回転数を調整する
ことにより、軸受の焼損や溶融などのトラブルを防止し
、軸受性能、信頼性全太幅に高め生産性の向上とともに
コス）ｆ大幅に節減して前記のような問題点を解消した
ロールネック軸受の焼付き防止方法を提供するにある。

（実施例） 第１図にロールを交差させて圧延する圧延機に使用され
たロールネック軸受を示しており、ロールネック軸（１
１に嵌着されている円輪状の内輪（２）と、軸受箱（４
）内に嵌着されている外輪（３）（３）との間に、円錐
ころ（５）（５）を装着して、ロールネック軸（１）お
よび内輪（２）の回転により円錐ころ（５！（５１が転
動してスラスト力を支持する構成になっており、スラス
ト力は内輪（２）から円錐ころｔ５Ｈ５）外輪＋３）（
３１介して軸受箱（４）に伝わり、軸受箱（４）全固定
しているノ・ウジング（図示省略）で支持されている。

本発明方法は、前記ロールネック軸受における軸受箱（
４）の上面側と下面側に冷却液の噴射ノズル（図示省略
）全対設して、軸受箱（４）の上面側とともに特に下面
側に冷却液を噴射し、特に下郎側の該冷却液の噴射量を
、ロール洋ツク軸（１）の回転数を検出し同回転数に応
じて調整して軸受を冷却するとともに、軸受箱（４）の
上、下面の温度差とロールネック軸（１１に発生してい
るスラスト力金適宜の検出装置（図示省略）で検出し、
検出したスラスラストカが軸受箱（４）の上下面温度差
とロールネック軸（１）の回転数から求められる焼付き
限界スラスト力を越える場合は、ロールネック軸（１）
の回転数を低下して調整し軸受の焼判きを防止する。

（作用） 本発明方法は、前記のような構成になっておりその作用
について説明する。

前記ロールネック軸受において、最も容易なグリース法
潤滑によって高速回転でも高い負荷能力を保持できるよ
うにした研究結果、圧延機のロールネック軸受において
高速で焼付く原因は、単（（軸受温度の上昇だけでなく
軸受箱の熱変形により軸受内部に負荷アンバランスが生
じて、実際に作用するスラスト力の２〜３倍（均等保持
に比べ）に近い荷重が円錐ころの一部に作用するためで
あることが見出された。

第１図に示すロールネック軸受を用いて実施した焼付き
実験結果を第２図に示しており、横軸にロールネック軸
の回転数、縦軸に軸受が焼付いた時の限界スラスト力を
示し、図中ビ）は冷却液の散水噴射量Ｏ！／Ｗｉ１Ｋ、
（ロ）は軸受箱の上面からのみｚｏｐ７ｘｉｎ散水した
場合、しりは軸受箱の上面と下面にＩＱＡ／＋ｏｘ　　
（Ｄ散水、噴射した場合であって、軸受箱を冷却するだ
けでも焼付き限界スラスト力は著しく向上されるが、軸
受箱の下面側に冷却液を噴射すると、高速になっても焼
付き限界スラスト力が大幅に向上される。

軸受箱において最高温度となる下面側の軸受鍔部の温度
とスラスト力との関係は、第３図に示すように冷却しな
い場合ビ）はスラスト力がかからなくても回転だけで温
度が上昇するため低いスラスト力で焼付くが、上面から
散水した場合（ロ）と上、下面から散水、噴射した場合
（／Ｊは、スラスト力が低い領域では殆んど温度が変ら
ず焼付き直前で上面から散水する場合（ロ）のみ途中で
突然に温度が急上昇して焼付く、また、軸受箱の上下面
温度差とスラスト力の関係は、第４図に示すように上面
からのみ散水の場合（ロ）は大きな温度差となり、上下
面からの散水、噴射の場合（ハ）は温度差が小さくなる
。

第３．４図に示すように上面からの散水の場合（ロ）と
上、下面からの散水、噴射の場合（ハ）においてあまり
大きな温度差がないにもかかわらず、第２図に示すよう
な大きな潤滑の差が生じる原因としては、軸受箱の上面
の散水は、上面側のみを冷却し、下面側は殆んど流れ込
まないで冷却されず、軸受箱の上面から下面に向って温
度勾配が生じ熱膨張差によって第５図に示すような変形
が生じ、他方、回転によってロールネック軸（１）と内
輪（２）には殆んど温度むらができずに変形しないため
、ロールネック軸と内輪に対し軸受が大きく傾斜した装
着状態になり、スラスト力は隙間の狭くなった円錐ころ
（５）の大径側の片当りで受は止められて、片当りによ
る円錐ころが受ける最大荷重にころ数音かけた相当スラ
スト力と実際のスラスト力との関係は、計算で第６図に
示すように求められ、軸受箱に温度差ができると、前記
相当スラスト力が急激に増大し低いスラスト力でも焼付
きが生じる。

また、軸受箱の上、下面にそれぞれ１ｏ１７＝の散水、
噴射をした場合←→において、軸受箱の上下面温度差と
軸回転数との関係は、第７図に示すように軸回転数が高
くなるほど上下面温度差が増大している。軸回転数増大
によってグリース攪拌による発熱で軸受内の温度が高く
なるが、軸受箱の上面側と下面側との冷却液による冷却
効率の差に基因するものと考えられ、軸受箱の温度差を
低く保つためには、軸回転数の増加に伴って下面側冷却
機の噴射量を増加する必要がある。

軸受箱の上、下面に温度差（ΔＴ）がない場合と、温度
差（ΔＴ）ごとの軸受の焼付き限界スラスト力を、第２
図と第６図、第７図から計算で求めると第８図に示すよ
うになり、軸受箱の下面を冷却して軸受箱の上下面温度
差を小さくすれば、軸受の焼付き限界荷重が大幅に改善
される。

さらにまた、前記のような異常に大きいスラスト力が作
用して、軸受に焼付きトラブルの発生が予想される場合
は、軸受箱の上下面温度差とスラスト力から容易に安全
な回転数を求めることができ、適宜の検出装置により軸
受箱の上下面温度差とスラスト力を検出して、焼付き限
界スラスト力を趣えないようにロールネック軸の回転数
を調整制御することにより、軸受の焼憤や溶融などのト
ラブルをなくして伝熱性を高め焼付き全防止できる。

前述のような軸受の焼付き防止方法を実施すれば、下流
はど高速になるタンデム圧延機列においも、軸受の潤滑
全全てグリースによることができ、かつ大きなスラスト
力が生じた場合でも、軸受の焼損や、これに引き続いて
惹起される軸と軸受の溶融などのトラブルが防止され、
さらに側受潤滑の給油、排油管などが不必要になシ、ロ
ール交換の所要時間、手数が大幅に改善され、コスト節
減や生産性の向上などの利益は図り知れない。

（発明の効果） 前述のように本発明は、ロールネック軸（１１の内輪（
２）と軸受箱（４）側の外輪（３）間に嵌着された円錐
ころ（５）によってスラスト力全支持する圧延機のロー
ルネック軸受において、軸受箱の少くとも下面側に冷却
液を噴射し、冷却液の噴射量をロールネック軸の回転数
に応じて調整するとともに、軸受箱の上下面温度差とロ
ールネック軸に作用するスラスト力を検出して焼付き限
界スラスト力を越えないようにロールネック軸の回転数
を調整するので、軸受が効率よく冷却されグリース潤滑
によるスラスト力の負荷能力が大幅に増大されるととも
に、軸受箱の上下面温度差とロールネック軸に作用する
スラスト力の検出に基づき焼付き限界スラスト力を越え
ないようにロールネック軸の回転敷金調整するため、軸
受のトラブルが防止されて、軸受性能、作動信頼性が大
幅に高められ、生産性が著しく向上されコストが大幅に
節減されるなどの効果を有している。

以上本発明全実施例について説明したが、勿論本発明は
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種種の設計の改変音節し
うるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の焼付き防止方法が施されるロール
ネック軸受の一部縦断面図、第２図は実験結果を示す軸
回転数と焼付き時のスラスト力の関係特性図、第３図は
軸受箱下面の鍔部温度とスラスト力の関係特性図、第４
図は軸受箱の上下面温度差とスラスト力の関係特性図、
第５図は軸受箱の上下面温度差による軸受変形を示す縦
断面図、第６図は相当スラスト力と実際のスラスト力の
関係特性図、第７図は軸受箱の上下面温度差と軸回転数
の関係特性図、第８図は軸受箱の上下面温度差がある場
合の軸回転数とスラスト力の焼付き限界特性図である。 １：ロールネック軸　　２：内輪　　３：外輪４：軸受
箱　　　　　　５：円錐ころ 復代理人　弁理士　岡　本　重　文 外２名 第１図 第２図 回転数 第３図 第４図 スラ又トカ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロールネック軸側の内輪と軸受箱側の外輪間に嵌着され
   た円錐ころによつてスラスト力を支持する圧延機のロー
   ルネック軸受において、前記軸受箱の少くとも下面側に
   冷却液を噴射し、前記冷却液の噴射量を前記ロールネッ
   ク軸の回転数に応じて調整するとともに、前記軸受箱の
   上下面温度差と前記ロールネック軸に作用するスラスト
   力を検出して焼付き限界スラスト力を越えないように前
   記ロールネック軸の回転数を調整することを特徴とする
   ロールネック軸受の焼付き防止方法。