KR100215676B1 - 폭가변압연롤의폭조정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폭 가변압연롤의 폭 조정장치에 관한 것으로, 중공상 롤의 원통축을 연장하고, 그 연장선상에 유압실린더의 외통을 취부함과 동시에 타측롤의 연설축도 반대 구동축으로 연장하여 상기 유압실린더의 피스톤 로드와 직접연결토록하여 유압실린더 피스톤의 축방향이동에 의해 유압실린더 피스톤의 축방향이동에 의하여 상기 분할된 2개의 롤 사이의 간격을 줄이거나 혹은 연장함으로써, 수평롤의 폭조정을 원격조작에 의해 가능토록 함으로써, 유압실린더의 제어에 의해 온라인식으로 롤 폭의 설정작업을 간편하게 실시할 수 있으며, 제품의 치수정밀도가 우수하고, 성형성이 좋은 것이다.

Description

폭가변 압연롤의 폭조정장치

제 1 도는 본 발명의 실시예를 보여주는 정단면도

제 2 도는 본 발명의 요부 확대도

제 3 도는 H형강의 압연개념도

제 4 도는 웨브(Web)의 높이가 일정할 때, 플랜지(Flange) 두께가 t₁, t₂, t₃로 다르게 된 H형강의 설명도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피압연 H형강 2a,2b : 수직롤(Roll)

3a,3b : 수직롤(Roll)의 쵸크(Chock) 4a,4b,5a,5b : 슬리브롤(Sleeve Roll)

6 : 롤 샤프트(Roll Shaft) 7 : 내통

8a,8b : 베어링 9a,9b : 쵸크(Chock)

10 : 트러스트(Thrust) 베어링 11 : 베어링 케이스

12 : 연장 슬리브(Sleeve) 13 : 유압실린더

14 : 피스톤 로드(Piston Rod) 15 : 분할 커플링(Coupling)

16 : 조정장치 17 : 연결로드(Tie Rod)

18 : 회전접수(回轉接手) 19a,l9b : 너트(Nut)

20a,20b : 분할칼라(Collar) 21 : 급배구(給排口)

22 : 스케일 커버(Scale Cover) S부 : 가열압입부

L,L'부 : 삽입부 G 부 : 스프라인부

R부 : 실린더 유실(油室) E 부 : 슬리브롤의 외단면부

H : H 형강의 웨브높이 W부 : 수평롤의 폭

t, t₁, t₂, t₃.. H 형강의 플랜지 두께

본 발명은 웨브(Web) 및 플랜지(Flange)를 보유하는 H 형강을 제조하는 경우등에 사용되는 유니버설(Universal) 압연기의 수평롤(Roll)과, 성형기(成形機)의 포밍롤(Forming Roll)등에 적용하여 온라인(○n-Line)식으로 당해 롤의 몸통부의 폭을 임의로 조정가능하게 하는 폭가변 압연롤의 폭조정장치에 관한 것이다.

H 형강의 압연을 예로써 살펴보면, 종래에는 H 형강의 제조를 위하여 상,하 한쌍의 수평롤과 좌,우 한쌍의 수직롤이 동일 스탠드 내에 조립되고, 그리고 그 롤들의 축중심이 동일 평면상에서 구성되는 유니버설 압연기를 사용하여 압연되는 것이 일반적이었다.

이와같이 압연기에서 H 형강을 압연하는 경우, H 형강의 웨브 높이를 H, 수평롤의 폭을 W, 플랜지 두께를 t라고 했을 때,

H = W = 2t ... (1) 로 되는 관계가 있기 때문에, 다음과 같은 문제가 있었다.

첫째, 통상의 압연에 있어서는, 수평롤의 단면이 피압연재의 플랜지 내면에 접해지고, 수직롤로 그 외면을 눌러 압연하기 때문에, 수평롤의 단면은 피압연재와의 사이에, 일부 속도차를 발생시키고, 그 부위에 마모가 진행되어, 동일한 상태라 하더라도 압연량의 증가에 따라 플랜지의 두께가 다르게 되고, 일정한 크기의 형강제조에 있어서 안정된 칫수를 얻는 것이 곤란하므로, 이러한 문제를 해소하기 위해서는 동일크기의 제조과정에 있어서도 수평롤을 빈번히 교체하여야 되었던 것이다(제 3 도 참조).

둘째, 최근, 일부 시장에서 웨브의 바깥쪽 칫수(웨브의 높이 H)를 일정하게 하고, 플랜지의 두께를 t₁, t₂, t₃에 대응하여 롤의 폭 W가 알맞게 변경되어야 하나, 롤 폭의 변경은, 종래의 압연기에 있어서는 롤의 교체를 의미하는 것으로서, 이는 생산성을 저하시킬 뿐만 아니라, 압연온도의 강하등을 고려하면, 거의 불가능에 가까운 방법이라 할 수 있다.

이와같은 종래의 문제를 해결하기 위한 기술로서, 이미 여러 가지가 제시되었으며, 예를들면, 일본특허 공개공보 평 3-8507 호 공보, 동 공보 3-210907 호, 및 동 공보3-216204 호등에 기재된 기술들이 알려져 있다. 그러나, 이와같은 기술들은 어느것이나 롤 폭의 조정장치에 있어서, 그 구조가 복잡하고, 실제의 조립, 분해에 있어서, 많은 시간과 인력이 필요하게 되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상술한 바와같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 것으로, 롤 폭의 조정기구가 비교적 간단하게, 그리고 원격조작에 의한 온라인(On-line)식으로 폭조정은 물론, 롤의 제작이나 수리에 있어서, 롤을 분해, 조립하여 조정장치를 부착하는 것등도 간편하게 수행할 수 있고, 이에 더하여서 운전중 고장이 적은 폭 가변압연롤의 폭조정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 해결하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 압연에 직접 관여하는 수평롤의 몸통부를 폭방향으로 이등분하여, 그 이등분 분할된 일측 롤의 분할부 단면측에 롤축을 연설하고, 상기 롤축에 타측의 분할롤을 중공상(中空狀)으로 형성하여, 축방향 이동의 조정이 가능하도록 바깥쪽으로부터 끼워지게 하는 것으로서, 연장설치되는 축을 갖는 롤과, 다른 한편은 중공상 롤로 된, 그러한 외주를 갖는 롤의 몸통부가 이등분된 롤에 관한 것이다. 그러나, 상기 연설축을 갖는 롤의 실제 제작에 있어서는 롤의 재료와 연설축의 재료를 다른 것으로 하고, 양자를 가열 압입에 의해 일체형의 구조로 하는 것이 강도나, 경제적으로나 모두 실용적이므로, 이하에서는 이러한 구조에 의거하여 설명한다.

제 1 도 및 제 2 도는 본 발명에 의한 폭가변 롤의 폭조정장치를 도시한 것이다.

제 1 도는 유니버설 압연기에 조립된 상하 수평롤과 좌우 수직롤의 관계위치를 도시한 것이고, 제 2 도는 본 발명에 관한 폭가변 수평롤에 있어서, 폭조정장치부분의 확대도이다.

제 1 도에 있어서 1은 웨브 및 플랜지를 가지는 H 형강이 되는 피압연재, 2a 및 2b 는 피압연재(1)의 플랜지 외면을 압연, 압하하는 수직롤, 3a 및 3b는 이 수직롤을 축으로 지지하는 쵸크(Chock)를 도시한 것이다.

4a 및 4b 는 피압연재(1)의 플랜지 내면 및 웨브의 압연을 담당하는 상부 수평롤의 상부 슬리브(Sleeve)롤이고, 5a 및 5b 는 동일한 목적의 하부 슬리브 롤을 도시한 것이며, 6은 수평롤 중심부를 관통하는 롤 샤프트(Shaft)로서, 롤의 회전과 압연에 의하여 발생되는 비틀림 하중을 슬리브롤에 전달한다.

이하, 이를 수평롤과 그 조정장치를 설명하기 위하여, 제 1 도에 있어서의 좌측을 구동측, 우측을 조작측이라고 한다. 또한 상하 수평롤의 구조는 완전히 동일하므로 주로 상부롤에 대하여 설명하기로 한다.

제 1 도에 나타낸 바와같이, 구동축 슬리브(4a)와 롤 샤프트(6)는 결합부(S)에 있어서 가열압입에 의해 고정되어, 구조상 일체로 형성되고, 상기 롤 샤프트(6)와 조작측 슬리브롤(4b)는 L 및 L'부에 있어서 축방향으로 이동가능하게 삽입됨과 동시에, 그 일단부인 G 부에 있어서는, 양자 스프라인(Spling)으로서 결합되어 압연동력의 전달이 이루어진다. 7은 그 내측에 암(雌) 스프라인이 형성된 내통(內筒)이고, G 부는 롤샤프트(6)의 외측에 형성된 숫(雄) 스프라인이다.

압연하중은 레이디얼(Radial) 하중과 비틀림(Thrust) 하중은 그것들과는 별개의 트러스트 베어링(10)에 의하여 부담되는 구조로 한다.

원통형 구름 베어링(8a)의 내륜은 롤샤프트(6)에 삽입되고, 너트(19a), 반으로 분할된 칼라(collar)(20a)등에 의하여 고정된다. 한편, 조작측 베어링(8b)의 내륜도 슬리브롤(4b)에 끼워지고, 트러스트 베어링(10), 그 베어링 케이스(11)등도 함께 너트(19b), qs으로 분할된 칼라(collar)(20b)등에 의하여 고정되나, 이것들과 쵸크(Chock)(9a)(9b)에 내장되는 베어링(8a)(8b)의 외륜과는 별개로 축방향에 대하여 이동가능한 구조로 되어 있다.

트러스트 베어링(10)을 보전 지지하는 베어링 케이스(11)과 쵸크(9b)는 조정장치(16)에 의하여 축방향으로 조정이 가능하도록 하고, 조작측 쵸크(9b)가 롤 스탠드에 대하여 일정한 위치에 고정되어 있으면, 트러스트 베어링(10)의 축방향 이동에 의하여 슬리브롤(4b)과, 그것에 부속되는 저넷가 밀려 움직이게 되므로 를 단면 E 부는 압연기 중심에 대하여 이동가능한 구조로 되어 있다.

구동측 쵸크(9a)는 연결로드(Tie Rod)(17)에 의하여 조작측 쵸크(9b)와 연결되어 있으므로, 슬리브롤(4a)(4b)의 위치가 바뀌어도, 조작측의 쵸크(9b)는 미도시된 키퍼플래이트(keeper plate)에 의하여 롤 하우징과 일정한 관계위치를 유지하고 있으므로, 롤 스탠드에 대한 그것들의 위치로 변경되지 않는다. 슬리브롤(4b)의 조작측을 다시 연장하고, 연장슬리브(12)와 그 앞에 유압실린더(13)을 설치한다. 유압실린더(13)의 피스톤 로드(Piston Rod)(14)와 롤 샤프트(6)의 조작측 선단과는, 반으로 분할된 커플링(Coupling)(15)에 의하여 직접 연결되어져 있으므로, 유압실린더(13)내의 피스톤 이동은 슬리브롤(4b)와 롤 샤프트(6)과의 사이에 축방향의 상대 이동을 하게 하여, 롤폭의 조정을 가능하게 한다.

롤 폭의 확대에 따라서, 슬리브롤(4a)(4b)의 중앙대향면의 간격도 확대 또는 축소되므로, 그 개구부에는 스케일(Scale)이나 물등이 들어가기 쉽다.

따라서, 그 대향면부에 신축이 자유자재로운 스케일 커버(Scale Cover)(22)를 설치하여, 이물질의 침입을 방지한다.

제 1 도에 있어서, 상부 수평롤은 롤 폭이 확대된 상태를 도시한 것이고, 하부 수평롤은 그 간격이 최소한으로 축소된 상태를 도시한 것이다.

수평롤의 폭을 확대하는데는 피압연 H 형강(1)이 없는 상태에서, 우선 수직롤(2a)(2b)의 간격을 좌우로 개방한다.

다음에 유압밸브의 조작에 의하여 유압실린더(13)의 피스톤 우측의 유실(油室) R 부에 유압을 공급함과 동시에, 좌측 유실(油室)을 배유측으로 절환한다. 그러면, 피스톤 로드(Pistone Rod)(14)는 좌측에 압출되어, 롤 샤프트(6)도 동일한 거리의 좌측으로 이동하여, 슬리브 롤(4a)(4b) 사이는 도시된 바와같이 확대된다.

상기와는 반대로 밸브 조작에 의하여 유압실린더(13)내의 급유, 배유의 방향을 절환하면, 제 1 도 하부 수평롤과 같이 슬리브롤(5a) 와 (5b)의 대향면부는 완전히 접촉하게 되고, 롤 폭을 최소한으로 하는 것이 가능하며, 또한 그 중간에 위치하도록 하는것도 가능하다.

그러나, 이상과 같이, 유압실린더에 의하여 소정의 롤 폭을 확보하는 것은 가능하여도 그대로는 폭 가변롤의 중심과 압연기의 중심을 일치시킬 수는 없다.

따라서 그 어긋남을 없애기 위하여, 트러스트 베어링(10)을 내장하는 베어링 케이스(11)과 쵸크(9b)의 도시부에 롤 중심을 이동시킨 조정장치(16)를 설치하고, 그것을 조정한다.

그 기구에 대한 상세한 설명은 생략하나, 여기에는 조정장치로서 자주 사용되는 유압실린더, 편심기구(偏心機構), 또는 레버(Lever) 구조등에 의하여 윈격 조작되는 공지의 기구를 적용시기는 것이 가능하다.

상하 수평롤의 폭과 그 위치가 소정대로 설정되면, 수직롤(2a)(2b)도 통상의 압연의 위치로 복귀되어 압연이 개신된다.

이상과 같이, 수평롤의 폭조정기어(gear), 클러치(Clutch), 나사등의 기구요소의 조합에 의한 이동기구를 사용하지 않고, 유체 실린더의 피스톤 변위와 롤 폭의 조정이 직접 연결되어져 있으므로, 작용유체의 압력, 유량 제어에 의하여,

(1) 롤의 폭은 압연중에도 항상 설정치에 보전 지지된다.

(2) 롤 폭의 강성(剛性) 제어가 가능하게 된다.

(3) 온라인으로 롤 폭의 설정작업을 간편하게 실시할 수 있다.

이밖에도 롤의 제조나 수리에 있어서, 분해, 조립작업이 용이하기 때문에, 공수의 절감, 노력의 절약에 기여할 수 있는 한편, 제품의 칫수 정밀도가 좋은 압연 혹은 성형이 가능하게 되어, 롤 교체 빈도를 줄이고, 롤 종류의 삭감은 물론 제품 종류의 확대등에 이르기까지 그 효과가 크다.

Claims (2)

1. 압연에 직접 관여하는 롤 몸통부를 폭방향으로 2등분하여 복수개의 롤(4a)(4b)을 형성하고, 그 분할된 일측롤(4a)의 분할된 단면측에 롤샤프트(6)를 연설하여 상기 롤 샤프트(6)에 중공상으로 형성된 타측 슬리브롤(4b)이 축방향으로 위치조정이 가능하도록 외측으로부터 삽입되는 이등분되는 롤에 있어서, 상기 슬리브롤(4b)의 반대측 단부에 연장슬리브(12)를 장착하고, 그 연장상에 유압실린더(13)의 외통이 결합되며, 타측 슬리브롤(4a)의 연설축도 상기 슬리브롤(4b)의 내측으로 연장되어 상기 유압실린더(13)의 피스톤로드(14)에 연결설치되며, 상기 피스톤 로드(14)의 축방향 이동에 의하여 분할된 2개의 슬리브롤(4a)(4b) 사이의 간격을 줄이거나 연장하여 수평롤의 폭조정을 원격조작에 의하여 가능하게 함을 특징으로 하는 폭가변압연롤의 폭조정장치.
2. 폭 가변 압연용 슬리브롤(4a)(4b)을 사용하여 상기 슬리브롤(4a)(4b)의 레이디얼 하중이 원통형 구름 베어링(8a)(8b)에, 비틀림 하중은 트러스트 베어링(10)에 각각 별도로 분담하는 압연기에 있어서, 어느 일측의 분할된 슬리브 롤(4b)에 고정된 트러스트 베어링(10)을 내장한 베어링 케이스(11)와, 원통형 구름 베어링(8b)을 내장한 롤 쵸크(9b)가 연결되어 양자가 축방향으로 조정가능하게 설치되며, 레이디얼하중을 받는 롤 쵸크(9b)를 롤 스탠드에 대하여 이동시키는 일 없이 트러스트 베어링(10)과 동시에 폭 가변용 슬리브 롤(4a)(4b)이 이송되어 슬리브롤(4a)(4b) 중심과 압연 중심과의 일치를 원격조작에 의하여 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 폭가변 압연롤의 폭 조정장치.