(57)【要約】【課題】簡単且つ高精度に軸間初期値を調整することができる圧延ロールの軸間初期値調整方法の提供。【解決手段】圧延ロール２５、２６が対向配置される。圧延ロール２５、２６は、それぞれ回転軸２１、２２に支持され、回転軸２１、２２は、それぞれすべり軸受２３、２４によって支持される。圧延ロール２５、２６が回転されていない状態で、圧延ロール２５、２６間に塑性変形部材３２が挿入される。塑性変形部材３２の塑性変形した部分３４の肉厚寸法ｔが測定され、これにより、軸間初期値ｓが把握される。予め求められた軸間初期値ｓの調整量分だけ軸間初期値ｓが修正される。【選択図】  図１
2004351461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
すべり軸受を介して配置された一対の回転軸にそれぞれ支持された一対の圧延ロール間に塑性変形可能な隙間測定部材が挿入され、当該隙間測定部材の塑性変形部分の厚み寸法に基づいて上記一対の回転軸の軸間初期値が測定されるステップと、
一対の回転軸の回転数に対する当該両回転軸間の軸間距離の変化量が上記軸間初期値に加算されて適正軸間距離が決定されるステップと、
上記軸間距離が上記適正軸間距離に合致するように調整されるステップとを備えた圧延ロールの軸間初期値調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
この発明は、線材ないし棒鋼の圧延に使用される圧延機の圧延ロールの軸間距離を調整する方法、より詳しくは、圧延機の作動前における圧延ロールの軸間初期値を調整する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の圧延機の構造を模式的に示した図である。
この圧延機１は、対向する一対の圧延ロール２、３を備えており、各圧延ロール２、３の外周面には、凹部４、５が形成されている。こられ凹部４、５が対向配置されることによって、線材等が圧延される圧延空間６が構成される。線材７等は、これら一対の圧延ロール２、３が回転され、圧延空間６内で同図の紙面に垂直な方向に送給されることによって圧延される。
圧延ロール２、３は、回転軸７、８により支持されており、回転軸７、８は、すべり軸受９、１０によって回転自在に支持されている。
【０００３】
たとえば、外径寸法ａの線材７等が圧延される場合には、上記圧延空間６の内径寸法がａとなるように、予め回転軸７、８間の軸間距離が決定されればよい。
この軸間距離の設定は、実際の圧延作業中（回転軸７、８の回転中）には行うことができず、圧延作業が開始される前に行われる必要がある。
本明細書では、圧延作業前における回転軸の軸間距離は、「軸間初期値」と定義される。
【０００４】
ところで、実際の圧延作業中では、回転軸７、８は、一般に高速回転されるものであるから、これらを支持する軸受は、すべり軸受９、１０が採用されている。一般にすべり軸受は、内部に油膜が形成されることによって軸受としての機能を発揮するが、すべり軸受は、軸の回転数が上昇するほど油膜厚さが大きくなるという特性を有する。
【０００５】
したがって、回転軸７、８の回転速度が高速になるほど、同図において回転軸７、８間の軸間距離ｓは、小さくなる傾向にある。すなわち、回転軸７、８の回転中における軸間距離ｓは、上記軸間初期値よりも小さくなる。このため、外径寸法がａである線材７等が圧延されるために軸間初期値が設定されたとしても、実際に圧延作業が行われた場合には、圧延された後の線材７等の外径寸法が上記寸法ａよりも小さくなってしまう。
【０００６】
この問題を解決するために、従来では、実際に圧延機が作動され、いわゆるダミーの線材が予め圧延加工され、このダミーの線材の外径寸法が所期の外径寸法となるように上記軸間初期値が設定されていた。
また、所要の油膜厚さ測定装置により、すべり軸受６、７の油膜厚さの変化が実際に測定され、その測定値に基づいて上記軸間距離ｓが制御されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−１１１９２３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記油膜厚さを実測する装置が用いられることによって、圧延機全体として大幅なコストアップとなる。また、油膜厚さは、油温、油質によっても変動するため、油膜厚さを正確に測定することは困難であった。
一方、実際にダミーの線材が圧延加工される場合には、上記軸間距離の設定という目的のためだけに製造ライン全体が稼働される必要があるうえ、近年では多品種少量生産の傾向があり、ダミーの線材が予め多数用意されなければならなず、その結果、生産性の低下、生産コストの上昇を招く。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、簡単且つ高精度に軸間初期値を調整することができる圧延ロールの軸間初期値調整方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）  本願発明者は、回転軸が回転する前後における軸間距離の変化が定量的に把握されれば、その変化量に対応して軸間初期値が調整（補正）され、これによって適正な軸間初期値が得られる結果、上記目的が達成されると考えた。また、本願発明者は、回転軸の回転数と軸間距離の変化量との間に一定の関係があるとの知見を得た。
【００１１】
（２）  そこで、本願に係る圧延ロールの軸間初期値調整方法は、すべり軸受を介して配置された一対の回転軸にそれぞれ支持された一対の圧延ロール間に塑性変形可能な隙間測定部材が挿入され、当該隙間測定部材の塑性変形部分の厚み寸法に基づいて上記一対の回転軸の軸間初期値が測定されるステップと、一対の回転軸の回転数に対する当該両回転軸間の軸間距離の変化量が上記軸間初期値に加算されて適正軸間距離が決定されるステップと、上記軸間距離が上記適正軸間距離に合致するように調整されるステップとを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
この構成によれば、当該圧延機が作動していない状態（圧延ロールが回転していない状態）で圧延ロール間に隙間測定部材が挿入される。この作業は非常に簡単であり、これにより、隙間測定部材は、両圧延ロール間に挟み込まれ、塑性変形する。
この塑性変形した部分は、所要の厚み測定器具（例えばノギス等）により、当該部分の厚み寸法が正確に測定される。測定された当該部分の厚み寸法は、圧延ロールの回転軸間の距離に対応する。
【００１３】
一対の回転軸は、それぞれすべり軸受に支持されており、各すべり軸受の中心間距離は、当該圧延機が組み立てられた時点において所定寸法に設定されていることから、当該圧延機が作動する前においては、上記中心間距離は、一対の回転軸の軸間初期値として把握される。したがって、上記測定された厚み寸法は、すなわち、軸間初期値として把握される。
【００１４】
すべり軸受によって支持された一対の回転軸の回転数と、軸間距離の変化量との間には一定の関係がある。図５は、回転軸の回転数（Ｎ）と軸間距離の変化量（Δｓ）との関係を示している。同図が示すように、回転軸の回転数Ｎ０に対して軸間距離の変化量Δｓ１が一義的に決定される。もっとも、この関係は、当該回転軸の外径、すべり軸受に採用されるオイルの物性、温度等によって変化するものであるが、定性的には、回転軸の回転数Ｎに対して軸間距離の変化量Δｓは、一義的に決定される。
また、一対の圧延ロールによって圧延される線材等の外径寸法は、回転軸の回転数に比例する。すなわち、外形寸法の大きな線材等が圧延されるためには、圧延ロールの回転数が大きくされなければならず、この回転数は、線材等の外径寸法に対して一対一の関係にある。
【００１５】
したがって、所定の外径寸法の線材等が圧延される場合には、まず、圧延ロールの回転数が決定され、これにより、当該回転数に対応する上記軸間距離の変化量が決定される。一方、圧延される線材等の外径寸法に対応して、上記軸間初期値が決定され、前述のように隙間測定部材によって当該軸間初期値が確認される。
その後、当該軸間初期値に上記軸間距離の変化量Δｓが加算されて、適正軸間距離が決定される。最後に、回転軸の軸間距離（上記測定された軸間初期値）が当該適正軸間距離となるように調整される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る圧延機の要部が模式的に示された図であり、圧延ロールの軸間初期値調整方法の要領が説明されるための図である。
この圧延機２０は、線材ないし棒鋼等（以下、単に「棒材」と称される。）を圧延するための装置である。圧延機２０は、所要の駆動装置によって回転駆動される回転軸２１、２２と、回転軸２１、２２を支持するすべり軸受２３、２４と、回転軸２１、２２に設けられ、回転軸２１、２２と共に回転される圧延ロール２５、２６とを備えている。
【００１８】
圧延ロール２５は、全体として円盤状に形成されており、その外周面には、同図が示すように周方向に沿って周溝２７が設けられている。このため、圧延ロール２５の外周面には、フランジ部２８が構成される。また、周溝２７の内壁面は、円弧状に形成されている。
一方、圧延ロール２６の構成は、圧延ロール２５の構成と同様である。したがって、圧延ロール２６にも周溝２９が設けられており、この周溝２９の両側にフランジ部３０が形成されている。また、周溝２９の内壁面も上記周溝２８と同様に円弧状に形成されている。
【００１９】
圧延ロール２５は、回転軸２１に固定支持されている。圧延ロール２５は、既知の固定手段によって回転軸に固定されている。回転軸２１は、丸棒状部材であって、本実施形態では、その外径寸法は、１０７．６９０ｍｍ〜１０７．７０３ｍｍである。
また、圧延ロール２６は、回転軸２２に上記既知の固定手段を介して固定支持されている。回転軸２２は、回転軸２１と同様の丸棒状部材であって、本実施形態では、その外径寸法は、１０７．６９０ｍｍ〜１０７．７０３ｍｍである。
【００２０】
すべり軸受２３は、既知の構造であり、回転軸２１を回転自在に支持している。すべり軸受２３は、回転軸２１との間に潤滑剤３３が介在されている。この潤滑剤３３は、本実施形態では、油膜軸受用ギアオイル（８４〜９４ｃｓｔ  ａｔ４０℃）が採用されている。また、すべり軸受２４の構造も、すべり軸受２３と同様の構成である。
【００２１】
すべり軸受２３、２４は、それぞれ所要の軸受ブロックに保持されており、この軸受ブロックが圧延機に取り付けられている。軸受ブロックは、圧延機に対して図中左右方向にスライド可能に設けられており、したがって、すべり軸受２３とすべり軸受２４とは、所定範囲内で近接し、離反するようになっている。
回転軸２１、２２は、それぞれすべり軸受２３、２４に支持されるから、すべり軸受２３とすべり軸受２４とが互いに近接し又は離反することにより、回転軸２１、２２の軸間距離ｓは、変化するようになっている。
【００２２】
上記各軸受ブロックが所定位置に設置された状態では、圧延ロール２５と圧延ロール２６とが対向配置される。圧延ロール２５、２６には、上記周溝２７、２９が設けられているから、圧延ロール２５、２６が対向配置されることによって、周溝２７、２９同士が対向配置され、これにより、圧延空間３１が区画形成される。この圧延空間３１は、仮想円柱状の空間を構成し、この圧延空間３１の内径寸法が圧延されるべき棒材の外径寸法となる。
圧延ロール２５、２６が回転され、上記空間に材料となる線材等が送給されると、予め設計された外径寸法の棒材が圧延される。
【００２３】
上記軸間距離ｓは、圧延される棒材の外形寸法に対応して調整される。例えば、外径寸法が１０ｍｍの棒材が圧延される場合には、上記圧延空間３１の内径寸法が１０ｍｍとなるように、上記軸間距離ｓが設定される。ただし、軸間距離ｓの調整は、圧延機２０が作動中（圧延ロール２５、２６の回転中）に行われることはなく、圧延機２０の停止中又は圧延ロール２５、２６の寸動中に行われる。以下、外径寸法が１０ｍｍの棒材が圧延される場合の、軸間距離ｓの調整について詳述される。
【００２４】
前述のように、まず外径寸法が１０ｍｍの棒材に対応して上記軸間距離ｓが設定される。この作業は、上記各軸受ブロックをスライドさせ、両者が近接され、又は離反されることによって行われる。このようにして設定された軸間距離ｓは、特に「軸間初期値」と定義される。
この軸間初期値ｓは、回転軸２１、２２の中心軸間の距離であり、回転軸２１、２２が回転していない状態でのすべり軸受２３、２４の中心間距離を表す。ところが、すべり軸受２３、２４の特性として、回転軸２１、２２の回転数が上昇すると、形成される油膜厚さが大きくなり、回転軸２１、２２の中心軸間の距離が小さくなる。すなわち、すべり軸受２３、２４によって支持された回転軸２１、２２が回転すると、回転軸２１、２２同士が漸次近接する。
【００２５】
このため、上記軸間初期値ｓが設定された状態で圧延機が作動すると、圧延された棒材の外径寸法は、予め設計された外径寸法（１０ｍｍ）よりも小さくなってしまう。
したがって、上記軸間初期値ｓは、上記回転軸２１、２２同士の接近寸法に対応する寸法だけ調整される必要がある。つまり、上記軸間初期値ｓが回転軸２１、２２同士の接近寸法分だけ大きくなるように調整されなければならない。
【００２６】
図２は、棒材の外径寸法（圧延寸法）と回転軸２１、２２の回転数との関係を示す図であり、図３は、回転軸２１、２２の回転数と回転軸２１、２２同士の接近寸法（軸間変化量）との関係を示す図である。
本実施形態では、棒材の圧延寸法が１０ｍｍであるので、図２が示すように、回転軸２１、２２は、毎分６０００回転の速度で回転されなければならない。さらに、図３が示すように、回転軸２１、２２が毎分６０００回転の速度で回転された場合には、上記接近寸法は、０．３８ｍｍとなる。したがって、本実施形態では、上記軸間初期値ｓは、０．３８ｍｍだけ大きくなるように調整（補正）されなければならない。
【００２７】
そこで、まず、上記軸間初期値ｓは、隙間測定部材３２によって測定される。
この隙間測定部材３２は、たとえば、銅等の金属からなる棒状部材である。隙間測定部材３２は、圧延ロール２５、２６間に挿入され、上記フランジ部２８、３０間に挟み込まれる。隙間測定部材３２が圧延ロール２５、２６間に挿入される作業はきわめて簡単であり、図１において紙面に垂直な方向に沿って隙間測定部材３２が移動されるだけでよい。
【００２８】
これにより、隙間測定部材３２は塑性変形し、上記フランジ部２８、３０間に挟み込まれた部分３４は、扁平する。この部分３４の肉厚寸法ｔは、フランジ部２８とフランジ部３０との間の隙間寸法に等しく、この寸法ｔは、上記軸間初期値ｓを示すパラメータとなる。すなわち、圧延ロール２５、２６の外径寸法がＤだとすれば、軸間初期値ｓは、ｓ＝Ｄ＋ｔである。このようにして軸間初期値ｓが設定される。
【００２９】
次に、回転軸２１、２２を支持する軸受は、すべり軸受２３、２４であることから、前述のように、回転軸２１、２２の回転数に対応して上記軸間初期値ｓが調整される。すなわち、上記軸間初期値ｓは、上記０．３８ｍｍだけ大きくなるように調整される。この調整作業は、きわめて簡単であり、上記軸受ブロックを移動させて、互いに離反させるだけでよい。これにより、両回転軸２１、２２間の軸間距離は、適正な値（適正軸間距離）に調整される。
【００３０】
このように軸間初期値ｓが調整された後に、実際に圧延作業が開始される。回転軸２１、２２が回転されることによって、両回転軸２１、２２は互いに接近するが、これによって圧延空間部３１の内径寸法は１０ｍｍとなり、圧延された棒材の外径寸法も予め設計された通りの寸法に仕上げられる。
【００３１】
本実施形態では、圧延機が作動する前において軸間初期値ｓが簡単な作業により測定され、且つ簡単な作業によって所定の値（適正軸間距離）に調整される。
したがって、従来のように、実際に圧延機を作動させてダミーの圧延作業を実施することなく、簡単且つ安価に正確に軸間初期値が調整される。その結果、圧延される棒材の寸法が種々変化された場合であっても、これに迅速に対応して圧延ロール２５、２６の軸間距離が決定されるので、他品種少量生産にも十分対応することができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、回転軸２１、２２の外径寸法及び回転数並びにすべり軸受に使用される潤滑剤等は、前述のように限定されたものであるが、回転軸２１、２２の回転数が変化された場合には、図３に基づいて軸間変化量が求められる。
また、回転軸２１、２２の外径寸法や潤滑剤の種類が変更された場合であっても、回転軸の回転数と軸間変化量との関係が求められることによって、本実施形態で開示された軸間初期値調整方法と同様の方法が実施される。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、当該圧延機が作動する前において軸間初期値が簡単な作業により測定される。そして、一対の圧延ロールの回転数と軸間距離の変化量との関係が予め定量的に把握されているので、測定された軸間初期値に基づいて適正な軸間距離が設定される。
つまり、当該圧延機の作動前においてきわめて簡単な操作で圧延ロールの軸間距離が適正な値に調整されるので、従来のように、実際に圧延機を作動させてダミーの圧延作業を実施することなく、簡単且つ安価に正確に軸間初期値が調整される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る圧延機の要部が模式的に示された図である。
【図２】図２は、棒材の外径寸法（圧延寸法）と回転軸の回転数との関係を示す図である。
【図３】図３は、回転軸の回転数と回転軸同士の接近寸法（軸間変化量）との関係を示す図である。
【図４】図４は、従来の圧延機の構造を模式的に示した図である。
【図５】図５は、回転軸の回転数（Ｎ）と軸間距離の変化量（Δｓ）との関係を示す図である。
【符号の説明】
２０・・・圧延機
２１・・・回転軸
２２・・・回転軸
２３・・・すべり軸受
２４・・・すべり軸受
２５・・・圧延ロール
２６・・・圧延ロール
２７・・・周溝
２８・・・フランジ部
２９・・・周溝
３０・・・フランジ部
３１・・・圧延空間
３２・・・隙間測定部材
３３・・・潤滑剤
３４・・・隙間測定部材の部分
【図１】
2004351461.tif 000003
【図２】
2004351461.tif 000004
【図３】
2004351461.tif 000005
【図４】
2004351461.tif 000006
【図５】
2004351461.tif 000007