專利名稱：爐內運送用輥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種爐內運送用輥。本申請基于2010年2月26日在日本提出申請的特愿2010 - 042432號主張優(yōu)先權，并在此引用其內容。
背景技術：
在專利文獻I中公開了一種爐內運送用輥，設置在為了進行熱處理或者熱軋制而將金屬加工物以高溫長時間加熱用的加熱爐中。在該爐內運送用輥中，將分別制作為中央主體部和其之外的部分而成的輥材相互地嵌合并焊接，從而構成輥整體。根據(jù)該構成,配置于爐中心區(qū)域而曝露于高溫的主體部由線膨脹率小的高價的材質制成，將位于爐壁部而配置在比爐中心低溫的區(qū)域的旋轉軸部以線膨脹率比主體部大的低價的材質制成，將主體部和旋轉軸部相互焊接，從而降低爐內運送用輥的制造成本。 專利文獻I :美國專利第5833455號說明書。發(fā)明所要解決的課題。但是，上述爐內運送用輥的嵌合部為一級的直線式嵌合，所以在發(fā)生載荷變形及熱變形而在相互的部件上產(chǎn)生不同種類的變形時，焊接部由于接近式的嵌合而變形受到約束。因此，會在焊接部處產(chǎn)生較大的應變及應力，焊接部變得容易損壞。例如，如果旋轉軸部和主體部由成分不同的分別的材質形成、并將旋轉軸部和主體部以常溫狀態(tài)嵌合并焊接，則在加熱爐變?yōu)楦邷貢r，線膨脹率大的旋轉軸部比線膨脹率小的主體部更大地熱膨脹。而且，在主體部上較大地產(chǎn)生周方向的拉伸應變及應力。其結果，焊接部由于附近的嵌合而變形受到約束，所以在焊接部產(chǎn)生較大的應變及應力，焊接部變得容易損壞。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述問題點而提出的，其目的在于提供一種爐內運送用輥，能夠緩和在發(fā)生了載荷變形及熱變形時在焊接部產(chǎn)生的應變及應力。用于解決課題的手段。為了解決上述的課題，本發(fā)明具備第一構成部件的嵌合孔與第二構成部件的嵌合軸嵌合的嵌合部。此外，本發(fā)明為焊接后的嵌合部構成單一的輥的爐內運送用輥。而且，上述嵌合部具有在從上述焊接位置離開的位置處以既定間隙嵌合的第一嵌合部、和在與上述焊接位置鄰接的位置處以比上述第一嵌合部大的間隙嵌合的第二嵌合部。根據(jù)該構成，在本發(fā)明中，利用第二嵌合部而在焊接部的附近形成大的間隙。因此，在本發(fā)明中，即便由于載荷變形及熱變形而在相互的部件上產(chǎn)生不同種類的變形，焊接部的約束也減少，能夠緩和焊接部的應變及應力。此外，在本發(fā)明中，借助第一嵌合部，從焊接部離開的位置的間隙小。因此，能夠確保第一構成部件和第二構成部件的嵌合精度，所以能夠容易地進行焊接。此外，在本發(fā)明中，期望上述第一構成部件以及上述第二構成部件為相互成分不同的不同材質。通過采用該構成，在本發(fā)明中，第一構成部件和第二構成部件即便以成分的不同的不同材質制成，也能夠緩和焊接部的應變及應力。此外，在本發(fā)明中，期望上述第一構成部件以及上述第二構成部件為相互線膨脹率不同的不同材質。根據(jù)該構成，在本發(fā)明中，第一構成部件和第二構成部件即便以線膨脹率不同的不同材質制成，也能夠緩和熱變形時的焊接部的應變及應力。此外，在本發(fā)明中，期望上述嵌合軸為兩級構造，所述兩級構造具備具有與上述第一嵌合部對應的直徑的大徑軸部、和與上述第二嵌合部對應而具有比上述大徑軸部小的直徑的小徑軸部。根據(jù)該構成，在本發(fā)明中，能夠得到與焊接部鄰接的位置的嵌合的間隙大、從焊接 部離開的位置的嵌合的間隙小的兩級嵌合的嵌合軸。此外，在本發(fā)明中，期望設置覆蓋上述嵌合軸的端部的隔熱部件。根據(jù)該構成，在本發(fā)明中，能夠防止從嵌合軸的端部的熱的流出。此外，通過設置隔熱部件，第一構成部件和第二構成部件的溫度差變大所以熱變形差變大。但是，由于借助第二嵌合部而焊接部的附近的間隙大，所以焊接部的約束減少，能夠緩和焊接部的應變及應力。此外，在本發(fā)明中，期望上述嵌合部的嵌合為間隙嵌合。根據(jù)該構成，在本發(fā)明中，焊接部的約束減少，能夠緩和焊接部的應變及應力。發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠得到一種爐內運送用輥，能夠緩和在載荷變形及熱變形時在焊接部產(chǎn)生的應變及應力。


圖I是表示本發(fā)明的第一實施方式的爐內運送用輥的剖視圖。圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式的爐內運送用輥的構成部件的分解圖。圖3是表示在本發(fā)明的第一實施方式的爐內運送用輥上施加載荷時的變形的情況的圖。圖4是表示本發(fā)明的第二實施方式的爐內運送用輥的旋轉軸部和旋轉軸軸體的組合部位的剖視圖。圖5是圖4所示的區(qū)域A的放大圖。圖6是表示本發(fā)明的第三實施方式的爐內運送用輥的旋轉軸部和旋轉軸軸體的組合部位的放大剖視圖。圖7是表示以往的爐內運送用輥的構成的剖視圖。圖8是表示向以往的爐內運送用輥施加載荷F時的變形的情況的圖。附圖標記說明
I…爐內運送用輥、2…焊接部、3…焊接部、3'…焊接部、10…主體部(第一構成部件)、11…嵌合孔、20…旋轉軸部(第二構成部件(第一構成部件))、22a…嵌合孔、24…嵌合軸、24a…大徑軸部、24b…小徑軸部、30…嵌合部、31…第一嵌合部、32…第二嵌合部、40…旋轉軸軸體(第二構成部件)、41…嵌合軸、50…嵌合部、51…第一嵌合部、52…第二嵌合部、50'…嵌合部、51'…第一嵌合部、52'…第二嵌合部、60…隔熱部件。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的實施方式的爐內運送用輥。(第一實施方式)
圖I是表示本發(fā)明的第一實施方式的爐內運送用輥I的剖視圖。圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式的爐內運送用輥I的構成部件的分解圖。爐內運送用輥I由兩個以上的構成部件構成，利用焊接而構成單一的輥。爐內運送用輥I設置在為了進行熱處理或者熱軋制而對金屬加工物以高溫長時間加熱用的加熱 爐中。爐內運送用輥I具有在爐中心處運送金屬加工物的主體部(第一構成部件)10、和被焊接在主體部10的兩端部的旋轉軸部(第二構成部件)20。主體部10由于配置于爐中心區(qū)域而曝露于高溫，由線膨脹率比旋轉軸部20小的材質構成。主體部10成形為圓筒狀，在內部形成有中空部SI。在主體部10的兩端部設置有與旋轉軸部20嵌合的嵌合孔11。旋轉軸部20位于未圖示的爐壁部而配置在比爐中心低溫的區(qū)域。因此，旋轉軸部20由線膨脹率比主體部10大的材質構成。旋轉軸部20在內部形成有中空部S2，具有與主體部10的外形同徑的大徑部21、比大徑部21直徑小的小徑部23、設置于大徑部21和小徑部23之間的錐部22。在大徑部21的端部設置有與主體部10的嵌合孔11嵌合的嵌合軸24。如圖I所示，主體部10的嵌合孔11與旋轉軸部20的嵌合軸24嵌合的嵌合部30借助焊接部2而被連接。焊接部2是下述部位沿著在主體部10的端部與旋轉軸部20的大徑部21之間形成的凹槽形狀，在全周范圍內借助鎢極惰性氣體保護電弧焊及惰性氣體保護金屬極弧焊等的電弧焊接而形成焊道。此外，焊接部2使用構成主體部10的材質與構成旋轉軸部20的材質的中間材質(成分及線膨脹率為中間的材質)的焊條而形成。嵌合部30具有在從焊接部2所形成的位置(焊接位置)離開的位置以既定的間隙嵌合的第一嵌合部31、和在與焊接位置鄰接的位置以比第一嵌合部31大的間隙嵌合的第二嵌合部32。第一嵌合部31以及第二嵌合部32都是以間隙嵌合的方式嵌合。更具體而言，嵌合孔11和嵌合軸24為0135 (mm)左右的嵌合直徑。此外，由第一嵌合部31形成的小間隙為由日本工業(yè)規(guī)格(JIS)規(guī)定的H7h7的公差域等級。此外，由第二嵌合部32形成的大間隙為H7e7的公差域等級。嵌合軸24具有具有兩級構造，其由具有與第一嵌合部31對應的直徑的大徑軸部24a和與第二嵌合部32對應而具有比大徑軸部24a小的直徑的小徑軸部24b構成。根據(jù)該構成，在本實施方式中，與焊接部2鄰接的位置的嵌合的間隙大，從焊接部2離開的位置的嵌合的間隙小，實現(xiàn)兩級嵌合。接著，參照圖3說明上述構成的爐內運送用輥I的作用。此外，參照圖7以及圖8說明本實施方式的爐內運送用輥I與以往的爐內運送用輥的區(qū)別。另外，在圖7以及圖8中，對于與本實施方式的爐內運送用輥I構成相同或者同等的部分標注相同的符號。圖3是表示對本發(fā)明的第一實施方式的爐內運送用輥I施加載荷F時的變形的情況的圖。圖7是表示以往的爐內運送用輥I的構成的剖視圖。圖8是表示向以往的爐內運送用輥I施加載荷F時的變形的情況的圖。如圖7所示，以往的爐內運送用輥I的嵌合部30為一級的直線式嵌合，所以如圖8所示，在爐內運送用輥I由于載荷F而發(fā)生載荷變形時，由于焊接部2的附近的嵌合而焊接部2的變形受到約束。因此，在焊接部2上產(chǎn)生較大的應變及應力，焊接部2容易破損。另一方面，在本實施方式的爐內運送用輥I中，借助第二嵌合部32而焊接部2的附近處的間隙大。因此，如圖3所示，在爐內運送用輥I由于載荷F而發(fā)生載荷變形時，焊接部2處的約束減少，焊接部2處的應變及應力被緩和。此外，嵌合部30的嵌合為間隙嵌合，所以進一步減少焊接部2處的約束，能夠緩和焊接部2處的應變及應力。此外，在圖7所示的爐內運送用輥I的嵌合部30中，主體部10和旋轉軸部20由不同成分的不同的材質形成。因此，如果將主體部10和旋轉軸部20在常溫狀態(tài)嵌合并焊 接，則在加熱爐變?yōu)楦邷貢r，線膨脹率大的旋轉軸部20比線膨脹率小的主體部10更大地熱膨脹。而且，在主體部10上沿周方向產(chǎn)生較大的拉伸應變及應力。另一方面，由于焊接部2的附近的嵌合，焊接部2處的變形受到約束。其結果，會在焊接部2產(chǎn)生較大的應變及應力，焊接部2變得容易破損。另一方面，根據(jù)圖I所示的本實施方式的爐內運送用輥I的嵌合部30，即便發(fā)生熱變形而在相互的部件上產(chǎn)生不同種類的變形，由于借助第二嵌合部32而焊接部2的附近的間隙大，所以焊接部2處的約束減少，能夠緩和焊接部2處的應變及應力。此外，借助第一嵌合部31，從焊接部2離開的位置的間隙小，所以能夠確保主體部10和旋轉軸部20的嵌合精度。進而，即便在從焊接部2離開的位置處產(chǎn)生熱膨脹差，對于焊接部2處的應變及應力的傳遞也被降低。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，爐內運送用輥I具有令主體部10的嵌合孔11和旋轉軸部20的嵌合軸24嵌合而成的嵌合部30，嵌合部30被焊接而形成單一的輥。此外，嵌合部30具有在從焊接位置離開的位置以既定間隙嵌合的第一嵌合部31、在鄰接于焊接位置的位置處以大于第一嵌合部31的間隙嵌合的第二嵌合部32。因此，即便由于載荷變形及熱變形而在相互的部件上產(chǎn)生不同種類的變形，由于借助第二嵌合部32而焊接部2的附近的間隙大，所以減少焊接部2處的約束。因此，能夠緩和焊接部2處的應變及應力。此外，借助第一嵌合部31，從焊接部2離開的位置的間隙小，所以能夠確保主體部10和旋轉軸部20的嵌合精度，能夠容易地進行焊接。因而，在上述的第一實施方式中，爐內運送用輥I能夠緩和在發(fā)生了載荷變形及熱變形時在焊接部2處產(chǎn)生的應變及應力。(第二實施方式)
接著說明本發(fā)明的第二實施方式。在以下的說明中，對于與上述的實施方式相同或者同等的構成部分標注相同的符號而簡略或者省略其說明。圖4是表示本發(fā)明的第二實施方式的爐內運送用輥I的旋轉軸部20和旋轉軸軸體40的組合部位的剖視圖。圖5是圖4所示的區(qū)域A的放大圖。爐內運送用輥I具有焊接于旋轉軸部(第一構成部件)20的旋轉軸軸體(第二構成部件)40。在旋轉軸部20的小徑部23的端部設置有與旋轉軸軸體40嵌合的兩級構造的嵌合孔23a。
旋轉軸軸體40在比爐壁部靠外側被未圖示的軸承軸支承，配置在比爐壁部低溫的區(qū)域。因此，由比旋轉軸部20線膨脹率大的材質構成。在旋轉軸軸體40上設置有嵌合于嵌合孔23a的嵌合軸41。嵌合軸41構成為與兩級構造的嵌合孔23a對應的兩級構造。此外，令旋轉軸部20的嵌合孔23a與旋轉軸軸體40的嵌合軸41嵌合而成的嵌合部50借助焊接部3而連接。嵌合部50如圖5所示，具有在從焊接部3所形成的位置(焊接位置)離開的位置處以既定間隙嵌合的第一嵌合部51、和在鄰接于焊接位置的位置處以比第一嵌合部51大的間隙嵌合的第二嵌合部52。第一嵌合部51以及第二嵌合部52都為間隙嵌合。因而，根據(jù)上述構成的爐內運送用輥1，借助第二嵌合部52而焊接部3的附近的間隙大，所以減少焊接部3處的約束。因此，能夠緩和焊接部3處的應變及應力。 此外，為了防止熱量從旋轉軸軸體40流出，在爐內運送用輥I上以覆蓋嵌合軸41的頂端部的方式設置隔熱部件60。此外，隔熱部件60設置為填充與錐部22對應的區(qū)域的中空部S2。通過設置隔熱部件60，能夠防止熱量從旋轉軸軸體40流出。另一方面，由于旋轉軸部20和旋轉軸軸體40的溫度差大，所以旋轉軸部20和旋轉軸軸體40的熱變形的差變大。但是，由于借助第二嵌合部52而焊接部3的附近的間隙大，所以焊接部3處的約束減少。因此，能夠緩和焊接部3處的應變及應力。因此，根據(jù)第二實施方式的爐內運送用輥1，能夠防止熱量流出并緩和焊接部3處的應變及應力。(第三實施方式)
接著說明本發(fā)明的第三實施方式。在以下的說明中，對于與上述的實施方式相同或者同等的構成部分標注相同的符號而簡略或者省略其說明。圖6是表示本發(fā)明的第三實施方式的爐內運送用輥I的旋轉軸部20和旋轉軸軸體40的組合部位的放大剖視圖。如圖6所示，令旋轉軸部20的嵌合孔23a與旋轉軸軸體40的嵌合軸41嵌合而成的嵌合部50'借助焊接部3'而連接。嵌合部50'具有在從焊接部3'所形成的位置(焊接位置)離開的位置以既定間隙嵌合的第一嵌合部51'、和在鄰接于焊接位置的位置以比第一嵌合部51'大的間隙嵌合的第二嵌合部52'。第一嵌合部51'以及第二嵌合部52'都為間隙嵌合。第三實施方式的第二嵌合部52'設置為與焊接部3'的頂端面(徑方向內側頂端面)鄰接。在上述的實施方式中，第二嵌合部形成為與焊接部的側部鄰接。因此，有可能在焊接部的側部產(chǎn)生應力集中。但是，第三實施方式的第二嵌合部52'設置為與焊接部3'的頂端面鄰接，所以能夠防止應力集中于焊接部。以上參照

了本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明不限定于上述實施方式。上述的實施方式中所示的各構成部件的各形狀及組合等僅為一例，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內基于設計要求等而進行各種變更。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性。根據(jù)本發(fā)明，能夠得到即便在發(fā)生了載荷變形及熱變形時也能緩和在焊接部處產(chǎn)生的應變及應力的爐內運送用輥 。
權利要求
1.一種爐內運送用輥，具備令第一構成部件的嵌合孔與第二構成部件的嵌合軸嵌合的嵌合部，將嵌合部焊接而構成單一的輥，其中， 上述嵌合部具有在從上述焊接位置離開的位置處以既定間隙嵌合的第一嵌合部、和在與上述焊接位置鄰接的位置處以比上述第一嵌合部大的間隙嵌合的第二嵌合部。
2.根據(jù)權利要求I所述的爐內運送用輥，其特征在于， 上述第一構成部件以及上述第二構成部件為相互成分不同的不同材質。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的爐內運送用輥，其特征在于， 上述第一構成部件以及上述第二構成部件為相互線膨脹率不同的不同材質。
4.根據(jù)權利要求I至3的任意一項所述的爐內運送用輥，其特征在于， 上述嵌合軸為兩級構造，該兩級構造具備具有與上述第一嵌合部對應的直徑的大徑軸部、和與上述第二嵌合部對應而具有比上述大徑軸部小的直徑的小徑軸部。
5.根據(jù)權利要求I至4的任意一項所述的爐內運送用輥，其特征在于， 具有覆蓋上述嵌合軸的端部的隔熱部件。
6.根據(jù)權利要求I至5的任意一項所述的爐內運送用輥，其特征在于， 上述嵌合部處的嵌合為間隙嵌合。
全文摘要
一種爐內運送用輥(1)，具有令主體部(10)的嵌合孔(11)和旋轉軸部(20)的嵌合軸(24)嵌合而成的嵌合部(30),將嵌合部焊接而構成單一的輥,其中，嵌合部具有在從焊接位置離開的位置處以既定間隙嵌合的第一嵌合部(31)、和在鄰接于焊接位置的位置處以比第一嵌合部大的間隙嵌合的第二嵌合部(32)。
文檔編號F27B9/24GK102762749SQ201180010760
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權日2010年2月26日
發(fā)明者口誠寬, 山下洋一, 山岡弘人, 本城恒, 米山夏樹 申請人:Ihi 金屬生產(chǎn)設備科技株式會社, 株式會社 Ihi