Design of support bearings for a roll grinding machine

Sylinterimäisiä, raskaita teräsvalsseja käytetään teollisuudessa teräksen muovaamiseen paksusta aihiosta nauhamaiseksi lopputuotteeksi. Prosessissa esiintyvät suuret voimat ja valssattavan tuotteen laatuvaatimukset asettavat valssin pinnanlaadulle vaatimuksia, joiden täyttymiseksi valsseja on aika ajoin hiottava. Lopputuotteen laadun varmistamiseksi valssin pituussuuntaisen muodon tulee olla oikea ja valssin poikkileikkauksen oltava ympyrämäinen. Valssauslinjan jouhevan toiminnan varmistamiseksi valssin halkaisijan on oltava annettujen raja-arvojen sisällä. Valssin hiominen tapahtuu tarkoitusta varten suunnitellun hiomakoneen avulla. Hiomakoneessa pituusakselinsa ympäri pyörivää valssia hiotaan pyörivällä hiomakivellä. Hiottavaa valssia kannatellaan yleensä hiomakoneessa tukilaakerien, eli valssipukkien varassa. Yleisesti ottaen hiomakoneen valmistaja toimittaa koneen yhteydessä asiakkaan tilaamat valssipukit. Hiomakoneiden verrattain pitkä elinkaari ja modernisoinnit luovat markkinan alkuperäisistä poikkeaville valssipukeille. Tähän vaikuttavat myös tuotannonohjauksessa ja valssauslinjassa tapahtuvat muutokset. Tämän työn tavoitteena on löytää piensarjana valmistettavalle valssinhiomakoneen tukilaakeroinnille optimaalinen valmistusmenetelmä. Valmistusmenetelmä määrittää valssipukkien ominaisuuksia ja käytettävyyttä sekä tuo lisäarvoa asiakkaalle hiomakoneen käytön tehostuessa. Työ rajataan koskemaan toiminnan kannalta oleellisimpia ominaisuuksia, eli tukilaakeroinnin runkoa ja suoraan valssin tukemiseen liittyvää mekaniikkaa. Tutkimuksen perusteella valitaan tapaukseen sopiva valmistusmenetelmä, jota hyödyntäen suunnitellaan kahden kappaleen piensarja.Round, large and heavy steel rolls are used in industry to form thick castings to thinner sheets. Great forces present in the process and quality require-ments of the final product lead to requirements for roll’s surface quality. To achieve required quality, rolls must be ground regularly. For the rolling mill to operate properly, the diameters of the rolls must be between strict limit values. Grinding also provides improved roundness and shape for the roll. Roll grinding is done with a purpose-built roll grinding machine. In the ma-chinethe roll is turned and ground with a spinning grinding wheel. While grinding, the roll rests on two support bearings called steady rests. Usually, the manufacturer of the grinder provides a set of steady rests when the ma-chine is delivered. Since the lifecycle of grinding machines spreads over dec-ades and machines are often modernized to increase productivity, there is a need for steady rests differing from the originals. Upgrades at the steel mill create a need to grind several types of rolls with different dimensions. This thesis aims to developing a manufacturing method for small series of steady rests. The method defines the properties and productivity of the steady rests and affects the value that customer gains for a new set of stead-ies. The commongrinding procedure sets up some requirements for the sup-port bearings, for which this thesis seeks methods of achieving in the fields of materials and mechanical design. The goal is pursued with a literature study. Existing steady rests are examined,and their performance evaluated. The thesis is limited to main parts and functions of the steady rests, the frame and the mechanics linked directly to supporting the roll. Based on the study, the optimal manufactur-ing method is chosen and set of two steady rest designed based on that. The results are used for RollResearch International ltd: s customer project as the basis for de-signing a set of steady rests