上下中空円筒ロール加圧の均等加圧方法

質問

同じ円筒寸法の上下２本ロール間の線接触加圧面の均圧が
出なくて困っています。感圧紙での確認で両端が強く(約２５Mpa)、
中央が弱い(約１５Mpa)。
条件は下記です。
・上下ロールとも　SUS304　外径φ１２０　内径φ１００　巾２６０
・上下ロールとも真直度は５μ以内
・下ロール両端から中実軸(φ８０L５０)が出てベアリングで受けている。
・上ロール両端からも中実軸(φ８０L５０)が出てベアリングで受け、
　両端ベアリングケースを介してエアーシリンダ推力６００ｋｇｆで
　上ロールが下ロールを線加圧している。

・中空円筒両端支持でスパン260mm等分布荷重での中央たわみは
　計算上約1.3μとなり、実際もピックテスタで600kgf荷重時の
　下ロール中央変位は２μ程でした。

・変位は数μなのになぜこんなに圧力は違ってくるのか理解できません。
　やはり変位の影響なのでしょうか。
・対策案で中央から両端にかけて徐々に外径を小さくするクラウンを
　検討中ですが、どの程度小さくすればいいのか目安値が分かりません。
　ロール加圧とクラウン効果を関連づけたのをネット探していますが
　見つかりません。どなたか教えて下さい。

回答No.2

noname#230359

それでまともな値だと思います。
　日本には優秀な加工やさんがいますから、クラウニングでぴたりと等圧を狙うのも良いですが、私ならあとから幾らでも融通が利くように、接触ローラの外側に分割加圧ローラを載せます。
　今ある加圧機構のついた接触ローラをそのまま生かしてやれば、追加する加圧ローラは(上下それぞれ)中央一カ所で行けるでしょう。
　加圧ローラ2本が接触ローラを抱え込んでやるように設計すれば安定するでしょう。改造費もクラウニングで追い込むより安いと思います。

お礼

早速ありがとうございまいす。
中央に追加ロール、検討してみます。
クラウンで追い込むより調整しやすと感じます。

回答No.1

noname#230359

こんにちは。
真直度　５μ以内で　タワミ変位が１～２ミクロンというのは問題のない
レベルですね。しかし、両端で押しているのですから、中央部は反力で
実際の押し付け力は小さくなるのは当然です。（たわみにエネルギーが
吸収されてしまう）
もし均等に圧を保つようにするのであれば中央部はたわませない工夫が
必要になります。自重(重力）の影響分中央部を太くすることは一つの
対策と思います。実験を繰返されることをお奨めします。
もう一つは真直度のみならず真円度、振れ度の規定も必要かと。

数ミクロンの変位を与えるためにどの程度の力が作用しているのかこの
数値の計算はできますよね。

お礼

早速の回答、ありがとうございます。
中央部は反力でエネルギが吸収される・・・感覚的につかめます。
追加質問のお願いですみませんが、
・その辺の詳細が分かる材料力学のネットをご存知でないですか。
　調べていますが、的確な文献へたどりつけません。
　やはり材力系の教科書か文献が一番なのでしょうか。

・今回は円筒両端支持等分布荷重モデルでのたわみ計算でしたが、
　モデルが妥当でないのでしょうか？
　両端荷重の曲げによるモデルでのたわみで検討すべきでしょうか。
　その計算方法が分かるのを紹介下さい。
　また両端曲げによる中央たわみ量Ａ分、両端外径を研磨(直径で２Ａ?)
　すれば理論上均圧は取れる？　真円度、振れ度も絡みますが．．．