JPH08238510A - 被圧延材の振動抑制方法 - Google Patents
被圧延材の振動抑制方法Info
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- JPH08238510A JPH08238510A JP7042909A JP4290995A JPH08238510A JP H08238510 A JPH08238510 A JP H08238510A JP 7042909 A JP7042909 A JP 7042909A JP 4290995 A JP4290995 A JP 4290995A JP H08238510 A JPH08238510 A JP H08238510A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/007—Control for preventing or reducing vibration, chatter or chatter marks
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧延機間を走行する被圧延材の張力変動を上
記圧延機間で抑制して上記張力変動が一方の圧延機から
他方の圧延機への伝達を防止することにより，上記被圧
延材のチャタリングを抑制し得る被圧延材の振動抑制方
法の提供。 【構成】 振動抑制装置１５では，圧延機１間を走行す
る被圧延材４を支持しこの被圧延材４の張力を制御する
制御ロール９が設けられている。制御ロール９は，圧延
機１間の被圧延材４に発生するチャタリングのチャタリ
ング発生振動数よりも僅かに大きな固有振動数となるよ
うに，上記制御ロール９を支持する支持部材１３の剛性
が設定されている。これにより，上記被圧延材４に生じ
た張力変動が抑制され，その結果，上記チャタリングの
発生を防止することができる。
記圧延機間で抑制して上記張力変動が一方の圧延機から
他方の圧延機への伝達を防止することにより，上記被圧
延材のチャタリングを抑制し得る被圧延材の振動抑制方
法の提供。 【構成】 振動抑制装置１５では，圧延機１間を走行す
る被圧延材４を支持しこの被圧延材４の張力を制御する
制御ロール９が設けられている。制御ロール９は，圧延
機１間の被圧延材４に発生するチャタリングのチャタリ
ング発生振動数よりも僅かに大きな固有振動数となるよ
うに，上記制御ロール９を支持する支持部材１３の剛性
が設定されている。これにより，上記被圧延材４に生じ
た張力変動が抑制され，その結果，上記チャタリングの
発生を防止することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，圧延機間を張力をかけ
られた状態で走行する被圧延材の振動抑制方法に係り，
特に上記被圧延材を高速圧延する際に発生する振動（チ
ャタリング）を抑制する振動抑制方法に関するものであ
る。
られた状態で走行する被圧延材の振動抑制方法に係り，
特に上記被圧延材を高速圧延する際に発生する振動（チ
ャタリング）を抑制する振動抑制方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一基の圧延機においては，一対のワーク
ロールに対して，各ワークロールの背後に設けられたバ
ックアップロールを介して大きな圧下力が作用され，こ
れら一対のワークロールの間に被圧延材を挾接して通過
させることにより上記被圧延材の圧延が行われる。この
ような圧延機が上記被圧延材の走行方向に沿って複数基
配備されている。そして，上記被圧延材は，各圧延機に
より圧延されて順次薄板化される。上記圧延機間の被圧
延材は，各圧延機のワークロールの回転速度差により，
或いは圧延機間に設けられた押圧ロールによって展張さ
れ，所定の張力をかけられた状態で上記圧延機間を走行
する。このような圧延機において，圧延速度（被圧延材
の走行速度）がある程度速くなると，図９に示すよう
に，被圧延材にチャタリングと称される数１０〜２００
Ｈｚの縦振動が発生し，被圧延材に板厚不良を生じる。
そのため，上記したようなチャタリングが生じた場合，
そのままでは圧延速度を低下せざるを得ず，操業上の不
利益を被ることになる。そこで，上記圧延速度を低下さ
せることなく上記振動を抑制する必要がある。
ロールに対して，各ワークロールの背後に設けられたバ
ックアップロールを介して大きな圧下力が作用され，こ
れら一対のワークロールの間に被圧延材を挾接して通過
させることにより上記被圧延材の圧延が行われる。この
ような圧延機が上記被圧延材の走行方向に沿って複数基
配備されている。そして，上記被圧延材は，各圧延機に
より圧延されて順次薄板化される。上記圧延機間の被圧
延材は，各圧延機のワークロールの回転速度差により，
或いは圧延機間に設けられた押圧ロールによって展張さ
れ，所定の張力をかけられた状態で上記圧延機間を走行
する。このような圧延機において，圧延速度（被圧延材
の走行速度）がある程度速くなると，図９に示すよう
に，被圧延材にチャタリングと称される数１０〜２００
Ｈｚの縦振動が発生し，被圧延材に板厚不良を生じる。
そのため，上記したようなチャタリングが生じた場合，
そのままでは圧延速度を低下せざるを得ず，操業上の不
利益を被ることになる。そこで，上記圧延速度を低下さ
せることなく上記振動を抑制する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで，上記圧延機
間を走行する被圧延材のチャタリングは，この被圧延材
にかかる張力の変動によって発生することが，桜井等に
より報告されている（桜井他，「薄板圧延時チャタリン
グ現象の振動解析」，日本機械学会，機械力学・計測制
御講演論文集（Ｖｏｌ．Ｂ，第２８１頁），１９９
１）。また，上記被圧延材のチャタリングは，ある圧延
機間の操業条件にのみ起因して発生するのではなく，上
記被圧延材の張力変動を介して複数基の圧延機に順次伝
播することにより，これら一連の圧延機全体に亘る被圧
延材に発生する。しかしながら，このような知見があっ
ても，これまで上記したような圧延機間の被圧延材に生
じたチャタリングを抑制する有用な手法が見い出されて
いなかった。そこで，本発明の目的は，ある圧延機間を
走行する被圧延材の張力変動を上記圧延機間で抑制して
上記張力変動が一方の圧延機から他方の圧延機に伝達す
るのを防止することにより，上記被圧延材のチャタリン
グを抑制し得る被圧延材の振動抑制方法を提供すること
である。
間を走行する被圧延材のチャタリングは，この被圧延材
にかかる張力の変動によって発生することが，桜井等に
より報告されている（桜井他，「薄板圧延時チャタリン
グ現象の振動解析」，日本機械学会，機械力学・計測制
御講演論文集（Ｖｏｌ．Ｂ，第２８１頁），１９９
１）。また，上記被圧延材のチャタリングは，ある圧延
機間の操業条件にのみ起因して発生するのではなく，上
記被圧延材の張力変動を介して複数基の圧延機に順次伝
播することにより，これら一連の圧延機全体に亘る被圧
延材に発生する。しかしながら，このような知見があっ
ても，これまで上記したような圧延機間の被圧延材に生
じたチャタリングを抑制する有用な手法が見い出されて
いなかった。そこで，本発明の目的は，ある圧延機間を
走行する被圧延材の張力変動を上記圧延機間で抑制して
上記張力変動が一方の圧延機から他方の圧延機に伝達す
るのを防止することにより，上記被圧延材のチャタリン
グを抑制し得る被圧延材の振動抑制方法を提供すること
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明が採用する主たる手段は，その要旨とすると
ころが，圧延機間を張力をかけられた状態で走行する被
圧延材の振動抑制方法において，上記圧延機間に上記被
圧延材の張力を制御する制御ロールを備え，上記圧延機
間の被圧延材にかかる張力の変動量を検出し，上記検出
された張力の変動量を相殺する張力の変動補償量を演算
し，上記演算された張力の変動補償量に応じて上記制御
ロールの質量及び／若しくは上記制御ロールを支持する
支持部材の剛性を変化させることにより，上記圧延機間
の被圧延材にかける張力を制御することを特徴とする被
圧延材の振動抑制方法として構成されている。
に，本発明が採用する主たる手段は，その要旨とすると
ころが，圧延機間を張力をかけられた状態で走行する被
圧延材の振動抑制方法において，上記圧延機間に上記被
圧延材の張力を制御する制御ロールを備え，上記圧延機
間の被圧延材にかかる張力の変動量を検出し，上記検出
された張力の変動量を相殺する張力の変動補償量を演算
し，上記演算された張力の変動補償量に応じて上記制御
ロールの質量及び／若しくは上記制御ロールを支持する
支持部材の剛性を変化させることにより，上記圧延機間
の被圧延材にかける張力を制御することを特徴とする被
圧延材の振動抑制方法として構成されている。
【０００５】
【作用】本発明に係る被圧延材の振動抑制方法において
は，先ず圧延機間の被圧延材にかかる張力の変動量が検
出され，続いて上記検出された張力の変動量を相殺する
張力の変動補償量が演算される。そして，上記演算され
た張力の変動補償量に応じて上記圧延機間の被圧延材に
かけられる張力が，制御ロールの質量／若しくは上記制
御ロールを支持する支持部材の剛性を変化させることに
より制御される。従って，この部位における被圧延材の
振動が抑制されるため，一方の圧延機から他方の圧延機
へのチャタリングの伝達が防止される。
は，先ず圧延機間の被圧延材にかかる張力の変動量が検
出され，続いて上記検出された張力の変動量を相殺する
張力の変動補償量が演算される。そして，上記演算され
た張力の変動補償量に応じて上記圧延機間の被圧延材に
かけられる張力が，制御ロールの質量／若しくは上記制
御ロールを支持する支持部材の剛性を変化させることに
より制御される。従って，この部位における被圧延材の
振動が抑制されるため，一方の圧延機から他方の圧延機
へのチャタリングの伝達が防止される。
【０００６】
【実施例】以下添付図面を参照して，本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の一実施例に係る一基の圧延機の概略
側断面を示す構成図，図２は二基の圧延機により順次圧
延される被圧延材の状態を示す状態説明図，図３は圧延
機間に配備された固定ロール，制御ロール及び一方の圧
延機のワークロールのそれぞれの位置関係を示す説明
図，図４は被圧延材の１００Hzにおけるチャタリングを
抑制するように支持部材の剛性が調整された制御ロール
の振動に関する周波数応答結果を示すグラフ図，図５は
図４の制御ロールの振動に対応した被圧延材にかかる張
力変動の周波数応答結果を示すグラフ図，図６は上記振
動抑制装置により抑制された被圧延材の振動のシミュレ
ーション結果を示すグラフ図，図７は支持部材の剛性を
変化させるための振動抑制の具体例を示す構成図，図８
は制御ロールの質量を変化させるための振動抑制装置の
具体例を示す構成図である。
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の一実施例に係る一基の圧延機の概略
側断面を示す構成図，図２は二基の圧延機により順次圧
延される被圧延材の状態を示す状態説明図，図３は圧延
機間に配備された固定ロール，制御ロール及び一方の圧
延機のワークロールのそれぞれの位置関係を示す説明
図，図４は被圧延材の１００Hzにおけるチャタリングを
抑制するように支持部材の剛性が調整された制御ロール
の振動に関する周波数応答結果を示すグラフ図，図５は
図４の制御ロールの振動に対応した被圧延材にかかる張
力変動の周波数応答結果を示すグラフ図，図６は上記振
動抑制装置により抑制された被圧延材の振動のシミュレ
ーション結果を示すグラフ図，図７は支持部材の剛性を
変化させるための振動抑制の具体例を示す構成図，図８
は制御ロールの質量を変化させるための振動抑制装置の
具体例を示す構成図である。
【０００７】本実施例に係る一基の圧延機１は，図１に
示すように，被圧延材４を挾接して圧延し走行させる一
対のワークロール１０と，これらのワークロール１０の
背後に接して配備されそれぞれのワークロール１０に被
圧延材４方向への圧下力を与える一対のバックアップロ
ール２と，これらを内部に収容するハウジング３とから
主としてなっている。更に，上記圧延機１は，被圧延材
４にかけられる圧下力をバックアップロール２に与える
ための圧下シリンダ５と，上記被圧延材にかけられた圧
下力を検出するロードセル６とを備えている。このよう
な圧延機１が，図２に示すように，複数基上記被圧延材
４の走行方向に沿って一定の間隔で配備されている。ま
た，上記圧延機１間の被圧延材の下方には，各圧延機１
の設置位置に対し固定した位置に配置されてその位置で
回動自在に上記走行する被圧延材４を支持する固定ロー
ル８と，この走行する被圧延材４の張力を検出する張力
測定用ロール７と，上記被圧延材４の張力を制御する制
御ロール９を備えこの制御ロール９による被圧延材４へ
の押圧力を制御することにより被圧延材４の張力を一定
に保持するための振動抑制装置１５とが設けられてい
る。
示すように，被圧延材４を挾接して圧延し走行させる一
対のワークロール１０と，これらのワークロール１０の
背後に接して配備されそれぞれのワークロール１０に被
圧延材４方向への圧下力を与える一対のバックアップロ
ール２と，これらを内部に収容するハウジング３とから
主としてなっている。更に，上記圧延機１は，被圧延材
４にかけられる圧下力をバックアップロール２に与える
ための圧下シリンダ５と，上記被圧延材にかけられた圧
下力を検出するロードセル６とを備えている。このよう
な圧延機１が，図２に示すように，複数基上記被圧延材
４の走行方向に沿って一定の間隔で配備されている。ま
た，上記圧延機１間の被圧延材の下方には，各圧延機１
の設置位置に対し固定した位置に配置されてその位置で
回動自在に上記走行する被圧延材４を支持する固定ロー
ル８と，この走行する被圧延材４の張力を検出する張力
測定用ロール７と，上記被圧延材４の張力を制御する制
御ロール９を備えこの制御ロール９による被圧延材４へ
の押圧力を制御することにより被圧延材４の張力を一定
に保持するための振動抑制装置１５とが設けられてい
る。
【０００８】上記振動抑制装置１５では，制御ロール９
がバネ状の支持部材１３により支持されている。上記振
動抑制装置１５における自由振動時の固有振動数は，上
記制御ロール９及び上記支持部材１３の質量並びに上記
支持部材１３の剛性によって支配的に決定される。ここ
では，上記圧延機１間の被圧延材４に生じるチャタリン
グが振動数１００Ｈｚで発生しているものとする。そし
て，振動抑制装置１５では，その自由振動時における固
有振動数がチャタリング発生振動（１００Ｈｚ）の近傍
（例えば，１０４〜１０６Hz）となるように決定されて
いる。そこで，上記振動抑制装置１５によって被圧延材
４の省力変装を抑制する原理につき，図３を併用して以
下説明する。まず，被圧延材４にかかる張力の変装によ
り制御ロール９に加わる加振力は，このときのチャタリ
ング発生振動数（角振動数）をωとし，上記制御ロール
９に加わる加振力の大きさの絶対値をＦとすると，Ｆ・
ｓｉｎωｔで与えられる。
がバネ状の支持部材１３により支持されている。上記振
動抑制装置１５における自由振動時の固有振動数は，上
記制御ロール９及び上記支持部材１３の質量並びに上記
支持部材１３の剛性によって支配的に決定される。ここ
では，上記圧延機１間の被圧延材４に生じるチャタリン
グが振動数１００Ｈｚで発生しているものとする。そし
て，振動抑制装置１５では，その自由振動時における固
有振動数がチャタリング発生振動（１００Ｈｚ）の近傍
（例えば，１０４〜１０６Hz）となるように決定されて
いる。そこで，上記振動抑制装置１５によって被圧延材
４の省力変装を抑制する原理につき，図３を併用して以
下説明する。まず，被圧延材４にかかる張力の変装によ
り制御ロール９に加わる加振力は，このときのチャタリ
ング発生振動数（角振動数）をωとし，上記制御ロール
９に加わる加振力の大きさの絶対値をＦとすると，Ｆ・
ｓｉｎωｔで与えられる。
【０００９】一方，上記制御ロール９の長さｈの線方向
の固有振動数（角振動数）ωn とすると，被圧延材４の
張力変動の抑制に関係する上記チャタリング発生振動数
と固有振動数との振動倍率Ｂは，次の（１）式により求
められる。 Ｂ＝１／√〔（１−（ω2 ／ωn 2 ））2 ＋４ξ2 （ω2 ／ωn 2 ）） …（１） ここで，ωn ：固有振動数（＝√（Ｋ／Ｍ）） ξ：減衰比（＝Ｃ／２√（ＭＫ）） Ｃ：振動抑制装置１５の系全体の減衰係数 Ｍ：振動抑制装置１５の系全体の質量 Ｋ：振動抑制装置１５の系全体のばね定数 このとき，上記固定ロール８，制御ロール９及び右側の
圧延機１のワークロール１０の各作用位置の位置関係は
図３に示す状態であるとする。
の固有振動数（角振動数）ωn とすると，被圧延材４の
張力変動の抑制に関係する上記チャタリング発生振動数
と固有振動数との振動倍率Ｂは，次の（１）式により求
められる。 Ｂ＝１／√〔（１−（ω2 ／ωn 2 ））2 ＋４ξ2 （ω2 ／ωn 2 ）） …（１） ここで，ωn ：固有振動数（＝√（Ｋ／Ｍ）） ξ：減衰比（＝Ｃ／２√（ＭＫ）） Ｃ：振動抑制装置１５の系全体の減衰係数 Ｍ：振動抑制装置１５の系全体の質量 Ｋ：振動抑制装置１５の系全体のばね定数 このとき，上記固定ロール８，制御ロール９及び右側の
圧延機１のワークロール１０の各作用位置の位置関係は
図３に示す状態であるとする。
【００１０】この状態において，固定ロール８側の被圧
延材４の端部がΔｘ・ｓｉｎωｔで動く場合を考える。
ただし，Δｘは制御ロール９と固定ロール８の各作用位
置を結ぶ線方向の被圧延材４の端部の変位である。上記
端部の変位Δｘは（２）式で表される。 Δｘ＝√（Ｌ1 2＋ｈ2 ）＋√（Ｌ2 2 ＋ｈ2 ） −√（Ｌ1 2＋（ｈ−Δｙ）2 ）−√（Ｌ2 2＋（ｈ−Δｙ）2 ） ＝Ｌ1 √（１＋（ｈ／Ｌ1 ）2 ）＋Ｌ2 √（１＋（ｈ／Ｌ2 ）2 ） −Ｌ1 √（１＋（ｈ−Δｙ）2 ／Ｌ1 2 ） −Ｌ2 √（１＋（ｈ−Δｙ）2 ／Ｌ2 2 ） ＝Ｌ1 ｛１＋（１／２）（ｈ／Ｌ1 ）2 −１−（１／２）（（ｈ−Δｙ） ／Ｌ1 ）2 ｝ ＋Ｌ2 ｛１＋（１／２）（ｈ／Ｌ2 ）2 −１−（１／２）（（ｈ−Δｙ ）／Ｌ2 ）2 ｝ ＋Ｌ1 （１／２）｛（ｈ2 −ｈ2 ＋２ｈ・Δｙ−Δｙ2 ）／Ｌ1 2 ｝ ＋Ｌ2 （１／２）｛（ｈ2 −ｈ2 ＋２ｈ・Δｙ−Δｙ2 ）／Ｌ2 2 ｝ ≒（ｈ／Ｌ1 ）Δｙ＋（ｈ／Ｌ2 ）Δｙ …（２）
延材４の端部がΔｘ・ｓｉｎωｔで動く場合を考える。
ただし，Δｘは制御ロール９と固定ロール８の各作用位
置を結ぶ線方向の被圧延材４の端部の変位である。上記
端部の変位Δｘは（２）式で表される。 Δｘ＝√（Ｌ1 2＋ｈ2 ）＋√（Ｌ2 2 ＋ｈ2 ） −√（Ｌ1 2＋（ｈ−Δｙ）2 ）−√（Ｌ2 2＋（ｈ−Δｙ）2 ） ＝Ｌ1 √（１＋（ｈ／Ｌ1 ）2 ）＋Ｌ2 √（１＋（ｈ／Ｌ2 ）2 ） −Ｌ1 √（１＋（ｈ−Δｙ）2 ／Ｌ1 2 ） −Ｌ2 √（１＋（ｈ−Δｙ）2 ／Ｌ2 2 ） ＝Ｌ1 ｛１＋（１／２）（ｈ／Ｌ1 ）2 −１−（１／２）（（ｈ−Δｙ） ／Ｌ1 ）2 ｝ ＋Ｌ2 ｛１＋（１／２）（ｈ／Ｌ2 ）2 −１−（１／２）（（ｈ−Δｙ ）／Ｌ2 ）2 ｝ ＋Ｌ1 （１／２）｛（ｈ2 −ｈ2 ＋２ｈ・Δｙ−Δｙ2 ）／Ｌ1 2 ｝ ＋Ｌ2 （１／２）｛（ｈ2 −ｈ2 ＋２ｈ・Δｙ−Δｙ2 ）／Ｌ2 2 ｝ ≒（ｈ／Ｌ1 ）Δｙ＋（ｈ／Ｌ2 ）Δｙ …（２）
【００１１】ところで，上記端部の変位Δｘをキャンセ
ルすることにより上記被圧延材４の張力を一定にするこ
とができる。そのためには，上記固定ロール８からワー
クロール１０を結ぶ線（長さＬ1 ＋Ｌ2 ）上から制御ロ
ール９までの線の長さｈを次の（３）式のように長さｈ
の線方向にΔｙ分変化させる必要がある。 Δｙ＝（１／｛（ｈ／Ｌ1 ）＋（ｈ／Ｌ2 ）｝）・Δｘ ＝Ｌ1 Ｌ2 ／（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）ｈ）・Δｘ …（３） そして，上記被圧延材４の張力変動ΔＴは， ΔＴ＝Ｅ・Δｘ …（４） ここで，Ｅ：ヤング率で示される。また，上記張力変動
ΔＴの長さｈの線方向成分は，上記加振力Ｆに相当し，
次の（５）式で表される。 Ｆ＝ΔＴ・（ｈ／√（Ｌ1 2＋ｈ2 ）） ＋ΔＴ・（ｈ／√（Ｌ2 2＋ｈ2 ）） ≒ΔＴ・｛（ｈ／（１＋（１／２）（ｈ／Ｌ1 ）2 ｝ ＋ΔＴ・｛（ｈ／（１＋（１／２）（ｈ／Ｌ2 ）2 ｝ ＝ΔＴ・｛ｈ／（Ｌ1 ＋（１／２）（ｈ2 ／Ｌ1 ）｝ ＋ΔＴ・｛ｈ／Ｌ2 ＋（１／２）（ｈ2 ／Ｌ2 ）｝ ＝Ｅ・Δｘ・ｈ・｛（ｈＬ1 ／（Ｌ1 2＋（ｈ2 ／２）） ＋ｈＬ2 ／（Ｌ2 2＋（ｈ2 ／２）｝ …（５）
ルすることにより上記被圧延材４の張力を一定にするこ
とができる。そのためには，上記固定ロール８からワー
クロール１０を結ぶ線（長さＬ1 ＋Ｌ2 ）上から制御ロ
ール９までの線の長さｈを次の（３）式のように長さｈ
の線方向にΔｙ分変化させる必要がある。 Δｙ＝（１／｛（ｈ／Ｌ1 ）＋（ｈ／Ｌ2 ）｝）・Δｘ ＝Ｌ1 Ｌ2 ／（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）ｈ）・Δｘ …（３） そして，上記被圧延材４の張力変動ΔＴは， ΔＴ＝Ｅ・Δｘ …（４） ここで，Ｅ：ヤング率で示される。また，上記張力変動
ΔＴの長さｈの線方向成分は，上記加振力Ｆに相当し，
次の（５）式で表される。 Ｆ＝ΔＴ・（ｈ／√（Ｌ1 2＋ｈ2 ）） ＋ΔＴ・（ｈ／√（Ｌ2 2＋ｈ2 ）） ≒ΔＴ・｛（ｈ／（１＋（１／２）（ｈ／Ｌ1 ）2 ｝ ＋ΔＴ・｛（ｈ／（１＋（１／２）（ｈ／Ｌ2 ）2 ｝ ＝ΔＴ・｛ｈ／（Ｌ1 ＋（１／２）（ｈ2 ／Ｌ1 ）｝ ＋ΔＴ・｛ｈ／Ｌ2 ＋（１／２）（ｈ2 ／Ｌ2 ）｝ ＝Ｅ・Δｘ・ｈ・｛（ｈＬ1 ／（Ｌ1 2＋（ｈ2 ／２）） ＋ｈＬ2 ／（Ｌ2 2＋（ｈ2 ／２）｝ …（５）
【００１２】ここで，上記振動制御装置１５の系全体の
ばね定数がＫのとき，上記支持部材１３に支持された制
御ロール９の先端は，（６）式にようにΔｙ′の長さだ
け静的に動く。 Δｙ′＝Ｆ／Ｋ …（６） そこで，上記振動倍率Ｂが以下の（７）式を満たすよう
に，上記振動抑制装置１５の系全体の固有振動数が決定
される。 Ｂ＝Δｙ／Δｙ′ …（７） 尚，上記固有振動数は，上記振動抑制装置１５の系全体
の質量Ｍ及び／若しくは，剛性（ばね定数Ｋ）を調整す
ることにより決定され得る。上記したように，固有振動
数は，支持部材１３の剛性を調整することにより，１０
４〜１０６Hzに決定された。
ばね定数がＫのとき，上記支持部材１３に支持された制
御ロール９の先端は，（６）式にようにΔｙ′の長さだ
け静的に動く。 Δｙ′＝Ｆ／Ｋ …（６） そこで，上記振動倍率Ｂが以下の（７）式を満たすよう
に，上記振動抑制装置１５の系全体の固有振動数が決定
される。 Ｂ＝Δｙ／Δｙ′ …（７） 尚，上記固有振動数は，上記振動抑制装置１５の系全体
の質量Ｍ及び／若しくは，剛性（ばね定数Ｋ）を調整す
ることにより決定され得る。上記したように，固有振動
数は，支持部材１３の剛性を調整することにより，１０
４〜１０６Hzに決定された。
【００１３】従って，他の圧延機１間において被圧延材
４に張力の変動が発生しこの張力の変動が，図２に示す
圧延機１間に伝播されても，上記伝播された張力の変動
は支持部材１３が十分な剛性に保持されつつ伸縮するこ
とによって固定ロール８とワークロール１０との間の被
圧延材４の距離（Ｌ1 ´＋Ｌ2 ´）を変動させ，これに
よって上記被圧延材４の張力変動が支持部材１３に吸収
されて抑制される。例えば，被圧延材４のチャタリング
発生振動数である１００Ｈｚでは，図４のように制御ロ
ール９は大きく振動しているが，その振動数において被
圧延材４の張力変動は，図５に示すように，制御ロール
９の振動により吸収されて発生せず，振動抑制効果のあ
ることが明らかである。同図において，上記したような
振動抑制装置１５を用いることなく被圧延材４を圧延機
１間で走行させた場合，破線Ｑで示すように，周波数領
域全体に亘って，被圧延材４に同程度の張力変動が起こ
り得る。しかしながら，上記振動抑制装置１５を用いる
ことにより，振動数が１００数Ｈｚ以下の領域におい
て，特に上記被圧延材４の張力の変動を抑制する効果が
あることが分かる（実線の曲線）。その結果，図６に示
すように，上記被圧延材４のチャタリングが抑制され
る。
４に張力の変動が発生しこの張力の変動が，図２に示す
圧延機１間に伝播されても，上記伝播された張力の変動
は支持部材１３が十分な剛性に保持されつつ伸縮するこ
とによって固定ロール８とワークロール１０との間の被
圧延材４の距離（Ｌ1 ´＋Ｌ2 ´）を変動させ，これに
よって上記被圧延材４の張力変動が支持部材１３に吸収
されて抑制される。例えば，被圧延材４のチャタリング
発生振動数である１００Ｈｚでは，図４のように制御ロ
ール９は大きく振動しているが，その振動数において被
圧延材４の張力変動は，図５に示すように，制御ロール
９の振動により吸収されて発生せず，振動抑制効果のあ
ることが明らかである。同図において，上記したような
振動抑制装置１５を用いることなく被圧延材４を圧延機
１間で走行させた場合，破線Ｑで示すように，周波数領
域全体に亘って，被圧延材４に同程度の張力変動が起こ
り得る。しかしながら，上記振動抑制装置１５を用いる
ことにより，振動数が１００数Ｈｚ以下の領域におい
て，特に上記被圧延材４の張力の変動を抑制する効果が
あることが分かる（実線の曲線）。その結果，図６に示
すように，上記被圧延材４のチャタリングが抑制され
る。
【００１４】なお，上記した例では支持部材１３の剛性
を変化させることにより，上記振動抑制装置１５の系全
体の固有振動数を被圧延材４のほぼ固定値であるチャタ
リング発生振動数に応じて決定するようにしたが，上記
したように，上記固有振動数を決定するためには，支持
部材１３の剛性以外に上記制御ロール９等の質量を変化
させることによっても調節することが可能で，或いは上
記支持部材１３の剛性及び制御ロール９の質量の双方を
変化させることによって調整することもできる。そこ
で，上記したように，支持部材の剛性を変化させる構成
の具体例につき，図７の振動抑制装置１５ａに関して説
明する。同図において，上記支持部材は，支持棒Ｚと，
この支持棒Ｚの上端に一端が固設され他端に上記制御ロ
ール９が設けられた板ばねと，この板ばねの下面に矢印
Ｉ方向に摺動自在に噛合して設けられ上記板ばねと一体
的に振動する補助棒とより構成される。
を変化させることにより，上記振動抑制装置１５の系全
体の固有振動数を被圧延材４のほぼ固定値であるチャタ
リング発生振動数に応じて決定するようにしたが，上記
したように，上記固有振動数を決定するためには，支持
部材１３の剛性以外に上記制御ロール９等の質量を変化
させることによっても調節することが可能で，或いは上
記支持部材１３の剛性及び制御ロール９の質量の双方を
変化させることによって調整することもできる。そこ
で，上記したように，支持部材の剛性を変化させる構成
の具体例につき，図７の振動抑制装置１５ａに関して説
明する。同図において，上記支持部材は，支持棒Ｚと，
この支持棒Ｚの上端に一端が固設され他端に上記制御ロ
ール９が設けられた板ばねと，この板ばねの下面に矢印
Ｉ方向に摺動自在に噛合して設けられ上記板ばねと一体
的に振動する補助棒とより構成される。
【００１５】上記振動抑制装置１５ａによれば， 系全体の固有振動数を上げる場合 補助棒を板ばねの下部に押し込む（矢印Ｉ方向）。これ
により，支持部材の剛性が大きくなる。 系全体の固有振動数を下げる場合 補助棒を板ばねの下部から引出す（矢印Ｉの反対方
向）。これにより，支持部材の剛性が小さくなる。よう
になっている。一行制御ロール９の質量を変化させる構
成の具体例としては，図８の振動抑制装置１５ｂが挙げ
られる。同図において，制御ロール９は，一端が支持棒
Ｎの支持軸に揺動自在に支持されたアームＵの他端に設
けられている。上記アームＵの他端には，アームＶを介
してアームＵから矢印Ｈ方向又はその反対方向に出入自
在の付加質量が設けられている。上記アームＵの他端は
ばねにより弾性的に支持されている。
により，支持部材の剛性が大きくなる。 系全体の固有振動数を下げる場合 補助棒を板ばねの下部から引出す（矢印Ｉの反対方
向）。これにより，支持部材の剛性が小さくなる。よう
になっている。一行制御ロール９の質量を変化させる構
成の具体例としては，図８の振動抑制装置１５ｂが挙げ
られる。同図において，制御ロール９は，一端が支持棒
Ｎの支持軸に揺動自在に支持されたアームＵの他端に設
けられている。上記アームＵの他端には，アームＶを介
してアームＵから矢印Ｈ方向又はその反対方向に出入自
在の付加質量が設けられている。上記アームＵの他端は
ばねにより弾性的に支持されている。
【００１６】上記振動抑制装置１５ｂによれば， 系全体の固有振動数を上げる場合 アームＶをアームＵに格納して（矢印Ｈの反対方向），
付加質量から支持軸までの長さを短かくする。これによ
り，支持軸まわりの系全体の慣性モーメントが小さくな
る。 系全体の固有振動数を下げる場合 アームＶをアームＵから引出す（矢印Ｈ方向）。これに
より，支持軸まわりの系全体の慣性モーメントが大きく
なる。ようになっている。即ち，アームＶの長さを調節
することにより，アームＵ上の固定位置にある制御ロー
ル９の質量を変化させることと同等の作用を奏すること
になる。
付加質量から支持軸までの長さを短かくする。これによ
り，支持軸まわりの系全体の慣性モーメントが小さくな
る。 系全体の固有振動数を下げる場合 アームＶをアームＵから引出す（矢印Ｈ方向）。これに
より，支持軸まわりの系全体の慣性モーメントが大きく
なる。ようになっている。即ち，アームＶの長さを調節
することにより，アームＵ上の固定位置にある制御ロー
ル９の質量を変化させることと同等の作用を奏すること
になる。
【００１７】又，振動抑制装置では，実用的には，チャ
タリング発生振動数が変化した場合に，上記振動抑制装
置の系全体の固有振動数を上記変動したチャタリング発
生振動数の変化に応じて可変に構成することもできる。
例えば，上記圧延機１のハウジング３若しくはバックア
ップロール２の加速度を検出する加速度センサ等を設
け，この加速度センサ等からの出力に基づいて上記圧延
機１の振動を測定し，この振動を周波数解析することに
よって上記被圧延材４のチャタリング発生振動数をオン
ラインで測定するようにする。そして，上記チャタリン
グ発生振動数における制御ロール９の自由振動の大きさ
を上記張力変動を相殺する大きさ，即ち張力の変動補償
量とすることのできる振動倍率Ｂになるときの固有振動
数を得るように，振動抑制装置の系全体の質量及び／若
しくは剛性を調整することにより，図２に示す制御ロー
ル９において被圧延材４の張力変動が抑制され他の圧延
機１間に上記張力変動が伝播することが防止される。
タリング発生振動数が変化した場合に，上記振動抑制装
置の系全体の固有振動数を上記変動したチャタリング発
生振動数の変化に応じて可変に構成することもできる。
例えば，上記圧延機１のハウジング３若しくはバックア
ップロール２の加速度を検出する加速度センサ等を設
け，この加速度センサ等からの出力に基づいて上記圧延
機１の振動を測定し，この振動を周波数解析することに
よって上記被圧延材４のチャタリング発生振動数をオン
ラインで測定するようにする。そして，上記チャタリン
グ発生振動数における制御ロール９の自由振動の大きさ
を上記張力変動を相殺する大きさ，即ち張力の変動補償
量とすることのできる振動倍率Ｂになるときの固有振動
数を得るように，振動抑制装置の系全体の質量及び／若
しくは剛性を調整することにより，図２に示す制御ロー
ル９において被圧延材４の張力変動が抑制され他の圧延
機１間に上記張力変動が伝播することが防止される。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば，圧延機間を張力をかけ
られた状態で走行する被圧延材の振動抑制方法におい
て，上記圧延機間に上記被圧延材の張力を制御する制御
ロールを備え，上記圧延機間の被圧延材にかかる張力の
変動量を検出し，上記検出された張力の変動量を相殺す
る張力の変動補償量を演算し，上記演算された張力の変
動補償量に応じて上記制御ロールの質量及び／若しくは
上記制御ロールを支持する支持部材の剛性を変化させる
ことにより，上記圧延機間の被圧延材にかける張力を制
御することを特徴とする被圧延材の振動抑制方法が提供
される。それにより，上記圧延機間を走行する被圧延材
の張力変動が，上記制御ロールの質量及び／若しくは上
記制御ロールを支持する支持部材の剛性を変化させるこ
とにより，上記圧延機間で抑制される。従って，上記被
圧延材の張力変動が一方の圧延機から他方の圧延機へ伝
達することが防止される。その結果，圧延機から圧延機
へと伝播する被圧延材のチャタリングを抑制することが
できる。
られた状態で走行する被圧延材の振動抑制方法におい
て，上記圧延機間に上記被圧延材の張力を制御する制御
ロールを備え，上記圧延機間の被圧延材にかかる張力の
変動量を検出し，上記検出された張力の変動量を相殺す
る張力の変動補償量を演算し，上記演算された張力の変
動補償量に応じて上記制御ロールの質量及び／若しくは
上記制御ロールを支持する支持部材の剛性を変化させる
ことにより，上記圧延機間の被圧延材にかける張力を制
御することを特徴とする被圧延材の振動抑制方法が提供
される。それにより，上記圧延機間を走行する被圧延材
の張力変動が，上記制御ロールの質量及び／若しくは上
記制御ロールを支持する支持部材の剛性を変化させるこ
とにより，上記圧延機間で抑制される。従って，上記被
圧延材の張力変動が一方の圧延機から他方の圧延機へ伝
達することが防止される。その結果，圧延機から圧延機
へと伝播する被圧延材のチャタリングを抑制することが
できる。
【図１】 本発明の一実施例に係る一基の圧延機の概略
側断面を示す構成図。
側断面を示す構成図。
【図２】 二基の圧延機により順次圧延される被圧延材
の状態を示す状態説明図。
の状態を示す状態説明図。
【図３】 圧延機間に配備された固定ロール，制御ロー
ル及び一方の圧延機のワークロールのそれぞれの位置関
係を示す説明図。
ル及び一方の圧延機のワークロールのそれぞれの位置関
係を示す説明図。
【図４】 被圧延材の１００Hzにおけるチャタリングを
抑制するように支持部材の剛性が調整された制御ロール
の振動に関する周波数応答結果を示すグラフ図。
抑制するように支持部材の剛性が調整された制御ロール
の振動に関する周波数応答結果を示すグラフ図。
【図５】 図４の制御ロールの振動に対応した被圧延材
にかかる張力変動の周波数応答結果を示すグラフ図。
にかかる張力変動の周波数応答結果を示すグラフ図。
【図６】 上記振動抑制装置により抑制された被圧延材
の振動のシミュレーション結果を示すグラフ図。
の振動のシミュレーション結果を示すグラフ図。
【図７】 支持部材の剛性を変化させるための振動抑制
装置の具体例を示す構成図。
装置の具体例を示す構成図。
【図８】 制御ロールの質量を変化させるための振動抑
制装置の具体例を示す構成図。
制装置の具体例を示す構成図。
【図９】 従来の圧延機間の被圧延材に張力変動が生じ
たことにより発生した被圧延材のチャタリングを示すグ
ラフ図。
たことにより発生した被圧延材のチャタリングを示すグ
ラフ図。
１…圧延機 ４…被圧延材 ７…張力測定用ロール ９…制御ロール １０…ワークロール １３…支持部材 １５，１５ａ，１５ｂ…振動抑制装置
Claims (1)
- 【請求項１】 圧延機間を張力をかけられた状態で走行
する被圧延材の振動抑制方法において，上記圧延機間に
上記被圧延材の張力を制御する制御ロールを備え，上記
圧延機間の被圧延材にかかる張力の変動量を検出し，上
記検出された張力の変動量を相殺する張力の変動補償量
を演算し，上記演算された張力の変動補償量に応じて上
記制御ロールの質量及び／若しくは上記制御ロールを支
持する支持部材の剛性を変化させることにより，上記圧
延機間の被圧延材にかける張力を制御することを特徴と
する被圧延材の振動抑制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7042909A JPH08238510A (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 被圧延材の振動抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7042909A JPH08238510A (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 被圧延材の振動抑制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08238510A true JPH08238510A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=12649163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7042909A Pending JPH08238510A (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 被圧延材の振動抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08238510A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105522000A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-27 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种冷连轧机组振动抑制方法 |
| US10065225B2 (en) | 2014-07-25 | 2018-09-04 | Novelis Inc. | Rolling mill third octave chatter control by process damping |
| US10166584B2 (en) | 2014-07-15 | 2019-01-01 | Novelis Inc. | Process damping of self-excited third octave mill vibration |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP7042909A patent/JPH08238510A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10166584B2 (en) | 2014-07-15 | 2019-01-01 | Novelis Inc. | Process damping of self-excited third octave mill vibration |
| US10065225B2 (en) | 2014-07-25 | 2018-09-04 | Novelis Inc. | Rolling mill third octave chatter control by process damping |
| CN105522000A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-27 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种冷连轧机组振动抑制方法 |
| CN105522000B (zh) * | 2014-09-30 | 2018-06-01 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种冷连轧机组振动抑制方法 |
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