JPS585725B2 - ユアツアツカシキアツエンキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧圧下式圧延機に係り、特にその油圧圧下装
置負荷系の固有振動数向上を図る構造に関する。

圧延機における圧下方式は従来の電動モータによる電動
圧下方式から機械油圧サーボ又は電気油圧サーボ弁等を
用いた油圧圧、下方式へと移行しその応答性は飛躍的向
上をした。

後者においてその応等性向上の対策は、１）電気油圧サ
ーボ弁の応答性向上、２）サーボ弁から圧下ジャアキま
での管路長の短縮、３）制御装置の改良等によってきた
のが実績である。

ところが上記諸対策の推進に伴ない現時点ではもはや限
界にさしかかろうとしている。

その為、更に飛躍的な応答性向上を図るためには圧下装
置の負荷系すなわち圧延機本体そのものの検討の必要性
が生じてきた。

従来の油圧圧下式圧延機の概略図を第１図及び第２図に
示す。

圧延機は金属帯１２を圧延する上下作業ロール４及び５
、それらを補強するための上下補強ロール２及び３、そ
れらの軸受６〜９、軸受をガイドし圧延力を受けるため
のミルハウジング１、上下作業ロール４及び５間のギャ
ップを制御するための圧下ピストン１０及び圧下シリン
ダ１１より形成される圧下ジャッキより構成されている
。

また圧下ピストン１０の位置を制御するための流量制御
弁１５及びサーボアンプ１６、圧下ピストンの位置を検
出しフィードバックする圧下ピストン変位計１４、圧延
力を検出する圧延力計１３が設けられている。

第１図においてａは位置サーボ系、ｂはＢＩＳＲＡ Ａ
ＧＣ系を示しており、圧下装置の応答はこの位置サーボ
系のバンド幅周波数で通常表わしている。

この圧下装置の応答は前記した１）〜３）の対策により
飛躍的向上を見たが基本的には圧下装置負荷系の固有振
動数以上にはなり得ないという大きな問題があった。

実圧延機においても圧下装置の応答は圧下装置負荷系の
６０〜８０％程度である。

この圧下装置負荷系の固有振動数は、圧延機の自然ミル
定数（ＢＩＳＲＡＡＧＣ系等の制御を行なわない場合の
圧延機固有のバネ定数）と金属帯１２のバネ定数及び第
１図の番号１〜１０より算出した等価質量により決定さ
れる。

この固有振動数を高める為には従来方式では、ａ）圧延
機の自然ミル定数を大きくする。

ｂ）等価質量を小さくする等の対策が考えられるが下記
理由によりその対策はほとんど効果が得られない。

１）各バネ系は圧下ピストン１０の動きに対し直列に作
用する為、一部のバネ定数を大きくしても効果がなくま
た不経済である。

ｉｉ）バネ定数低下の主因をなすロールのヘルツ偏平及
び軸受等は圧延条件によりほぼ決定されこの部分の大巾
変更は困難である。

以上の理由により圧下装置応答性の飛躍的向上を図るに
は更に全く新しい着想に基ずく圧延機の構造の開発が必
要となっていた。

本発明の目的は上記した従来構造の欠点を排し簡単かつ
経済的な構造で圧下装置負荷系の固有振動数を向上せし
め、高応答性の油圧圧下装置により良好な板厚制御を行
い得る油圧圧下式圧延機を提供するにある。

本発明は、圧下ピストンの動きに対し少なくとも圧延中
はバネ効果を有すべく圧下ジャッキの他の油室に流体を
封じ込むようにしたことを特徴とする。

従来の圧延機において、機械各部間にガタがなく且つそ
れらの弾性変形量は力に比例する。

すなわち弾性変形部が全てバネとしておきかえることが
出来た場合を第２図に示す。

ここで、Ｋｈ：ミルハウジングの等価バネ定数Ｋｂ１：
圧下ピストン下補強ロール軸受及び下補強ロールネック
等を含めた等価バネ定数、Ｋｂ２：圧延力計上補強ロー
ル軸受及び上補強ロールネック等を含めた等価バネ定数 Ｋ；圧下ジャッキ内の油のバネ定数、Ｋｅ：作業ロール
と補強ロール間のヘルツ偏平及び曲げ剪断変形を含めた
等価バネ定数、Ｋｗ：作業ロールのヘルツ偏平及び曲げ
変形を含めた等価バネ定数Ｋｓ：金属帯の等価バネ定数
となる。

次にこれらをモデル化したものを第３図に示す。

ここで、ｍｈ：ミルハウジング及び上補強ロール軸受を
含めた等価質量、ｍＢｒ：補強ロールの等価質量、ｍＷ
ｒ：作業ロール及びその軸受を含めた等価質量ｍｃ：圧
下ピストン及び下補強ロール軸受の片側を含めた等価質
量（１／Ｋｘ＝２／Ｋｗ＋１／Ｋｓ）としている。

ここで自然ミル定数Ｋｍは通常圧延力による作業ロール
ギャップの変動量により算出出来る。

すなわち、 １／Ｋｍ”＝１／２Ｋｈ＋１／２Ｋｂ１ ＋１／２Ｋｂ２＋１／２Ｋｅ ±２／Ｋｃ＋Ｚ／Ｋｗ・−・”・（１） となり通常Ｋｍ＝２００〜６００ｔｏｎ／ｍｍ程度であ
る。

また油圧圧下装置負荷系のバネ定数ＫＤは、でほぼ表わ
される。

ここで（２）式右辺第１項が第２項に比較して小さい時
には、金属帯のバネ効果を除けばＫＤはほぼ自然ミル定
数と等価になる。

尚この場合は金属帯を圧延中の場合であり、作業ロール
が開の時、すなわち圧下ピストン位置決め時においては
、（２）式右辺第１項のみによりＫＤは規定されること
になる。

実際には右辺の第１及び第２項共考慮しなければならな
い。

本発明におけるＫＤ向上の方法としては、まず（２）式
右辺第１項を向上せしめるものでありその具体的な一実
症例を第４図ａ〜ｄに示す。

すなわち第４図ａは従来の圧下ジャッキの概略断面図、
ｂはその等価モデル系である。

第４図ｃが本発明になる圧下ジャッキの別の油室に所定
圧力の作動油を封入する事によりバネ効果を達成する具
体的方法を説明する図である。

ここで、圧延中においては４方向電磁弁１８は非励磁の
状態であり、圧油源１９からの作動油はしゃ断されると
共に圧油封入室２１内の作動油はパイロットチェック弁
１７によりしゃ断されている。

ロール組替等により圧下ピストン１０を大巾に上下させ
る時には４方弁電磁弁１８は励磁されパイロットチェッ
ク弁は開となり作動油は自由に圧油封入室２１へ出入可
能となり、流量制御弁１５の指令により圧下ピストン１
０を簡単に駆動する事が可能となる。

以上の様な簡単な方法によりＫＤ値の大巾向上が達成可
能となる。

等価モデルｄにＫｅ’が付加される状態を示す。

同様なる効果を達成する為、圧下ジャッキとは別個に更
に１台以上の付加シリンダを設ける構造を第５図ａ〜ｂ
に示す。

すなわち、この実症例は、実質的に圧下ジャッキの別の
油室に所定圧力の作動油を封入したと同じことになる。

尚、ＫＤ向上を図るために（２）式右辺の第２項すなわ
ち、圧下ピストン又は下補強ロール軸受とミルハウジン
グ又は上補強ロールとの間に弾性体を設ける場合を第６
図ａ〜ｃに示す。

第６図ａは下補強ロール軸受７と上補強ロール軸受６と
の間にラム・ピストン方式により弾性体を配した場合で
あるパイロットチック弁１７等の動作は第５図の場合と
同様である。

その詳細図を第６図ｂに示す。すなわち、下補強ロール
軸受７の動きは油室２４ラム２３、防振ゴム２５を伝わ
り上補強ロール軸受６へと伝わり、油室２４内の作動油
によりバネ効果を図っている。

防振ゴム２５に初期の圧縮歪を与えておけば作動油のも
れに対しても充分補償可能である。

この方式はいわゆる上補強ロールバランスをも兼用して
いるとともに上補強ロール軸受６と下補強ロール軸受と
が反対方向に離される動きに対し機械的に連結していな
い為に自然ミル定数とは無関係になりこの作動油のバネ
定数変化はＢＩＳＲＡＡＧＣ系での圧延力フィードバッ
クループに何等悪影響を及ぼさない事になる。

更にはこの防振ゴムは内部減衰が大なる為、圧下装置負
荷系の共振点近傍におけるゲインのピーク値をまた、第
６図ｃの如く板バネ２６と支点７により低減する効果を
も有する。

弾性体を形成し、上補強ロール軸受６と下補強ロール軸
受７との初期間げきは金具２８内の上下により調整する
方法を用いてもよい。

第７図はミルハウジング１に固定ブロック２９を配する
事により第６図ｂと同様な作用を行なわせ、下補強ロー
ル軸受７の加工省略による経済的効果を図ったものであ
る。

尚、第８図ａ〜ｂに示すように下補強ロール軸受とミル
ハウジング間に弾性体を配置すれば、更に油圧圧下装置
負荷系の等価バネ定数を高めうる。

以上の如き方法により簡単に圧下装置負荷系の等価バネ
定数ひいては固有振動数を向上せしむる事により、従来
の構造ではほとんど不可能であった高応性の油圧圧下装
置が達成可能となった。

従来の油圧圧下式圧延機においては圧下装置の応答性限
界は圧下装置負荷系の固有振動数の６０〜８０％程度で
あった。

ところが本発明により簡単に圧下装置負荷系の固有振動
数向上が可能となり応答性限界は従来構造の約３倍程度
までは容易に向上可能となった。

尚、 １）第６図ａ〜ｃ、第７図、第８図ａ〜ｂにおいて弾性
体は作動油、防振ゴム又は板バネで示しているが、これ
は何であってもよい。

また、上下補強ロール軸受間やミルハウジングとの間は
弾性体で連絡させてもよい。

２）本実施例は、全て４重圧延機にて説明したが、これ
は２重又は他の多重圧延機にも適用可能である。

すなわち、２重圧延機の場合には、本実施例において上
下作業ロールを排除した場合また多重圧延機の場合には
、一番大径のロールと本実施例の補強ロールとを対応さ
せた場合に相当する。

３）本実柿例ではミルハウジング下部に圧下ジャッキを
設けた場合で説明したがこれはｉ）ミルハウジング上部
に圧下ジャッキを設けた場合、ｉｉ）圧下ピストンと圧
下シリンダを上下逆にした場合すなわち圧下ピストンを
ミルハウジングに固定し圧下シリンダを駆動する場合等
にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の油圧圧下式圧延機は操作又は駆動側から
見た概略図、第２図は第１図をパスライン方向からみた
概略図、第３図のその等価モデル図、第４図から第８図
は本発明を説明する概略構造図を示す。 符号の説明、１・・・・・・ミルハウジング、２・・・
・・・上補強ロール、３・・・・・・下補強ロール、４
・・・・・・上作業ロール、５・・・・・・下作業ロー
ル、６・・・・・・上補強ロール軸受、７・・・・・・
下補強ロール軸受、８・・・・・・上作業ロール軸受、
９・・・・・・下作業ロール軸受、１０・・・・・・圧
下ピストン、１１・・・・・・圧下シリンダ、１２・・
・・・・金属帯、１３・・・・・・圧延力計、１４・・
・・・・圧下ピストン変位計、１５・・・・・・流量制
御弁、１６・・・・・・サーボアンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧下ジャッキ内油量を流量制御弁により制御するよ
   うに構成した油圧圧下式圧延機において、前記圧下ジャ
   ッキの他の油室とこの油室に作動油を供給する手段との
   間に少なくとも圧延中は前記油室と作動油供給手段間の
   油路を閉塞して前記油室に作動油を封じ込むための油路
   閉塞手段を配置したことを特徴とする油圧圧下式圧延機
   。