JPS5953122B2 - 圧延中の材料に作用する張力又は圧縮力の検出装置 - Google Patents
圧延中の材料に作用する張力又は圧縮力の検出装置Info
- Publication number
- JPS5953122B2 JPS5953122B2 JP53104704A JP10470478A JPS5953122B2 JP S5953122 B2 JPS5953122 B2 JP S5953122B2 JP 53104704 A JP53104704 A JP 53104704A JP 10470478 A JP10470478 A JP 10470478A JP S5953122 B2 JPS5953122 B2 JP S5953122B2
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- Japan
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- tension
- rolling
- compression force
- roll
- force acting
- Prior art date
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- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
- B21B38/06—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring tension or compression
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/0061—Force sensors associated with industrial machines or actuators
- G01L5/0076—Force sensors associated with manufacturing machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
- B21B31/02—Rolling stand frames or housings; Roll mountings ; Roll chocks
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧延機において圧延中の材料に作用する張力ま
たは圧縮力（以下これらを外力と略称する）を検出する
装置に関する。
たは圧縮力（以下これらを外力と略称する）を検出する
装置に関する。
一般に連続圧延時においてスタンド間の材料に上記外力
が作用すると過負荷運転、ミスロール、製品形状不良な
ど種々の弊害が生ずることは経験的に知られている。
が作用すると過負荷運転、ミスロール、製品形状不良な
ど種々の弊害が生ずることは経験的に知られている。
これを防止するために従来より種々の方策が講じられて
きた。例えば材料に可撓性がある場合には機械的ルーパ
を利用して直接的に、また可撓性に乏しい場合には駆動
電動機電流や駆動トルクまたは圧延トルクと圧延荷重の
比（トルク・アーム）等の外力による変動特性を利用し
て間接的に外力を検出し、それによつてロール回転数又
はロール開度を調整制御する方法である。しかしながら
前者直接法は材料断面積の小さいものにしか適用できず
、また検出端が材料に接触することなどの欠点を有する
。一方、後者間接法は材料にスキッドマーク、サーマル
ランタウ’ン、寸法形状変化が生ずるとこれらが外乱と
なつて正確な制御が著しく妨げられること、間接法であ
るために検出精度があまり良くないこと、そして材料先
端のかみこみ時は制御するが、それ以降の任意の位置で
は制御しにくいことなどの欠点を有する。そこでロール
チヨツクとハウジングポストの間に圧力検出器を設け、
外力によるロールチヨツクの水平移動や回転移動あるい
はロールチヨツクがハウジングポストを押圧する力を直
接的に検出する方法および装置が提案されている。しか
しそれらの方法はいずれも前方張力・前方圧縮力・後方
張力・後方圧縮力を単数個の圧力検出装置で検出するこ
とは不可能で、必らず、複数個の圧力検出装置を必要と
する。そのために装置としての経済的負担は大きく、構
造的にもかなり複雑かつ装置の保守、点検も繁雑で実用
性に乏しいことは明白で・ある。本発明は上記に鑑み、
できるだけ簡単な構造を用いて、しかも従来法よりも測
定精度、安定性、信頼法において優れ、かつ経済的に有
利な張力・’圧縮力検出装置を提供することを目的とす
る。
きた。例えば材料に可撓性がある場合には機械的ルーパ
を利用して直接的に、また可撓性に乏しい場合には駆動
電動機電流や駆動トルクまたは圧延トルクと圧延荷重の
比（トルク・アーム）等の外力による変動特性を利用し
て間接的に外力を検出し、それによつてロール回転数又
はロール開度を調整制御する方法である。しかしながら
前者直接法は材料断面積の小さいものにしか適用できず
、また検出端が材料に接触することなどの欠点を有する
。一方、後者間接法は材料にスキッドマーク、サーマル
ランタウ’ン、寸法形状変化が生ずるとこれらが外乱と
なつて正確な制御が著しく妨げられること、間接法であ
るために検出精度があまり良くないこと、そして材料先
端のかみこみ時は制御するが、それ以降の任意の位置で
は制御しにくいことなどの欠点を有する。そこでロール
チヨツクとハウジングポストの間に圧力検出器を設け、
外力によるロールチヨツクの水平移動や回転移動あるい
はロールチヨツクがハウジングポストを押圧する力を直
接的に検出する方法および装置が提案されている。しか
しそれらの方法はいずれも前方張力・前方圧縮力・後方
張力・後方圧縮力を単数個の圧力検出装置で検出するこ
とは不可能で、必らず、複数個の圧力検出装置を必要と
する。そのために装置としての経済的負担は大きく、構
造的にもかなり複雑かつ装置の保守、点検も繁雑で実用
性に乏しいことは明白で・ある。本発明は上記に鑑み、
できるだけ簡単な構造を用いて、しかも従来法よりも測
定精度、安定性、信頼法において優れ、かつ経済的に有
利な張力・’圧縮力検出装置を提供することを目的とす
る。
この目的はロールチヨツクの底面とこの底面に対向する
ハウジングビームの上面の何れか一方をロール軸に平行
で水平面に対して傾斜させ、’かつ両面間に順次直径の
変化する円筒ころを介在させＪてロールチヨツクにか・
る圧延荷重の一部を片側のハウジングポストにて支持さ
せ、このハウジングポストに加わる圧力をロールチヨツ
クからハウジンクポストに至る力の伝達経路中に設けた
圧力検出器により測定して圧延中の材料に作用する張力
又は圧縮力を検出するようにして達成される。以下、本
発明による張力、圧縮力検出装置を図に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。第１図に示す圧延機において、
ハウジングポスト１およびハウジング下ビーム２はロー
ルチヨツク５，６を介して上下ロール３，４を支持する
。
ハウジングビームの上面の何れか一方をロール軸に平行
で水平面に対して傾斜させ、’かつ両面間に順次直径の
変化する円筒ころを介在させＪてロールチヨツクにか・
る圧延荷重の一部を片側のハウジングポストにて支持さ
せ、このハウジングポストに加わる圧力をロールチヨツ
クからハウジンクポストに至る力の伝達経路中に設けた
圧力検出器により測定して圧延中の材料に作用する張力
又は圧縮力を検出するようにして達成される。以下、本
発明による張力、圧縮力検出装置を図に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。第１図に示す圧延機において、
ハウジングポスト１およびハウジング下ビーム２はロー
ルチヨツク５，６を介して上下ロール３，４を支持する
。
一般の圧延機では下ロールチヨツク６とハウジングビー
ム２の間には水平かつ左右対称の支持治具が装入されて
いる。しかるに本発明の圧延機においては圧延材の入側
または出側にロールチヨツクを偏位させるようにロール
チヨツクの支持部７が図のように左右非対称の傾斜構造
となつている。この構造によつて前方張力・後方張力は
次のように検出される。今、圧延材が圧延されている状
態を考えると、当然ながら上下のロールに圧延荷重が発
生する。この荷重はロールチヨツクが傾斜面で支持され
ることによつて、傾斜している方向に水平分力（側面荷
重）を生ずる。側面荷重Ｔは傾斜角をθ、ロールチヨツ
クとハウジングビーム間の摩擦係数をμとすれば、で表
わされる。
ム２の間には水平かつ左右対称の支持治具が装入されて
いる。しかるに本発明の圧延機においては圧延材の入側
または出側にロールチヨツクを偏位させるようにロール
チヨツクの支持部７が図のように左右非対称の傾斜構造
となつている。この構造によつて前方張力・後方張力は
次のように検出される。今、圧延材が圧延されている状
態を考えると、当然ながら上下のロールに圧延荷重が発
生する。この荷重はロールチヨツクが傾斜面で支持され
ることによつて、傾斜している方向に水平分力（側面荷
重）を生ずる。側面荷重Ｔは傾斜角をθ、ロールチヨツ
クとハウジングビーム間の摩擦係数をμとすれば、で表
わされる。
そしてこの荷重Ｔは傾斜している側のロールチヨツク側
面とハウジングポストとの間に設置された圧力検出器８
によつて検出される。圧延荷重Ｐ。は圧延中、全長にわ
たつてほ〜一定の値を示すから、側面荷重Ｔはほ・゛一
定の値となる。次に圧延材の一端に外力が作用した場合
を考える。
面とハウジングポストとの間に設置された圧力検出器８
によつて検出される。圧延荷重Ｐ。は圧延中、全長にわ
たつてほ〜一定の値を示すから、側面荷重Ｔはほ・゛一
定の値となる。次に圧延材の一端に外力が作用した場合
を考える。
外力の作用に伴つて圧延荷重も変化するので、外力の作
用下の側面荷重は次のように表わされる。こ・にσｆ：
前方張力（符号は引張を正、圧縮を負とする）σｂ：後
方張力（ ″ Ｋ：材料の降伏応力、 Ａ，ｂ：定数θが微小角の
場合には（２）式は次のように近似される。
用下の側面荷重は次のように表わされる。こ・にσｆ：
前方張力（符号は引張を正、圧縮を負とする）σｂ：後
方張力（ ″ Ｋ：材料の降伏応力、 Ａ，ｂ：定数θが微小角の
場合には（２）式は次のように近似される。
実用的にはθ＝１〜１０゜，μ≦０．０１が推奨される
。
。
なおスキツドマークによる側面荷重の変動は（３）式の
第一項に起因するが、外力によるその変動は第二項、第
三項の方がはるかに大きいので、スキツドマークの影響
は相対的に小さくなる。第２図は片面傾斜支持部７の具
体的構造例を示す。同図ａは下ロールチヨツク底面に傾
斜板を固定した場合である。ハウジングビーム上面と傾
斜板との間には摩擦係数μを小さくするために順次・直
径の変化する円筒ころが複数個装入されており、ころの
逃げは傾斜板とビームの段付構造で防止されている。な
お、ころところの間はころがり摩擦係数を小さくするた
め、若干の隙間をもつて保持されている。支持部７の構
造はｂのようにビーム側を傾斜させても同効果を得る。
次に本発明の有効性を実験用圧延機での実施例によつて
説明する。
第一項に起因するが、外力によるその変動は第二項、第
三項の方がはるかに大きいので、スキツドマークの影響
は相対的に小さくなる。第２図は片面傾斜支持部７の具
体的構造例を示す。同図ａは下ロールチヨツク底面に傾
斜板を固定した場合である。ハウジングビーム上面と傾
斜板との間には摩擦係数μを小さくするために順次・直
径の変化する円筒ころが複数個装入されており、ころの
逃げは傾斜板とビームの段付構造で防止されている。な
お、ころところの間はころがり摩擦係数を小さくするた
め、若干の隙間をもつて保持されている。支持部７の構
造はｂのようにビーム側を傾斜させても同効果を得る。
次に本発明の有効性を実験用圧延機での実施例によつて
説明する。
直径２００ｍｍのオーバル孔型ロールを備えた圧延機を
用い、その下ロールチヨツク部分を第１図のごとく改造
し、ロール中央でモデル的に鉛角棒９の角→オーバル圧
延を行つた。第３図はアイドリングの状態から、無張力
圧延を行い、ひきつづき、前方張力さらに後方張力を加
え、再び無張力圧延させた際の圧力検出器８の出力を示
す。検出器の出力すなわち側面荷重は無張力時に基準荷
重Ｔ。を示し、前方張力下では減少してＴ１を、後方張
力下では増加してＴ２を示している。第４図は外力の大
きさを変えた場合の側面荷重の増減を示すが、本発明の
有効性が明瞭に認められる。上述の実施例は下ロールチ
ヨツクにおける場合であるが、類似の方法により、上ロ
ールチヨツクにおいても実施可能であり、また操作側・
駆動側の片方あるいは両方で実施してもよい。
用い、その下ロールチヨツク部分を第１図のごとく改造
し、ロール中央でモデル的に鉛角棒９の角→オーバル圧
延を行つた。第３図はアイドリングの状態から、無張力
圧延を行い、ひきつづき、前方張力さらに後方張力を加
え、再び無張力圧延させた際の圧力検出器８の出力を示
す。検出器の出力すなわち側面荷重は無張力時に基準荷
重Ｔ。を示し、前方張力下では減少してＴ１を、後方張
力下では増加してＴ２を示している。第４図は外力の大
きさを変えた場合の側面荷重の増減を示すが、本発明の
有効性が明瞭に認められる。上述の実施例は下ロールチ
ヨツクにおける場合であるが、類似の方法により、上ロ
ールチヨツクにおいても実施可能であり、また操作側・
駆動側の片方あるいは両方で実施してもよい。
また同じ原理の装置として支持面の双方を平行な傾斜面
とし、同じ直径の円筒ころを介在させることも考えられ
るが、本発明の装置は支持面の一方のみを傾斜面とすれ
ばよいため加工上の問題が少なくなる利益がある。本発
明による装置は、外力の大きさと方向を圧力検出器で直
接的に検知するため検出が確実であることと、圧力検出
器の設置個数を従来の半分に節減でき、かつその圧力検
出器が軽容量でよいので経済的であること、および支持
部の形成が容易であることなどの利点を有し、連続圧延
時の無張力制御圧延に限らず単独圧延機を含めての一定
張力の圧延にも非常に有効に利用できる。
とし、同じ直径の円筒ころを介在させることも考えられ
るが、本発明の装置は支持面の一方のみを傾斜面とすれ
ばよいため加工上の問題が少なくなる利益がある。本発
明による装置は、外力の大きさと方向を圧力検出器で直
接的に検知するため検出が確実であることと、圧力検出
器の設置個数を従来の半分に節減でき、かつその圧力検
出器が軽容量でよいので経済的であること、および支持
部の形成が容易であることなどの利点を有し、連続圧延
時の無張力制御圧延に限らず単独圧延機を含めての一定
張力の圧延にも非常に有効に利用できる。
第１図は本発明を用いた圧延機の概略構成図、第２図は
その支持部の二つの例を示す側面図、第３図は本発明を
用いた圧延実験における側面荷重の変化を示す線図、第
４図は側面荷重と外力との関係線図である。 １・・・・・・ハウジングポスト、２・・・・・・ハウ
ジング下ビーム、５，６・・・・・・ロールチヨツク、
７・・・・・・片面傾斜支持部、８・・・・・・圧力検
出器。
その支持部の二つの例を示す側面図、第３図は本発明を
用いた圧延実験における側面荷重の変化を示す線図、第
４図は側面荷重と外力との関係線図である。 １・・・・・・ハウジングポスト、２・・・・・・ハウ
ジング下ビーム、５，６・・・・・・ロールチヨツク、
７・・・・・・片面傾斜支持部、８・・・・・・圧力検
出器。
Claims (1)
- １ ロールチヨツクの底面とこの底面に対向するハウジ
ングビームの上面のいずれか一方をロール軸に平行で水
平面に対して傾斜させ、かつ両面間に順次直径が変化し
た複数の円筒ころを介在させて前記ロールチヨツクにか
かる圧延荷重の一部を片側のハウジングポストにて支持
させ、該ハウジングポストに加わる圧力を前記ロールチ
ヨツクから前記ハウジングポストに至る力の伝達経路中
に設けた圧力検出器により測定して圧延中の材料に作用
する張力又は圧縮力を検出するようにしたことを特徴と
する圧延中の材料に作用する張力又は圧縮力の検出装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53104704A JPS5953122B2 (ja) | 1978-08-28 | 1978-08-28 | 圧延中の材料に作用する張力又は圧縮力の検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53104704A JPS5953122B2 (ja) | 1978-08-28 | 1978-08-28 | 圧延中の材料に作用する張力又は圧縮力の検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5530684A JPS5530684A (en) | 1980-03-04 |
| JPS5953122B2 true JPS5953122B2 (ja) | 1984-12-24 |
Family
ID=14387861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53104704A Expired JPS5953122B2 (ja) | 1978-08-28 | 1978-08-28 | 圧延中の材料に作用する張力又は圧縮力の検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953122B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63137033U (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-08 |
-
1978
- 1978-08-28 JP JP53104704A patent/JPS5953122B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63137033U (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5530684A (en) | 1980-03-04 |
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