JPH02151310A - 圧延機における振動防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は圧延機における振動防止装置に係り、詳しくは
被圧延材の高速圧延時に発生する縦振動、特に数１０〜
２００Ｈｚ程度の周波数領域のチャタリングと称される
振動の発生を抑制するための技術に関するものである。

（背景技術） 圧延機においては、一対のワークロール間に被圧延材が
通過させられることによって、圧延が行なわれる。そし
て、その圧延に際しては、それら一対のワークロールに
対して、それぞれの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刃が作用させられ
る。

このような圧延機では、圧延速度が低い間は問題ないが
、圧延速度がある程度高くなると、チャタリングと呼ば
れる数１０〜２００Ｈｚ前後の縦振動が発生し、圧延材
に板厚不良が生じる。そこで、そのようなチャタリング
が生じた場合ミ従来にあっては、圧延速度を低下させて
そのチャタリングを抑制することが一般に行なわれてい
る。しかし、このような方法は、圧延速度の低下分だけ
圧延能率が低下し、生産性が低下してしまうため、望ま
しくない。

一方、これに対して、バックアップロールの端部を支持
するバックアップロールチョックに、鋼とネオブレンゴ
ムとを貼り付けたダンパを配設し、かかるダンパによっ
てチャタリングの発生を積極的に抑制する方法が提案さ
れている。このような方法によれば、圧延速度を低下さ
せることなくチャタリングの発生を抑制できるため、圧
延速度をより高速に維持して、より優れた生産性を得る
ことができるのである。

ところが、このようなダンパを用いた方法では、鋼やネ
オブレンゴムの寸法を調節して、ダンパの固有振動数を
チャタリングの固有振動数に対応させることが難しいと
いった問題があり、また十分な振動抑制効果を得るため
には、ダンパの重量および寸法を大きくしなければなら
ないため、設置上の制約があるといった問題もあった。

（解決課Ｂ） 本発明は、このような事情を背景として為されたもので
あり、その解決すべき課題とするところは、圧延速度を
低下させることなくチャタリングの発生を良好に抑制し
得る、圧延機の新規な振動防止装置を提供することにあ
る。

（解決手段） そして、その課題を達成するために、本発明にあっては
、前述の如き、被圧延材を挟圧して圧延を行なう一対の
ワークロールに対して、それぞれ、バックアップロール
を介して圧下刃を作用せしめるようにした圧延機におい
て、バックアップロールの端部を支持するバックアップ
ロールチョックと圧延機のハウジングとの間、若しくは
一対のワークロールに対応するバックアップロールのバ
ックアップロールチリツク間に、液圧シリンダ手段を配
設すると共に、かかる液圧シリンダ手段に対して所定圧
力の作動液を供給する作動液供給手段を設け、更にそれ
ら作動液供給手段と液圧シリンダ手段との間にオリフィ
ス手段を介装して、その液圧シリンダ手段における作動
液の変化量をオリフィス手段にて制限せしめるようにし
たのである。

（作用） このような構成の振動防止装置においては、液圧シリン
ダ手段における作動油の流量係数をＣ１その作動油の密
度をρ、液圧シリンダ手段のラム速度をＶ、全液圧シリ
ンダ手段の総断面積をＡ、全オリフィス手段の総断面積
をａ、重量加速度をｇとすると、液圧シリンダ手段のラ
ムの変位、すなわちバックアップロールおよびワークロ
ールの変位に伴って、その変位を抑制するように、近似
的に下式で示される如き大きさの圧力変化：ΔＰが各液
圧シリンダ手段に惹起される。

つまり、この式から明らかなように、バックアップロー
ルおよびワークロールが速度：Ｖで縦方向に変位しよう
とすると、その変位を阻止する方向に、その速度：Ｖの
２乗に比例した抗力（ΔＰ）が発生するのであり、この
抗力に基づいて、バックアップロールおよびワークロー
ルの縦方向の変位が抑制され、ひいては圧延機の縦振動
、特に数１０〜２００Ｈｚ程度の縦振動であるチャタリ
ングの発生が抑制されるのである。

（実施例） 以下、本発明をより一層具体的に明らかにするために、
その実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

先ず、第１図には、本発明に従う振動防止装置を備えた
圧延機が示されている。そこにおいて、２．２は、ワー
クロールであって、被圧延材４を挟圧して圧延するｋめ
のものであり、ワークロールチヨック６でそれぞれの端
部を支持されてハウジング８に保持されている。そして
、それらワークロール２．２のそれぞれの背面に当接す
る状態で、それぞれの端部をバックアップロールチョッ
ク１０で支持されて、一対のバックアップロール１２．
１２が配設されており、圧下装置としての圧下シリンダ
１４からバックアップロールチッッり１０に加えられた
圧下刃が、バックアップロール１２を介して、ワークロ
ール２に作用せしめられるようになっている。なお、１
６は、圧延圧力を検出するための圧力検出器である。

ここで、バックアップロール１２の端部を支持する各バ
ックアップロールチョック１０と該バックアップロール
チョック１０を上下に移動可能に保持するハウジング８
との間には、上下の両バックアップロール１２，１２を
互いに離隔させる方向に付勢する状態で、液圧シリンダ
手段としての一対の油圧シリンダ１８．１８がそれぞれ
設けられており、第２図に示されているように、それら
油圧シリンダ１８のシリンダ室２０に対して、給油口２
２を通じて、図示しないリリーフバルブで所定圧力に設
定された作動油が常時供給せしめられるようになってい
る。そして、そのシリンダ室２０の給油口２２に、その
シリンダ室２０の断面積に比して十分小さい断面積のオ
リフィス２４が設けられ、各油圧シリンダ１日のシリン
ダ室２０に対してそのオリフィス２４を通じて作動油が
供給せしめられるようになっている。換言すれば、油圧
シリンダ１８のシリンダ室２０の作動油の変化量（変化
速度）がオリフィス２４によって制限されるようになっ
ているのである。

このような圧延機においては、油圧シリンダ１Ｂのラム
２６、ひいてはバックアップロール１２およびワークロ
ール２が、速度：■で上下に変位しようとすると、各油
圧シリンダ１８のシリンダ室２０に、その変位を規制す
るように、下記（１）式で近似される圧力変化：ΔＰが
惹起される。そして、その結果、バックアップロール１
２およびワークロール２の変位が抑制され、チャタリン
グの発生が抑制されて、より高速での圧延が可能となる
。

〔ただし、Ｃ：作動油の流量係数 ρ：作動油の密度 Ａ：全油圧シリンダ１８の総断面積 ａ：全オリフィス２４の総断面積 ｇ；重量加速度〕 ところで、このような圧延機において発生する数１０〜
２００）１ｚ程度の周波数域の縦振動であるチャリング
は、圧延機の縦振動と被圧延材の張力変化の相互干渉に
よる自動振動であると考えられる（Ｔａｍｉｙａ外Ｈ’
Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｃｈａｔｔｅｒｉｎｇ　ｐｈ
ｅｎ。

ｌ１ｅｎｏｎ　ｉｎ　ｃｏｌｄ　ｒｏｌｌｉｎｇ’ＨＰ
ｒｏｃ、ｏｆ　Ｉｎｔ、　Ｃｏｎｆ。

ｏｎ　５ｔｅｅｌ　Ｒｏｌｌｉｎｇ、　ｌ５ＩＪ（１９
８０）１１９１頁参照）。従って、圧延材（圧延後の被
圧延材）の板厚偏差が所定の大きさとなる変位をバック
アップロール（ワークロール）に与えて、その後の板厚
偏差が自動振動になるかどうかでチャタリングの発生の
有無を判断するようにすれば、チャタリングの発生の有
無をシミュレーションすることができる。

第３図および第４図には、このような考えに基づいて、
第１図の圧延機および第１図の圧延機から油圧シリンダ
１８を省略した構造の圧延機について、それぞれチャタ
リングの発生の有無をシミュレーションした結果が示さ
れている。より具体的には、第３図には、第１図に示す
圧延機において、油圧シリンダ１８の総断面積：Ａを３
００ｃｄに設定すると共に、油圧シリンダ１８の総断面
積：Ａに対するオリフィス２４の総断面積：ａの比率（
ａ／Ａ）を（１／９０００）に設定し、更に圧延速度を
１５００ｍ／分に設定した条件下で、圧延材の板厚偏差
が１μｍとなるようにバックアップロール１２に変位を
与えた後の圧延材の板厚偏差の変動状態を求めたシミュ
レーシッン結果が示されており、また第４図には、第１
図の圧延機から油圧シリンダ１８を省略した構造の圧延
機において、圧延速度を１３００ｍ／分に設定した条件
下で、圧延材の板厚偏差が１μｍとなるようにバックア
ップロール１２に変位を与えた後の圧延材の板厚偏差の
変動状態を求めたシミュレーシッン結果が示されている
。

それらの図から明らかなように、本実施例の振動防止装
置を備えていない従来の圧延機においては（第４図）、
１３００ｍ／分の比較的低い圧延速度で自励振動（チャ
タリング）が生じているのに対し、本実施例の振動防止
装置を備えた圧延機においては（第３図）、それよりも
高い１５００ｍ／分の圧延速度にも拘わらず、板厚偏差
が時間と共に減衰して、自助振動（チャタリング）が発
生しないことが認められるのであり、これにより、本実
施例の振動防止装置の採用によってチャタリングを良好
に抑制でき、圧延速度を向上して、生産性を向上できる
ことが認識できるのである。

なお、前記（１）弐から明らかなように、チャタリング
に対する抑制効果を高めるためには、油圧シリンダ１８
のシリンダ室２０の総断面積：Ａに対するオリフィス２
４の総断面積：ａの比率（ａ／Ａ）をできるだけ小さく
設定することが望ましく、例えば油圧シリンダ１８のシ
リンダ室２０の総断面積：Ａが３００ｃ−程度の場合に
は、上記比率（ａ／Ａ）が１１５０００程度以下となる
ように、オリフィス２４の総断面積：ａを設定すること
が望ましい。

また、前記オリフィス２４の開口径（断面積）を固定と
した場合には、ロール交換時等において、油圧シリンダ
１８のシリンダ室２０に対する作動油の給排時間が著し
く長くなる。従って、かかるロール交換時等において、
シリンダ室２０への作動油の給排時間を短縮できるよう
に、オリフィス２４の開口径は可変とすることが望まし
く、また抑制対象とするチャタリングの特性等に応じて
開口径を適正な大きさに設定する上においても、オリフ
ィス２４の開口径を可変とすることが望ましい。また、
オリフィス２４をバイパスする状態で大口径の給排管を
設け、ロール交換時等においては、かかる大口径の給排
管を通じて油圧シリンダ１８のシリンダ室２０に作動油
を給排させるようにすることも可能である。

さらに、油圧シリンダ１８は、ワークロール２゜２を挟
んで対向するバックアップロールチョック１２．１２間
に直接介在させるようにしてもよい。

このようにしても、チャタリングの発生を良好に抑制で
きるのである。

その他、具体例を一々列挙することは割愛するが、本発
明が、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々なる
変更、修正、改良等を施した態様で実施できることは、
言うまでもないところである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従う振動防止
装置を圧延機に採用すれば、縦振動の発生、特に数１０
〜２００Ｈｚ程度の縦振動であるチャタリングの発生を
、圧延速度を低下させることなく、良好に抑制すること
が可能となるのであり、それ故、従来の圧延機よりも圧
延速度を高速化して、圧延能率、更には生産性を大幅に
向上させることが可能となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う振動防止装置を備えた圧延機の
一例を説明するための正面図であり、第２図は、第１図
の圧延機における液圧シリンダ手段としての油圧シリン
ダを説明するための断面図である。第３図は、第１図の
圧延機を対象としたチャタリングの発生の有無について
のシミュレーション結果を示すものであり、第４図は、
第°１図の圧延機から液圧シリンダ手段としての油圧シ
リンダを取り除いた構造の圧延機を対象としたチャタリ
ングの発生の有無についてのシミュレーション結果を示
すものである。 ２：ワークロール　　　４：被圧延材 ８：ハウジング １０：バックアップロールチョック １２：バックアップロール １８：油圧シリンダ（液圧シリンダ手段）２４ニオリフ
イス 出願人　住友軽金属工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被圧延材を挟圧して圧延を行なう一対のワークロールに
   対して、それぞれ、バックアップロールを介して圧下刃
   を作用せしめるようにした圧延機において、 該バックアップロールの端部を支持するバックアップロ
   ールチョックと圧延機のハウジングとの間、若しくは前
   記一対のワークロールに対応するバックアップロールの
   バックアップロールチョック間に、液圧シリンダ手段を
   配設すると共に、かかる液圧シリンダ手段に対して所定
   圧力の作動液を供給する作動液供給手段を設け、更にそ
   れら作動液供給手段と液圧シリンダ手段との間にオリフ
   ィス手段を介装して、該液圧シリンダ手段における作動
   液の変化量を該オリフィス手段にて制限せしめるように
   したことを特徴とする圧延機における振動防止装置。