JPH0347930B2 - - Google Patents

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JPH0347930B2
JPH0347930B2 JP61081079A JP8107986A JPH0347930B2 JP H0347930 B2 JPH0347930 B2 JP H0347930B2 JP 61081079 A JP61081079 A JP 61081079A JP 8107986 A JP8107986 A JP 8107986A JP H0347930 B2 JPH0347930 B2 JP H0347930B2
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JP
Japan
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air
pilger
pressure
inertial force
crankshaft
Prior art date
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Application number
JP61081079A
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Japanese (ja)
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JPS62238007A (en
Inventor
Muneharu Takahashi
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62238007A publication Critical patent/JPS62238007A/en
Publication of JPH0347930B2 publication Critical patent/JPH0347930B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B21/00Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
    • B21B21/005Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills with reciprocating stand, e.g. driving the stand

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Actuator (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、継目無鋼管等を製造するためのピル
ガー式圧延機の慣性力バランス装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inertial force balance device for a Pilger rolling mill for manufacturing seamless steel pipes and the like.

〔従来の技術とその問題点〕[Conventional technology and its problems]

一般に、ピルガーミルロールを装着したピルガ
ー式圧延機は、例えば、特公昭51−43472号公報
で示されているごとく、特殊なキヤリパーをもつ
た一対のピルガーミルロールとマンドレルロツド
との間で素管を圧延し、継目無鋼管を製造する。
その構成および動作は、第2図に示す、一般に実
用化されている従来のピルガー式圧延機の模式図
で説明すれば、主モータにより回転されるクラン
ク軸2に、クランクアーム3および扇形バランサ
4を固着し、該クランクアーム3にコンロツド5
およびVバランサ用コンロツド6をそれぞれ連結
し、該コンロツド5の先端に、一対のピルガーミ
ルロール7,7を装着したピルガーミルスタンド
8を連結するとともに、前記Vバランサ用コンロ
ツド6の先端にVバランサ6′を吊下する。
In general, a Pilger type rolling mill equipped with Pilger mill rolls has a special caliper between a pair of Pilger mill rolls and a mandrel rod, as shown in Japanese Patent Publication No. 51-43472. The raw pipe is rolled to produce seamless steel pipe.
Its structure and operation can be explained using the schematic diagram of a conventional Pilger type rolling mill that is generally in practical use as shown in FIG. and attach the connecting rod 5 to the crank arm 3.
A pilger mill stand 8 equipped with a pair of pilger mill rolls 7, 7 is connected to the tip of the connecting rod 5, and a connecting rod 6 for the V balancer is connected to the tip of the connecting rod 5. Suspend the balancer 6'.

そして、主モータでクランク軸2を回転速度ω
で定速回転させると、クランクアーム3およびコ
ンロツド5を介して、ピルガーミルスタンド8が
往復動する。その結果、ピルガーミルロール7
は、図示しないラツクとピニオンにより回転し、
素管を圧延する。これを更にいえば、ピルガーミ
ルロール7が回転し、マンドレルロツドを挿入し
た素管が前進すると、該ロール7が素管にかみ込
み、更に該ロール7が回転すると、素管は仕上げ
寸法に迄圧延され、次いで、素管は該ロール7の
接触より離れる。一方、素管は、該ロール7によ
り圧延されている間は停止するが、素管が該ロー
ル7から自由になると同時に前進する。
Then, the main motor rotates the crankshaft 2 at a rotational speed ω
When rotated at a constant speed, the pilger mill stand 8 reciprocates via the crank arm 3 and connecting rod 5. As a result, Pilger Mill Roll 7
is rotated by a rack and pinion (not shown),
Roll the raw pipe. To put this further into perspective, when the pilger mill roll 7 rotates and the raw tube into which the mandrel rod is inserted moves forward, the roll 7 bites into the raw tube, and when the roll 7 rotates further, the raw tube has the finished size. The raw tube is then rolled away from the contact of the rolls 7. On the other hand, the raw tube stops while being rolled by the rolls 7, but moves forward as soon as it becomes free from the rolls 7.

かかるごとく、従来の実用化されているピルガ
ー式圧延機は、ピルガーミルロール7を装着した
ピルガーミルスタンド8を強大な力で往復動させ
るためにクランク機構を採用しており、該クラン
ク運動により誘発される、往復動の慣性力およ
び、慣性力による偶力によつて、アンバランスが
発生するが、このアンバランスをなくすため、前
記のごとく、扇形バランサ4およびVバランサ
6′を設けている。
As described above, the Pilger type rolling mill that has been put into practical use in the past employs a crank mechanism to reciprocate the Pilger mill stand 8 on which the Pilger mill roll 7 is mounted, with great force. An unbalance occurs due to the inertial force of the reciprocating motion induced by the inertial force and the couple due to the inertial force. In order to eliminate this unbalance, the fan-shaped balancer 4 and the V-balancer 6' are provided as described above. There is.

ところが、従来のピルガー式圧延機では、かか
る扇形バランサ4およびVバランサ6′の装着に
起因して、次のごとく不都合が生じている。すな
わち、(1)扇形バランサ4およびVバランサ6′を
装着しているため、大型化する。(2)扇形バランサ
4およびVバランサ6′では、クランク軸2の回
転速度ωにもとづく一次の項(周知の、往復動の
慣性力を表す一般式における一次の項をいう。以
下同じ)のアンバランスはなくすことができる
が、高次の項のアンバランスがなくせない。その
高次の項のアンバランスを小さくしようとすれ
ば、クランクアーム3の長さRとコンロツド5の
長さLの比を小さくしなければならないため、コ
ンロツド5の長さLが大きくなり、装置全体が大
型化する。(3)クランク軸2の回転速度ωの高次の
項のアンバンランスが消去できないため、本来、
ωの2乗に比例する大なる慣性力をコンロツド5
やクランク軸2等で受けているため、高速化すれ
ば、この慣性力に耐える構造は非現実的なものと
なり、したがつて、高速化には限界がある。(4)V
バランサ6′を備えるため、例えば、φ260mmの素
管を冷延するためのピルガーミル圧延機は、深さ
約8mの基礎工事を必要とし、ひいては、Vバラ
ンサ6′回りのメンテナンスも困難となる。
However, in the conventional Pilger type rolling mill, the following disadvantages occur due to the installation of the fan-shaped balancer 4 and the V-balancer 6'. That is, (1) the fan-shaped balancer 4 and the V-balancer 6' are installed, which increases the size. (2) In the fan-shaped balancer 4 and the V-balancer 6', the first-order term (the first-order term in the well-known general formula expressing the inertia force of reciprocating motion; the same applies hereinafter) based on the rotational speed ω of the crankshaft 2 is used. Balance can be eliminated, but unbalance in higher order terms cannot be eliminated. In order to reduce the unbalance of the higher-order terms, the ratio between the length R of the crank arm 3 and the length L of the connecting rod 5 must be reduced, so the length L of the connecting rod 5 becomes large and the equipment The whole becomes larger. (3) Since the imbalance of higher-order terms of the rotational speed ω of the crankshaft 2 cannot be eliminated, originally,
Connecting rod 5 generates a large inertial force proportional to the square of ω.
If the speed increases, a structure that can withstand this inertial force becomes unrealistic, and therefore there is a limit to how high the speed can be increased. (4)V
Because the balancer 6' is provided, for example, a Pilger mill rolling mill for cold-rolling a φ260 mm raw pipe requires foundation work approximately 8 m deep, which in turn makes maintenance around the V-balancer 6' difficult.

一方、一対のピルガーミルロールを装着したピ
ルガーミルスタンドを往復動させるピルガー式圧
延機において、該ピルガーミルスタンドにエアシ
リンダのピストンロツドを連結し、該ピストンロ
ツドに連結されたピストンの両側に圧縮エアを供
給して、該ピルガーミルスタンドの往復動の慣性
力をバランスさせようとする慣性力バランス法が
提案されている(英国特許第1355733号明細書参
照)。
On the other hand, in a Pilger type rolling mill that reciprocates a Pilger mill stand equipped with a pair of Pilger mill rolls, a piston rod of an air cylinder is connected to the Pilger mill stand, and compressed air is applied to both sides of the piston connected to the piston rod. An inertial force balancing method has been proposed in which air is supplied to balance the inertial force of the reciprocating motion of the pilger mill stand (see British Patent No. 1355733).

しかしながら、かかる提案を試験したところ、
第3図示のごとく、該往復動の慣性力(実線)
と、ピルガーミルスタンドを連結したエアシリン
ダの圧縮エアの圧力(破線)とは、これらの最大
値を一致させても、刻々と変化する回転角に対す
る、慣性力の変化と圧縮エアの圧力の変化とは一
致せず、つまり、両者はバランスされていないこ
とが判明し、前記提案のみでは、実用的なピルガ
ー式圧延機にそのまま適用できない。
However, when testing such proposals,
As shown in Figure 3, the inertial force of the reciprocating motion (solid line)
and the compressed air pressure (dashed line) of the air cylinder connected to the Pilger mill stand. It was found that the changes do not match, that is, the two are not balanced, and the above proposal alone cannot be applied as is to a practical Pilger type rolling mill.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで本発明は、従来技術のかかる問題点を解
消するため創作されたもので、すなわち、ピルガ
ーミルスタンドにエアシリンダを装着し、該ピル
ガーミルスタンドの往復動の慣性力を、該エアシ
リンダの封入されたエアの圧力でバランスさせる
に当り、ピルガーミルスタンドを往復動させるク
ランク軸の回転角及び回転角速度に対する、慣性
力の変化と圧縮エアの圧力の変化とを一致させて
完全にバランスさせようとするピルガー式圧延機
のバランス装置を提供することにある。
Therefore, the present invention was created to solve the problems of the prior art. Specifically, an air cylinder is attached to a pilger mill stand, and the inertia of the reciprocating motion of the pilger mill stand is transferred to the air cylinder. When balancing the pressure of the sealed air, the changes in inertia force and the pressure of the compressed air are perfectly balanced with respect to the rotational angle and rotational angular velocity of the crankshaft that reciprocates the pilger mill stand. The object of the present invention is to provide a balance device for a Pilger type rolling mill.

実施例 以下、本発明の構成を第1図に示す実施例によ
り詳細に説明する。なお、第2図示の従来例と同
一部分には同一符号を示し、その説明を省略す
る。
Embodiment Hereinafter, the structure of the present invention will be explained in detail with reference to the embodiment shown in FIG. Note that the same parts as in the conventional example shown in the second figure are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

〔基本的制御〕[Basic control]

本実施例は、素管φ260mmの継目無鋼管を冷延
し、往復動の慣性力が約60TON発生する、いわ
ゆる大型のピルガー式圧延機に好適であるが、そ
の概要は、ピルガーミルスタンド8の往復動の慣
性力を、該ピルガーミルスタンド8に連結したエ
アシリンダ9に封入されたエアの圧力でバランス
させるに当り、クランク軸の回転角及び回転角速
度に対する慣性力の変化と圧縮エアの変化とを一
致させてバランスさせようとするものであるか
ら、先ず、ピルカーミルスタンド8の往復動の回
転角θに対する最大慣性力と、エアピストン10
の初期ストロークエンドにおける圧縮エアの圧力
とをバランスさせる。
This example is suitable for a so-called large Pilger rolling mill that cold-rolls seamless steel pipes with a diameter of 260 mm and generates approximately 60 TON of inertia during reciprocating motion. In order to balance the inertial force of the reciprocating motion of the Pilger mill stand 8 with the pressure of the air sealed in the air cylinder 9 connected to the Pilger mill stand 8, the change in inertial force with respect to the rotational angle and rotational angular velocity of the crankshaft and the change in compressed air First, the maximum inertia force with respect to the rotation angle θ of the reciprocating motion of the Pilker mill stand 8 and the air piston 10 are to be balanced.
Balance the pressure of the compressed air at the initial stroke end.

ところで、周知のごとく、エアバネとして使用
されるエアピストンにおいて、任意のストローク
における荷重を表す一般の式から、今、 A:エアシリンダ9の有動面積 P0:エアシリンダ9の初期圧力 l0:エアピストン10の初期ボリユーム相当長 とすれば、エア圧縮は断熱圧縮とし、かつ、クラ
ンク軸2の回転速度ωを一定とした場合には、 P0lk 0=Pw{l0−(s−x)}k …… が導かれる。
By the way, as is well known, in an air piston used as an air spring, from the general formula expressing the load at a given stroke, A: Active area of the air cylinder 9 P 0 : Initial pressure of the air cylinder 9 l 0 : If the length is equivalent to the initial volume of the air piston 10, the air compression is adiabatic compression, and the rotational speed ω of the crankshaft 2 is constant, then P 0 l k 0 = Pw{l 0 −(s− x)} k ... is derived.

なお、ここで、k:ポリトロープ指数 Pw:エアシリンダ9の任意の位置における圧力 s:ピルガーミルスタンド8の変位 x:油圧シリンダ12の中立よりの変位 とする。 In addition, here, k: polytropic index Pw: Pressure at any position of air cylinder 9 s: displacement of pilger mill stand 8 x: Displacement of hydraulic cylinder 12 from neutral shall be.

一方、第1図において、ピルガーミルスタンド
8はエアピストンロツド11を介して、エアピス
トン10と連結されており、該エアピストン10
のエア体積は、油圧シリンダ12を作動し調整で
きるから(詳細は後記)、該油圧シリンダ12を
作動すれば、ピルガーミルスタンド8を往復動す
るクランク軸2の回転角θに対する最大慣性力
と、エアピストン10の初期ストロークエンドに
おける圧縮エアの圧力Pmaxとがバランスできる
のである。
On the other hand, in FIG. 1, the pilger mill stand 8 is connected to an air piston 10 via an air piston rod 11.
Since the air volume can be adjusted by operating the hydraulic cylinder 12 (details will be described later), by operating the hydraulic cylinder 12, the maximum inertial force and the rotation angle θ of the crankshaft 2 reciprocating in the pilger mill stand 8 can be adjusted. , the compressed air pressure Pmax at the initial stroke end of the air piston 10 can be balanced.

そこで、油圧シリンダ12を作動して、エアピ
ストン10の初期ボリユーム相当長l0を決めるた
め、前記慣性力と、前記圧力Pmaxとを Pmax=−M/A(s¨)max+P0 …… とすればよい。ここでM:ピルガーミルスタンド
8の重量 そして、x=0、s=RのときのPwをPmax
とすれば、式より、回転速度ω一定の前提をと
れば、 l0=Pmax1/k・R/Pmax1/k−P0…… このl0を第1図における位置指令演算部13で
計算し、その得られた信号j1で油圧シリンダ1
2を作動させればよい。
Therefore, in order to operate the hydraulic cylinder 12 and determine the initial volume-equivalent length l0 of the air piston 10, the inertia force and the pressure Pmax are set as Pmax=-M/A(s¨)max+ P0 ... Bye. Here, M: weight of Pilger mill stand 8, and Pw when x=0, s=R is Pmax
Then, from the formula, assuming that the rotational speed ω is constant, l 0 = Pmax 1/k・R/Pmax 1/k −P 0 ... This l 0 is calculated by the position command calculation unit 13 in FIG. Hydraulic cylinder 1 with the obtained signal j1
2 should be activated.

ところが回転速度ωが一定の場合でも、前記の
ごとく、変化する回転角θについての刻々と慣性
力は変化し、その変化と圧縮エアの圧力の変化と
は一致しないから、本実施例では、刻々と変化す
る回転角θに対応して、完全にバランスさせるた
め、回転角θに応じ油圧シリンダ12を作動さ
せ、圧縮エアのエア体積、つまり圧力を調整する
ものである。
However, even when the rotational speed ω is constant, the inertial force changes moment by moment as the rotation angle θ changes, as described above, and this change does not match the change in the compressed air pressure. In order to achieve complete balance, the hydraulic cylinder 12 is operated in accordance with the rotation angle θ, and the air volume, that is, the pressure of the compressed air is adjusted in accordance with the rotation angle θ.

そのため、油圧シリンダ12に、クランク軸2
の回転角θに応じた変位指令値Xを与える。すな
わち、変位指令値xは、式において、x=Xと
すれば、 X=s−l0(Pw1/k−P0 1/k/Pw1/k …… 但し 、 Pw=−Ms¨/A+P0 …… によつて得られる。
Therefore, the crankshaft 2 is attached to the hydraulic cylinder 12.
A displacement command value X is given according to the rotation angle θ. In other words, the displacement command value x is expressed as follows : If x = X in the formula , then It is obtained by A+P 0 ....

よつて、、式を演算するには、クランク軸
2に付設されたパルスジエネレータ28により検
出される回転角速度および回転角θを位置指令演
算部13に与えて演算し、その信号j1で油圧シリ
ンダ12を作動させ、所定の圧縮エアのエア体
積、つまり圧力が得られるのである。
Therefore, in order to calculate the formula, the rotational angular velocity and rotational angle θ detected by the pulse generator 28 attached to the crankshaft 2 are given to the position command calculation unit 13, and the signal j1 is used to calculate the rotational angular velocity and the rotational angle θ. 12 is activated to obtain a predetermined air volume, or pressure, of compressed air.

次に、以上の概略を第1図に基づいて補足説明
する。すなわち、エアシリンダ9にはエアピスト
ン10を挟んで両側に、往動室である前室14、
復動室であるる後室15を形成し、各室14,1
5に、第1エアサブシリンダ16と第2エアサブ
シリンダ17をそれぞれ連通している。これら第
1および第2エアサブシリンダ16,17に共通
のロツド18を貫通し、該ロツド18にそれぞれ
のピストンを固着する。該ロツド18の中央に
は、前記油圧シリンダ12の油圧ピストン19を
固着する。該油圧ピストン19に油圧力を与える
ため、該油圧ピストン19の両側に連通するサー
ボ弁20を設けている。なお、21は油圧源を示
す。
Next, the above-mentioned outline will be supplementarily explained based on FIG. 1. That is, the air cylinder 9 has a front chamber 14, which is a forward movement chamber, on both sides of the air piston 10.
A rear chamber 15 which is a double movement chamber is formed, and each chamber 14,1
5, the first air sub-cylinder 16 and the second air sub-cylinder 17 are communicated with each other. A common rod 18 is passed through the first and second air sub-cylinders 16 and 17, and each piston is fixed to the rod 18. A hydraulic piston 19 of the hydraulic cylinder 12 is fixed to the center of the rod 18. In order to apply hydraulic pressure to the hydraulic piston 19, servo valves 20 communicating with both sides of the hydraulic piston 19 are provided. Note that 21 indicates a hydraulic pressure source.

前記エアシリンダ9の前室14および後室15
にはチエツク弁22、リリーフ弁23および減圧
弁24、更には、低圧エア減25を備えたエア回
路26が付設されている。したがつて、ピルガー
ミルスタンド8が往復動すると、それに伴つてエ
アピストン10も往復動し、前室14および後室
15、これら室14,15とそれぞれ連通した第
1および第2エアサブシリンダ16,17内の低
圧にセツトされ封入された初期圧力P0のエアを
それぞれ圧縮する。その圧縮エアの圧力をエアバ
ネとして、ピルガーミルスタンド8の往復動の慣
性力がバランスできる。(第3図2点鎖線参照)。
Front chamber 14 and rear chamber 15 of the air cylinder 9
is equipped with a check valve 22, a relief valve 23, a pressure reducing valve 24, and an air circuit 26 with a low pressure air reducer 25. Therefore, when the Pilger mill stand 8 reciprocates, the air piston 10 also reciprocates, causing the front chamber 14 and the rear chamber 15, and the first and second air sub-cylinders communicating with these chambers 14 and 15, respectively. The air at the initial pressure P 0 that is set to a low pressure and sealed in the chambers 16 and 17 is compressed. Using the pressure of the compressed air as an air spring, the inertia of the reciprocating movement of the pilger mill stand 8 can be balanced. (See the two-dot chain line in Figure 3).

〔バランス精度向上〕[Improved balance accuracy]

次に、本実施例では、前記の理論計算値を次の
ごとく補正し、バランス精度を向上させている。
すなわち、パルスジエネレータ28から検出され
た回転角速度および回転角θにおける慣性力が算
出できるから、その値をエアシリンダ9の有効面
積Aで割れば、所定の圧縮エア圧力が得られる。
すなわち、慣性力バランス圧力演算部29でこれ
を演算し、その時に必要な圧縮エアの慣性力バラ
ンス圧力を得ることができる。その慣性力バラン
ス圧力値j2を、アンプ30へ与える。一方、前室
14または、後室15の実際の圧縮エアの圧力を
検出する圧力検出器31で、切換スイツチ32を
介して得られた実測圧力を検出し、その実測圧力
値j3をフイードバツク信号としてアンプ30に与
え、これと慣性力バランス圧力値j2とを比較し、
その差を補正信号として、前記位置指令値Xを与
えるアンプ33に与え、慣性力バランスの精度を
向上している。
Next, in this embodiment, the above-mentioned theoretically calculated values are corrected as follows to improve the balance accuracy.
That is, since the rotational angular velocity detected from the pulse generator 28 and the inertia force at the rotational angle θ can be calculated, by dividing the value by the effective area A of the air cylinder 9, a predetermined compressed air pressure can be obtained.
That is, the inertia force balance pressure calculating section 29 calculates this, and the inertia force balance pressure of the compressed air required at that time can be obtained. The inertial force balance pressure value j2 is given to the amplifier 30. On the other hand, the pressure detector 31 that detects the actual compressed air pressure in the front chamber 14 or the rear chamber 15 detects the actual pressure obtained via the changeover switch 32, and uses the actual pressure value j3 as a feedback signal. and compare it with the inertia force balance pressure value j2,
The difference is applied as a correction signal to the amplifier 33 that provides the position command value X, thereby improving the accuracy of the inertial force balance.

また、コンロツド5に張力検出器34を装着
し、そのフイードバツクゲインKccを補正信号j4
として前記アンプ33にフイードバツクし、か
つ、ロツド18の位置検出器34により、ロツド
18の位置を検出してフイードバツクゲインkfの
補正信号j5としてアンプ33へ与え、ピルガーミ
ルスタンド8の往復動の摩擦力等を考慮した、慣
性力バランスの精度を向上している。
In addition, a tension detector 34 is attached to the cooking rod 5, and its feedback gain Kcc is used as a correction signal j4.
The position of the rod 18 is detected by the position detector 34 of the rod 18, and is applied to the amplifier 33 as a correction signal j5 with a feedback gain kf. The accuracy of the inertial force balance has been improved, taking into account frictional forces, etc.

〔回転速度ωの変更〕[Change of rotation speed ω]

本実施例では、クランク軸2の回転速度ωを変
化させて運転することができる。すなわち、サー
ボ弁20を回転速度ωにより制御することで、油
圧ピストン19を所定の位置に位置させ、第1お
よび第2エアサブシリンダ16,17のエア体積
を変更させ、ひいては、エアシリンダ9の前室1
4および後室15のエア体積が変更でき、つま
り、圧縮エアの圧力を変更できる。そこで、サー
ボ弁20を制御するには、クランク軸2に付設さ
れたパルスジエネレータ28から検出した回転角
速度に基づく、前記信号J1をサーボ弁20へ与え
ることにより所定の回転角速度に応じたエアシリ
ンダ9のエア体積を得ることができる。そして、
例えば、次のような場合に回転速度ωを変えて運
転する。すなわち、φ260mmの素管を冷延するに
当り、多数の素管を直列状にして連続して圧延す
る場合、各素管の始端および末端において、ωを
最大値の例えば130rpmから、70rpmに下げて圧
延し、その部分の割れを防止する場合である。し
たがつて、本実施例では、最大回転速度ωmaxが
得られるエアシリンダ9を設定さえしておけば、
それ以下の回転速度ωは適宜変更でき、それに応
じた圧縮エアの圧力が得られる。
In this embodiment, the engine can be operated by changing the rotational speed ω of the crankshaft 2. That is, by controlling the servo valve 20 using the rotational speed ω, the hydraulic piston 19 is positioned at a predetermined position, the air volume of the first and second air sub cylinders 16 and 17 is changed, and the air volume of the air cylinder 9 is changed. Front room 1
4 and the rear chamber 15 can be changed, that is, the pressure of compressed air can be changed. Therefore, in order to control the servo valve 20, the signal J1, which is based on the rotation angular velocity detected from the pulse generator 28 attached to the crankshaft 2, is applied to the servo valve 20 to control the air cylinder according to a predetermined rotation angular velocity. 9 air volumes can be obtained. and,
For example, the rotational speed ω is changed in the following cases. In other words, when cold rolling a φ260 mm raw pipe, if a large number of raw pipes are serially rolled and rolled continuously, ω is lowered from the maximum value of, for example, 130 rpm to 70 rpm at the start and end of each raw pipe. This is a case where the material is rolled to prevent cracking in that area. Therefore, in this embodiment, as long as the air cylinder 9 that can obtain the maximum rotational speed ωmax is set,
The rotational speed ω below this can be changed as appropriate, and the compressed air pressure can be obtained accordingly.

なお、本実施例は継目無鋼管を圧延する、いわ
ゆる大型のピルガー式圧延機(Cold Reducing
Tube Mill)で説明したが、本発明はこれに限ら
ず、例えば鋼板用や棒鋼用ピルガー式圧延機に適
用してもよい。また、前室と後室を形成するエア
シリンダは1個が、望ましいが別個のエアシリン
ダで形成させてもよい。
This example uses a so-called large Pilger rolling mill (Cold Reducing Mill) that rolls seamless steel pipes.
However, the present invention is not limited thereto, and may be applied to, for example, a Pilger type rolling mill for steel plates or steel bars. Further, although it is preferable that one air cylinder forms the front chamber and the rear chamber, separate air cylinders may be used to form the front chamber and the rear chamber.

本発明の別の実施例として、第4図に示すよう
なマスアンバランサを併用してクランク軸2に装
着すれば、エアシリンダ等制御系を小系変するこ
とができる。第4図を説明すれば、マスアンバラ
ンス36,36′を回転軸37,38の一端に付
設し、これら回転軸37,38をクランク軸2が
挿通されているフレーム39に回動自在に軸支す
る。図中、下方の回転軸37には小系歯車40を
その他端に固着し、該小径歯車40はアイドル歯
車41を介してクランク軸2に固着した第1歯車
42で回動する。ここで第1歯車42と小径歯車
40の歯車比は2/1とする。また上方の回転軸
38は中形歯車43をその他端に固着し、該中形
歯車43はクランク軸2に固着する第2歯車44
と噛合せている。ここで、第2歯車44と中形歯
車43の歯車比は2/1とする。したがつて、回
動軸37,38はたがいに反対方向でクランク軸2
の2倍の回転速度で回転し、ピルガーミルスタン
ド8の二次の項の慣性力とバランスさせる。
As another embodiment of the present invention, if a mass unbalancer as shown in FIG. 4 is attached to the crankshaft 2, it is possible to downsize the air cylinder control system. To explain FIG. 4, mass unbalances 36, 36' are attached to one ends of rotating shafts 37, 38, and these rotating shafts 37, 38 are rotatably attached to a frame 39 through which the crankshaft 2 is inserted. support In the figure, a small gear 40 is fixed to the other end of the lower rotating shaft 37, and the small diameter gear 40 is rotated by a first gear 42 fixed to the crankshaft 2 via an idle gear 41. Here, the gear ratio between the first gear 42 and the small diameter gear 40 is 2/1. Further, the upper rotating shaft 38 has an intermediate gear 43 fixed to its other end, and the intermediate gear 43 has a second gear 44 fixed to the crankshaft 2.
It meshes with. Here, the gear ratio between the second gear 44 and the medium gear 43 is 2/1. Therefore, the rotation axes 37 and 38 are opposite to each other in the crankshaft 2.
It rotates at twice the rotational speed of , and balances it with the inertia force of the second-order term of the pilger mill stand 8.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上を要するに本発明は、特許請求の範囲に記
載された構成を採択したので、以下の効果を奏す
る。
In summary, since the present invention employs the configuration described in the claims, the following effects are achieved.

従来の、実用化されているVバランサおよび
扇形バランサを備えたピルガー式圧延機に比
べ、小型化、高速化、メンテナンス容易化およ
び基礎工事安易化などが図れるのは勿論、封入
されたエアの圧力により、ピルガーミルスタン
ドの往復動の慣性力をバランスできるので、バ
ランス用に過大な外部エネルギーを必要としな
い。
Compared to conventional Pilger rolling mills equipped with V-balancers and fan-shaped balancers, which are in practical use, it is smaller, faster, easier to maintain, and easier to construct foundations. This allows the inertia of the reciprocating motion of the Pilger mill stand to be balanced, so excessive external energy is not required for balancing.

従来装置では、ピルガーミルスタンドの往復
動の慣性力の変化と圧縮エアの圧力の変化は定
速回転時の最大慣性力が一致(バランス)さ
れ、加減速時や低速時えストローク途中では増
一致であるが、本発明によれば、クランク軸の
回転角および回転角速度に基づいて制御される
油圧シリンダで、圧縮エアのエア体積を制御す
るので、起動時から定則回転時までの全範囲に
わたる両者の変化を一致させることができ、つ
まり、慣性力と圧縮エアの圧力とを完全にバラ
ンスさせることができる(第3図中2点鎖線参
照)。
In conventional equipment, changes in inertia during the reciprocating motion of the Pilger mill stand and changes in compressed air pressure are matched (balanced) by the maximum inertia during constant speed rotation, and increase during acceleration/deceleration or during low speed strokes. However, according to the present invention, the air volume of compressed air is controlled by a hydraulic cylinder that is controlled based on the rotation angle and rotational angular velocity of the crankshaft, so it can be used over the entire range from startup to regular rotation. It is possible to match the changes in both, that is, it is possible to perfectly balance the inertial force and the pressure of compressed air (see the chain double-dashed line in FIG. 3).

ピルガーミルスタンドを往復動させる回転速
度を変更して、素材に最適の速度としたり、稼
働率を向上させたりしても、その加速・減速時
に、それに応じて圧縮エアの圧力が容易に変更
でき、いわゆるバネ常数を容易に変更できるの
で、運転を連続して行うことができる。
Even if you change the rotational speed at which the Pilger mill stand reciprocates to achieve the optimum speed for the material or improve operating efficiency, the compressed air pressure can be easily changed during acceleration and deceleration. Since the so-called spring constant can be easily changed, operation can be performed continuously.

圧縮エアの圧力を制御するための、サーボ弁
で作動される油圧シリンダを設けたので、制御
装置が簡素化できる。
Since a hydraulic cylinder operated by a servo valve is provided to control the pressure of compressed air, the control device can be simplified.

本発明によれば、高次の項をバランスさせる
ので、機械加工を要する高級材料使用のコンロ
ツド、クランクアーム、クランク軸などで過大
な力を受ける必要がなく、大形化する必要がな
くなり、著しいコストダウンが図ることができ
る。これに加えて、例えば、ピルガーミルスタ
ンドを格納するためのハウジングの基礎ボルト
(これは、いずれのピルガーミススタンドにも
必要)は、一次の項のみを消去した従来例の場
合では、高次の項の慣性力は少なくともこれで
支持させなければならないので、高速化すれ
ば、より強固な基礎ボルトが必要となつてく
る。
According to the present invention, since higher-order terms are balanced, there is no need for connecting rods, crank arms, crankshafts, etc. made of high-quality materials that require machining to receive excessive force, and there is no need to increase the size. Cost reduction can be achieved. In addition to this, for example, the foundation bolts of the housing for storing the Pilger mill stand (which is required for any Pilger mill stand) are At least the inertia force described in the next term must be supported by this, so as the speed increases, stronger foundation bolts will be required.

ところが、本発明によれば、高次の項をもバ
ランスさせるので、基礎ボルトは圧延水平反力
さえ支持させればよく、この圧延水平反力は回
転速度と殆ど無関係にあることから、高速化し
ても、基礎ボルトには影響を与えず、低回転速
度時のものが使用できる。
However, according to the present invention, since higher-order terms are also balanced, the foundation bolt only needs to support the rolling horizontal reaction force, and since this rolling horizontal reaction force is almost unrelated to the rotation speed, it is possible to increase the speed. However, it does not affect the foundation bolts and can be used at low rotation speeds.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例の模式図、第2図は従
来例の模式図、第3図はクランク角に対する慣性
力、一般の圧縮エアの圧力および、本実施例の圧
縮エアの圧力を示したグラフ、第4図は本発明の
別の実施例の要部図。 7……ピルガーミルロール、8……ピルガーミ
ルスタンド、9……エアシリンダ、12……油圧
シリンダ、20……サーボ弁。
Fig. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram of a conventional example, and Fig. 3 shows inertial force against crank angle, general compressed air pressure, and compressed air pressure of this embodiment. The graph shown in FIG. 4 is a main part diagram of another embodiment of the present invention. 7... Pilger mill roll, 8... Pilger mill stand, 9... Air cylinder, 12... Hydraulic cylinder, 20... Servo valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 クランク軸の回転運動を往復運動に変換して
一対のピルガーミルロールを装着したピルガーミ
ルスタンドを水平状に往復動させるピルガー式圧
延機の慣性力バランス装置において、前記ピルガ
ーミルスタンドに、往動室と復動室を形成したエ
アシリンダを装着し、これら往動室および復動室
のエア体積を、前記クランク軸の回転角および回
転角速度を検出し、該検出信号によりサーボ弁を
介して油圧シリンダにより制御するようにしたピ
ルガー式圧延機の慣性力バランス装置。 2 往動室と復動室とサブエアシリンダとを夫々
連通し、これらサブエアシリンダのエア体積を油
圧シリンダにより制御する特許請求の範囲第1項
に記載のピルガー式圧延機の慣性力バランス装
置。
[Claims] 1. An inertial force balance device for a Pilger rolling mill that converts rotational motion of a crankshaft into reciprocating motion to horizontally reciprocate a Pilger mill stand equipped with a pair of Pilger mill rolls, An air cylinder having a forward movement chamber and a backward movement chamber is mounted on the Pilger mill stand, and the air volumes of these forward movement chambers and backward movement chambers are determined by detecting the rotation angle and rotational angular velocity of the crankshaft. An inertial force balance device for a Pilger rolling mill that is controlled by a hydraulic cylinder via a servo valve based on a detection signal. 2. An inertial force balance device for a Pilger rolling mill according to claim 1, wherein the forward movement chamber, the return movement chamber, and the sub-air cylinder are communicated with each other, and the air volume of these sub-air cylinders is controlled by a hydraulic cylinder. .
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS501471A (en) * 1973-05-12 1975-01-09
JPS502873A (en) * 1973-05-11 1975-01-13

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS502873A (en) * 1973-05-11 1975-01-13
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