JPH07128164A - Tension measuring apparatus of steel belt - Google Patents

Tension measuring apparatus of steel belt

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JPH07128164A
JPH07128164A JP6160220A JP16022094A JPH07128164A JP H07128164 A JPH07128164 A JP H07128164A JP 6160220 A JP6160220 A JP 6160220A JP 16022094 A JP16022094 A JP 16022094A JP H07128164 A JPH07128164 A JP H07128164A
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tension
steel strip
load
vertical
roll
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Tetsuo Yanagida
徹郎 柳多
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a tension measuring apparatus which precisely measures the tension of a steel belt. CONSTITUTION:A vertical load Q, in the downward direction, which is applied to a sensing roll 4 which is arranged between line rolls 2, 3 which convey a steel belt 1 is detected by a load cell 6, and vertical loads P1, P2, in the upward direction, which are applied to the line rolls 2, 3, i.e., bend forces which act on the line rolls due to the bend of the steel belt, are detected by load cells 11, 12. The vertical loads which have been detected are inputted to a tension processing unit 13, and the processing unit 13 computes the tension T1 of the steel belt 1 by T1={Q-(P1+P2)/2-W}/(sintheta1+sintheta2), where W represents the weight of the steel belt 1 and theta1 and theta2 represent angles as viewed from the horizontal direction of the steel belt 1 between the sensing roll 4 and the line rolls 2, 3, and they are stored in advance in the processing unit 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、搬送される鋼帯の張力
測定装置に関し、特に、鋼帯の曲げによる反力及び重量
の影響を受けずに高精度で鋼帯の張力を測定することが
できる張力測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tension measuring device for a steel strip to be conveyed, and more particularly to measuring the tension of the steel strip with high accuracy without being affected by the reaction force and weight due to bending of the steel strip. The present invention relates to a tension measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼帯の張力を正確に管理および制御する
ことによって、連続焼鈍炉などで鋼帯を加工処理する連
続プロセスにおいて操業の安定化を達成することができ
ることは従来から知られている。連続プロセスラインで
用いられる張力測定方法としては、たとえば、図6に示
すように、鋼帯1を搬送するラインロール2、3の間に
設けられたセンシングロール4の軸受5の下部にロード
セル6を取り付けて、センシングロール4にかかる下向
きの力をロードセル6で検出する方式が一般的である。
その原理を説明すると、図7に示されるように、鋼帯1
に加えられる張力をT1、その垂直成分をT3、鋼帯1が
センシングロール4に接触する巻付角(センシングロー
ルに接触している部分の角度)をθとすれば、これらの
間には次の関係式(1)が成立する。そして、張力T1
の垂直成分T3は、ロードセル6によって検出されるセ
ンシングロール4にかかる垂直方向の荷重成分(垂直荷
重)Qにほぼ等しいものとしており、したがって、式
(1)は式(2)に変形することができる。
2. Description of the Related Art It is conventionally known that by accurately controlling and controlling the tension of a steel strip, it is possible to achieve stable operation in a continuous process for processing a steel strip in a continuous annealing furnace or the like. . As a tension measuring method used in a continuous process line, for example, as shown in FIG. 6, a load cell 6 is provided below a bearing 5 of a sensing roll 4 provided between line rolls 2 and 3 for conveying a steel strip 1. A general method is to attach and detect the downward force applied to the sensing roll 4 with the load cell 6.
To explain the principle, as shown in FIG. 7, the steel strip 1
If the tension applied to is T 1 , its vertical component is T 3 , and the winding angle at which the steel strip 1 contacts the sensing roll 4 (the angle of the part in contact with the sensing roll) is θ, then Satisfies the following relational expression (1). And the tension T 1
The vertical component T 3 of the load cell 6 is approximately equal to the vertical load component (vertical load) Q applied to the sensing roll 4 detected by the load cell 6. Therefore, the formula (1) should be transformed into the formula (2). You can

【数3】 T1=T/sinθ (1) T1=Q/sinθ (2) 巻付角θは、センシングロール4及びラインロール2、
3の相互の位置関係と各ロールの径とによって決定さ
れ、通常は一定の値を有するから、該一定のθ値及びロ
ードセル6からの垂直荷重Qの値を式(2)に代入する
ことにより、鋼帯1の張力T1が計算される。
## EQU00003 ## T 1 = T 3 / sin θ (1) T 1 = Q / sin θ (2) The winding angle θ is determined by the sensing roll 4 and the line roll 2,
It is determined by the mutual positional relationship of 3 and the diameter of each roll, and usually has a constant value. Therefore, by substituting the constant θ value and the value of the vertical load Q from the load cell 6 into the equation (2). , tension T 1 of the steel strip 1 is calculated.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような従来型の張
力測定装置においては、上記したように、垂直荷重Qが
すべて張力T1によって生じるものとし、センシングロ
ール4の垂直荷重Qのみを測定して式(2)を計算する
ことにより張力T1を求めているので、該張力測定装置
を用いて測定した張力と実際の張力とは正確に一致せ
ず、誤差を含んでいた。すなわち、ロードセル6によっ
て検出されたセンシングロール4の垂直荷重Qは、張力
の垂直成分Tだけではなく、それ以外にも、鋼帯
1の重量Wと鋼帯の曲げによる反力(曲げ力)Pとを含
んでいる。なお、鋼帯の曲げ力とは、鋼帯を曲げた時に
生じる復元力であって、鋼帯1の板厚tおよび曲げ剛性
Kb等の関数であることが知られている。
In such a conventional tension measuring device, as described above, the vertical load Q is all generated by the tension T 1 , and only the vertical load Q of the sensing roll 4 is measured. Since the tension T 1 is obtained by calculating the equation (2) by using the equation (2), the tension measured using the tension measuring device and the actual tension do not exactly match, and include an error. That is, the vertical load Q of the sensing roll 4 detected by the load cell 6 is not only the vertical component T 3 of the tension T 1 but also the weight W of the steel strip 1 and the reaction force (bending) due to bending of the steel strip. Force) P and are included. The bending force of the steel strip is a restoring force generated when the steel strip is bent, and is known to be a function of the plate thickness t of the steel strip 1 and the bending rigidity Kb.

【0004】上記したように、センシングロール4に加
わる曲げ力Pも、ロードセル6において検出される垂直
荷重Qに含まれるので、例えば、鋼帯1の張力Tが一
定であっても鋼帯材料の板厚t及び曲げ剛性Kbの少な
くとも一方が変化した場合は、センシングロール4に加
わる曲げ力Pは変化し、したがってロードセル6によっ
て検出される垂直荷重Qが変化する。また、垂直荷重Q
には鋼帯1の重量Wも関連しているので、鋼帯1の重量
が変化すると垂直荷重Qが変化する。したがって、ロー
ドセル6で検出されるセンシングロール4の垂直荷重Q
はQ≠T3であるから、式(2)に基づいて張力T1を計
算しても、正確な張力が求められないものである。以上
に鑑み、本発明の目的は、センシングロールに作用する
力をすべて考慮することにより、鋼帯の張力を正確に測
定できる張力測定装置を提供することである。
As described above, the bending force P applied to the sensing roll 4 is also included in the vertical load Q detected by the load cell 6, so that, for example, even if the tension T 1 of the steel strip 1 is constant, the steel strip material. When at least one of the plate thickness t and the bending rigidity K b changes, the bending force P applied to the sensing roll 4 changes, and thus the vertical load Q detected by the load cell 6 changes. Also, the vertical load Q
Since the weight W of the steel strip 1 is also related to, the vertical load Q changes when the weight of the steel strip 1 changes. Therefore, the vertical load Q of the sensing roll 4 detected by the load cell 6
Since Q ≠ T 3 , even if the tension T 1 is calculated based on the equation (2), an accurate tension cannot be obtained. In view of the above, an object of the present invention is to provide a tension measuring device capable of accurately measuring the tension of a steel strip by considering all the forces acting on the sensing roll.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る張力測定装置では、(a)第1及び第
2のラインロールがそれぞれ鋼帯から受ける垂直上方向
の荷重を第1及び第2の垂直荷重として出力するライン
ロール垂直荷重決定手段と、(b)第1及び第2のライ
ンロールの間に配置され、鋼帯から垂直下方向の荷重を
受けるセンシングロールと、(c)センシングロールが
鋼帯から受ける垂直下方向の荷重を第3の垂直荷重とし
て検出するロードセルと、(d)ラインロール垂直荷重
決定手段からの第1及び第2の垂直荷重、及びロードセ
ルで検出された第3の垂直荷重が入力され、これらの垂
直荷重と鋼帯の重量とを用いて、鋼帯の張力を算出する
張力演算手段とを備えていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the tension measuring device according to the present invention, (a) the first and second line rolls respectively receive a vertical upward load received from the steel strip. A line roll vertical load determining means that outputs the first and second vertical loads; and (b) a sensing roll that is arranged between the first and second line rolls and receives a vertically downward load from the steel strip. c) A load cell that detects a vertically downward load received by the sensing roll from the steel strip as a third vertical load, and (d) a first and second vertical load from the line roll vertical load determining means, and a load cell. The third vertical load thus inputted is input, and a tension calculation means for calculating the tension of the steel strip by using the vertical load and the weight of the steel strip is provided.

【0006】本発明に具備されるラインロール垂直荷重
決定手段は、第1及び第2のラインロールの上部に設け
られて垂直荷重を検出する第1及び第2のロードセル、
又は垂直荷重演算手段で構成されており、該垂直荷重演
算手段は、第1及び第2の垂直荷重をP1、P2、鋼帯の
目標とする設定張力をT、板厚をt、曲げ剛性をKb
第1及び第2のラインロールのロール径をD1、D2、セ
ンシングロールのロール径をD、センシングロールと第
1及び第2のラインロールとの間の水平距離をL1、L2
とした場合に、
The line roll vertical load determining means provided in the present invention is provided on top of the first and second line rolls, and includes first and second load cells for detecting a vertical load,
Alternatively, the vertical load calculation means comprises the first and second vertical loads P 1 , P 2 , the target set tension of the steel strip is T, the plate thickness is t, and the bending is The stiffness is K b ,
The roll diameters of the first and second line rolls are D 1 and D 2 , the roll diameter of the sensing roll is D, and the horizontal distance between the sensing roll and the first and second line rolls is L 1 and L 2.
And if

【数4】 P1=T{(D1+D2)/2−H1+t}L1 -1{1−2sinh(kL1) ・{2sinh(kL1)−kL1(1+cosh(kL1))}-1 ただし、k=(T/K1/2 2=T{(D1+D2)/2−H2+t}L2 -1{1−2sinh(kL2)} ・{2sinh(kL2)−kL2(1+cosh(kL2))}-1 ただし、k=(T/K1/2 の演算を実行することにより、第1及び第2の垂直荷重
を算出する。
(4) P1= T {(D1+ D2) / 2-H1+ T} L1 -1{1-2 sinh (kL1) ・ {2sinh (kL1) -KL1(1 + cosh (kL1))}-1 However, k = (T / Kb)1/2  P2= T {(D1+ D2) / 2-H2+ T} L2 -1{1-2 sinh (kL2)} ・ {2sinh (kL2) -KL2(1 + cosh (kL2))}-1 However, k = (T / Kb)1/2  By executing the calculation of
To calculate.

【0007】また、本発明に具備される張力演算手段
は、鋼帯の検出張力をT1、第1、第2及び第3の垂直
荷重をそれぞれP1、P2及びQ、鋼帯の重量をW、セン
シングロールから第1及び第2のラインロールとの間に
張架された鋼帯の水平方向からみた角度をθ1及びθ2
した場合に、
Further, the tension calculating means provided in the present invention is such that the detected tension of the steel strip is T 1 , the first, second and third vertical loads are P 1 , P 2 and Q, respectively, and the weight of the steel strip. Is W, and the angles of the steel strip stretched between the sensing roll and the first and second line rolls in the horizontal direction are θ 1 and θ 2 ,

【数5】 T1={Q−(P1+P2)/2−W}/(sinθ1+sinθ2) の演算を実行することにより、鋼帯の張力を算出する。
すなわち本発明においては、センシングロールの前後の
2つのラインロールに加わる垂直方向の曲げ力が、これ
らのセンシングロールに加わる上向きの垂直荷重P1
2に等しいことに着目し、これらの垂直荷重P1、P2
を検出又は演算により求めてセンシングロールに加わる
垂直方向の曲げ力Pを計算し、かつ該得られた曲げ力P
と鋼帯の重量Wと、センシングロールに加わる垂直荷重
Qとから、センシングロールに加わる張力T1による垂
直成分T3を得ることを特徴としている。
## EQU5 ## The tension of the steel strip is calculated by executing the calculation of T 1 = {Q- (P 1 + P 2 ) / 2-W} / (sin θ 1 + sin θ 2 ).
That is, in the present invention, the vertical bending force applied to the two line rolls before and after the sensing roll is an upward vertical load P 1 applied to these sensing rolls.
Paying attention to the fact that they are equal to P 2 , these vertical loads P 1 , P 2
Is calculated or calculated to calculate the vertical bending force P applied to the sensing roll, and the obtained bending force P is calculated.
It is characterized in that the vertical component T 3 due to the tension T 1 applied to the sensing roll is obtained from the weight W of the steel strip and the vertical load Q applied to the sensing roll.

【0008】[0008]

【実施例】図1には本発明の一実施例の張力測定装置の
概略が示されており、従来例と同一の構成要素には、同
一の参照番号が付されている。本実施例においては、図
1に示されるように、ラインロール2、3の上部に設け
られている固定部材10に、垂直荷重決定手段を構成す
るロードセル11、12が取り付けられ、それぞれライ
ンロール2、3に加わる上向きの垂直荷重P1、P2を検
出する。なお、ラインロール2、3の上方向に作用する
力は、該ラインロールに加わる鋼帯1の曲げ力だけであ
るから、測定されたこれらの垂直荷重P1、P2が、ライ
ンロール2、3に加わる曲げ力に等しいことは明らかで
ある。これらの垂直荷重P1、P2は、センシングロール
4に設けられたロードセル6からの垂直荷重Qと共に、
張力演算処理装置13に供給される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the outline of a tension measuring device according to an embodiment of the present invention. The same components as those of the conventional example are designated by the same reference numerals. In this embodiment, as shown in FIG. 1, load cells 11 and 12 constituting vertical load determining means are attached to a fixing member 10 provided above line rolls 2 and 3, respectively. The upward vertical loads P 1 and P 2 applied to 3 are detected. Since the force acting on the line rolls 2 and 3 in the upward direction is only the bending force of the steel strip 1 applied to the line rolls, the measured vertical loads P 1 and P 2 are Clearly equal to the bending force applied to 3. These vertical loads P 1 and P 2 , together with the vertical load Q from the load cell 6 provided on the sensing roll 4,
The tension calculation processing device 13 is supplied.

【0009】演算処理装置13では、以下のような式に
基づいて演算を実行する。図2に示される、センシング
ロール4に加わる垂直(下)方向の曲げ力Pと、ライン
ロール2及び3に加わる垂直(上)方向の曲げ力P1
びP2とは、次の式(3)に示される関係がある。
The arithmetic processing unit 13 executes an arithmetic operation based on the following equation. The vertical (down) bending force P applied to the sensing roll 4 and the vertical (up) direction bending forces P 1 and P 2 applied to the line rolls 2 and 3 shown in FIG. ) Has the relationship shown in.

【数6】 P=(P1+P2)/2 (3) そして、センシングロール4に作用する張力T1によっ
て生じる垂直荷重T3は、図3に示すように、センシン
グロール4とラインロール2及び3に張架された鋼帯1
の水平軸からの角度をそれぞれθ1及びθ2(固定値)と
すると、以下の式(4)で表される。
P = (P 1 + P 2 ) / 2 (3) Then, the vertical load T 3 generated by the tension T 1 acting on the sensing roll 4 is as shown in FIG. Steel strip 1 stretched over 3 and 3
Let θ 1 and θ 2 (fixed values) be the angles from the horizontal axis of, respectively, which are expressed by the following equation (4).

【数7】 T3=T1(sinθ1+sinθ2) (4) ロードセル6からの垂直荷重Qは、曲げ力P、張力の垂
直成分T3、及び鋼帯の重量Wの和として表されるか
ら、垂直成分T3は、以下のように表される。
( 3 ) T 3 = T 1 (sin θ 1 + sin θ 2 ) (4) The vertical load Q from the load cell 6 is expressed as the sum of the bending force P, the vertical component T 3 of the tension, and the weight W of the steel strip. Therefore, the vertical component T 3 is represented as follows.

【数8】 T3=Q−P−W (5) したがって、式(3)、(4)及び(5)から、張力T
1は次の式(6)によって表される。
[Equation 8] T 3 = Q−P−W (5) Therefore, from the equations (3), (4) and (5), the tension T
1 is represented by the following equation (6).

【数9】 T1=T3/(sinθ1+sinθ2) =(Q−P−W)/(sinθ1+sinθ2) ={Q−(P1+P2)/2−W}/(sinθ1+sinθ2) (6)Equation 9] T 1 = T 3 / (sinθ 1+ sinθ 2) = (Q-P-W) / (sinθ 1 + sinθ 2) = {Q- (P 1 + P 2) / 2-W} / (sinθ 1 + sin θ 2 ) (6)

【0010】なお、式(6)で用いられる角度θ1及び
θ2は、以下の式(7)及び(8)で表され、あらかじ
め計算されて張力演算処理装置13に記憶されている。
ただし、式(7)及び(8)において、図3に示すよう
に、D1、D2、及びDはラインロール2、3及びセンシ
ングロール4の直径を、L1、L2はセンシングロール4
とラインロール2、3との水平距離を、H1、H2はこれ
らの垂直距離を、tは鋼帯1の板厚を、Kbは鋼帯の曲
げ剛性を、それぞれ表すものとする。
The angles θ 1 and θ 2 used in the equation (6) are represented by the following equations (7) and (8), and are calculated in advance and stored in the tension calculation processing device 13.
However, in the formulas (7) and (8), as shown in FIG. 3, D 1 , D 2 and D are the diameters of the line rolls 2 and 3 and the sensing roll 4, and L 1 and L 2 are the sensing roll 4 respectively.
And the line rolls 2 and 3 are horizontal distances, H 1 and H 2 are vertical distances thereof, t is the plate thickness of the steel strip 1, and Kb is the bending rigidity of the steel strip.

【数10】 θ1=sin-1[(D1/2+D/2+t)/ {L1 2+(D1/2+D/2−H121/2] −tan-1[(D1/2+D/2−H1)/L1] (7) θ2=sin-1[(D/2+D2/2+t)/ {L2 2+(D/2+D2/2−H221/2] −tan-1[(D/2+D2/2−H2)/L2] (8)Equation 10] θ 1 = sin -1 [(D 1/2 + D / 2 + t) / {L 1 2 + (D 1/2 + D / 2-H 1) 2} 1/2] -tan -1 [(D 1 / 2 + D / 2-H 1) / L 1] (7) θ 2 = sin -1 [(D / 2 + D 2/2 + t) / {L 2 2 + (D / 2 + D 2/2-H 2) 2} 1 / 2 ] -tan -1 [(D / 2 + D 2 / 2-H 2 ) / L 2 ] (8)

【0011】また、センシングロール4に作用する鋼帯
1の重量Wは、鋼帯の長さ(一定値)をL、鋼帯の幅
(一定値)をBとし、鋼帯の板厚tが一定値とすると、
次の式(9)により求められ、これもあらかじめ計算さ
れて、張力演算処理装置13に記憶されている。
As for the weight W of the steel strip 1 acting on the sensing roll 4, the length (constant value) of the steel strip is L, the width (constant value) of the steel strip is B, and the plate thickness t of the steel strip is Given a constant value,
It is obtained by the following equation (9), which is also calculated in advance and stored in the tension calculation processing device 13.

【数11】 W=L×B×t×7850×10-9 [kg] (9) 上記説明においては、センシングロール4とラインロー
ル2及び3に張架された鋼帯1の水平軸からの角度を用
いているが、垂直軸からの角度を用いた場合は、「si
n」の代わりに「cos」を用いればよいことは、いう
までもない。以上説明したように、張力演算処理装置1
3により、鋼帯の重量W及び曲げ力P[=(P1+P2
/2]を含んでいる式(6)を計算することにより、正
確な張力T1を求めることができる。
[Expression 11] W = L × B × t × 7850 × 10 −9 [kg] (9) In the above description, from the horizontal axis of the steel strip 1 stretched between the sensing roll 4 and the line rolls 2 and 3. Although the angle is used, if the angle from the vertical axis is used, "si
It goes without saying that “cos” may be used instead of “n”. As described above, the tension calculation processing device 1
3, the weight W of the steel strip and the bending force P [= (P 1 + P 2 )
Accurate tension T 1 can be obtained by calculating the equation (6) containing [/ 2].

【0012】以上の実施例においては、ラインロール
2、3の垂直荷重P1、P2を決定するための垂直荷重決
定手段としてのロードセル11、12を設けているの
で、該ロードセルを固定する固定部材10を必要として
いる。しかしながら、設備制約等によりこのような固定
部材が得られない場合があり、このような場合にも適用
できる張力測定装置の実施例を以下に説明する。図3に
示すように、センシングロール4及びラインロール2、
3のロール径をD、D1、D2とし、目標とする設定張力
をTとすると、ラインロール2、3に加わる曲げ力
1、P2は、以下の式(10)及び(11)で表され
る。
In the above embodiments, since the load cells 11 and 12 as the vertical load determining means for determining the vertical loads P 1 and P 2 of the line rolls 2 and 3 are provided, the load cells are fixed. The member 10 is required. However, there are cases where such a fixing member cannot be obtained due to equipment restrictions and the like, and an embodiment of a tension measuring device applicable to such a case will be described below. As shown in FIG. 3, the sensing roll 4 and the line roll 2,
Assuming that the roll diameters of 3 are D, D 1 and D 2 and the target set tension is T, the bending forces P 1 and P 2 applied to the line rolls 2 and 3 are expressed by the following equations (10) and (11). It is represented by.

【数12】 P1=T{(D1+D2)/2−H1+t}L1 -1{1−2sinh(kL1)} ・{2sinh(kL1)−kL1(1+cosh(kL1))}-1 ただし、k=(T/K1/2 (10) P2=T{(D1+D2)/2−H2+t}L2 -1{1−2sinh(kL2)} ・{2sinh(kL2)−kL2(1+cosh(kL2))}-1 ただし、k=(T/K1/2 (11) したがって、図4に示すように、垂直荷重決定手段とし
て垂直荷重演算処理装置14を設け、該演算処理装置に
より上記式(10)及び式(11)に基づいてラインロ
ール2及び3の垂直荷重P1及びP2を演算し、得られた
値を張力演算処理装置13に供給することもできる。な
おこの場合、垂直荷重演算処理装置14を別に設けるこ
となく、張力演算処理装置13によって垂直荷重P1
2を演算するようにすることもできる。この図4に示
した実施例によっても、図1に示された実施例と同様に
高精度の張力測定が可能となることは明らかである。
P 1 = T {(D 1 + D 2 ) / 2-H 1 + t} L 1 −1 {1-2 sinh (kL 1 )} · {2 sinh (kL 1 ) −kL 1 (1 + cosh (kL 1 ))} -1 where k = (T / Kb ) 1/2 (10) P 2 = T {(D 1 + D 2 ) / 2-H 2 + t} L 2 -1 {1-2 sinh (kL 2 )} {2sinh (kL 2 ) −kL 2 (1 + cosh (kL 2 ))} −1 where k = (T / K b ) 1/2 (11) Therefore, as shown in FIG. A vertical load arithmetic processing unit 14 is provided as means, and the vertical load P 1 and P 2 of the line rolls 2 and 3 are calculated by the arithmetic processing unit 14 based on the equations (10) and (11), and the obtained value is obtained. Can also be supplied to the tension calculation processing device 13. In addition, in this case, the vertical load P 1 ,
It is also possible to calculate P 2 . It is apparent that the embodiment shown in FIG. 4 also enables highly accurate tension measurement as in the embodiment shown in FIG.

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明によれば、鋼帯の聴力測定におい
て、張力の垂直成分以外の荷重成分(鋼帯の曲げ力、鋼
帯の重量)に関して補正がなされるので、それらの影響
による張力検出誤差が補償され、鋼帯の真の張力を精度
よく測定することが可能になる。この高精度の張力測定
により、連続プロセスでの製品品質の安定化に大きく寄
与することができる。そして図4に関連して説明したよ
うに、センシングロール4の両側に位置するラインロー
ル2、3に加わる垂直荷重P1、P2を、式(10)及び
(11)に基づいて計算により求めることにより、これ
らラインロールに垂直荷重検出用のロードセルを取り付
ける必要がないので、ロードセル取り付けスペース等に
おける設備上の制約があっても、鋼帯の張力を正確に測
定することができる。図5のグラフは、巻き取り用のテ
ンションリール(不図示)に加えた校正張力T0(横
軸)と、張力測定装置によって検出した検出張力T
1(縦軸)との関係を表しており、実線が従来技術によ
る張力測定を示し、破線が本発明による聴力測定を示し
ている。従来技術においては、鋼帯の曲げによる反力と
鋼帯重量の影響により、校正用張力T0に対し検出張力
1が高めに指示されている(例えば、T0=10トンに
対して、T1≒20トン)が、本発明では、それらの影
響は本発明の新規な構成によって的確に補正され(T0
=10トンに対して、T1≒10トン)、本発明により
鋼帯の張力が精度よく測定されることがわかる。
According to the present invention, since the load components other than the vertical component of the tension (bending force of the steel strip, the weight of the steel strip) other than the vertical component of the tension are corrected in the audiometry of the steel strip, the tension due to these influences is corrected. The detection error is compensated, and the true tension of the steel strip can be accurately measured. This highly accurate tension measurement can greatly contribute to stabilization of product quality in a continuous process. Then, as described with reference to FIG. 4, the vertical loads P 1 and P 2 applied to the line rolls 2 and 3 located on both sides of the sensing roll 4 are obtained by calculation based on the equations (10) and (11). As a result, since it is not necessary to attach a load cell for detecting a vertical load to these line rolls, it is possible to accurately measure the tension of the steel strip even if there are restrictions on equipment such as a load cell attachment space. The graph of FIG. 5 shows the calibration tension T 0 (horizontal axis) applied to the winding tension reel (not shown) and the detected tension T detected by the tension measuring device.
1 (vertical axis), where the solid line shows the tension measurement according to the prior art and the broken line shows the hearing measurement according to the present invention. In the prior art, due to the reaction force due to bending of the steel strip and the influence of the steel strip weight, the detected tension T 1 is instructed to be higher than the calibration tension T 0 (for example, for T 0 = 10 tons, T 1 ≈20 tons), but in the present invention, their effects are accurately corrected by the novel construction of the present invention (T 0
= 10 tons, T 1 ≈10 tons), indicating that the tension of the steel strip can be accurately measured by the present invention.

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

【図1】本発明の一実施例の鋼帯の張力測定装置の概略
図である。
FIG. 1 is a schematic view of a steel strip tension measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】板材の曲げ力を説明するための説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a bending force of a plate material.

【図3】本発明の原理を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the principle of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例の張力測定装置の概略図で
ある。
FIG. 4 is a schematic view of a tension measuring device according to another embodiment of the present invention.

【図5】従来技術の張力測定装置及び本願発明の張力測
定装置それぞれによって張力を測定した結果を比較して
示したグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a comparison of the results of measuring the tension by the conventional tension measuring device and the tension measuring device of the present invention.

【図6】従来技術による張力測定装置の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a tension measuring device according to the prior art.

【図7】従来技術における張力測定の原理の説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the principle of tension measurement in the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 :鋼帯 2、3 :ラインロール 4 :センシングロール 5 :軸受 6 :ロードセル 10 :固定部材 11、12:ロードセル 1: Steel strip 2, 3: Line roll 4: Sensing roll 5: Bearing 6: Load cell 10: Fixing member 11, 12: Load cell

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年9月19日[Submission date] September 19, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項3[Name of item to be corrected] Claim 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【数1】 P1=T{(D1+D)/2−H1+t}L1 -1{1−2sinh(kL1)} ・{2sinh(kL1)−kL1(1+cosh(kL1))}-1 ただし、k=(T/K1/2 2=T{(D+D2)/2−H2+t}L2 -1{1−2sinh(kL2)} ・{2sinh(kL2)−kL2(1+cosh(kL2))}-1 ただし、k=(T/K1/2 の演算を実行することにより、第1及び第2の垂直荷重
を算出することを特徴とする張力測定装置。
[Equation 1] P1= T {(D1+ D) / 2-H1+ T} L1 -1{1-2 sinh (kL1)} ・ {2sinh (kL1) -KL1(1 + cosh (kL1))}-1 However, k = (T / Kb)1/2  P2= T {(D + D2) / 2-H2+ T} L2 -1{1-2 sinh (kL2)} ・ {2sinh (kL2) -KL2(1 + cosh (kL2))}-1 However, k = (T / Kb)1/2  By executing the calculation of
A tension measuring device characterized by calculating.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0006】本発明に具備されるラインロール垂直荷重
決定手段は、第1及び第2のラインロールの上部に設け
られて垂直荷重を検出する第1及び第2のロードセル、
又は垂直荷重演算手段で構成されており、該垂直荷重演
算手段は、第1及び第2の垂直荷重をP1、P2、鋼帯の
目標とする設定張力をT、板厚をt、曲げ剛性をKb
第1及び第2のラインロールのロール径をD1、D2、セ
ンシングロールのロール径をD、センシングロールと第
1及び第2のラインロールとの間の水平距離をL1、L2
とした場合に、
The line roll vertical load determining means provided in the present invention is provided on top of the first and second line rolls, and includes first and second load cells for detecting a vertical load,
Alternatively, the vertical load calculation means comprises the first and second vertical loads P 1 , P 2 , the target set tension of the steel strip is T, the plate thickness is t, and the bending is The stiffness is K b ,
The roll diameters of the first and second line rolls are D 1 and D 2 , the roll diameter of the sensing roll is D, and the horizontal distance between the sensing roll and the first and second line rolls is L 1 and L 2.
And if

【数4】 P1=T{(D1+D)/2−H1+t}L1 -1{1−2sinh(kL1) ・{2sinh(kL1)−kL1(1+cosh(kL1))}-1 ただし、k=(T/K1/2 2=T{(D+D2)/2−H2+t}L2 -1{1−2sinh(kL2)} ・{2sinh(kL2)−kL2(1+cosh(kL2))}-1 ただし、k=(T/K1/2 の演算を実行することにより、第1及び第2の垂直荷重
を算出する。
(4) P1= T {(D1+ D) / 2-H1+ T} L1 -1{1-2 sinh (kL1) ・ {2sinh (kL1) -KL1(1 + cosh (kL1))}-1 However, k = (T / Kb)1/2  P2= T {(D + D2) / 2-H2+ T} L2 -1{1-2 sinh (kL2)} ・ {2sinh (kL2) -KL2(1 + cosh (kL2))}-1 However, k = (T / Kb)1/2  By executing the calculation of
To calculate.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0012】以上の実施例においては、ラインロール
2、3の垂直荷重P1、P2を決定するための垂直荷重決
定手段としてのロードセル11、12を設けているの
で、該ロードセルを固定する固定部材10を必要として
いる。しかしながら、設備制約等によりこのような固定
部材が得られない場合があり、このような場合にも適用
できる張力測定装置の実施例を以下に説明する。図3に
示すように、センシングロール4及びラインロール2、
3のロール径をD、D1、D2とし、目標とする設定張力
をTとすると、ラインロール2、3に加わる曲げ力
1、P2は、以下の式(10)及び(11)で表され
る。
In the above embodiments, since the load cells 11 and 12 as the vertical load determining means for determining the vertical loads P 1 and P 2 of the line rolls 2 and 3 are provided, the load cells are fixed. The member 10 is required. However, there are cases where such a fixing member cannot be obtained due to equipment restrictions and the like, and an embodiment of a tension measuring device applicable to such a case will be described below. As shown in FIG. 3, the sensing roll 4 and the line roll 2,
Assuming that the roll diameters of 3 are D, D 1 and D 2 and the target set tension is T, the bending forces P 1 and P 2 applied to the line rolls 2 and 3 are expressed by the following equations (10) and (11). It is represented by.

【数12】 P1=T{(D1+D)/2−H1+t}L1 -1{1−2sinh(kL1)} ・{2sinh(kL1)−kL1(1+cosh(kL1))}-1 ただし、k=(T/K1/2 (10) P2=T{(D+D2)/2−H2+t}L2 -1{1−2sinh(kL2)} ・{2sinh(kL2)−kL2(1+cosh(kL2))}-1 ただし、k=(T/K1/2 (11) したがって、図4に示すように、垂直荷重決定手段とし
て垂直荷重演算処理装置14を設け、該演算処理装置に
より上記式(10)及び式(11)に基づいてラインロ
ール2及び3の垂直荷重P1及びP2を演算し、得られた
値を張力演算処理装置13に供給することもできる。な
おこの場合、垂直荷重演算処理装置14を別に設けるこ
となく、張力演算処理装置13によって垂直荷重P1
2を演算するようにすることもできる。この図4に示
した実施例によっても、図1に示された実施例と同様に
高精度の張力測定が可能となることは明らかである。
## EQU12 ## P 1 = T {(D 1 + D) / 2-H 1 + t} L 1 -1 {1-2 sinh (kL 1 )} ・ {2 sinh (kL 1 ) −kL 1 (1 + cosh (kL 1 )) )} -1 where k = (T / Kb ) 1/2 (10) P 2 = T {(D + D 2 ) / 2-H 2 + t} L 2 -1 {1-2 sinh (kL 2 )} {2sinh (kL 2 ) −kL 2 (1 + cosh (kL 2 ))} −1 where k = (T / K b ) 1/2 (11) Therefore, as shown in FIG. The load calculation processing device 14 is provided, the vertical load P 1 and P 2 of the line rolls 2 and 3 are calculated by the calculation processing device based on the above formulas (10) and (11), and the obtained value is calculated as the tension. It can also be supplied to the processing device 13. In addition, in this case, the vertical load P 1 ,
It is also possible to calculate P 2 . It is apparent that the embodiment shown in FIG. 4 also enables highly accurate tension measurement as in the embodiment shown in FIG.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明によれば、鋼帯の張力測定におい
て、張力の垂直成分以外の荷重成分(鋼帯の曲げ力、鋼
帯の重量)に関して補正がなされるので、それらの影響
による張力検出誤差が補償され、鋼帯の真の張力を精度
よく測定することが可能になる。この高精度の張力測定
により、連続プロセスでの製品品質の安定化に大きく寄
与することができる。そして図4に関連して説明したよ
うに、センシングロール4の両側に位置するラインロー
ル2、3に加わる垂直荷重P1、P2を、式(10)及び
(11)に基づいて計算により求めることにより、これ
らラインロールに垂直荷重検出用のロードセルを取り付
ける必要がないので、ロードセル取り付けスペース等に
おける設備上の制約があっても、鋼帯の張力を正確に測
定することができる。図5のグラフは、巻き取り用のテ
ンションリール(不図示)に加えた校正張力T0(横
軸)と、張力測定装置によって検出した検出張力T
1(縦軸)との関係を表しており、実線が従来技術によ
る張力測定を示し、破線が本発明による張力測定を示し
ている。従来技術においては、鋼帯の曲げによる反力と
鋼帯重量の影響により、校正用張力T0に対し検出張力
1が高めに指示されている(例えば、T0=10トンに
対して、T1≒20トン)が、本発明では、それらの影
響は本発明の新規な構成によって的確に補正され(T0
=10トンに対して、T1≒10トン)、本発明により
鋼帯の張力が精度よく測定されることがわかる。
According to the present invention, when measuring the tension of the steel strip, the load components other than the vertical component of the tension (bending force of the steel strip, weight of the steel strip) are corrected. The detection error is compensated, and the true tension of the steel strip can be accurately measured. This highly accurate tension measurement can greatly contribute to stabilization of product quality in a continuous process. Then, as described with reference to FIG. 4, the vertical loads P 1 and P 2 applied to the line rolls 2 and 3 located on both sides of the sensing roll 4 are obtained by calculation based on the equations (10) and (11). As a result, since it is not necessary to attach a load cell for detecting a vertical load to these line rolls, it is possible to accurately measure the tension of the steel strip even if there are restrictions on equipment such as a load cell attachment space. The graph of FIG. 5 shows the calibration tension T 0 (horizontal axis) applied to the winding tension reel (not shown) and the detected tension T detected by the tension measuring device.
1 represents the relation with 1 (vertical axis), the solid line shows the tension measurement according to the prior art, and the broken line shows the tension measurement according to the present invention. In the prior art, due to the reaction force due to bending of the steel strip and the influence of the steel strip weight, the detected tension T 1 is instructed to be higher than the calibration tension T 0 (for example, for T 0 = 10 tons, T 1 ≈20 tons), but in the present invention, their effects are accurately corrected by the novel construction of the present invention (T 0
= 10 tons, T 1 ≈10 tons), indicating that the tension of the steel strip can be accurately measured by the present invention.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のラインロールによって搬送される
鋼帯の張力を測定するための張力測定装置において、 第1及び第2のラインロールがそれぞれ鋼帯から受ける
垂直上方向の荷重を第1及び第2の垂直荷重として出力
するラインロール垂直荷重決定手段と、 第1及び第2のラインロールの間に配置され、鋼帯から
垂直下方向の荷重を受けるセンシングロールと、 センシングロールが鋼帯から受ける垂直下方向の荷重を
第3の垂直荷重として検出するロードセルと、 ラインロール垂直荷重決定手段からの第1及び第2の垂
直荷重、及びロードセルで検出された第3の垂直荷重が
入力され、これらの垂直荷重と鋼帯の重量とを用いて、
鋼帯の張力を算出する張力演算手段とを備えていること
を特徴とする張力測定装置。
1. A tension measuring device for measuring the tension of a steel strip conveyed by a plurality of line rolls, wherein the first and second line rolls respectively apply a vertical upward load received from the steel strip. A line roll vertical load determining means for outputting as a second vertical load, a sensing roll which is arranged between the first and second line rolls and receives a vertically downward load from the steel strip, and a sensing roll from the steel strip. A load cell that detects the vertically downward load received as a third vertical load, the first and second vertical loads from the line roll vertical load determining means, and the third vertical load detected by the load cell are input. Using these vertical loads and the weight of the steel strip,
A tension measuring device comprising: a tension calculating means for calculating the tension of the steel strip.
【請求項2】 請求項1記載の張力測定装置において、
ラインロール垂直荷重決定手段は、第1及び第2のライ
ンロールの上部に設けられた第1及び第2のロードセル
で構成されており、第1及び第2の垂直荷重が、該第1
及び第2のロードセルによって測定されて張力演算手段
に供給されることを特徴とする張力測定装置。
2. The tension measuring device according to claim 1,
The line roll vertical load determining means is composed of first and second load cells provided above the first and second line rolls, and the first and second vertical loads are the first and second load cells.
And a tension measuring device measured by the second load cell and supplied to the tension calculating means.
【請求項3】 請求項1記載の張力検出装置において、
ラインロール垂直荷重決定手段は、垂直荷重演算手段で
構成されており、該垂直荷重演算手段は、第1及び第2
の垂直荷重をP1、P2、鋼帯の目標とする設定張力を
T、板厚をt、曲げ剛性をKb、第1及び第2のライン
ロールのロール径をD1、D2、センシングロールのロー
ル径をD、センシングロールと第1及び第2のラインロ
ールとの間の水平距離をL1、L2とした場合に、 【数1】 P1=T{(D1+D2)/2−H1+t}L1 -1{1−2sinh(kL1)} ・{2sinh(kL1)−kL1(1+cosh(kL1))}-1 ただし、k=(T/K1/2 2=T{(D1+D2)/2−H2+t}L2 -1{1−2sinh(kL2)} ・{2sinh(kL2)−kL2(1+cosh(kL2))}-1 ただし、k=(T/K1/2 の演算を実行することにより、第1及び第2の垂直荷重
を算出することを特徴とする張力測定装置。
3. The tension detecting device according to claim 1,
The line roll vertical load determining means is a vertical load calculating means.
The vertical load calculation means is configured to include the first and second vertical load calculation means.
Vertical load of P1, P2, The target set tension of the steel strip
T, plate thickness t, bending rigidity Kb, The first and second lines
Roll diameter of roll is D1, D2, Sensing roll low
Diameter D, sensing roll and first and second line rollers
The horizontal distance from the1, L2, Then P1= T {(D1+ D2) / 2-H1+ T} L1 -1{1-2 sinh (kL1)} ・ {2sinh (kL1) -KL1(1 + cosh (kL1))}-1 However, k = (T / Kb)1/2  P2= T {(D1+ D2) / 2-H2+ T} L2 -1{1-2 sinh (kL2)} ・ {2sinh (kL2) -KL2(1 + cosh (kL2))}-1 However, k = (T / Kb)1/2  By executing the calculation of
A tension measuring device characterized by calculating.
【請求項4】 請求項1、2又は3記載の張力測定装置
において、張力演算手段は、鋼帯の検出張力をT1、第
1、第2及び第3の垂直荷重をそれぞれP1、P2及び
Q、鋼帯の重量をW、センシングロールから第1及び第
2のラインロールとの間に張架された鋼帯の水平方向か
らみた角度をθ1及びθ2とした場合に、 【数2】 T1={Q−(P1+P2)/2−W}/(sinθ1+sinθ2) の演算を実行することにより、鋼帯の張力を算出するこ
とを特徴とする張力測定装置。
4. The tension measuring device according to claim 1, 2 or 3, wherein the tension calculating means sets the detected tension of the steel strip to T 1 , and the first, second and third vertical loads to P 1 and P, respectively. 2 and Q, the weight of the steel strip is W, and the angle of the steel strip stretched between the sensing roll and the first and second line rolls in the horizontal direction is θ 1 and θ 2 , Equation 2 T 1 = by executing the calculation of {Q- (P 1 + P 2 ) / 2-W} / (sinθ 1 + sinθ 2), the tension measuring device and calculates the tension of the strip .
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CN112050987A (en) * 2019-06-07 2020-12-08 特克斯玛格销售有限公司 Method for detecting tensile stress of circumferential belt

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CN112050987B (en) * 2019-06-07 2024-04-26 特克斯玛格销售有限公司 Method for detecting tensile stress of circumferential band

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