JPH08247211A - 圧延機の振動吸収装置 - Google Patents
圧延機の振動吸収装置Info
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- JPH08247211A JPH08247211A JP7049389A JP4938995A JPH08247211A JP H08247211 A JPH08247211 A JP H08247211A JP 7049389 A JP7049389 A JP 7049389A JP 4938995 A JP4938995 A JP 4938995A JP H08247211 A JPH08247211 A JP H08247211A
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- Japan
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- vibration
- rolling mill
- natural frequency
- rolling
- dynamic
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/007—Control for preventing or reducing vibration, chatter or chatter marks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B2203/00—Auxiliary arrangements, devices or methods in combination with rolling mills or rolling methods
- B21B2203/44—Vibration dampers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、圧延機のチャタリング周波数の変
化に適応し、あらゆる圧延条件下で圧延機の振動を効果
的に抑制する装置を提供することを目的とする。 【構成】 金属帯11を圧延する圧延機１の振動吸収装置
において、圧延機１に取り付けた振動センサー９と、圧
延機１の振動を吸収する動吸振器Ａと、前記振動センサ
ー９による振幅が所定の値以上になったときに圧延機１
の固有振動数を算出し、この値に基づいて前記動吸振器
Ａの固有振動数を調整させる制御器10、とからなること
を特徴とする圧延機１の振動吸収装置。
化に適応し、あらゆる圧延条件下で圧延機の振動を効果
的に抑制する装置を提供することを目的とする。 【構成】 金属帯11を圧延する圧延機１の振動吸収装置
において、圧延機１に取り付けた振動センサー９と、圧
延機１の振動を吸収する動吸振器Ａと、前記振動センサ
ー９による振幅が所定の値以上になったときに圧延機１
の固有振動数を算出し、この値に基づいて前記動吸振器
Ａの固有振動数を調整させる制御器10、とからなること
を特徴とする圧延機１の振動吸収装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧延機において被圧延
材を高速圧延する際に発生する圧延機の振動（チャタリ
ング）を抑制する技術に関する。
材を高速圧延する際に発生する圧延機の振動（チャタリ
ング）を抑制する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばタンデム冷延ライン等の圧
延機による金属帯の圧延を行う際に、圧延速度をある程
度高めると圧延機にチャタリングと称される数十〜数百
Ｈｚの振動が発生し、被圧延材に板厚不良を生じさせる
ことがある。この問題に対してはチャタリング発生を早
期に検知するセンサーを設け、そのセンサー情報により
圧延速度を低下させることで板厚不良を防ぐことが一般
に行われてきた。
延機による金属帯の圧延を行う際に、圧延速度をある程
度高めると圧延機にチャタリングと称される数十〜数百
Ｈｚの振動が発生し、被圧延材に板厚不良を生じさせる
ことがある。この問題に対してはチャタリング発生を早
期に検知するセンサーを設け、そのセンサー情報により
圧延速度を低下させることで板厚不良を防ぐことが一般
に行われてきた。
【０００３】しかしながら、この方法では圧延速度を低
下させるため、生産効率の低下を伴う。そこで、動吸振
器を利用して圧延機の振動を抑制する方法として、特開
平５−１０４１１７号公報に記載されている様な従来技
術が提案されている。
下させるため、生産効率の低下を伴う。そこで、動吸振
器を利用して圧延機の振動を抑制する方法として、特開
平５−１０４１１７号公報に記載されている様な従来技
術が提案されている。
【０００４】図９はこの様な従来技術の装置を示した図
であり、図10は図９における振動吸収装置を示した図で
ある。図９において、１は圧延機全体、２はハウジン
グ、3a3bはバックアップロール、4a、4bはバックアップ
ロールチョック、5a、5bはワークロール、6a、6bはワー
クロールチョック、７は圧下用アクチュエータ、８は圧
下スクリュー、11は圧延材、Ｂは動吸振器である。また
図10において、22は重り、23はコイルばねである。圧延
材11を圧延するワークロール3a、3bを中心にして、一対
のバックアップロール4a、4bをワークロール3a、3bに当
接させて配置し、圧下スクリュー8 により定められる圧
下量により、圧下力がバックアップロール4a、4bを介
し、ワークロール3a、3bに作用する様に構成されてお
り、ハウジング２に、重り21とコイルばね22からなる動
吸振器Ｂが設けられている。ここで、動吸振器Ｂの固有
振動数が圧延機１のチャタリング周波数に一致するよう
に、あらかじめ重り21とコイルばね22の値が設定され、
ハウジング２から伝わる縦振動がコイルばね22に加わる
重り21の質量により打ち消される様に作用し、圧延機１
のチャタリングを吸振する方法である。
であり、図10は図９における振動吸収装置を示した図で
ある。図９において、１は圧延機全体、２はハウジン
グ、3a3bはバックアップロール、4a、4bはバックアップ
ロールチョック、5a、5bはワークロール、6a、6bはワー
クロールチョック、７は圧下用アクチュエータ、８は圧
下スクリュー、11は圧延材、Ｂは動吸振器である。また
図10において、22は重り、23はコイルばねである。圧延
材11を圧延するワークロール3a、3bを中心にして、一対
のバックアップロール4a、4bをワークロール3a、3bに当
接させて配置し、圧下スクリュー8 により定められる圧
下量により、圧下力がバックアップロール4a、4bを介
し、ワークロール3a、3bに作用する様に構成されてお
り、ハウジング２に、重り21とコイルばね22からなる動
吸振器Ｂが設けられている。ここで、動吸振器Ｂの固有
振動数が圧延機１のチャタリング周波数に一致するよう
に、あらかじめ重り21とコイルばね22の値が設定され、
ハウジング２から伝わる縦振動がコイルばね22に加わる
重り21の質量により打ち消される様に作用し、圧延機１
のチャタリングを吸振する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来技術には以下の様な問題点があった。
来技術には以下の様な問題点があった。
【０００６】特開平５−１０４１１７号公報に記載され
ている様な従来技術においては、振動防止装置の固有振
動数をあらかじめ設定し、固定していた。しかしなが
ら、チャタリング周波数（圧延機の固有振動数）は圧延
ロールや圧延材の材質、寸法、圧下量、温度等の圧延条
件によって変化する。このため、従来技術の様なあらか
じめ固定された固有振動数による振動吸収装置では、こ
のような圧延条件の変化によるチャタリング周波数の変
化に対応できず、十分な振動抑制効果が得られないとい
う問題があった。
ている様な従来技術においては、振動防止装置の固有振
動数をあらかじめ設定し、固定していた。しかしなが
ら、チャタリング周波数（圧延機の固有振動数）は圧延
ロールや圧延材の材質、寸法、圧下量、温度等の圧延条
件によって変化する。このため、従来技術の様なあらか
じめ固定された固有振動数による振動吸収装置では、こ
のような圧延条件の変化によるチャタリング周波数の変
化に対応できず、十分な振動抑制効果が得られないとい
う問題があった。
【０００７】本発明は、上記の様な従来技術の問題点に
鑑み、圧延機のチャタリング周波数の変化に適応し、あ
らゆる圧延条件下で圧延機の振動を効果的に抑制する装
置を提供することを目的とする。
鑑み、圧延機のチャタリング周波数の変化に適応し、あ
らゆる圧延条件下で圧延機の振動を効果的に抑制する装
置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は以下の手段に
より解決される。 金属帯を圧延する圧延機の振動吸収装置において、
圧延機に取り付けた振動センサーと、圧延機の振動を吸
収する動吸振器と、前記振動センサーによる振幅が所定
の値以上になったときに圧延機の固有振動数を算出し、
この値に基づいて前記動吸振器の固有振動数を調整させ
る制御器、とからなることを特徴とする圧延機の振動吸
収装置。 に記載された圧延機の振動吸収装置において、前
記動吸振器が、ダンパーと、制振用重りと、前記制振用
重りに固着された防振材と、ばね定数が所定の範囲で調
整可能な補助防振材、とからなることを特徴とする圧延
機の振動吸収装置。
より解決される。 金属帯を圧延する圧延機の振動吸収装置において、
圧延機に取り付けた振動センサーと、圧延機の振動を吸
収する動吸振器と、前記振動センサーによる振幅が所定
の値以上になったときに圧延機の固有振動数を算出し、
この値に基づいて前記動吸振器の固有振動数を調整させ
る制御器、とからなることを特徴とする圧延機の振動吸
収装置。 に記載された圧延機の振動吸収装置において、前
記動吸振器が、ダンパーと、制振用重りと、前記制振用
重りに固着された防振材と、ばね定数が所定の範囲で調
整可能な補助防振材、とからなることを特徴とする圧延
機の振動吸収装置。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、圧延機の振動を振動センサ
ーにより検知し、振幅を測定してその値が所定の値以上
になったときに、振動センサーからの信号を制御器でオ
ンライン周波数分析して圧延機の固有振動数を求め、そ
の値に基づいて動吸振器の最適固有振動数を算定し、動
吸振器の固有振動数を自動調整することにより、常に最
適な動吸振器が構成され、圧延機の減衰性能が向上す
る。
ーにより検知し、振幅を測定してその値が所定の値以上
になったときに、振動センサーからの信号を制御器でオ
ンライン周波数分析して圧延機の固有振動数を求め、そ
の値に基づいて動吸振器の最適固有振動数を算定し、動
吸振器の固有振動数を自動調整することにより、常に最
適な動吸振器が構成され、圧延機の減衰性能が向上す
る。
【００１０】また、動吸振器に防振材とばね定数が所定
の範囲で調整可能な補助防振材を設けることにより、圧
延機の主要部分に対応した防振効果を防振材でもたせ、
圧延条件で異なる部分に対応した防振効果を補助防振材
にもたせることができる。このため、圧延機の振動を振
動センサーにより検知し、この信号を制御器でオンライ
ン周波数分析して圧延機の固有振動数を求め、その値に
基づいて動吸振器の補助防振材のばね定数を自動調整す
ることにより、常に最適な動吸振器の固有振動数が保た
れ、圧延機の減衰性能が向上する。この結果、圧延条件
等の変化に伴うチャタリング周波数の変化に適応した圧
延機の振動防止が可能となり、被圧延材の板厚不良を低
減できる。
の範囲で調整可能な補助防振材を設けることにより、圧
延機の主要部分に対応した防振効果を防振材でもたせ、
圧延条件で異なる部分に対応した防振効果を補助防振材
にもたせることができる。このため、圧延機の振動を振
動センサーにより検知し、この信号を制御器でオンライ
ン周波数分析して圧延機の固有振動数を求め、その値に
基づいて動吸振器の補助防振材のばね定数を自動調整す
ることにより、常に最適な動吸振器の固有振動数が保た
れ、圧延機の減衰性能が向上する。この結果、圧延条件
等の変化に伴うチャタリング周波数の変化に適応した圧
延機の振動防止が可能となり、被圧延材の板厚不良を低
減できる。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１２】図１は本発明の振動吸収装置を設けた圧延
機の実施例を示した図である。以下の図において図９と
同一部分については同一符号を付し、説明を省略する。
図１において９は振動センサー、10は制御器、Ａは本発
明による動吸振器である。振動センサー９により測定さ
れた圧延機振動の振幅が、許容される板厚変動を超える
様な所定の値以上になったとき、制御器10が振動センサ
ー９の信号を周波数分析して圧延機１の固有振動数を計
算し、この情報をもとに動吸振器Ａにおけるチャタリン
グ防止に最適な振動数を算出して、動吸振器Ａに指令を
送る。これにより動吸振器Ａの固有振動数が最適に調整
され、圧延機のチャタリングが減衰される。ここで振動
検出器９は、チャタリングの振動モードであるワークロ
ール5a、5bが逆位相で振動するモードを感度良く検出で
きる位置に配置することが望ましい。
機の実施例を示した図である。以下の図において図９と
同一部分については同一符号を付し、説明を省略する。
図１において９は振動センサー、10は制御器、Ａは本発
明による動吸振器である。振動センサー９により測定さ
れた圧延機振動の振幅が、許容される板厚変動を超える
様な所定の値以上になったとき、制御器10が振動センサ
ー９の信号を周波数分析して圧延機１の固有振動数を計
算し、この情報をもとに動吸振器Ａにおけるチャタリン
グ防止に最適な振動数を算出して、動吸振器Ａに指令を
送る。これにより動吸振器Ａの固有振動数が最適に調整
され、圧延機のチャタリングが減衰される。ここで振動
検出器９は、チャタリングの振動モードであるワークロ
ール5a、5bが逆位相で振動するモードを感度良く検出で
きる位置に配置することが望ましい。
【００１３】図２は図１における本発明による動吸振器
Ａの一実施例として防振材としてゴム、補助防振材とし
て板ばねを用いた場合の詳細を示している。図２におい
て、12は制振用重り、13はゴム、14はダンパー、15は可
変板ばね、16は可動支持部、17はサーボモータ、18はボ
ールネジ、19はリニアガイドである。ここでは、制振用
重り12が質点、ゴム13、可変板ばね15がばね要素、ダン
パー14が減衰要素となり、鉛直方向１自由度系が構成さ
れている。可動支持部16の位置を変更することにより、
可変板ばね15のばね定数を変えることができ、図１にお
ける制御器10からの指令によってサーボモータ17を駆動
し、ばね定数が最適の値になるよう可動支持部16の位置
決めをしている。これにより動吸振器全体の固有振動数
が最適に調整され、圧延機のチャタリングが減衰され
る。
Ａの一実施例として防振材としてゴム、補助防振材とし
て板ばねを用いた場合の詳細を示している。図２におい
て、12は制振用重り、13はゴム、14はダンパー、15は可
変板ばね、16は可動支持部、17はサーボモータ、18はボ
ールネジ、19はリニアガイドである。ここでは、制振用
重り12が質点、ゴム13、可変板ばね15がばね要素、ダン
パー14が減衰要素となり、鉛直方向１自由度系が構成さ
れている。可動支持部16の位置を変更することにより、
可変板ばね15のばね定数を変えることができ、図１にお
ける制御器10からの指令によってサーボモータ17を駆動
し、ばね定数が最適の値になるよう可動支持部16の位置
決めをしている。これにより動吸振器全体の固有振動数
が最適に調整され、圧延機のチャタリングが減衰され
る。
【００１４】ここでの最適なばね定数は、例えば (1)式
により得られる。
により得られる。
【００１５】
【数１】
【００１６】ここで、符号の意味は以下の通りである。 ｆ：圧延機の固有振動数（Hz) Ｍ：圧延機の等価質量 (Kg) ｍ：動吸振器可動部質量 (Kg) ｋ：ばね定数 (N/m) またここで、振動センサー９の振幅の値が常に所定の値
以下になる様に、可動支持部16の位置調整を行なってば
ね定数を変更させるフィードバック制御を行なうことが
可能である。
以下になる様に、可動支持部16の位置調整を行なってば
ね定数を変更させるフィードバック制御を行なうことが
可能である。
【００１７】図３は振動吸収装置Ａの別の実施例を示し
た図である。以下の図において図２と同一部分について
は同一符号を付し、説明を省略する。図３において、21
はコイルばねである。本実施例においては、防振材とし
てコイルばね21を用いており、コイルばね21と可変板ば
ね15がばね要素となっている。本実施例においても、制
御器10からの指令によってサーボモータ17を駆動し、ば
ね定数が最適の値になるよう可動支持部16の位置決めを
することにより、動吸振器全体の固有振動数が最適に調
整され、圧延機のチャタリングが減衰される。
た図である。以下の図において図２と同一部分について
は同一符号を付し、説明を省略する。図３において、21
はコイルばねである。本実施例においては、防振材とし
てコイルばね21を用いており、コイルばね21と可変板ば
ね15がばね要素となっている。本実施例においても、制
御器10からの指令によってサーボモータ17を駆動し、ば
ね定数が最適の値になるよう可動支持部16の位置決めを
することにより、動吸振器全体の固有振動数が最適に調
整され、圧延機のチャタリングが減衰される。
【００１８】図４は本発明の振動吸収装置を設置した圧
延機の別の実施例を示した図である。以下の図において
図１と同一部分については同一符号を付し、説明を省略
する。本実施例においては、バックアップロールチョッ
ク4a上に振動防止装置Ａを設置している。この場合にお
いて振動防止装置Ａは何個設置しても良い。この場合に
も、振動センサー９の信号を周波数分析して圧延機１の
固有振動数を計算し、この情報をもとに各々の動吸振器
Ａにおけるチャタリング防止に最適な振動数を算出し
て、各々の動吸振器Ａに指令を送る。これにより各々の
動吸振器Ａの固有振動数が最適に調整され、圧延機のチ
ャタリングが減衰される。
延機の別の実施例を示した図である。以下の図において
図１と同一部分については同一符号を付し、説明を省略
する。本実施例においては、バックアップロールチョッ
ク4a上に振動防止装置Ａを設置している。この場合にお
いて振動防止装置Ａは何個設置しても良い。この場合に
も、振動センサー９の信号を周波数分析して圧延機１の
固有振動数を計算し、この情報をもとに各々の動吸振器
Ａにおけるチャタリング防止に最適な振動数を算出し
て、各々の動吸振器Ａに指令を送る。これにより各々の
動吸振器Ａの固有振動数が最適に調整され、圧延機のチ
ャタリングが減衰される。
【００１９】図５は本発明の実施例による振動防止効果
を示す周波数特性図であり、図６は従来例による振動防
止効果を示す周波数特性図である。図５、図６において
点線が振動吸収装置設置前の特性であり、実線が振動吸
収装置設置後の特性である。図６に示す従来例において
は、振動吸収装置のばね定数が固定のため、圧延条件な
どの変化に伴う圧延機の固有振動数の変化に追従でき
ず、減衰性能が劣っており、振幅のピークが残ってい
る。これに対し、図５に示す本発明の実施例の場合に
は、図６の従来例に比べて減衰性能が向上し、固有振動
数のピークが良く抑えられている。
を示す周波数特性図であり、図６は従来例による振動防
止効果を示す周波数特性図である。図５、図６において
点線が振動吸収装置設置前の特性であり、実線が振動吸
収装置設置後の特性である。図６に示す従来例において
は、振動吸収装置のばね定数が固定のため、圧延条件な
どの変化に伴う圧延機の固有振動数の変化に追従でき
ず、減衰性能が劣っており、振幅のピークが残ってい
る。これに対し、図５に示す本発明の実施例の場合に
は、図６の従来例に比べて減衰性能が向上し、固有振動
数のピークが良く抑えられている。
【００２０】図７は本発明の実施例による振動防止効果
を示す時刻歴振動波形による板厚変動を示した図であ
り、図８は従来例による振動防止効果を示す時刻歴振動
波形による板厚変動をを示した図である。図８に示す従
来例においては、減衰性能が不十分なため、板厚変動の
チャタリングが解消されていないが、図７に示す本実施
例の場合には、減衰性能の向上により圧延機の振動が良
く抑えられ、板厚変動のチャタリングが低減されている
のが判る。
を示す時刻歴振動波形による板厚変動を示した図であ
り、図８は従来例による振動防止効果を示す時刻歴振動
波形による板厚変動をを示した図である。図８に示す従
来例においては、減衰性能が不十分なため、板厚変動の
チャタリングが解消されていないが、図７に示す本実施
例の場合には、減衰性能の向上により圧延機の振動が良
く抑えられ、板厚変動のチャタリングが低減されている
のが判る。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば圧延機の
振動を振動センサーにより検知し、その振幅が所定の値
以上になったときに、制御器で圧延機の固有振動数を算
定し、これに基づいて動吸収器の補助防振材のばね定数
を自動調整することによって、最適な動吸振器の固有振
動数を設定するので、圧延機の減衰性能が向上する。こ
の結果、圧延条件などの変化に伴う圧延機の固有振動数
の変化に適応した振動防止が達成され、被圧延材の板厚
不良が解消される効果がある。
振動を振動センサーにより検知し、その振幅が所定の値
以上になったときに、制御器で圧延機の固有振動数を算
定し、これに基づいて動吸収器の補助防振材のばね定数
を自動調整することによって、最適な動吸振器の固有振
動数を設定するので、圧延機の減衰性能が向上する。こ
の結果、圧延条件などの変化に伴う圧延機の固有振動数
の変化に適応した振動防止が達成され、被圧延材の板厚
不良が解消される効果がある。
【図１】本発明の振動吸収装置を設置した圧延機の実施
例を示した図。
例を示した図。
【図２】本発明の振動吸収装置の実施例を示した図。
【図３】本発明の振動吸収装置の図２とは異なる実施例
を示した図。
を示した図。
【図４】本発明の振動吸収装置を設置した圧延機の図１
とは異なる実施例を示した図。
とは異なる実施例を示した図。
【図５】本発明の実施例による周波数特性図。
【図６】従来例による周波数特性図。
【図７】本発明の実施例による時刻歴振動波形による板
厚変動を示した図。
厚変動を示した図。
【図８】従来例による時刻歴振動波形による板厚変動を
示した図。
示した図。
【図９】従来技術の振動吸収装置を設置した圧延機の例
を示した図。
を示した図。
【図10】従来技術の振動吸収装置の例を示した図。
１ 圧延機 ９ 振動センサー 10 制御器 11 圧延材 12 制振用重り 13 ゴム 14 ダンパー 15 可変板ばね 21 コイルばね Ａ 動吸振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小檜山 昭彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 金属帯を圧延する圧延機の振動吸収装置
において、圧延機に取り付けた振動センサーと、圧延機
の振動を吸収する動吸振器と、前記振動センサーによる
振幅が所定の値以上になったときに圧延機の固有振動数
を算出し、この値に基づいて前記動吸振器の固有振動数
を調整させる制御器、とからなることを特徴とする圧延
機の振動吸収装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載された圧延機の振動吸収
装置において、前記動吸振器が、ダンパーと、制振用重
りと、前記制振用重りに固着された防振材と、ばね定数
が所定の範囲で調整可能な補助防振材、とからなること
を特徴とする圧延機の振動吸収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7049389A JPH08247211A (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | 圧延機の振動吸収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7049389A JPH08247211A (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | 圧延機の振動吸収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247211A true JPH08247211A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=12829682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7049389A Pending JPH08247211A (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | 圧延機の振動吸収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08247211A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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