JPH09174122A - 圧延機の振動防止装置 - Google Patents

圧延機の振動防止装置

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JPH09174122A
JPH09174122A JP34010395A JP34010395A JPH09174122A JP H09174122 A JPH09174122 A JP H09174122A JP 34010395 A JP34010395 A JP 34010395A JP 34010395 A JP34010395 A JP 34010395A JP H09174122 A JPH09174122 A JP H09174122A
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JP
Japan
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work roll
piston
vibration
damper
rolling mill
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Pending
Application number
JP34010395A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhisa Kabeya
和久 壁矢
Kazunari Ishino
和成 石野
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Publication of JPH09174122A publication Critical patent/JPH09174122A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B31/00Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/02Rolling stand frames or housings; Roll mountings ; Roll chocks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2203/00Auxiliary arrangements, devices or methods in combination with rolling mills or rolling methods
    • B21B2203/44Vibration dampers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B33/00Safety devices not otherwise provided for; Breaker blocks; Devices for freeing jammed rolls for handling cobbles; Overload safety devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/007Control for preventing or reducing vibration, chatter or chatter marks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない個数で効果的なチャタリング発生を抑
制する圧延機の振動防止装置を提供する。 【解決手段】 1対のワークロール3a,3bを対向配
置して被圧延材4を圧延する圧延機において、1対のワ
ークロール3a,3bの端部を支持する1対のワークロ
ールチョック5a,5b間に、1対のワークロール3
a,3bの振動を減衰するダンパ15を取り付けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被圧延材を高速圧
延する際に圧延機に発生する振動(チャタリング)を抑
制する圧延機の振動防止装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】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Hz〜数百H
zの異常振動が発生し、被圧延材に板厚不良を生じると
いう問題がある。この問題に対処する方法として従来、
圧延機にセンサを設けてチャタリング発生を早期に検知
し、そのセンサ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。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
の低下を伴うという問題がある。そこで、生産効率の低
下を伴なわない方法として、例えば特開平2−1513
10号公報にはオリフィスを設けた油圧シリンダを利用
して圧延機の振動を抑制する方法が提案されている。
【0003】図10は同公報に示された従来の振動防止
装置を備えた圧延機を説明する説明図である。図10に
おいて、1は圧延機、2は圧延機1のハウジングであ
る。3a、3bはワークロールであって、被圧延材4を
挟圧して圧延するためのものであり、ハウジング2に取
り付けられたワークロールチョック5a,5bに端部を
支持されている。6a,6bはバックアップロールであ
り、ハウジング2に取り付けられたバックアップロール
チョック7a,7bにそれぞれワークロール3a,3b
の背面に当接状態で支持されている。8はバックアップ
ロールチョック7bを上下移動させる圧下(圧上)用ア
クチュエータ、9はバックアップロールチョック7aを
上下移動させる圧下スクリュー、これら圧下(圧上)用
アクチュエータ8及び圧下スクリュー9によってワーク
ロール3a,3bのロールギャップを調整する。
【0004】10a,10bはオリフィスを設けた油圧
シリンダからなる振動防止装置であり、それぞれバック
アップロールチョック7a,7bとハウジング2との間
に各2個づつ設置されている。なお、振動防止装置は図
示されていない他端側のバックアップロールチョックに
も設置されているので、ドライブ側、フリー側合わせて
8個設置されていることになる。振動防止装置10a,
10bは油圧シリンダに所定圧力の作動油を供給する手
段を備えると共に、油圧シリンダと作動油供給手段との
間にオリフィスを有している。そして、このオリフィス
が油圧シリンダにおける作動油の変化量を制限するた
め、ハウジング2に対するバックアップロールチョック
7a,7bの相対変位を阻止する方向に抗力が働くこに
なり、これによってバックアップロールチョック7a,
7bの振動を防止し、圧延機1のチャタリングを抑制す
る。このように、従来技術はハウジング2とバックアッ
プロールチョック7a,7bとの間に設置された振動防
止装置10a,10bの抗力を利用して圧延機1のチャ
タリングを抑制するものである。
【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ような問題点があった。すなわち、
第1の問題点として従来技術においては、振動防止装置
10a,10bをハウジング2とパックアップロールチ
ョック7a,7b間に設置していたので、その個数が合
計8個必要となり、コスト、メンテナンス、安全性など
の面で必ずしも満足のゆくものではなかった。
【0006】また、第2の問題点として従来技術では被
圧延材4の板厚不良防止が十分でなかった。この第2の
問題点を、圧延機1の振動系を質点モデルで示した図1
1に基づいて説明する。なお、図11において、図10
と同一部分には同一符号を付してある。振動モードに
は、図11に示すように、1次ないし5次の5つのモー
ドがあるが、被圧延材4の板厚不良を引き起こすモード
は上下のワークロール3a,3bが逆相に動くモードで
ある3次モードと5次モードである。したがって、被圧
延材4の板厚不良を防止するためには3次モードと5次
モードの振動を防止する必要がある。
【0007】しかしながら、上記従来の振動防止装置1
0a,10bはハウジング2とバックアップロールチョ
ック7a,7b間に設置されていたので、ハウジング2
とバックアップロール6b,6b間(バックアップロー
ルチョック7a,7bとバックアップロール6b,6b
との間には振動はないとする。)の減衰を増やすことは
できるが、このことが必ずしも3次モードと5次のモー
ドの振動を防止することにはならず、本来目的としてい
る被圧延材4の板厚不良発生の防止を十分達成できない
のである。
【0008】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、簡易な構成でしかも効果的にチャタ
リング発生を抑制し、板厚不良発生を防止できる圧延機
の振動防止装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる圧延機の
振動防止装置は、1対のワークロールを対向配置して被
圧延材を圧延する圧延機において、前記1対のワークロ
ールの端部を支持する1対のワークロールチョック間
に、前記1対のワークロールの振動を減衰するダンパを
取り付けたものである。
【0010】また、ダンパは、前記1対のワークロール
チョックの一方に取り付けられたシリンダと、前記1対
のワークロールチョックの他方にピストンロッドを介し
て取り付けられて前記シリンダの内部を2室に画成する
ピストンと、該ピストンによって画成された前記シリン
ダの2室に封入された粘性流体と、該粘性流体が前記2
室間を移動できるように前記2室間を連通させる連通路
と、前記シリンダ又は前記ピストンロッドと前記ワーク
ロールチョックとの取り付部に設置されたフレキシブル
ジョイントとを備えたものである。
【0011】上記のように構成された圧延機の振動防止
装置においては、1対のワークロールチョック間に取り
付けられたダンパが、ワークロールが逆相に動く振動モ
ードに直接作用し、該振動モードの振動の減衰を増や
し、被圧延材の板厚不良の発生を防止する。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態を設置
した圧延機の説明図である。図において、図10と同一
部分には同一符号を付して説明を省略する。15は本実
施形態のダンパであり、上下ワークロールチョック5
a,5b間に2個対向設置されている。
【0013】図2はダンパ15の一実施形態の構成を説
明する説明図である。図において、17はワークロール
チョック5aとピストンロッド18の一端を接続するフ
レキシブルジョイント、19はピストンロッド18の他
端に取り付けられたピストン、20はピストン19が装
着されたシリンダである。シリンダ20はピストン19
によって上室20aと下室20bに画成されており、こ
れら上室20a及び下室20b内にはシリコンオイルな
どの粘性流体21が充填されている。そして、粘性流体
21はピストン19に設けられたオリフィス22を介し
て上室20aと下室20bの間を移動できるようになっ
ている。23はシリンダ20をワークロールチョック5
bに取り付けるブラケットである。
【0014】上記のように構成されたダンパ15におい
ては、シリンダ20内の粘性流体13の上下室20a,
20b間の移動がオリフィス22によって制限されるた
め、ピストン19のシリンダ20に対する上下方向の相
対変位が抑制されることになる。したがって、ピストン
19とシリンダ20が接続されたワークロールチョック
5a,5bの変位が抑制され、ひいてはワークロール3
a,3b間の振動が抑制されることになるのである。こ
のようにして、ダンパ15は粘性減衰ダンパとして機能
することになるのであるが、これがワークロールチョッ
ク5a,5b間に設置されているので、ワークロール3
a,3bが逆相に変位する3次モード及び5次モード
(図11参照)の振動に効果的に作用する。
【0015】なお、ダンパ15の減衰係数c1 は次式の
通りとなる。 c1 =8πμhA2 /a2 但し、μ:粘性流体21の粘性係数 A:ピストン19の断面積 h:ピストン19の高さ a:オリフィス22の断面積
【0016】なお、上記実施形態においては、ピストン
19にオリフィス22を設けた例を示したが、ピストン
19とシリン20の内壁との間に隙間を設け、この隙間
をオリフィス22に代えてもよい。図3はオリフィス2
2に代えてピストン19とシリン20の内壁との間に隙
間31を設けたダンパ30の説明図である。図3におい
て図2と同一部分には同一の符号が付してある。
【0017】ダンパ30の減衰係数c2 は次式の通りと
なる。 c2 =6μhA2 /πrε3 但し、μ:粘性流体21の粘性係数 A:ピストン19の断面積 h:ピストン19の高さ r:ピストン19の半径 ε:ピストン19とシリンダ20内壁との隙間
【0018】なお、上記実施形態においては、ピストン
ロッド18とワークロールチョック6aの連結部にフレ
キシブルジョイント17を用いた例を示したが、ピスト
ンロッド18とワークロールチョック6aを直結し、シ
リンダ20とワークロールチョック6bとの連結部にフ
レキシブルジョイント17を用いてもよい。
【0019】次に、上記のように構成された本実施形態
の効果について説明する。図4は本実施形態の振動防止
効果を示す周波数特性図であり、縦軸は応答倍率を、横
軸は周波数をそれぞれ示している。図4において実線は
本実施形態のダンパを設置した状態を示し、破線が設置
前の状態を示している。図4から分かるように、本実施
形態のダンパを設置した状態(実線)では、設置前(破
線)に比べて減衰性能が向上しており、特に被圧延材の
板厚に影響を与える3次モードと5次モードの共振ピー
クが効果的に抑えられている。
【0020】図5は前述した従来例の振動防止効果を示
す周波数特性図であり、実線は従来の振動防止装置を設
置した状態を示し、破線が振動防止装置前の状態を示し
ている。図5から分かるように、振動防止装置設置後
(実線)では設置前(破線)に比べて減衰性能が向上し
ていることは確かである。そこで、本実施形態のダンパ
を設置した場合と従来の振動防止装置を設置した場合を
比較するために、図6に両者の振動防止効果を示す周波
数特性図を示す。図において、実線は本実施形態のダン
パを設置した状態を示し、破線が従来の振動防止装置を
設置した状態を示している。図6から分かるように、本
実施形態のダンパを設置した状態では、被圧延材の板厚
に影響を与える3次モードと5次モードの共振ピーク
が、従来の振動防止装置のものよりも効果的に抑えられ
ている。
【0021】次に、被圧延材の板厚に影響を与える3次
モードと5次モードの共振ピークを抑制できるとして
も、これが現実に板厚の変動を効果的に抑えることがで
きるかどうかについて説明する。図7,図8,図9は圧
延機入側板厚に50μのステップ状変動があった場合の出
側板厚変動を示したもの(シミュレーション)であり、
図7は圧延機に振動防止装置が設置されていない場合、
図8は本実施形態のダンパが設置されている場合、図9
は従来の振動防止装置が設置されている場合をそれぞれ
示している。図において、縦軸は板厚変動(単位m×1
-5)を、横軸は時間(単位秒)を示している。図7か
ら分かるように、圧延機に振動防止装置が設置されてい
ない場合には、出側板厚変動が自励振動になっており、
チャタリングが発生していることが分かる。
【0022】これに対して、本実施形態の場合には図8
に示すように、入側のステップ状変動に対して出側板厚
変動は早期に収束しており、チャタリングの発生が抑え
られ、現実に板厚の変動を防止していることがわかる。
これは、上下ワークロールチョック5a,5b間に設置
されたダンパにより圧延機1の減衰性能が向上している
ことによるものである。一方、従来の振動防止装置を設
置場合には、図9に示すように、チャタリングの発生を
抑えているが、その効果は図8に比べると劣っており、
これは減衰性能において本実施形態のものより劣ってい
ることを示している。
【0023】以上のように、本実施形態のものは被圧延
材の板厚に影響を与える3次モードと5次モードの共振
ピークを効果的に抑えられ、減衰性能が優れている。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、1対
のワークロールチョック間にダンパを取り付け、該ダン
パが板厚変動に影響するワークロールが逆相に動く振動
モードに直接作用するようにしたので、該振動モードの
振動の減衰を増やし、被圧延材の板厚不良の発生を防止
することができる。また、1対のワークロールチョック
間にダンパを取り付けるため、ダンパの設置個数も4個
ですみ、コスト、メンテナンス、安全性などの面で優れ
ている。
【0025】さらに、ダンパをフレキシブルジョイント
を介して取り付けた液圧シリンダによって構成したの
で、ロール交換作業の妨げにはならず、既設圧延機への
適用も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を設置した圧延機の説明図
である。
【図2】本発明の一実施形態の構成を説明する説明図で
ある。
【図3】本発明の他の実施形態の構成を説明する説明図
である。
【図4】本発明の一実施形態の振動防止効果を示す周波
数特性図である。
【図5】従来例の振動防止効果を示す周波数特性図であ
る。
【図6】本発明の一実施形態と従来例の振動防止効果を
比較して示す周波数特性図である。
【図7】振動防止装置を搭載していない場合の圧延機出
側板厚変動を示す図である。
【図8】本発明の一実施形態を搭載した場合の圧延機出
側板厚変動を示す図である。
【図9】従来例の振動防止装置を搭載した場合の圧延機
出側板厚変動を示す図である。
【図10】従来の振動防止装置を設置した圧延機の説明
図である。
【図11】圧延機の振動系を質点モデルで示した図であ
る。
【符号の説明】
1 圧延機 2 ハウジング 3a,3b ワークロール 4 被圧延材 5a,5b ワークロールチョック 6a,6b バックアップロール 7a,7b バックアップロールチョック 15 ダンパ 17 フレキシブルジョイント 18 ピストンロッド 19 ピストン 20 シリンダ 21 粘性流体 22 オリフィス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1対のワークロールを対向配置して被圧
    延材を圧延する圧延機において、 前記1対のワークロールの端部を支持する1対のワーク
    ロールチョック間に、前記1対のワークロールの振動を
    減衰するダンパを取り付けたことを特徴とする圧延機の
    振動防止装置。
  2. 【請求項2】 前記ダンパは、 前記1対のワークロールチョックの一方に取り付けられ
    たシリンダと、 前記1対のワークロールチョックの他方にピストンロッ
    ドを介して取り付けられて前記シリンダの内部を2室に
    画成するピストンと、 該ピストンによって画成された前記シリンダの2室に封
    入された粘性流体と、 該粘性流体が前記2室間を移動できるように前記2室間
    を連通させる連通路と、 前記シリンダ又は前記ピストンロッドと前記ワークロー
    ルチョックとの取り付部に設置されたフレキシブルジョ
    イントとを備えたことを特徴とする請求項1記載の圧延
    機の振動防止装置。
JP34010395A 1995-12-27 1995-12-27 圧延機の振動防止装置 Pending JPH09174122A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6510721B1 (en) 1999-08-11 2003-01-28 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Rolling mill
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WO2012046211A1 (en) 2010-10-08 2012-04-12 Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A. Vibration damping system for a rolling mill with first and second passive hydraulic elements
KR102045682B1 (ko) * 2018-08-07 2019-12-05 주식회사 포스코 쌍롤식 박판 제조 장치 및 방법

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