JPH11156412A - 液圧圧下式圧延機 - Google Patents
液圧圧下式圧延機Info
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- JPH11156412A JPH11156412A JP9329786A JP32978697A JPH11156412A JP H11156412 A JPH11156412 A JP H11156412A JP 9329786 A JP9329786 A JP 9329786A JP 32978697 A JP32978697 A JP 32978697A JP H11156412 A JPH11156412 A JP H11156412A
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Abstract
の圧下が可能な液圧圧下式圧延機を得ることを目的とす
る。 【解決手段】 電動機に直結された二方向吐出固定容量
または可変容量液圧ポンプと、液圧ポンプにより直接駆
動される片ロッド複動液圧シリンダと、シリンダ動作時
のヘッド側およびロッド側の液量差を吸収する回路と圧
縮性気体および作動液を貯留した密閉型タンクと、シリ
ンダロッドの変位を検出するリニアスケールとを備え、
リニアスケールの変位情報をフィードバックし、入力位
置指令と比較して電動機を駆動するコントローラより構
成されたハイブリッド・アクチュエータを設けたことを
特徴とする。
Description
に水平または垂直ロールの圧下が可能な液圧圧下式圧延
機に関するものである。
2重式圧延機の要部構成を示す立面図である。図におい
て、圧延機本体1に組み込まれたロールの圧下は、上ロ
ールチョック2を電動スクリュウで作動する圧下装置3
で上下調整することによって行われる。また、パスライ
ンの調整は、下ロールチョック4の下側にライナー5を
挿入することにより行われる。したがって、下ロールの
高さは、階段式調整となり、上ロールとの中間パスライ
ンは常に一定高さとはならず、上下対称圧下となってい
ない。上記のような従来の2重式圧延機の圧延機本体1
に組み込まれた圧下装置3は、図6に示すように上ロー
ルチョック2の圧下ウスに固定された母ネジ6が、ウォ
ームホイール8をウォーム9で回転させることによっ
て、固定スクリュー7に対して上下することにより圧下
調整ができるようになっている。このような方式では、
圧延中の反力は圧下装置3内でセルフブロックされ、ウ
ォーム9または圧下ハンドルには圧下反力は伝わらな
い。なお、機械式手動圧下である左右の圧下装置3は、
図7に示すように継ぎ軸10で連結されている。
は上記のように構成されており、下ロールチョック4の
下側にライナー5を挿入するパスライン調整、および圧
下装置3による上ロールチョック2の圧下調整は、圧延
中に調整することは不可能であり、ロール磨耗等に起因
するパスライン調整および圧下調整は、ビレット〜ビレ
ット間のギャップタイム中または圧延停止中に行わざる
を得ず、近年実用化の機運が高まりつつある連続圧延、
すなわちビレット端部を接続して連続供給してエンドレ
ス圧延することにより能率向上を目指す際に対応できな
い等の問題点があった。
スクリュウで作動する圧下装置の問題点を解決するべ
く、油または水等で作動する液圧シリンダを用い、その
出力を一定に保持する定圧下装置が開発されている。ま
た、サーボ弁による液圧シリンダおよび圧下ラムの位置
制御によって圧延ロールの間隙を精密に制御する方式が
採用されようになってきた。
の出力を一定に保持する定圧下装置においては、液圧ポ
ンプで発生した液圧を減圧弁で圧力調整し圧下力を制御
している。したがって、液圧シリンダの推力は一定とな
るが、圧延荷重の変動によりロール間隔が変化しミル定
数が零になるという問題点がある。
圧下ラムの位置制御でロール間隙を制御する圧下装置に
おいては、良好な制御特性が得られ、ミル定数も容易に
変更可能であり、過負荷の場合に液圧の開放で安全装置
となる等の特長を有しているが、次のような短所も併せ
持っている。すなわち、エネルギー効率が極めて悪く、
発生するエネルギーロスで貯留タンク内の作動油の温度
上昇を招くことになり、その温度を低下させるべく、ク
ーラーでの強制放冷を必要とするので、そのための消費
電力も重畳され、さらにエネルギー効率を低下させるこ
とになる。さらにサーボ弁の応答性がよい反面、装置の
調整が極めて困難で、調整作業に時間がかかるという問
題点がある。
圧延機は、上記のような問題点を解決するためになされ
たものであり、電動機に直結された二方向吐出固定容量
または可変容量液圧ポンプと、液圧ポンプにより直接駆
動される片ロッド複動液圧シリンダと、シリンダ動作時
のヘッド側およびロッド側の液量差を吸収する回路と圧
縮性気体および作動液を貯留した密閉型タンクと、シリ
ンダロッドの変位を検出するリニアスケールとを備え、
リニアスケールの変位情報をフィードバックし、入力位
置指令と比較して電動機を駆動するコントローラより構
成されたハイブリッド・アクチュエータを設けたことを
特徴とするものである。
前記ハイブリッド・アクチュエータをロールの両軸部の
各々に備え、前記ロールの両軸を同期圧下することを特
徴とするものである。
をロールの両軸部の各々に備え、前記ロールの両軸を同
期圧上することを特徴とするものである。
を上ロールの両軸部および下ロールの両軸部の各々に備
え、同期圧下すると同時に同期圧上することを特徴とす
るものである。
の圧力を制御しながら同期圧下またはおよび同期圧上す
ることを特徴とするものである。
の圧力および変位を制御しながら同期圧下またはおよび
同期圧上することを特徴とするものである。
液圧圧下式圧延機を示す説明図である。図において、2
0は駆動源一体型液圧アクチュエータ(ハイブリッド・
アクチュエータ)を設けた圧下装置で、圧延機本体1の
上ロールチョック2および下ロールチョック4の左右に
それぞれ配備され、圧延中圧下可能に形成されている。
前記圧下装置20は、図2および図3の拡大図に示すよ
うに、圧延機本体1に固定された片ロッド式の圧下シリ
ンダー11が組み込まれている。前記圧下シリンダー1
1は、圧下シリンダー11に圧力媒体としての油を供給
するためにサーボモーター13を直結した2方向吐出型
のポンプ12がオイルタンク14とともに、マニホール
ド15を介して一体型に形成され、圧下シリンダー11
とポンプ12間、および圧下シリンダー11とオイルタ
ンク14間の連結は、マニホールド15内に納められた
管路によるため、外部配管を一切必要とせず小型軽量化
されるとともに、一体化した状態で圧延機本体1から容
易に着脱でき、保守作業が極めて簡単となり組立工数も
激減する。
11を粉塵、冷却水、蒸気等が存在する周囲の悪環境か
ら保護するために密閉型としたことによって、作動油の
増減に基づくタンク内圧の変動を防止するため、内部に
一定量の空気または他の圧縮性気体を封入している。作
動油と気体の容積比は気体の比率が大きい方がよいが、
その反面作動油が極端に減少すると油圧回路内から作動
油と一緒に封入された気体まで吸入してしまうので、シ
リンダーロッド21がストロークエンドまで突き出され
たとき、最低圧力(1bar ) となり、ストロークエンド
まで引き込まれたとき2bar またはそれ以下となるよう
な比率が望ましい。また、本願の圧下装置20は、横置
きで使用し上下何れの方向にも設置可能となっているた
め、圧延機の上部からの圧下装置に限らず、下部からの
圧上装置の何れにも、その姿勢を天地替えするだけで取
付可能である。その際、オイルタンク14とポンプ12
を連通する導通孔は中心に位置し、油面位置はオイルタ
ンク14の中心より高くなるように設定する。なお、前
記圧下シリンダー11内には、ストロークセンサー16
が組み込まれ、ストロークを1/100の精度で検知
し、この信号によりサーボモーター13を制御するので
左右上下4個のシリンダーの同期を完全に行うことがで
きる。したがって、上下の完全対称圧下が可能である。
式圧延機の駆動回路を示す系統図である。図において、
31は加算器a、32は加算器b、33はサーボ増幅
器、34はシャトル弁、35は圧力センサである。オペ
レーターによって発せられた制御入力信号Eiは、加算
器aおよび加算器bで変換されて、サーボ増幅器33に
入力されるとサーボモーター13が作動し、ポンプ12
の稼働により圧下シリンダー11が動作して、ロールチ
ョック2,4を介して上下のロールに圧下が加わること
になる。圧下量の調整は、ストロークセンサー16から
の変位のフィードバック信号fdおよび圧力センサ35
からの圧力のフィードバック信号fpの2水準で制御さ
れる。シャトル弁34は、圧下シリンダー11が片ロッ
ドシリンダーであることから、ロッド側とヘッド側のシ
リンダ室の容積変化の差分を調節するものである。
においては、ポンプ12は方向制御弁、液量制御弁、圧
力制御弁、またはサーボ弁を介することなく直結したサ
ーボモーター13の回転方向、回転速度、トルクを制御
することにより、その吐出方向、液量、液圧をコントロ
ールして圧下シリンダー11を駆動しロッドの運動方
向、速度、推力を直接制御する。このようにすることに
よって、圧延中であっても圧下シリンダー11が加圧は
しているがシリンダーロッド21の位置が一定に保たれ
ているときは、サーボモーター13およびポンプ12は
殆ど停止状態となりエネルギー消費は激減する。ロール
間隙を変化させるときだけ僅かに電力を消費することに
なり、エネルギー消費の低下と共に騒音も激減する。ロ
ール間隙の変動もシリンダーロッド21に直結されたス
トロークセンサー16でその変動分を検出し、加算器a
31にフィードバックして、素早くその変動分を補正す
ることができる。圧下装置20が上ロールチョック2,
下ロールチョック4を圧延中に圧下可能、各圧下装置2
0が同期して作動可能であり、上下対称の圧下を行うた
め、上下ロール間のパスラインは常に一定の高さに保つ
ことができる。また、圧下量の微調整ができ、圧下装置
を予め設定した任意期間に圧下作動させることが可能で
ある。さらに、装置自体がコンパクトなため、圧延機の
スタンドベース、シフト装置等は、従来と同形状、同寸
法とすることができる。表1は本発明を適用した圧延機
の仕様例である。
式圧延機の例を示したが、上記実施の形態に限定される
ものではなく、4重式圧延機、垂直軸を備えた圧延機等
圧延機の型式、圧下方式および被圧延材の材質、製品形
状等に関わりなく適用できるものである。さらに、圧下
シリンダーのロッド側とヘッド側のシリンダ室の容積変
化の差分を調節するためにシャトル弁を使用したが、パ
イロットチェック弁、リリーフ弁等、その他の回路を適
用してもよい。さらに、サーボモーターは、圧下シリン
ダーの推力(または液圧)および変位を検出しフィード
バック制御により、モーターの回転方向、速度、トルク
を制御できればよく、汎用電動機を用いてもよい。さら
に、ポンプは、双方向固定容量ポンプまたは双方双方向
可変容量ポンプを使用し、その入力軸の回転方向を変え
て双方向吐出とする、あるいは入力軸の回転方向は一定
としポンプ側で吐出方向を制御する、例えばハイドロス
タティックトランスミッション(HST)方式の双方向
可変容量ポンプを採用し、入力軸の回転方向は一定で斜
板の傾転角を正転角〜逆転角へ制御することにより、そ
の吐出方向を変化させることができる等の何れにしても
よい。さらに、圧力媒体は、油に限定されるものではな
く、防錆材を含有する水等、その他の液体であってもよ
い。
チョックを圧下可能に配設した圧下装置が圧延中に圧下
可能なので、圧延中にロール圧下の調整が可能であり、
ロール間のパスラインは常に一定の高さに保つことがで
きる。また、圧下量の微調整ができるので、圧延製品の
寸法精度を向上できる。また、圧下装置が予め設定した
任意期間に圧下作動可能であり、例えば連続圧延中のロ
ール圧下量を補正することなどができる。
説明図である。
拡大図断面図である。
拡大平面図である。
回路を示す系統図である。
ある。
ある。
説明図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 電動機に直結された二方向吐出固定容量
または可変容量液圧ポンプと、液圧ポンプにより直接駆
動される片ロッド複動液圧シリンダと、シリンダ動作時
のヘッド側およびロッド側の液量差を吸収する回路と圧
縮性気体および作動液を貯留した密閉型タンクと、シリ
ンダロッドの変位を検出するリニアスケールとを備え、
リニアスケールの変位情報をフィードバックし、入力位
置指令と比較して電動機を駆動するコントローラより構
成されたハイブリッド・アクチュエータを設けたことを
特徴とする液圧圧下式圧延機。 - 【請求項2】 前記ハイブリッド・アクチュエータをロ
ールの両軸部の各々に備え、前記ロールの両軸を同期圧
下することを特徴とする液圧圧下式圧延機。 - 【請求項3】 前記ハイブリッド・アクチュエータをロ
ールの両軸部の各々に備え、前記ロールの両軸を同期圧
上することを特徴とする液圧圧下式圧延機。 - 【請求項4】 前記ハイブリッド・アクチュエータを上
ロールの両軸部および下ロールの両軸部の各々に備え、
同期圧下すると同時に同期圧上することを特徴とする液
圧圧下式圧延機。 - 【請求項5】 前記ハイブリッド・アクチュエータの圧
力を制御しながら同期圧下またはおよび同期圧上するこ
とを特徴とする請求項2、3、4の何れかに記載の液圧
圧下式圧延機。 - 【請求項6】 前記ハイブリッド・アクチュエータの圧
力および変位を制御しながら同期圧下またはおよび同期
圧上することを特徴とする請求項2、3、4の何れかに
記載の液圧圧下式圧延機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32978697A JP3273312B2 (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 液圧圧下式圧延機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32978697A JP3273312B2 (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 液圧圧下式圧延機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11156412A true JPH11156412A (ja) | 1999-06-15 |
JP3273312B2 JP3273312B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=18225255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32978697A Expired - Fee Related JP3273312B2 (ja) | 1997-12-01 | 1997-12-01 | 液圧圧下式圧延機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
1997
- 1997-12-01 JP JP32978697A patent/JP3273312B2/ja not_active Expired - Fee Related
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