JPS6211924B2 - - Google Patents
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- JPS6211924B2 JPS6211924B2 JP53154367A JP15436778A JPS6211924B2 JP S6211924 B2 JPS6211924 B2 JP S6211924B2 JP 53154367 A JP53154367 A JP 53154367A JP 15436778 A JP15436778 A JP 15436778A JP S6211924 B2 JPS6211924 B2 JP S6211924B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- center
- tension
- housing
- roll chock
- rolling mill
- Prior art date
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- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 12
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 12
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
- B21B38/06—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring tension or compression
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
- B21B31/02—Rolling stand frames or housings; Roll mountings ; Roll chocks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複数のスタンドからなる連続圧延機に
おいて、圧延中、スタンド間の材料に作用する張
力または圧縮力（以下これを外力と略称）を直接
的に検出する装置に関する。
おいて、圧延中、スタンド間の材料に作用する張
力または圧縮力（以下これを外力と略称）を直接
的に検出する装置に関する。
一般に連続圧延時においてスタンド間の材料
に、上記外力が作用すると過負荷運転、ミスロー
ル、製品の形状不良など種々の損害を生ずること
はよく知られている。これを防止するために従来
より種々の方策が構じられてきた。例えば、材料
に可撓性がある場合には、機械的ルーパを利用し
て直接的に、また可撓性に乏しい場合には、電動
機電流や駆動トルク、または圧延トルクと圧延荷
重の比（トルク・アーム）などの外力による変動
を利用して間接的に外力を推定し、それによつて
ロール回転数またはロール開度を調整、制御する
方法である。
に、上記外力が作用すると過負荷運転、ミスロー
ル、製品の形状不良など種々の損害を生ずること
はよく知られている。これを防止するために従来
より種々の方策が構じられてきた。例えば、材料
に可撓性がある場合には、機械的ルーパを利用し
て直接的に、また可撓性に乏しい場合には、電動
機電流や駆動トルク、または圧延トルクと圧延荷
重の比（トルク・アーム）などの外力による変動
を利用して間接的に外力を推定し、それによつて
ロール回転数またはロール開度を調整、制御する
方法である。
しかしながら、前者直接法は材料断面積の大き
いものには適用できず、また検出端が材料に接触
することなどの欠点を有する。一方、後者間接法
は材料にスキツドマーク、サーマルランダウン、
寸法形状の変化などがあると、これらが外乱とな
つて正確に張力制御が妨げられること、そのため
外力検出精度が良くないこと、そして材料先端の
かみこみ時は制御するが、それ以降の任意の位置
では制御しにくいことなどの欠点が挙げられ、実
用化が困難視されている。そこでロールチヨツク
とハウジングポストの間に圧力検出器を設け、外
力によるロールチヨツクの水平移動（変位）また
はロールチヨツクがハウジングポストを押圧する
力を直接的に検出する装置が従来から考案されて
いる。しかして、従来の装置は、いずれも前方張
力、前方圧縮力、後方張力、後方圧縮力のすべて
を検出するためには、同一圧延機内に少なくとも
２ケ以上の圧力検出器を圧延の出側と入側に必要
とする。そのために装置としての経済的負担は大
きく、構造的にもかなり複雑でかつ装置の保守、
点検も繁雑で実用性に乏しいことは明らかであ
る。本発明は、できるため簡単な原理と構造で、
しかも従来法よりも測定精度、安定性、信頼性に
優れ、かつ経済的に有利な張力・圧縮力の検出装
置を提供することを目的とするものである。以下
本発明を図に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。
いものには適用できず、また検出端が材料に接触
することなどの欠点を有する。一方、後者間接法
は材料にスキツドマーク、サーマルランダウン、
寸法形状の変化などがあると、これらが外乱とな
つて正確に張力制御が妨げられること、そのため
外力検出精度が良くないこと、そして材料先端の
かみこみ時は制御するが、それ以降の任意の位置
では制御しにくいことなどの欠点が挙げられ、実
用化が困難視されている。そこでロールチヨツク
とハウジングポストの間に圧力検出器を設け、外
力によるロールチヨツクの水平移動（変位）また
はロールチヨツクがハウジングポストを押圧する
力を直接的に検出する装置が従来から考案されて
いる。しかして、従来の装置は、いずれも前方張
力、前方圧縮力、後方張力、後方圧縮力のすべて
を検出するためには、同一圧延機内に少なくとも
２ケ以上の圧力検出器を圧延の出側と入側に必要
とする。そのために装置としての経済的負担は大
きく、構造的にもかなり複雑でかつ装置の保守、
点検も繁雑で実用性に乏しいことは明らかであ
る。本発明は、できるため簡単な原理と構造で、
しかも従来法よりも測定精度、安定性、信頼性に
優れ、かつ経済的に有利な張力・圧縮力の検出装
置を提供することを目的とするものである。以下
本発明を図に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。
まず、本発明による圧延機の概略構成図を第１
図に示す。
図に示す。
図において、１はハウジングポスト、２はハウ
ジング下ビーム、３は上ロール、４は下ロール、
５は圧延材料、６は下ロールチヨツク、７は上ロ
ールチヨツク、８は上曲面座、９は下曲面座、１
０は複数個の円柱ローラ、１１は圧力検出器を示
す。本発明では上曲面座８と下曲面座９の曲面を
同心円で構成し、曲面座８と９の間に複数の円柱
ローラ１０を設置させることにより圧延荷重が曲
面座に分散して加わるように構成される。
ジング下ビーム、３は上ロール、４は下ロール、
５は圧延材料、６は下ロールチヨツク、７は上ロ
ールチヨツク、８は上曲面座、９は下曲面座、１
０は複数個の円柱ローラ、１１は圧力検出器を示
す。本発明では上曲面座８と下曲面座９の曲面を
同心円で構成し、曲面座８と９の間に複数の円柱
ローラ１０を設置させることにより圧延荷重が曲
面座に分散して加わるように構成される。
まず、圧延機の構造であるが、一般には下ロー
ルチヨツク６とハウジング下ビーム２の間には水
平かつ左右対称の治具が圧延機の中心に装入され
ている。しかるに本発明の圧延機における曲面座
８，９はその中心から僅かに偏位させて設置され
ている。その偏位は後述する圧力検出器１１が設
置されていない方向に所定の量ａだけとる。下ロ
ールチヨツク６の側面部分にはハウジングポスト
１に接する圧力検出器１１が内蔵されていて下ロ
ールチヨツク６からハウジングポスト１に伝達さ
れる側面荷重が直接検出されるようになつてい
る。
ルチヨツク６とハウジング下ビーム２の間には水
平かつ左右対称の治具が圧延機の中心に装入され
ている。しかるに本発明の圧延機における曲面座
８，９はその中心から僅かに偏位させて設置され
ている。その偏位は後述する圧力検出器１１が設
置されていない方向に所定の量ａだけとる。下ロ
ールチヨツク６の側面部分にはハウジングポスト
１に接する圧力検出器１１が内蔵されていて下ロ
ールチヨツク６からハウジングポスト１に伝達さ
れる側面荷重が直接検出されるようになつてい
る。
上述のように構成された圧延機において圧力検
出器１１による張力・圧縮力の検出方法を第１図
に示す圧延機の一部分を示す第２図に基づいて説
明する。
出器１１による張力・圧縮力の検出方法を第１図
に示す圧延機の一部分を示す第２図に基づいて説
明する。
まず、圧延材料５の先端がロール３と４の間を
圧延されつつ通過し、外力が作用していないとす
る。当然ながら下ロールチヨツク４には鉛直下方
に圧延荷重P0が働く。この圧延荷重P0は下ロール
チヨツク６を経て、ハウジング下ビーム２に伝え
られる。ところが前述のように下ロールチヨツク
６とハウジング下ビーム２との間には曲面座８と
９とローラ１０が設置されているので、圧延荷重
P0は曲面座の曲率の中心Ｏ（この点は圧延機の中
心線から距離ａだけ圧力検出器１１のない側に偏
位している）のまわりに回転モーメントを与え
る。今、偏位量をａ、圧力検出器１１の中心を通
りハウジングポスト１にたてた法線と回転中心Ｏ
間の鉛直の距離をl1、回転中心Ｏからハウジング
ポスト１の側面までの距離をl3、圧力検出器とハ
ウジングポストが接触している境界の摩擦係数を
μ１、ローラ付曲面座のころがり摩擦係数をμ
２、上曲面座の曲面の曲率半径をγ、圧延荷重P0
の曲面に垂直な成分をP1、接線成分をP2とすれ
ば、側面荷重T0は T0・l1＋μ１・T0・l3＋P1・μ２・γ＝P0・ａ
より、 T0＝Ｐ０・ａ−Ｐ１・μ２・γ／ｌ１＋μ１・
ｌ３………(1) で与えられる。一般にａは小さいからP1＝P0と近
似して差支えない。
圧延されつつ通過し、外力が作用していないとす
る。当然ながら下ロールチヨツク４には鉛直下方
に圧延荷重P0が働く。この圧延荷重P0は下ロール
チヨツク６を経て、ハウジング下ビーム２に伝え
られる。ところが前述のように下ロールチヨツク
６とハウジング下ビーム２との間には曲面座８と
９とローラ１０が設置されているので、圧延荷重
P0は曲面座の曲率の中心Ｏ（この点は圧延機の中
心線から距離ａだけ圧力検出器１１のない側に偏
位している）のまわりに回転モーメントを与え
る。今、偏位量をａ、圧力検出器１１の中心を通
りハウジングポスト１にたてた法線と回転中心Ｏ
間の鉛直の距離をl1、回転中心Ｏからハウジング
ポスト１の側面までの距離をl3、圧力検出器とハ
ウジングポストが接触している境界の摩擦係数を
μ１、ローラ付曲面座のころがり摩擦係数をμ
２、上曲面座の曲面の曲率半径をγ、圧延荷重P0
の曲面に垂直な成分をP1、接線成分をP2とすれ
ば、側面荷重T0は T0・l1＋μ１・T0・l3＋P1・μ２・γ＝P0・ａ
より、 T0＝Ｐ０・ａ−Ｐ１・μ２・γ／ｌ１＋μ１・
ｌ３………(1) で与えられる。一般にａは小さいからP1＝P0と近
似して差支えない。
T0＝Ｐ０・ａ−Ｐ０・μ２・γ／ｌ１＋μ１・ｌ
３………(2) 更に摩擦係数μ１とμ２を0.005以下にとれば
近似的に T0≒Ｐ０・ａ／ｌ１ ………(3) がえられる。
３………(2) 更に摩擦係数μ１とμ２を0.005以下にとれば
近似的に T0≒Ｐ０・ａ／ｌ１ ………(3) がえられる。
これら一連の式はいずれも無張力圧延時に加わ
る側面荷重T0を与えるものであるが、次に圧延
材料に外力σが作用した場合、側面荷重Ｔがどの
ように変化するかについて述べる。第２図におい
てσFは前方張力、σBは後方張力を示す。いうま
でもなく、これら外力はロールからロールチヨツ
クを経てハウジングポストに伝達されるが、ロー
ルチヨツク自体が微小な範囲で回転可能な構造に
なつているので、外力は回転中心Ｏのまわりに回
転モーメントを与える。たとえば、前方張力σF
が中心Ｏからの距離l2のロール面において水平方
向に作用したとすれば、これによる側面荷重の変
動ＴFは次式で与えられる。
る側面荷重T0を与えるものであるが、次に圧延
材料に外力σが作用した場合、側面荷重Ｔがどの
ように変化するかについて述べる。第２図におい
てσFは前方張力、σBは後方張力を示す。いうま
でもなく、これら外力はロールからロールチヨツ
クを経てハウジングポストに伝達されるが、ロー
ルチヨツク自体が微小な範囲で回転可能な構造に
なつているので、外力は回転中心Ｏのまわりに回
転モーメントを与える。たとえば、前方張力σF
が中心Ｏからの距離l2のロール面において水平方
向に作用したとすれば、これによる側面荷重の変
動ＴFは次式で与えられる。
ＴF＝ｌ２／ｌ１・σＦ／２ ………(4)
よつて側面荷重Ｔは近似的に
Ｔ＝ａ／ｌ１P0（１−σＦ′／２ｋ−σＢ′／２ｋ′）
−α・ｌ２／ｌ１σＦ／２＋β・ｌ２／ｌ１σＢ／２
………(5) となる。ただし、σF、σBは張力を正、圧縮力を
負とする。σF′、σB′は夫々σF、σBを応力に換
算したもの、またｋ、k′はそれぞれ出側と入側の
材料の降伏応力、αとβはそれぞれ出側入側の補
正係数である。
………(5) となる。ただし、σF、σBは張力を正、圧縮力を
負とする。σF′、σB′は夫々σF、σBを応力に換
算したもの、またｋ、k′はそれぞれ出側と入側の
材料の降伏応力、αとβはそれぞれ出側入側の補
正係数である。
(5)式において第１項の外力σによる側面荷重Ｔ
の変動は第２項、第３項に比べればかなり小さ
い。つまり、側面荷重Ｔは実際上、第２項、第３
項の関数とみなせる。よつて、前方張力σFまた
は後方張力σBが作用した時の側面荷重Ｔを測定
すれば、σFまたはσBの大きさを(5)式によつて求
めることができる。多スタンド連続圧延において
σFとσBが同時にかかる場合には、未知数σFと
σBを(5)式からいきなり求めることはできない
が、スタンドの先後端側は無張力であるので、先
後端においてσF＝０またはσB＝０として順次σ
F、σBを求めることができる。
の変動は第２項、第３項に比べればかなり小さ
い。つまり、側面荷重Ｔは実際上、第２項、第３
項の関数とみなせる。よつて、前方張力σFまた
は後方張力σBが作用した時の側面荷重Ｔを測定
すれば、σFまたはσBの大きさを(5)式によつて求
めることができる。多スタンド連続圧延において
σFとσBが同時にかかる場合には、未知数σFと
σBを(5)式からいきなり求めることはできない
が、スタンドの先後端側は無張力であるので、先
後端においてσF＝０またはσB＝０として順次σ
F、σBを求めることができる。
上記の方法は圧延の入側に圧力検出検出器を設
置した場合であるが、第３図に示すように出側に
設置してもよく、また曲面座の曲率の向きを第２
図の場合とは逆にしても同じ効力を発揮する。
置した場合であるが、第３図に示すように出側に
設置してもよく、また曲面座の曲率の向きを第２
図の場合とは逆にしても同じ効力を発揮する。
本発明の検出方法及び装置をロール径100mmの
圧延機にて24φの鉛棒を圧延し、材料に前方張
力、前方圧縮力、後方張力、後方圧縮力を加えた
場合、圧力検出器を入側または出側に設置した場
合、曲面座の曲率の向きを上下逆さにした場合、
圧延材料の圧延位置をロールの中央や駆動側また
は操作側に変えて圧延した場合のそれぞれについ
て外力σと側面荷重Ｔとの関係を調べるといずれ
の場合もその結果は第４図に示すとおりで、側面
荷重Ｔ（駆動側と操作側の和）は外力σに明瞭に
比例するようになる。つまり、側面荷重Ｔは前方
張力σF並びに後方圧縮力−σBに対しては直線的
に減少し、前方圧縮力−σF並びに後方張力σBに
対しては直線的に増加するのである。
圧延機にて24φの鉛棒を圧延し、材料に前方張
力、前方圧縮力、後方張力、後方圧縮力を加えた
場合、圧力検出器を入側または出側に設置した場
合、曲面座の曲率の向きを上下逆さにした場合、
圧延材料の圧延位置をロールの中央や駆動側また
は操作側に変えて圧延した場合のそれぞれについ
て外力σと側面荷重Ｔとの関係を調べるといずれ
の場合もその結果は第４図に示すとおりで、側面
荷重Ｔ（駆動側と操作側の和）は外力σに明瞭に
比例するようになる。つまり、側面荷重Ｔは前方
張力σF並びに後方圧縮力−σBに対しては直線的
に減少し、前方圧縮力−σF並びに後方張力σBに
対しては直線的に増加するのである。
このように本発明によれば、側面荷重の変動
（Ｔ−T0）から外力の大きさと方向を直接的に検
出することができる。
（Ｔ−T0）から外力の大きさと方向を直接的に検
出することができる。
実験によれば、偏位量ａは余り小さいと側面荷
重の出力が小さいため、たとえば、第２図のよう
な場合には前方張力及び後方圧縮力の検出を困難
にし、逆に余り大きすぎてはハウジングポストに
過度の偏荷重が加わり好ましくない。一般には偏
位量ａは所定のl1に対して(3)式に従つて圧延荷重
P0の1/10〜1/20が側面荷重T0となるように定め
るのがよく、従つて(3)式よりａとl1の比、即ち曲
率中心の偏位量ａと、圧力換出器の中心を通りハ
ウジングポストに垂直にたてた法線と曲率中心間
の鉛直距離l1との比が1/10〜1/20となるように定
められるのがよい。
重の出力が小さいため、たとえば、第２図のよう
な場合には前方張力及び後方圧縮力の検出を困難
にし、逆に余り大きすぎてはハウジングポストに
過度の偏荷重が加わり好ましくない。一般には偏
位量ａは所定のl1に対して(3)式に従つて圧延荷重
P0の1/10〜1/20が側面荷重T0となるように定め
るのがよく、従つて(3)式よりａとl1の比、即ち曲
率中心の偏位量ａと、圧力換出器の中心を通りハ
ウジングポストに垂直にたてた法線と曲率中心間
の鉛直距離l1との比が1/10〜1/20となるように定
められるのがよい。
本発明の装置における曲面座は圧延荷重が曲面
座のローラに分散して加えられるため、集中荷重
の欠点が除かれ、かつ曲面間に設置されたローラ
によりロールチヨツクの回転を容易ならしめ、そ
の結果、外力σの検出感度を高めるという効果が
期待できる。
座のローラに分散して加えられるため、集中荷重
の欠点が除かれ、かつ曲面間に設置されたローラ
によりロールチヨツクの回転を容易ならしめ、そ
の結果、外力σの検出感度を高めるという効果が
期待できる。
以上の説明は、外力の検出を下ロールチヨツク
で実施する場合について述べたが、類似の構造に
より上ロールチヨツクで実施することも可能であ
り、また操作側、駆動側の双方、あるいは片方に
限定して行なつてもよい。
で実施する場合について述べたが、類似の構造に
より上ロールチヨツクで実施することも可能であ
り、また操作側、駆動側の双方、あるいは片方に
限定して行なつてもよい。
本発明による方法及び装置は線材や棒鋼の連続
熱間圧延工程のように特に無張力制御圧延を必要
とする分野では大きな効力を発揮するが、冷間圧
延工程において、一定張力を付加しつつ圧延した
い場合においても適用可能である。
熱間圧延工程のように特に無張力制御圧延を必要
とする分野では大きな効力を発揮するが、冷間圧
延工程において、一定張力を付加しつつ圧延した
い場合においても適用可能である。
第１図は本発明による圧延機の概略構成図、第
２図は第１図に示す圧延機の一部分の構成図、第
３図は曲面座の他の実施例を示す図、第４図は外
力と側面荷重との関係を示す図である。 １……ハウジングポスト、２……ハウジング下
ビーム、３……上ロール、４……下ロール、５…
…圧延材料、６……下ロールチヨツク、７……上
ロールチヨツク、８……上曲面座、９……下曲面
座、１０……円柱ローラ、１１……圧力検出器。
２図は第１図に示す圧延機の一部分の構成図、第
３図は曲面座の他の実施例を示す図、第４図は外
力と側面荷重との関係を示す図である。 １……ハウジングポスト、２……ハウジング下
ビーム、３……上ロール、４……下ロール、５…
…圧延材料、６……下ロールチヨツク、７……上
ロールチヨツク、８……上曲面座、９……下曲面
座、１０……円柱ローラ、１１……圧力検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個のスタンドからなる連続圧延機におい
てロールチヨツクの底面とこの底面に対応するハ
ウジングビームの間にローラ付曲面座を該曲面の
曲率中心がロールの中心を通るハウジングの中心
線上から僅かに偏位した位置に設けて、前記ロー
ルチヨツクにかかる圧延荷重の一部（側面荷重）
を片側のハウジングポストにて支持させ、このハ
ウジングポストに加わる圧力を前記ロールチヨツ
クから前記ハウジングポストに至る力の伝達経路
中に設けた圧力検出器により測定し、スタンド間
の張力及び圧縮力を検出するようにしたことを特
徴とする連続圧延機におけるスタンド間の張力・
圧縮力の検出装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
て、曲率中心の偏位量と、圧力検出器の中心を通
りハウジングポストに垂直にたてた法線と前記曲
率中心間の鉛直距離との比が1/10〜1/20であるこ
とを特徴とする連続圧延機におけるスタンド間の
張力・圧縮力の検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15436778A JPS5580024A (en) | 1978-12-12 | 1978-12-12 | Device for detecting tension and compressive force between stands in continuous rolling mill |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15436778A JPS5580024A (en) | 1978-12-12 | 1978-12-12 | Device for detecting tension and compressive force between stands in continuous rolling mill |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5580024A JPS5580024A (en) | 1980-06-16 |
| JPS6211924B2 true JPS6211924B2 (ja) | 1987-03-16 |
Family
ID=15582601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15436778A Granted JPS5580024A (en) | 1978-12-12 | 1978-12-12 | Device for detecting tension and compressive force between stands in continuous rolling mill |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5580024A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19530424A1 (de) * | 1995-08-18 | 1997-02-20 | Schloemann Siemag Ag | Verfahren zur Kompensation von aus Horizontalbewegungen der Walzen resultierenden Kräften an Walzgerüsten |
-
1978
- 1978-12-12 JP JP15436778A patent/JPS5580024A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5580024A (en) | 1980-06-16 |
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