KR101450768B1 - Method of deciding optimal roll profile for achieving distributed uniformity pressure between rolls - Google Patents

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Abstract

본 발명은 롤 사이의 균일 압력분포 달성을 위한 최적 롤 프로파일 결정방법에 관한 것으로서, (a) 상기 상부 롤과 하부 롤 중, 어느 하나의 롤 양단 축이 단순지지된 상태에서 다른 하나의 롤에 압하력을 가하여 접촉압력을 구하는 단계; (b) 상기 상부 롤과 하부 롤 중, 어느 하나의 롤 양단 축이 완전고정된 상태에서 다른 하나의 롤에 압하력을 가하여 접촉압력을 구하는 단계; (c) 상기 (a) 단계에 의해 구해진 접촉압력에 0 보다 크거나 같고, 1 보다 작거나 같은 기여도 상수 α를 곱하는 단계; (d) 상기 (b) 단계에 의해 구해진 접촉압력과, 1에서 0 보다 크거나 같고, 1 보다 작거나 같은 기여도 상수 α를 뺀 값을 곱하는 단계; (e) 상기 (c) 단계의 값과, 상기 (d) 단계의 값을 더하여 실제의 접촉압력을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이에 따라 상,하부 롤 사이를 통과하는 판재의 접촉 해석을 위하여 어느 하나의 롤의 고정 조건을 용이하게 설정할 수 있게 되는바, 에러 발생이 현저히 줄어들게 되는 효과가 제공된다.The present invention relates to a method of determining an optimal roll profile for achieving a uniform pressure distribution between rolls, comprising the steps of: (a) pressing one roll on either one of the upper roll and the lower roll, Applying a force to obtain a contact pressure; (b) obtaining a contact pressure by applying a descent force to the other roll in a state in which one of the upper roll and the lower roll is completely fixed on both ends of the roll; (c) multiplying the contact pressure obtained by the step (a) by a contribution constant?, which is greater than or equal to 0 and less than or equal to 1; (d) multiplying the contact pressure obtained by the step (b) by a value obtained by subtracting a contribution constant?, which is greater than or equal to 0 and less than or equal to 1; (e) adding a value of the step (c) and a value of the step (d) to obtain an actual contact pressure, and thereby the contact analysis of the plate passing between the upper and lower rolls It is possible to easily set the fixing conditions of any one of the rolls, so that the occurrence of errors can be remarkably reduced.

Description

롤 사이의 균일 압력분포 달성을 위한 최적 롤 프로파일 결정방법 {Method of deciding optimal roll profile for achieving distributed uniformity pressure between rolls}[0001] The present invention relates to a method of determining an optimal roll profile for achieving a uniform pressure distribution between rolls,

본 발명은 롤 사이의 균일 압력분포 달성을 위한 최적 롤 프로파일 결정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상하로 구비되는 상부 롤과 하부 롤 사이로 판재가 압연 또는 패터닝을 위하여 통과하게 될 때, 상기 상부 롤과 하부 롤 사이의 균일 압력분포 달성을 위한 최적 롤 프로파일을 결정하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of determining an optimal roll profile for achieving a uniform pressure distribution between rolls, and more particularly, to a method of determining an optimal roll profile between rolls, when the plate material passes between upper and lower rolls for rolling or patterning, And a method for determining an optimum roll profile for achieving a uniform pressure distribution between a lower roll and a lower roll.

일반적으로, 판재를 압연 또는 패터닝을 위해서는 일정간격을 두고 서로 반대방향으로 회전되는 롤이 사용된다.In general, rolls that are rotated in opposite directions at regular intervals are used for rolling or patterning the plate materials.

즉, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 구동축(12)에 의해 회전되는 상부 롤(10)과, 이 상부 롤(10)과 일정 간격을 두고 역시 구동축(22)에 의해 회전되는 하부 롤(20)이 구비되어 사용된다.1 to 3, the upper roll 10 is rotated by the drive shaft 12 and the upper roll 10 is rotated at a predetermined distance from the upper roll 10 by the drive shaft 22, (20) is provided and used.

여기서, 상부 롤(10)과 하부 롤(20)은 서로 반대방향으로 회전되면서 통과되는 판재(30)의 전면적에 고른 압력을 가하여 압연 또는 패터닝이 이루어지도록 하는 것이 매우 중요하다.In this case, it is very important that the upper roll 10 and the lower roll 20 are rolled or patterned by applying uniform pressure to the entire area of the plate 30 to be passed while being rotated in opposite directions to each other.

그런데, 종래에는 상,하부 롤(10,20)과 판재(30) 접촉부의 압력을 고르게 하기 위하여 유한요소 해석을 실시함으로써, 롤 프로파일에 따른 접촉부 압력을 평가하였는데, 이는 상,하부 롤 중, 고정됨을 유지하는 어느 하나의 롤에서 구동축의 고정부위 강성을 정확히 모델링 하여 반영하는 것이 실질적으로 불가능한 문제점이 있었다.Conventionally, the pressure of the contact portion according to the roll profile was evaluated by performing a finite element analysis in order to equalize the pressure at the contact portion between the upper and lower rolls 10, 20 and the plate member 30, There is a problem in that it is practically impossible to accurately model and reflect the rigidity of the fixed portion of the drive shaft in any one of the rolls.

또한, 상,하부 롤 중, 고정됨을 유지하는 어느 하나의 롤에서 구동축이 단순지지(Simply supported)된 상태의 모델과, 완전고정(clamped)된 상태의 모델을 산출하여 접촉부 압력을 결정할 경우, 압력분포의 경향에 따른 왜곡이 상당히 커서 에러(Error)가 큰 문제점이 있었다.(도 4 참조)In addition, in the case of determining a model in a state in which the drive shaft is simply supported in any one of the rolls that are held fixed on the upper and lower rolls and a model of the clamped state to determine the contact pressure, There has been a problem that the distortion due to the tendency of the distribution is considerably large and the error is large (see Fig. 4).

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 상부 롤과 하부 롤 사이의 균일 압력분포 달성을 위한 최적 롤 프로파일을 결정하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a method of determining an optimal roll profile for achieving a uniform pressure distribution between an upper roll and a lower roll.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 롤 사이의 균일 압력분포 달성을 위한 최적 롤 프로파일을 결정하는 방법은, 상부 롤과 하부 롤 사이에 부재가 압연 또는 패터닝을 위한 통과하게 될 때, 상기 상부 롤과 하부 롤 사이의 균일 압력 분포달성을 위한 최적 롤 프로파일을 결정하는 방법에 있어서, (a) 상기 상부 롤과 하부 롤 중, 어느 하나의 롤 양단 축이 단순지지된 상태에서 다른 하나의 롤에 압하력을 가하여 접촉압력을 구하는 단계; (b) 상기 상부 롤과 하부 롤 중, 어느 하나의 롤 양단 축이 완전고정된 상태에서 다른 하나의 롤에 압하력을 가하여 접촉압력을 구하는 단계; (c) 상기 (a) 단계에 의해 구해진 접촉압력에 0 보다 크거나 같고, 1 보다 작거나 같은 기여도 상수 α를 곱하는 단계; (d) 상기 (b) 단계에 의해 구해진 접촉압력과, 1에서 0 보다 크거나 같고, 1 보다 작거나 같은 기여도 상수 α를 뺀 값을 곱하는 단계; (e) 상기 (c) 단계의 값과, 상기 (d) 단계의 값을 더하여 실제의 접촉압력을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of determining an optimum roll profile for achieving a uniform pressure distribution between rolls, comprising the steps of: when a member passes between the upper roll and the lower roll for rolling or patterning, A method of determining an optimum roll profile for achieving a uniform pressure distribution between an upper roll and a lower roll, comprising the steps of: (a) To obtain a contact pressure; (b) obtaining a contact pressure by applying a descent force to the other roll in a state in which one of the upper roll and the lower roll is completely fixed on both ends of the roll; (c) multiplying the contact pressure obtained by the step (a) by a contribution constant?, which is greater than or equal to 0 and less than or equal to 1; (d) multiplying the contact pressure obtained by the step (b) by a value obtained by subtracting a contribution constant?, which is greater than or equal to 0 and less than or equal to 1; (e) adding the value of step (c) and the value of step (d) to obtain an actual contact pressure.

여기서, 상기 다른 하나의 롤에 가해지는 압하력은 6~10톤이고, 상기 상부 롤 및 하부 롤의 길이는 300~400mm이며, 직경은 100~200mm인 것이 바람직하다.Here, the pressing force applied to the other roll is 6 to 10 tons, the length of the upper roll and the lower roll is 300 to 400 mm, and the diameter is preferably 100 to 200 mm.

또한, 상기 기여도 상수는, 0.3~0.7인 것이 바람직하다.
Further, the contribution constant is preferably 0.3 to 0.7.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 롤 사이의 균일 압력분포 달성을 위한 최적 롤 프로파일을 결정하는 방법에 의하면, 상,하부 롤 사이를 통과하는 판재의 접촉 해석을 위하여 어느 하나의 롤의 고정 조건을 용이하게 설정할 수 있게 되는바, 에러 발생이 현저히 줄어들게 되는 효과가 제공된다.As described above, according to the method of determining the optimum roll profile for achieving the uniform pressure distribution between the rolls according to the present invention, the fixing condition of any one of the rolls is determined for the contact analysis between the upper and lower rolls So that it is possible to provide an effect that the occurrence of errors can be remarkably reduced.

도 1은 종래의 판재 압연 또는 패터닝을 위한 롤 장치를 도시한 정면도.
도 2는 도 1에서 상부 롤과 하부 롤 사이로 판재가 통과되는 상태를 도시한 사시도.
도 3은 도 1에서 상부 롤과 하부 롤을 도시한 정면도.
도 4 내지 도 7은 어느 하나의 롤 구동축이 단순지지된 상태 및 완전고정된 상태에서의 접촉압력과, 기여도 상수 값에 따른 접촉압력 분포를 나타낸 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front view showing a conventional rolling apparatus for rolling or patterning a sheet material. FIG.
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a sheet material passes between an upper roll and a lower roll in FIG. 1; FIG.
Fig. 3 is a front view showing the upper roll and the lower roll in Fig. 1; Fig.
Figs. 4 to 7 are graphs showing contact pressures in a state in which any one of the roll driving shafts is simply supported and completely fixed, and a contact pressure distribution according to a contribution constant value. Fig.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 롤과 하부 롤 중, 어느 하나의 롤의 구동축 양단이 고정되고, 이에 대응하는 다른 하나의 롤의 구동축은 압하력이 가해지며, 이 상태에서 상,하부 롤 사이로 판재가 통과하게 되면서 압연 또는 패터닝이 이루어지게 된다.First, as shown in Fig. 3, both ends of the drive shaft of one of the upper and lower rolls are fixed, and the driving shaft of the other one of the rolls is applied with a downward force. In this state, Rolling or patterning takes place as the sheet passes between the rolls.

따라서, 상,하부 롤 사이를 통과하게 되는 판재의 전면적은 상,하부 롤과 접촉에 따른 압력을 받게 된다.Therefore, the whole area of the plate material passing between the upper and lower rolls is subjected to pressure due to contact with the upper and lower rolls.

여기서, 상,하부 롤 중, 어느 하나의 롤의 구동축이 고정되는 조건에 따른 접촉부 압력 분포 예측을 위하여 단순지지와 완전고정 조건의 복합식을 사용하되, 단순지지와 완전고정 조건에 의핸 해석에서 얻은 접촉압력 분포를 다음의 식에 의한 선형적 조합을 통해 실제 장비의 접촉 압력을 계산한다.In order to predict the contact pressure distribution according to the condition that the driving axes of any one of the upper and lower rolls are fixed, a complex type of simple support and complete fixing conditions is used. In the case of simple support and contact Calculate the contact pressure of the actual equipment through the linear combination of the pressure distribution by the following equation.

이때, 단순지지와 완전고정의 기여도는 상수 α(0≤α≤1)로 결정한다.At this time, the contribution of simple support and complete fixation is determined by the constant? (0??? 1).

σ = ασ1 + (1-α)σ2 σ = ασ 1 + (1-α) σ 2

상기 식에 따라 접촉압력을 구하는 과정을 설명하면 다음과 같다.A process of determining the contact pressure according to the above formula will be described as follows.

상기 상부 롤과 하부 롤 중, 어느 하나의 롤 양단 구동축이 단순지지된 상태에서 다른 하나의 롤에 압하력을 가하여 단순지지 접촉압력인 σ1 을 구한 후, 이와 같이 구해진 단순지지 접촉압력에 0 보다 크거나 같고, 1 보다 작거나 같은 기여도 상수 α를 곱함으로써, 단순지지 상태에서의 접촉압력을 산출한다.The simple supporting contact pressure σ 1 is obtained by applying a downward force to the other roll in a state in which the driving shaft at either end of the upper roll and the lower roll is simply supported. By multiplying by a contribution constant a which is greater than or equal to 1 and less than or equal to 1, the contact pressure in a simple supported state is calculated.

또한, 상부 롤과 하부 롤 중, 어느 하나의 롤 양단 구동축이 완전고정된 상태에서 다른 하나의 롤에 압하력을 가하여 완전고정 접촉압력인 σ2를 구한 후, 이와 같이 구해진 완전고정 접촉압력에 1에서 0 보다 크거나 같고, 1 보다 작거나 같은 기여도 상수 α를 뺀 값을 곱함으로써, 완전고정 상태에서의 접촉압력을 산출한다.Further, in the state where any one of the upper roll and the lower roll is completely fixed to the drive shaft, a pressing force is applied to the other roll to obtain a fully fixed contact pressure σ 2 , By a value obtained by subtracting a contribution constant? That is equal to or greater than 0 and less than or equal to 1, thereby calculating the contact pressure in the fully fixed state.

이와 같이 산출된 단순지지 상태에서의 접촉압력과, 완전고정 상태에서의 접촉압력을 더해주게 되면 실제 장비의 접촉 압력인 α가 계산된다.When the calculated contact pressure in the simple supporting state and the contact pressure in the fully fixed state are added, the contact pressure a of the actual equipment is calculated.

도 4 내지 도 7은 단일베어링 지지장비에서 압하력 6~10톤, 롤의 길이는 300~400mm, 롤 직경이 100~200mm인 실제 모델 기여도 상수 α를 달리하여 접촉압력을 산출한 결과를 나타낸 그래프로서, 기여도 상수는 0.3~0.7사이일 경우 가장 바람직하게 균일한 접촉압력이 나타냄을 보여주고 있다.
4 to 7 are graphs showing the results of calculating the contact pressure by varying the actual model contribution constant [alpha] of 6 to 10 tons of reduction force, 300 to 400 mm of roll length, and 100 to 200 mm roll diameter in a single bearing supporting equipment , And the most preferred uniform contact pressure is shown when the contribution constant is between 0.3 and 0.7.

이상에서와 같은 본 발명의 실시 예에서 설명한 기술적 사상은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수도 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시 예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
The technical ideas described in the embodiments of the present invention as described above may be independently performed, or may be implemented in combination with each other. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. It is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.

10,20 : 롤 12,22 : 구동축
30 : 판재10, 20: rolls 12, 22:
30: plate

Claims (4)

상부 롤과 하부 롤 사이에 부재가 압연 또는 패터닝을 위한 통과하게 될 때, 상기 상부 롤과 하부 롤 사이의 균일 압력 분포달성을 위한 최적 롤 프로파일을 결정하는 방법에 있어서,
(a) 상기 상부 롤과 하부 롤 중, 어느 하나의 롤 양단 축이 단순지지된 상태에서 다른 하나의 롤에 압하력을 가하여 접촉압력을 구하는 단계;
(b) 상기 상부 롤과 하부 롤 중, 상기 (a) 단계에서의 어느 하나의 롤 양단 축이 완전고정된 상태에서 상기 (a) 단계에서의 다른 하나의 롤에 압하력을 가하여 접촉압력을 구하는 단계;
(c) 상기 (a) 단계에 의해 구해진 접촉압력에 0 보다 크거나 같고, 1 보다 작거나 같은 기여도 상수 α를 곱하는 단계;
(d) 상기 (b) 단계에 의해 구해진 접촉압력과, 1에서 0 보다 크거나 같고, 1 보다 작거나 같은 기여도 상수 α를 뺀 값을 곱하는 단계;
(e) 상기 (c) 단계의 값과, 상기 (d) 단계의 값을 더하여 실제의 접촉압력을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 사이의 균일 압력분포 달성을 위한 최적 롤 프로파일 결정방법.
A method for determining an optimal roll profile for achieving a uniform pressure distribution between an upper roll and a lower roll when a member is passed between rolling between upper rolls and lower rolls for patterning,
(a) obtaining a contact pressure by applying a descent force to another roll in a state where either one of the upper roll and the lower roll is simply supported;
(b) applying a descent force to the other roll in the step (a) to obtain a contact pressure in a state where one of the upper roll and the lower roll is completely fixed to one end of the roll in the step (a) step;
(c) multiplying the contact pressure obtained by the step (a) by a contribution constant?, which is greater than or equal to 0 and less than or equal to 1;
(d) multiplying the contact pressure obtained by the step (b) by a value obtained by subtracting a contribution constant?, which is greater than or equal to 0 and less than or equal to 1;
(e) adding the value of step (c) and the value of step (d) to obtain an actual contact pressure.
제 1항에 있어서,
상기 (a) 단계 및 (b) 단계에서의 다른 하나의 롤에 가해지는 압하력은 6~10톤인 것을 특징으로 하는 롤 사이의 균일 압력분포 달성을 위한 최적 롤 프로파일 결정방법.
The method according to claim 1,
Wherein the pressing force applied to the other roll in the steps (a) and (b) is 6 to 10 tons.
제 1항에 있어서,
상기 상부 롤 및 하부 롤의 길이는 300~400mm이고, 직경은 100~200mm인 것을 특징으로 하는 롤 사이의 균일 압력분포 달성을 위한 최적 롤 프로파일 결정방법.
The method according to claim 1,
Wherein the length of the upper roll and the lower roll is 300 to 400 mm and the diameter is 100 to 200 mm.
제 1항에 있어서,
상기 기여도 상수는, 0.3~0.7인 것을 특징으로 하는 롤 사이의 균일 압력분포 달성을 위한 최적 롤 프로파일 결정방법.The method according to claim 1,
Wherein the contribution constant is 0.3 to 0.7. ≪ Desc / Clms Page number 17 >
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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