(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータから圧延ロールに駆動トルクを伝達するスピンドルの高さをセンサにより検出し、検出されたスピンドルの高さに応じてスピンドルポジショナの油圧を制御することにより、待機中と圧延中とのスピンドルの高さの変化を抑制することを特徴とする圧延ロール駆動系の振動防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱延ミル、厚板ミルなどに組み込まれている大型の圧延ロールの駆動系の振動防止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような大型の圧延ロールは、大きく離れた位置に設置された駆動モータのモータ軸とスピンドルにより連結され、駆動されている。図３は熱延用のリバースミルにおけるワークロールの駆動系を模式的に示すものであり、１は駆動モータ、２はスピンドル、３は圧延ロール、Ｗは圧延されているスラブなどのワークである。
【０００３】
周知のように圧延ロールの高さは一定ではなく、特にリバースミルにおける上部のワークロールは１パスごとに高さを変化させる必要がある。このような理由もあって、スピンドル２は両側にユニバーサルジョイント４，５を備え、かつスピンドル２を長くして圧延ロール３の高さの変化を吸収できる構造となっている。このため大型の圧延ロールの駆動に用いられるスピンドル２は長さが１０ｍを越え、自重が５０トンを越えるような大型のものもある。
【０００４】
このようなスピンドル２の先端には、図４に示すようなキャップ状の駆動ヘッド６が設けられている。また、圧延ロール３の軸端は図５に示すような非円形の突起７となっており、駆動ヘッド６側にはこれに対応する非円形の凹部８が形成されて駆動トルクの伝達を行っている。
【０００５】
上記したように、スピンドル２は位置の自由度を持って圧延ロール３と駆動モータ１との間に設けられており、しかも非常に重量がある。このため、そのままでは圧延ロール３の端部に重量物がぶら下がった状態となって円滑な圧延動作に支障を来たしたり、圧延ロールが左右非対称に磨耗したりするおそれがあるため、中間位置付近に油圧式のスピンドルポジショナ９を設け、スピンドル２を下側から支えている。そのスピンドルポジショナ９による押し上げ力は、スピンドル２の自重の１１０〜１３０％とするのが業界の常識とされている。
【０００６】
ところが上記したような圧延ロール駆動系において、駆動モータ１の軸受メタルの損傷をはじめとして各油圧シリンダ油漏れ等の設備故障が発生することがあった。そこで本発明者等は様々な角度から軸受等設備改良を試みてきたのであるが、設備故障を防止するには至らなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、圧延ロール駆動系に発生していた振動による設備故障を防止するとともに、ワークサイドとドライブサイドとの偏荷重防止による圧延精度向上を可能にした圧延ロール駆動系の振動防止方法を提供するためになされたものである。
【０００８】
本発明者等はこの問題を解決するために各部の挙動解析を行った結果、圧延噛み込み時にスピンドルが激しく振動することを見出した。すなわち、前記したように待機中はスピンドルポジショナによってスピンドルは自重よりも大きい力で押し上げられているため、図４に示すようにスピンドルの中心軸は圧延ロールの中心軸と微小な角度を持っている。
【０００９】
しかし圧延噛み込み時に駆動トルクが伝達されると、スピンドルの中心軸は圧延ロールの中心軸とは瞬間的に一致するように振れ、このスピンドルの振動が駆動モータの軸受メタルの損傷や設備故障を招いていることが判明した。このようなスピンドルの振動は、駆動ヘッド側の非円形の凹部と圧延ロール軸端の非円形の突起との間のすきまが磨耗により拡大したときに著しくなるため、長期間使用した設備において振動が激しくなるものと考えられる。
【００１０】
本発明は上記の知見に基づいてなされたものであり、駆動モータから圧延ロールに駆動トルクを伝達するスピンドルの高さをセンサにより検出し、検出されたスピンドルの高さに応じてスピンドルポジショナの油圧を制御することにより、待機中と圧延中とのスピンドルの高さの変化を抑制することを特徴とするものである。このようにスピンドルの高さの変化を抑制することによって、圧延噛み込み時におけるスピンドルの急激な振動を抑制することが可能となる。またこれとともに、ワークサイドとドライブサイドとの偏荷重が防止され、圧延精度の向上を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態を示す。
図１において、１は従来と同様の駆動モータ、２は駆動トルク伝達用のスピンドル、３は圧延用の圧延ロールである。スピンドル２は両側にユニバーサルジョイント４，５を備え、その中間部分に油圧式のスピンドルポジショナ９を設けて下側から支えている。また、スピンドル２の端部には図４に示すようなキャップ状の駆動ヘッド６が設けられ、圧延ロール３の軸端の非円形の突起７とかみ合って駆動トルクの伝達を行っていることも従来と同様である。
【００１２】
しかし本発明では、スピンドル２の圧延ロール３に近い部分にセンサ１０を設け、スピンドル２の高さを常時検出している。このセンサ１０としては、光学式、電磁式、超音波式、接触式等の任意の形式のものが使用できる。検出された高さ信号は制御装置１１に入力され、制御装置１１はスピンドルポジショナ９に接続された油圧源１２の油圧を制御することにより、圧延ロール３が待機中の状態におけるスピンドル２の高さと、圧延待機中の状態におけるスピンドル２の高さとの変化がなるべく小さくなるように高さの変化を抑制する。
【００１３】
具体的には、スピンドル２の自重の１１０〜１３０％とするのが業界の常識とされていたスピンドルポジショナ９による押し上げ力を、スピンドル２の自重の９５から１００％程度にまで低下させる。これによって圧延噛み込み時におけるスピンドル２の振動を抑制することができる。
【００１４】
また図２に示すようなリバースミルにおいては、特に上側のワークロール３およびバックアップロール３ａの高さは、ワークの１パス毎に変化させる必要があるため、センサ１０により検出された信号に応じて１パス毎に油圧源１２の油圧を制御し、スピンドル２の高さを変化させる。これによっても、圧延噛み込み時におけるスピンドル２の振動を抑制することができる。このように常にスピンドル２の高さを制御するようにしたので、図５に示した部分に磨耗が生じても問題はない。
【００１５】
【実施例】
大型の圧延ロールの駆動系に用いられている重量が５３トン、長さ１０ｍのスピンドルを支えるスピンドルポジショナに、従来は１３ＭＰａの油圧を加えて、スピンドル重量の１２５％の力で押し上げていた。このとき待機中におけるスピンドルの圧延ロール側のユニバーサルジョイントは、圧延中よりも約１０ｍｍ高く持ち上げられており、圧延開始時に瞬間的に１０ｍｍ下がることによって、衝撃的な振動を発生させていた。
【００１６】
しかし本発明にしたがってスピンドルポジショナの油圧を制御したところ、待機中におけるスピンドルの高さと、圧延中におけるスピンドルの高さとの差がなくなり、振動が大幅に緩和された。なお、このときの油圧は１０ＭＰａであり、押し上げ力はスピンドル重量の９５％であった。また、従来は制御が行なわれていなかったのに対し、実施例では１パス毎にスピンドルポジショナの油圧を制御し、圧延ロールの高さの変化に対応させてスピンドルの高さを変えるようにした。
【００１７】
この結果、従来は圧延噛み込み時に駆動モータの軸受メタル部において、軸が４００μｍも変位していたのに対して、実施例においては圧延噛み込み時における軸の変位はわずか２μｍにまで減少し、メタル軸受損傷の原因が除去された。
【００１８】
上記したように、本発明は自重が大きいユニバーサルジョイントを含みかつ高さの変動が大きいリバースミルの圧延ロールの駆動系に適したものであるが、これに限定されることなくその他の圧延ロールの駆動系にも適用できることはいうまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の圧延ロール駆動系の振動防止方法によれば、スピンドルポジショナの位置を例えば油圧で制御することにより、待機中と圧延中とのスピンドルの高さの変化を抑制し、圧延噛み込み時に駆動モータの軸受メタルが受ける衝撃的な振動をなくすることができる。その結果、振動による圧延機設備の故障を根本的になくすることが可能となる。また圧延ロールの偏荷重も緩和されるので、圧延精度の向上にも寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図２】リバースミルの側面図である。
【図３】従来技術を示す説明図である。
【図４】スピンドル端部の駆動ヘッドと圧延ロールの軸端との関係を示す、角度を誇張した断面図である。
【図５】スピンドル端部の駆動ヘッド部分の断面図である。
【符号の説明】
１  駆動モータ
２  スピンドル
３  圧延ロール
３ａ  バックアップロール
４  ユニバーサルジョイント
５  ユニバーサルジョイント
６  駆動ヘッド
７  圧延ロールの軸端の非円形の突起
８  駆動ヘッドの非円形の凹部
９  スピンドルポジショナ
１０  センサ
１１  制御装置
１２  油圧源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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