JPS6039617B2 - down coiler - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱間圧延設備におけるダウンコィラー、特に
液圧シリンダーでラッパーフレームを駆動するタイプの
ダウンコィラ−に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a downcoiler in hot rolling equipment, particularly a downcoiler of the type in which a wrapper frame is driven by a hydraulic cylinder.

ストリップ先端及びストリップ先端重なり部がラッパー
ロールとマンドレルの間を通過する時一般にラッパーロ
ールが強制変位を受けるため大きく振動する。When the strip tip and the overlapping portion of the strip tip pass between the wrapper roll and the mandrel, the wrapper roll is generally subjected to forced displacement and vibrates greatly.

ラッパーロールがストリップ表面からはね上っている間
は、ラッパーロールの本来の機能であるマンドレルヘス
トリップを押付けることができないため形成されるスト
リップコイルの内径近傍の巻姿が崩れたりあるいは表面
傷が発生し、結局コイルの製品歩蟹りが低下するという
欠点がある。While the wrapper roll is bouncing up from the strip surface, it is unable to press the strip against the mandrel, which is the original function of the wrapper roll, which may cause the winding shape near the inner diameter of the formed strip coil to collapse or cause surface scratches. This has the disadvantage that the product yield of the coil is eventually reduced.

従ってラッパーロールの振動を出来るだけおえることが
、ダウンコイラ設計の大きな目標である。振動を小さく
するにはラッパーフレームを駆動するシリンダーの押圧
力を高めるか、流体の剛性（バネ定数）の高いものを使
用することが有効である。従来、シリンダーはエアーシ
リンダーが用いられてきたが、このような理由で高い油
圧のため同一シリンダー径でより大きな押圧力が出て、
かつ圧縮バネ定数の高い油圧シリンダ−が用いられつつ
ある。第１図は、ラッパーフレームの駆動に油圧シリン
ダーを用いた従来のダウンコィラーの全体構成で、マン
ドレル１にストリップ５を巻付ける為のラッパーロール
２は回転支点４を中心に油圧シリンダー６で転回、押付
を行なうラッパーフレーム３に支持、内蔵されている。Therefore, a major goal of down coiler design is to suppress the vibration of the wrapper roll as much as possible. In order to reduce vibrations, it is effective to increase the pressing force of the cylinder that drives the wrapper frame, or to use a fluid with high rigidity (spring constant). Conventionally, air cylinders have been used as cylinders, but due to the high oil pressure, a larger pressing force is produced with the same cylinder diameter,
In addition, hydraulic cylinders with high compression spring constants are being used. Figure 1 shows the overall configuration of a conventional down coiler that uses a hydraulic cylinder to drive the wrapper frame.The wrapper roll 2 for wrapping the strip 5 around the mandrel 1 is rotated and pressed by the hydraulic cylinder 6 around the rotational fulcrum 4. It is supported and built into the wrapper frame 3 that performs this.

ストリップをマンドレルに巻付ける際、第２図に示すよ
うにストリップ先端の段差部によりラッパーロールは強
制的にはね上げられる。この時はね上げられる量が出来
るだけ４・さし、方が、早く振動が収束し、ストリップ
をマンドレルに押付けることが可能になる。シリンダー
６のヘッド側油圧回路は巻取中はパイロットチェック弁
７にて完全に閉じられるが、ラッパーロール全ストロー
ク開閉時は四方切換弁９により、パイロットチェック弁
７は開放され開閉動作を可能ならしめる。アキュムレー
タ８はラッパーロール振動時のサージ圧を吸収し、かつ
コイル巻太りに対するシリンダー後退量分の油量を吸収
する。この時、ラッパーロールの押付力はアキュムレー
タ８の圧縮に見合うほゞ一定の油圧により決定される。
ところでラッパーロールの押圧力の理想的な特性として
次のような条件が要求される。When the strip is wound around the mandrel, the wrapper roll is forcibly flipped up by the stepped portion at the tip of the strip, as shown in FIG. At this time, if the amount of the strip is raised as much as possible, the vibration will settle down more quickly and it will be possible to press the strip against the mandrel. The head side hydraulic circuit of the cylinder 6 is completely closed by the pilot check valve 7 during winding, but when the wrapper roll is fully stroked, the pilot check valve 7 is opened by the four-way switching valve 9 to enable opening and closing operations. . The accumulator 8 absorbs surge pressure when the wrapper roll vibrates, and also absorbs the amount of oil corresponding to the amount of cylinder retraction due to the thickening of the coil winding. At this time, the pressing force of the wrapper roll is determined by a substantially constant oil pressure corresponding to the compression of the accumulator 8.
By the way, the following conditions are required as ideal characteristics of the pressing force of the wrapper roll.

‘１） ラッパーロールはね上がり時は、大きなシリン
ダー力Ｐ，でアーム３を押え、できるだけはね上がり量
を４・さくする。'1) When the wrapper roll springs up, hold down the arm 3 with a large cylinder force P, and reduce the amount of springing up by 4 as much as possible.

【２手 ラッパーロール振動が減衰してストリップを押
付ける状態になった時は、ストリップの表面傷、セグメ
ントマークの発生を少なくするために、ストリップの巻
付けに必要な力（主にストリップ曲げ力：Ｐ２）のみの
できるだけ、軽押圧力とした方が良い。[Second move] When the wrapper roll vibration is attenuated and the strip is pressed, the force necessary for wrapping the strip (mainly the strip bending force) is applied to reduce the occurrence of surface scratches and segment marks on the strip. : It is better to use only P2) with as light pressing force as possible.

解析研究結果によれば、一般にＰ，》Ｐ２であり、また
Ｐ２は板厚により変化させる必要がある。According to analytical research results, generally P, >>P2, and P2 needs to be changed depending on the plate thickness.

即ち薄い板は軽く、厚板は少し大きな力で押付ける方が
良いｏこのような必要特性に対し、第１図の油圧回路で
はその条件を満たすことができない。In other words, it is better to press a thin plate with a light weight and a thick plate with a slightly larger force.The hydraulic circuit shown in FIG. 1 cannot satisfy these required characteristics.

押付圧Ｐ２はポンプ圧力１０によって決まるが、Ｐ，》
Ｐ２なる条件に少しでも近づける為に、パイロットチェ
ック弁７にて油圧を閉じこめアキュムレータ８の作動圧
ＰａによってＰ，が決まるようにするとこの場合、Ｐ，
＝Ｐ２＝Ｐａとなり、今度はＰ２が必要圧に対し過大に
なってしまい、上述した（１’（２｝の条件を満たすこ
とは困難である。従ってこのような回路ではダウンコイ
ラーに油圧シリンダーを用いる真の目的を達成すること
はできない。本発明の目的は、ラッパーロールの振動時
に液圧シリンダーの加圧側に大きな力を発生させること
により制振力をラッパーフレームに作用させて該ラッパ
−ロールの振動の早期減衰を図り、またラッパーロール
振動減衰後ストリップの押付けは、ストリップ巻付けに
必要な小さな力で押え得るようにして、ストリップの巻
取性能の向上並びにストリップの表面傷発生防止を可能
にしたダウンコィラーを提供することにある。The pressing pressure P2 is determined by the pump pressure 10, but P,
In order to get as close as possible to the condition P2, the hydraulic pressure is confined by the pilot check valve 7 so that P is determined by the operating pressure Pa of the accumulator 8. In this case, P,
= P2 = Pa, and this time P2 becomes excessive compared to the required pressure, making it difficult to satisfy the condition (1'(2)) described above. Therefore, in such a circuit, a hydraulic cylinder is not used in the down coiler. The object of the present invention is to apply a damping force to the wrapper frame by generating a large force on the pressure side of the hydraulic cylinder when the wrapper roll vibrates. After damping the vibration of the wrapper roll, the strip can be pressed with the small force required for winding the strip, which improves the strip winding performance and prevents scratches on the surface of the strip. Our goal is to provide you with a down coiler.

本発明の特徴とするところは、液圧シリンダによりラッ
パーロールを備えたラッパーフレームを移動操作してコ
ィラーのマンドレルに該ラッパーローラを介してストリ
ップを押付けるダウンコィラーにおいて、前記液圧シリ
ンダーの加圧側と圧油源とを蓮通する流路から分岐した
分岐流路にアキュムレータを配置し、前記液圧シリンダ
のアキュムレー夕とを蓮適する該分岐流路に移動ピスト
ンを内蔵した中間シリンダーを配設し、更に前記液圧シ
リンダー加圧側と分岐流路との間に位置する前記流路か
らリリーフ弁を備えた第２の分岐流路を配設したダウン
コィラーにあり、特にラッパーロール開閉用の液圧シリ
ンダーの加圧側とアキュムレータとの間の油圧回路中に
振動吸収用中間シリンダーを設け、振動時は大きな油圧
力でラッパーフレーム３の動きを小さく抑えてラッパー
フレームの振動の早期減衰を達成し、かつ、振動減衰後
のストリップ押付けは振動時の必要押圧力Ｐ，よりはる
かに小さなストリップ巻付に必要な最小の力Ｐ２で押え
得るようにしたものである。The present invention is characterized in that in a down coiler in which a wrapper frame equipped with a wrapper roll is moved and operated by a hydraulic cylinder and the strip is pressed against the mandrel of the coiler via the wrapper roller, the pressurizing side of the hydraulic cylinder and An accumulator is disposed in a branch passage that branches off from a passage that communicates with the pressure oil source, and an intermediate cylinder having a built-in movable piston is disposed in the branch passage that connects the accumulator of the hydraulic cylinder. Furthermore, the down coiler is provided with a second branch passage provided with a relief valve from the passage located between the pressurizing side of the hydraulic cylinder and the branch passage. An intermediate cylinder for vibration absorption is provided in the hydraulic circuit between the pressurizing side and the accumulator, and when vibration occurs, the movement of the wrapper frame 3 is suppressed to a small level by large hydraulic pressure, achieving early damping of the vibration of the wrapper frame, and also reducing vibration. The strip is pressed after damping with a minimum force P2 required for winding the strip, which is much smaller than the required pressing force P during vibration.

以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第３図
は、ラッパーフレーム駆動用油圧シリンダーの油圧回路
を示すもので、図中従来例と同一のものには同一の符号
を付し、その説明は省略する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 shows a hydraulic circuit of a hydraulic cylinder for driving a wrapper frame, and in the figure, the same parts as in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

油圧シリンダー６へのヘッド側はパイロットチェック弁
１３、リリーフ弁２１、絞り弁１９、中間シリンダー１
１と連なり、中間シリンダー１１は更にアキュムレータ
１２、ポンプ１８と直列的に連結されている。リリーフ
弁２１の吐出油は油圧シリンダー６のロッド側回路に流
出するよう連結されている。パイロットチェック弁１３
は減圧弁１４、チェック弁２０四方功換弁１５、ポンプ
１６、タンク１７と連なっている。巻取中でない通常の
開閉動作時はパイロットチェック弁１３は四方切換弁１
５のパイロット圧により油路が開放されるため四方切換
弁１５を作動させることによりラッパーロールアーム３
を開閉することができる。次に巻取中の油圧回路の動作
について説明する。The head side to the hydraulic cylinder 6 includes a pilot check valve 13, a relief valve 21, a throttle valve 19, and an intermediate cylinder 1.
1, the intermediate cylinder 11 is further connected in series with an accumulator 12 and a pump 18. The oil discharged from the relief valve 21 is connected to the rod side circuit of the hydraulic cylinder 6 so as to flow out. Pilot check valve 13
is connected to a pressure reducing valve 14, a check valve 20, a four-way valve 15, a pump 16, and a tank 17. During normal opening/closing operations not during winding, the pilot check valve 13 is the four-way switching valve 1.
Since the oil passage is opened by the pilot pressure of 5, the wrapper roll arm 3 is activated by operating the four-way switching valve 15.
can be opened and closed. Next, the operation of the hydraulic circuit during winding will be explained.

パイロットチェック弁１３により油圧シリンダー６のヘ
ッド側油は閉じ込められているためラッパーロールのは
ね上がりによるサージ圧は中間シリンダー１１が同図の
右側に変位し、更にアキュムレータ１２内に油が流入す
ることにより吸収される。更に絞り弁１９を通過する少
量の油量（△Ｖ）はリリーフ弁１２より油圧シリンダー
ロッド側回路に流れ出る。今、ストリップの巻太りによ
りラッパーロール２が徐々に後退する速度に見合った油
量（△Ｖ）を設定すれば、巻太りに対してはリリーフ弁
２１から油を逃がし得る。一方ラッパーロールのはね上
がり時は油圧シリンダー６のヘッド側の回路内は大きな
油流量Ｖｏとなるが、絞り弁１９を流れる油流量△Ｖよ
りはるかに大きくなるようＶｏを設定してあるため、中
間シリンダー１１を変位させる。この場合、ポンプ１８
の吐出圧Ｐｃはラッパーロールはね上がりを出来るだけ
小さくするために高圧に設定してある。一方、油圧シリ
ンダー６のヘッド側の回路内の油圧ＰＢは減圧弁１４ま
たはポンプ１６により、ストリップ巻付に必要なだけの
低い圧力に設定してある。このようにすれば、Ｐｃ》Ｐ
Ｂであるからラッパーロール振動のない時は中間シリン
ダー１１は常に左側ストロークェン日こピストンが押付
けられており、従って油圧シリンダー６のヘッド側油圧
は常にＰＢに保持される。リリーフ弁２１の設定圧力Ｐ
Ｒは前記ＰＢよりわずかに高い圧力に設定すれば良い。
ストリップの段差部がラッパーロールに衝突すると油圧
シリンダーのヘッド側の圧力ＰＢは上昇し、中間シリン
ダー１１のピストンを右方に変位させる。Since the oil on the head side of the hydraulic cylinder 6 is confined by the pilot check valve 13, the surge pressure caused by the lifting of the wrapper roll is absorbed by the intermediate cylinder 11 being displaced to the right side in the figure, and the oil flowing into the accumulator 12. be done. Further, a small amount of oil (ΔV) passing through the throttle valve 19 flows out from the relief valve 12 to the hydraulic cylinder rod side circuit. If the amount of oil (ΔV) is set in accordance with the speed at which the wrapper roll 2 gradually retreats due to the thickening of the strip, the oil can be released from the relief valve 21 against the thickening of the strip. On the other hand, when the wrapper roll springs up, the oil flow rate Vo in the circuit on the head side of the hydraulic cylinder 6 becomes large, but since Vo is set to be much larger than the oil flow rate △V flowing through the throttle valve 19, the intermediate cylinder 11 is displaced. In this case, pump 18
The discharge pressure Pc is set to a high pressure in order to minimize wrapper roll lifting. On the other hand, the hydraulic pressure PB in the circuit on the head side of the hydraulic cylinder 6 is set by a pressure reducing valve 14 or a pump 16 to a pressure as low as necessary for strip winding. If you do this, Pc》P
B, when there is no wrapper roll vibration, the left stroke piston of the intermediate cylinder 11 is always pressed, and therefore the head side oil pressure of the hydraulic cylinder 6 is always maintained at PB. Set pressure P of relief valve 21
R may be set to a pressure slightly higher than the PB.
When the stepped portion of the strip collides with the wrapper roll, the pressure PB on the head side of the hydraulic cylinder increases, displacing the piston of the intermediate cylinder 11 to the right.

このため衝撃力を吸収することができ、しかもヘッド側
圧力ＰＢをＰｃに制御できるため振動時は大きな油圧力
でラッパーフレーム３の動きを小さく抑えることができ
、、ラッパーフレームの振動の早期減衰を達成しうる。
アキュムレータ１２は中間シリンダー１１のピストンの
変位によって生じる油量を吸収し、圧力Ｐｃをほ）、一
定に保持する機能を有する。そしてラッパーロールをマ
ンドレル側へ押し出すのはアキュムレ−夕１２から油が
逆流されることにより行なわれる。何回かのラッパーロ
ール振動のうち減衰すると、また中間シリンダー１１の
ピストンは左側に戻り、ＰＢは減圧弁１４により設定さ
れた低い圧力に戻り、ストリップコイルの傷付、マンド
レルマークを発生させない低い圧力で、ラッパーロール
がストリップを押圧することになる。第４図は、ラッパ
ーロールの振動状況を示す図で、曲線ａ及び曲線ｂはそ
れぞれ本発明の場合、従来例の場合を示している。Therefore, the impact force can be absorbed, and since the head side pressure PB can be controlled to Pc, the movement of the wrapper frame 3 can be suppressed by large hydraulic pressure during vibration, and the vibration of the wrapper frame can be damped quickly. It can be achieved.
The accumulator 12 has the function of absorbing the amount of oil generated by the displacement of the piston of the intermediate cylinder 11 and keeping the pressure Pc constant. The wrapper roll is pushed out toward the mandrel by the backflow of oil from the accumulator 12. When the wrapper roll vibrations are attenuated, the piston of the intermediate cylinder 11 returns to the left side, and PB returns to the low pressure set by the pressure reducing valve 14, which is a low pressure that will not damage the strip coil or cause mandrel marks. The wrapper roll then presses against the strip. FIG. 4 is a diagram showing the vibration state of the wrapper roll, where curves a and b show the cases of the present invention and the conventional example, respectively.

本実施例によれば、上述した効果のほか、Ｐｃ＞Ｐ８で
あれば中間シリンダーピストンは左側ストロークエンド
で止まるためＰｃ＞ＰＢの関係を保つ限り、各々ＰＢ，
Ｐｃの設定圧力を全く関係なく所定の圧力に設定でき、
従って理想的なＰｃ＞ＰＢの圧力関係を任意に選定する
ことができるという効果がある。According to this embodiment, in addition to the above-mentioned effects, if Pc>P8, the intermediate cylinder piston stops at the left stroke end, so as long as the relationship Pc>PB is maintained, PB, PB,
It can be set to a predetermined pressure regardless of the set pressure of Pc,
Therefore, there is an effect that the ideal pressure relationship of Pc>PB can be arbitrarily selected.

上述した実施例では、中間シリンダーの左右の受圧面積
が等しい場合について説明したが、第５図に示すように
２段ピストンによる増力中間シリンダーとし、受圧面積
の大きい側の油室をポンプ１６の吐出側に連結しても良
い。In the above-mentioned embodiment, a case was explained in which the pressure-receiving areas on the left and right sides of the intermediate cylinder are equal, but as shown in FIG. It may be connected to the side.

本実施例によればポンプ１８が不要になるという効果が
ある。以上詳述したように本発明によれば、ラッパーロ
ールの振動による衝撃力を吸収してしかも早期減衰を達
成することができるのでストリップの巻取性能が向上し
、ストリップの表面傷やセグメントマークの発生を防止
し、以つてコイルの製品歩留りを向上しうるという優れ
た効果がある。According to this embodiment, there is an effect that the pump 18 is not required. As detailed above, according to the present invention, it is possible to absorb the impact force caused by the vibration of the wrapper roll and achieve early damping, thereby improving the strip winding performance and eliminating surface scratches and segment marks on the strip. This has the excellent effect of preventing the occurrence of such occurrence, thereby improving the product yield of coils.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来のダウンコィラーの液圧回路を含む全体構
成図、第２図はストリップ先端の巻付状況を示す図、第
３図は本発明の一実施例を示すダウンコィラーの全体構
成図、第４図はラッパーロールの振動状況を示す図、第
５図は他の実施例になる中間シリンダーを示す図である
。 １……マンドレル、２……ラッパーロール、３・・・・
・・ラッパーフレーム、６…・・・油圧シリンダー、１
１…・・・中間シリンダー、１２……アキユムレー夕、
１３……パイロットチェック弁、１６，１８……ポンプ
、１９……絞り弁、２１……リリーフ弁。 努ー図 努ｚ図 第３図 第４図 豹づ図Fig. 1 is an overall configuration diagram of a conventional down coiler including a hydraulic circuit, Fig. 2 is a diagram showing how the tip of the strip is wound, and Fig. 3 is an overall configuration diagram of a down coiler showing an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the vibration state of the wrapper roll, and FIG. 5 is a diagram showing an intermediate cylinder according to another embodiment. 1...Mandrel, 2...Rapper roll, 3...
...Rapper frame, 6...Hydraulic cylinder, 1
1... Intermediate cylinder, 12... Acrylic cylinder,
13... Pilot check valve, 16, 18... Pump, 19... Throttle valve, 21... Relief valve. Figure 3 Figure 4 Leopard diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 液圧シリンダによりラツパーロールを備えたラツパ
ーフレームを移動操作してコイラーのマンドレルに該ラ
ツパーローラを介してストリツプを押付けるダウンコイ
ラーにおいて、前記液圧シリンダーの加圧側と圧油源と
を連通する流路から分岐した分岐流路にアキユムレータ
を配置し、前記液圧シリンダの加圧側とアキユムレータ
とを連通する該分岐流路に移動ピストンを内蔵した中間
シリンダーを配設し、更に前記液圧シリンダー加圧側と
分岐流路との間に位置する前記流路からリリーフ弁を備
えた第２の分岐流路を配設したことを特徴とするダウン
コイラー。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記流路には、該
液圧シリンダーによるストリツプ押付中に前記液圧シリ
ンダーの加圧側から油圧源への圧油の逆流を阻止する逆
止弁が設けられており、前記中間シリンダーの一方の開
口部は、該液圧シリンダーの加圧側と逆止弁との間に位
置する前記流路に前記分岐流路を介して連通されている
ことを特徴とするダウンコイラー。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記中間シリンダ
ーの移動ピストンは液圧シリンダー加圧側の受圧面積が
アキユムレータ側の受圧面積より大きくなるように形成
したことを特徴とするダウンコイラー。 ４ 特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項におい
て、前記リリーフ弁の設定圧力は、ラツパーロールが振
動しない状態における通常の押付圧力より高く設定され
ていることを特徴とするダウンコイラー。[Scope of Claims] 1. In a down coiler in which a wrapper frame equipped with wrapper rolls is moved and operated by a hydraulic cylinder to press the strip against the mandrel of the coiler via the wrapper rollers, the pressurized side of the hydraulic cylinder and the pressurized oil An accumulator is disposed in a branch passage branching from a passage communicating with the source, an intermediate cylinder having a built-in moving piston is disposed in the branch passage communicating the pressure side of the hydraulic cylinder and the accumulator, and further A down coiler characterized in that a second branch passage provided with a relief valve is disposed from the passage located between the pressurizing side of the hydraulic cylinder and the branch passage. 2. In claim 1, the flow path is provided with a check valve that prevents pressure oil from flowing back from the pressure side of the hydraulic cylinder to the hydraulic source while the hydraulic cylinder is pressing the strip. and one opening of the intermediate cylinder is in communication with the flow path located between the pressure side of the hydraulic cylinder and the check valve via the branch flow path. down coiler. 3. The down coiler according to claim 2, wherein the movable piston of the intermediate cylinder is formed such that a pressure receiving area on the pressure side of the hydraulic cylinder is larger than a pressure receiving area on the accumulator side. 4. The down coiler according to claim 1, 2, or 3, wherein the set pressure of the relief valve is set higher than the normal pressing pressure when the wrapper roll does not vibrate.