CN107427883B - 滚轧成形加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种滚轧成形加工装置,其能适用于被处理管的多种尺寸,能在距管端任意的位置制造槽。本发明的滚轧成形加工装置(1)具备:能够以第一轴线(C1)为中心旋转的轴部(13);凸辊(14),其从轴部(13)的外周沿圆周向外侧突出,剖面形状为凸状;凹辊(15),其能以与第一轴线(C1)平行的第二轴线为中心旋转,剖面形状为凹状,在沿第一轴线(C1)的方向,能配置于与凸辊(14)对应的位置,能够在相对于凸辊(14)接近以及离开的方向上移动;管端定位部件(30),其安装于轴部(13)的外周中的、比凸辊(14)靠基端侧,与凸辊(14)之间的沿第一轴线(C1)的方向的距离可变;以及支撑部件(57),其以能够将作为被处理管(2)的轴的第三轴线(C3)作为中心旋转的方式支撑安装于被处理管(2)的外周的环部件(51)的外周。

Description

滚轧成形加工装置
技术领域
本发明涉及在作为被处理对象的管状部件上形成槽的滚轧成形加工装置。
背景技术
以往,作为自来水配管,普遍使用延性铸铁管。延性铸铁管为铸物制,因此,形状的自由度高。因此,存在多种接头,用于适当材料适当部位。
另一方面,还存在不锈钢(SUS)的自来水配管,但接头的加工不容易,因此,限定于特定的直径。以下,将不锈钢(SUS)制的自来水配管记为SUS管。但是,SUS管与延性铸铁管相比,耐用年数长。另外,由于难以产生铜锈水等问题,在常温环境下不会产生应力腐蚀割裂,因此,运行便宜。因此,今后要求多种直径的SUS管的使用。
在连接SUS管的情况下,在连接的两根管的端部的外周形成槽,安装与这些槽卡合的接头。
作为形成这种槽的装置,以往提出了滚轧成形加工装置,具有收纳于外壳且具有旋转输出部的驱动传递机构、对驱动传递机构进行驱动的电力驱动马达、沿管的内面安装且具有整周槽的驱动辊、夹着管被向驱动辊按压且具有整周凸部的带槽辊、固定于管且具有与管的轴线方向垂直的轨道面的轨道环、以能够沿轨道面在管的整周上移动的方式安装于外壳的移动辊。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-103237号公报
发明内容
发明所要解决的课题
上述滚轧成形加工装置将恒定的管尺寸作为对象,以及在距管端恒定的位置制造槽。以后,如上所述预想多种直径的SUS管的使用,但若直径不同,则槽距管端的位置也不同,因此,无法使用以往的滚轧成形加工装置。
本发明的课题在于提供能适用于作为被处理对象的管状部件的多种尺寸,能在距管端任意的位置制造槽的滚轧成形加工装置。
用于解决课题的方法
本发明的一实施方式提供一种管状部件的滚轧成形加工装置,具备:能够以第一轴线为中心旋转的轴部;从上述轴部的外周沿以上述第一轴线为中心的圆周向外侧突出,以包括上述第一轴线的平面剖切的剖面形状为向外侧凸的形状的第一带槽部;第二带槽部能够以与上述第一轴线平行的第二轴线为中心旋转,以包括上述第一轴线和上述第二轴线的平面剖切的剖面形状为凹状,在沿上述第一轴线的方向,能配置于与上述第一带槽部对应的位置,能够在相对于上述第一带槽部接近以及离开的方向上移动;安装于上述轴部的外周中的、比上述第一带槽部靠基端侧,与上述第一带槽部之间的沿上述第一轴线的方向的距离可变的凸缘状的管端定位部件;能够以将上述管状部件的轴的第三轴线作为中心旋转的方式支撑安装于被处理对象的管状部件的外周的环部件的外周的支撑部件。
另外,上述支撑部件具备将上述环部件夹在中间的凹状的支撑辊。
另外,上述支撑辊能上下移动,在上述环部件的圆周方向至少设在两处。
另外,上述支撑辊能够在接近以及离开上述管端定位部件的方向上移动。
另外,上述管端定位部件能够在上述轴部的外周在沿上述第一轴线的方向上移动。
另外,能够改变上述第二带槽部件的上述凹状沿上述第一轴线的方向的中心的相对于上述第一带槽部件的上述凸状沿上述第一轴线的方向的中心的、沿上述第一轴线的方向的相对位置。
可以具备能够测定上述第二带槽部件与上述第一带槽部件之间的相对位置的位置检测装置。
另外,上述环部件能够相对于上述管状部件装卸。
发明效果
根据本发明,能提供能应用于被处理管的多种尺寸,能在距管端任意的位置形成槽的滚轧成形加工装置。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的滚轧成形加工装置的概略剖视图。
图2是从前方观察滚轧成形加工装置的示意图。
图3是环部件的主视图(a)以及侧视图(b)。
图4是说明滚轧成形加工的动作的图。
图5是环部件的变形形态的主视图(a)及侧视图(b)。
图6是说明具有在凹辊的中心与凸辊的中心一致的情况下产生的情况的现象的图。
图7是表示在长边侧中的、凹辊与凸辊之间的距离比管端侧窄的情况下制造的凸部形状的图。
图8是表示连结了两根被处理管的状态的剖视图。
图9是说明利用移动机构的凹辊的移动的图。
图10是第二实施方式的滚轧成形加工装置的概略剖视图。
图11是表示管端支撑部的图。
图12是将表2的结构作成图表的图。
图13是说明第二实施方式的滚轧成形加工转置的滚轧成形加工动作的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面,参照附图说明本发明的滚轧成形加工装置1的第一实施方式。本实施方式的滚轧成形加工装置1是将作为被处理对象的管状部件(被处理管2)夹在为带槽的形式的凸辊(第一带槽部)14和凹辊(第二带槽部)15之间并旋转,通过利用了金属的可塑性的“塑性加工”在被处理管2上开槽的滚轧成形加工装置。
图1是本发明的第一实施方式的滚轧成形加工装置1的、沿后述的第一轴线C1的概略剖视图。但是,附图为了容易说明而简略化,并不是表示正确的剖面。
下面,如图示,将沿轴部13的第一轴线C1的方向作为前后方向,将安装被处理管2的一侧作为前,将相反侧作为后进行说明。另外,将配置了滚轧成形加工装置1时的上下的方向作为上下方向。
图2是从前方观察滚轧成形加工装置1的示意图。下面,如图所示,将与前后方向以及上下方向正交的方向作为左右方向进行说明。
滚轧成形加工装置1具备带槽机构10、对被处理管2的管端2a进行定位的管端定位部件30、支撑被处理管2的管支撑机构50,将整体固定在机架70上。
(机架)
首先,对滚轧成形加工装置1的机架70进行说明。
机架70具备分别设于滚轧成形加工装置1的前后方向的两端的两根前脚部71以及后脚部72、沿左右架设在两根前脚部71之间的前板部73、沿左右架设在两根后脚部72之间的后板部74、沿前后架设在前板部73与后板部74之间的带槽板部75。
如图所示,在带槽板部75上形成沿长边方向细长的滑动导向槽79。滑动导向槽79在左右方向的中央部贯通带槽板部75。
机架70还具备固定后述的驱动马达11的固定台76、从固定台76的前侧向上方延伸的保持板77、设于保持板77的左右的导轨保持壁78。
(带槽机构)
带槽机构10具备驱动马达11、连结于驱动马达11的旋转轴且通过轴承部12以旋转自如的方式保持于固定台76的轴部13、设于轴部13的前侧的外周的凸辊14。
(轴部)
轴部13是圆柱状,以第一轴线C1为中心旋转。
轴部13的基端如上所述,通过固定于固定台76的轴承部12安装于驱动马达11的旋转轴。
(凸辊)
凸辊14在轴部13的外周形成为以第一轴线C1为中心的圆环状。凸辊14可以与轴部13不同体地安装于轴部13的外周,也可以与轴部13一体形成。
如图1所示,凸辊14的前后方向的剖面优选向轴部13的外侧突出的半圆状。
另外,带槽机构10具备配置于凸辊14的上部的凹辊15、凹辊保持部16、使凹辊15以及凹辊保持部16上下的缸体17。
(凹辊)
如图1所示,凹辊15是在两个圆板部件15a之间配置了圆柱部件15b的形状,前后方向的剖面为大致H型的部件。
在凹辊15的中心沿第二轴线C2插入旋转轴15c,旋转轴15c的两端从圆板部件15a突出。
凹辊15和凸辊14通过在中间夹持被处理管2而在被处理管2上形成槽。
(凹辊保持部)
凹辊保持部16是两个矩形的保持板16a从矩形的主体部16d的前后的两端向下方延伸的部件,如图1所示,剖面为コ字型。
在保持板16a上分别设置孔16b。在该孔16b中配置轴承16c,在轴承16c中插入凹辊15的旋转轴15c。由此,凹辊15相对于凹辊保持部16能旋转,能与轴部13及被处理管2的旋转相应地旋转。
在凹辊保持部16的上部安装缸体17的缸杆17a。缸体17在缸管17b中配置活塞(未图示),通过活塞在缸管17b内上下移动,从活塞延伸的缸杆17a也上下移动。
另外,滚轧成形加工装置1具备通过缸体17使带槽机构10前后移动的移动机构80。
移动机构80具备保持缸体17的移动块81、贯通设于移动块81的插通螺纹孔82的滚珠丝杠83、使滚珠丝杠83旋转的方向盘84以及使移动块81滑动的导轨85。
移动块81是矩形的厚板部件,具备以在前后贯通的方式形成的插通螺纹孔82。在移动块81的下面的左右边缘部安装滑动部86,在移动块81的中央部设置开口部87。
在开口部87中嵌入缸体17并固定。
插通螺纹孔82在本实施方式中设于移动块81的左侧,内表面被螺纹切割。并且,在该插通螺纹孔82中插入滚珠丝杠83。
导轨85安装于机架70中的上述的导轨保持壁78的上部。滑动部86在下面设置滑动导向槽88,在滑动导向槽88中插入导轨85。
若使安装于滚珠丝杠83的端部的方向盘84旋转,则滚珠丝杠83旋转,由此,移动块81前后移动。
(管端定位部件)
在轴部13中的、凸辊14与轴承部12之间配置圆环状的管端定位部件30。管端定位部件30是预定厚度的圆环板部件。
管端定位部件30的内径与轴部13的外径大致为相同直径,安装于轴部13的外周。管端定位部件30的外径比在凸辊14的外径上加上被处理管2的厚度的长度长。
在管端定位部件30上设置从外周侧向内周侧延伸的贯通螺纹孔32。在贯通螺纹孔32中螺纹结合长螺钉31。
在轴部13的外周安装管端定位部件30,从贯通螺纹孔32拧入长螺钉31,通过将长螺钉31按压至轴部13,能将管端定位部件30固定于轴部13。
另外,若使长螺钉31松动,则能将管端定位部件30移动至轴部13的长度方向(前后方向)的任意的位置。
即,管端定位部件30与凸辊14的间隔能任意地调整。
(管支撑机构)
管支撑机构50具备安装于被处理管2的外周的环部件51、以能旋转的方式支撑环部件51的支撑辊55以及以能旋转的方式支撑支撑辊55的辊支撑部57。
(环部件)
图3是环部件51的主视图(a)及侧视图(b)。
如图所示,环部件51是安装于被处理管2的外周的部件。环部件51分割为两个半圆部52、53,半圆部52、53通过螺栓54连结。
在一方的半圆部52的端部设置螺栓孔52a。
另一方的半圆部53的端部以形成设置了螺栓54的头部54a不贯通且螺栓54的螺纹部54b贯通的孔53a的壁部53b的方式被切割。
环部件51的内径与被处理管2的外径大致相同,将螺栓54从半圆部53的壁部53b的孔53a插入,通过拧入一方的半圆部52的端部的螺栓孔52a,能将环部件51固定于被处理管2。
环部件51根据被处理管2的外径准备多个,能与被处理管2的尺寸相应地更换。
(支撑辊)
支撑辊55以从下方保持环部件51的方式在环部件51的周围设置两个(第一支撑辊55A、第二支撑辊55b)。
各个支撑辊55如图1所示,是在两个圆板部件55a之间配置了圆柱部件55b的状态的剖面H型的辊。
在支撑辊55的中心插入旋转轴56,旋转轴56的两端从圆板部件55a突出。
(辊支撑部)
辊支撑部57是在两个相同形状的矩形的横板(第一横板57a、第二横板57b)的底边之间配置一个矩形的底板57c并连结第一横板57a和第二横板57b的部件,如图1所示,是剖面コ字型。
在第一横板57a、第二横板57b上,如图2所示,分别设置两个孔58(第一孔58a、第二孔58b)。
在辊支撑部57中的第一横板57a的第一孔58a插入第一支撑辊55A的旋转轴56的突出部的一方,在第二横板57b的第一孔58a插入第一支撑辊55A的旋转轴56的突出部的另一方。
另外,在辊支撑部57中的第一横板57a的第二孔58b中插入第二支撑辊55B的旋转轴56的突出部的一方,在第二横板57b的第二孔58b中插入支撑辊55B的旋转轴56的突出部的另一方。
由此,第一支撑辊55A、第二支撑辊55b能相对于辊支撑部57旋转,能旋转自如地保持环部件51。
(圆柱部件)
辊支撑部57被保持于圆柱部件59。在圆柱部件59的外周面形成螺纹切割部59a。
圆柱部件59贯通矩形的滑动部60,另外,贯通上述的带槽板部75的滑动导向槽79。
在滑动部60的左侧端部设置两个螺栓用孔60a。插入该螺栓用孔60a的螺栓60b将螺栓头保持于滑动部60的上面,将螺纹部插通至滑动部60及带槽板部75的滑动导向槽79。
在螺纹部,直径比滑动导向槽79的左右的宽度大的螺母60c从带槽板部75的下面侧拧入。通过紧固螺母60c,将滑动部60相对于带槽板部75固定。通过使螺母60c松动,滑动部60能在前后方向沿滑动导向槽79移动。由此,支撑辊55及辊支撑部57能前后移动。
在圆柱部件59的比滑动部60靠下部配置螺旋千斤顶61。旋转操作轴61a从螺旋千斤顶61向左右方向延伸,在其前端安装方向盘61b。
若使方向盘61b旋转,则螺旋千斤顶61的内部的齿轮旋转,使圆柱部件59上下。若圆柱部件59上下,则配置于比圆柱部件59靠上方的支持结构也上下。
另外,两个导向件62从辊支撑部57向下方延伸,插通滑动部60并抑制辊支撑部57旋转、倾斜。
(动作的说明)
接着,对本实施方式的滚轧成形加工装置1的动作进行说明。
1)首先,通过使方向盘84旋转,使移动块81在前后方向上移动。并且,以凹辊15的中心(前后方向的中心)与凸辊14的中心(前后方向的中心)一致的方式使凹辊15的前后方向位置重合。
2)在从管端定位部件30到凸辊14的中心P1的距离为与从被处理管2的管端2a到在被处理管2中形成槽的滚轧成形加工位置的距离相同的第一位置P2,使管端定位部件30在轴部13的外周滑动。
在第一位置P2,从管端定位部件30的贯通螺纹孔32拧入长螺钉31,并将长螺钉31按压至轴部13。由此,将管端定位部件30固定于轴部13的期望的第一位置P2。
3)选择具有与形成槽的被处理管2的外径相应的内径的环部件51。并且,在被处理管2的外周配置环部件51的两个半圆部52、53,从半圆部53的壁部53b的孔53a插入螺栓54,并拧入一方的半圆部52的端部的螺栓孔52a。由此,将环部件51固定于被处理管2。
4)接着,在凸辊14上覆盖被处理管2,使被处理管2的管端2a与管端定位部件30接触。由此,将被处理管2的滚轧成形加工位置配置于凸辊14与凹辊15的中心P1。
5)松开滑动部60的螺栓60b,使滑动部60沿滑动导向槽79滑动。并且,以支撑辊55中的第一支撑辊55A和第二支撑辊55B中的圆柱部件55b上的保持凹部来到安装于被处理管2的环部件51的位置的方式调整支撑辊55的前后方向位置。
6)使螺旋千斤顶61的方向盘61b旋转,以环部件51进入支撑辊55的保持凹部的方式调整支撑辊55的上下方向位置。由此,水平地保持被处理管2。
并且,通过再次使滑动部60沿滑动导向槽79滑动,以被处理管2的管端2a与管端定位部件30抵接的方式按压被处理管2,进行被处理管2的前后方向的微调。在该状态下,拧紧螺栓60b,固定滑动部60、即环部件51及被处理管2的前后方向的位置。
通过以上的工序,滚轧成形加工的准备结束。
7)接着,进行在被处理管2上形成槽的滚轧成形加工。图4是说明滚轧成形加工的动作的图。
在进行滚轧成形加工时,使缸体17进行动作,使缸杆17a以及凹辊15下降,使凹辊15与被处理管2的外周接触(图4(a)的状态)。
8)在使驱动马达11进行动作,使设于轴部13及其外周的凸辊14旋转的状态下,使凹辊15向与凸辊14接近的方向进一步下降。
在凹辊15与被处理管2接触后,若进一步使凹辊15下降,则在作为接触部位的Q1、Q3,凹辊15将被处理管2的壁面向内侧按压。另一方面,作为凸辊14与被处理管2的接触部位的Q2的上下方向的位置没有改变,因此,如图4(b)所示,在被处理管2的壁面形成凸部20。
轴部13以第一轴线C1为中心旋转,因此,与该旋转相应,凸辊14也旋转,被处理管2也以作为被处理管2自身的中心的第三轴线C3为中心旋转。通过该旋转,在被处理管2的全周形成凸部20,成为槽。
9)若伴随凹辊15的下降形成槽,则被处理管2也以与槽的深度相同的程度(由于产生被处理管2的板厚减小,因此槽的深度和被处理管2的下降的量不完全一致)下降。为了水平地保持被处理管2,再次使螺旋千斤顶61旋转,如图4所示,使作为支撑辊55的中心轴线的第四轴线C4的位置下降并进行支撑辊55的高度调整。
10)进行凹辊15的下降和支撑辊的高度调整直至被处理管2的槽的深度成为目的深度(图4(c))。另外,支撑辊55的高度调整即使不与凹辊15的压下和直线对应,只要管端定位部件30不从管端脱离,便能进行前后方向的定位。若形成某程度的整周凸部20,则在凸辊14和凹辊15中夹入被处理管2,整周凸部20也起到导向件的作用,因此,即使使支撑辊55从环部件51退避也能成形。
并且,在槽的深度成为期望的深度时,结束滚轧成形加工。
以上,本实施方式的滚轧成形加工装置1具有以下效果。
(1)具备:能够以第一轴线C1为中心旋转的轴部13;从轴部13的外周沿以第一轴线C1为中心的圆周向外侧突出,以包括第一轴线C1的平面剖切的剖面形状为向外侧凸的形状的凸辊14;能够以与第一轴线C1平行的第二轴线C2为中心旋转,以包括第一轴线C1和第二轴线C2的平面剖切的剖面形状为凹状,在沿第一轴线C1的方向,能配置于与凸辊14相同的位置,能够在相对于凸辊14接近以及离开的方向上移动的凹辊15。
由此,通过以在凹辊15与凸辊14之间夹入被处理管2的状态使凹辊15相对于凸辊14接近,能在被处理管2形成凸部20。
并且,通过使凸辊14旋转,能使形成于被处理管2的凸部20在被处理管2的周围延伸,能形成槽。
(2)另外,具备:安装于轴部13的外周中的、比凸辊14靠基端侧,与凸辊14之间的沿第一轴线C1的方向的距离可变的凸缘状的管端定位部件30;能够以将被处理管2的第二轴线C2作为中心旋转的方式支撑安装于被处理管2的外周的环部件51的外周的凹辊15。
这样,管端定位部件30与凸辊14之间的沿第一轴线C1的方向的距离可变,因此,能在距管端2a任意的位置形成槽。
(3)另外,具备能够以将第四轴线C4作为中心旋转的方式支撑安装于被处理管2的环部件51的外周的支撑辊55和支撑部件57。
由此,能防止被处理管2的加工中的偏离。
(4)支撑部件57具备将固定于被处理管2的环部件51夹在中间的凹状的支撑辊55。因此,即使被处理管2以及环部件51旋转,也能顺滑地保持。
(5)支撑辊55能上下移动,在环部件51的圆周方向至少设在两处。因此,能保持多种尺寸的被处理管2。
(6)支撑辊55能够在接近以及离开管端定位部件30的方向上移动。因此,能将被处理管2按压至管端定位部件30,能进行被处理管2的稳定的加工。
(7)管端定位部件30能够在轴部13的外周在沿第一轴线的方向上移动。这样,如上所述,管端定位部件30与凸辊14之间的沿第一轴线C1的方向的距离可变,因此,能在距管端2a任意的位置形成槽。
(8)环部件51能相对于被处理管2装卸,因此,能将一个环部件51用于多个被处理管2,能减小成本。
(9)另外,在本实施方式中,由于图4(a)所示的Q1、Q2、Q3、Q4的部位接触,因此,能确保在加工初期的水平状态。并且,若进行加工,形成某种程度的槽,则槽部自身成为导向件,因此能防止倒入、加工部偏离的情况。
(变形方式)
以上,说明了本发明的实施方式,但本发明未限定于以上的实施方式,能在保护范围所记载的发明范围内进行多种改变,这些当然也包含于本发明的范围内。
在上述实施方式中,对环部件51分割为两个半圆部52、53,半圆部52、53由螺栓54连结的方式进行了说明,但并未限定于此。图5是环部件的变形方式的主视图(a)及侧视图(b)。
变形方式的环部件51’在两处设置从外周侧向内周侧延伸的贯通螺纹孔51a、51b。在贯通螺纹孔51a、51b分别螺纹结合长螺钉51c、51d。
通过在被处理管2的外周安装环部件51’,从贯通螺纹孔51a、51b拧入长螺钉51c、51d,将长螺钉51c、51d按压至被处理管2,能将环部件51’固定于被处理管2。
另外,若使长螺钉51c、51d松动,则能使环部件51’移动至被处理管2的长度方向(前后方向)的任意的位置。
即使在本实施方式中,环部件51’也根据被处理管2的外径准备多个,能根据被处理管2的尺寸更换。
在上述实施方式中,对在环部件51的周围设置两个(第一支撑辊55A、第二支撑辊55B)支撑辊55的方式进行说明。但是,发明并未限定于此,只要能限制被处理管2的上下方向及前后方向的位置的偏离,则支撑辊55可以只在被处理管2的圆周方向设置一处,也可以设置在三处以上。
在上述实施方式中,对环部件51的剖面为凸状,支撑辊55的剖面为凹状的例子进行说明,但未限定于此。例如,可以环部件51的剖面为凹状,支撑辊55的剖面为凸状。
在上述实施方式中,对凸辊14配置于被处理管2的内表面,凹辊15配置于被处理管2的外表面的例子进行了说明,但未限定于此。例如,可以凸辊配置于被处理管2的外表面,凹辊配置于被处理管2的内表面。
在上述实施方式中,对通过驱动马达11使轴部13旋转的方式进行了说明,但未限定于此,可以通过手动使轴部13旋转。
另外,在本实施方式中,对固定轴部13,管端定位部件30能相对于轴部13移动的方式进行了说明,但未限定于此。
例如,可以是管端定位部件30相对于固定台76b固定,设于轴部13的凸辊14能相对于固定台76移动的方式。
在该情况下,本实施方式的凹辊15能沿第一轴线C1的方向移动,因此,能根据凸辊14的位置调整凹辊15的位置。
(第二实施方式)
在第一实施方式中,如上所述,通过使方向盘84旋转,从而使移动块81在前后方向上移动。并且,以凹辊15的中心与凸辊14的中心(前后方向的中心)一致的方式使凹辊15的前后方向位置重合。在该凹辊15的中心与凸辊14的中心一致的状态下进行滚轧成形加工,形成凸部20。
如第一实施方式,在凹辊15的中心与凸辊14的中心一致的情况下,通常形成良好的凸部20。但是,由于被处理管2的材料的硬度、按压凸辊14的速度、力的关系,存在产生以下的现象的情况。
图6是说明具有在凹辊15的中心与凸辊14的中心一致时产生的情况的现象的图,与图4对应。
首先,如在第一实施方式中所说明的那样,使凹辊15与被处理管2的外周接触(图6(a)的状态)。
在使凸辊14旋转的情况下,使凹辊15向接近凸辊14的方向进一步下降。
在凹辊15与被处理管2接触后,若使凹辊15继续下降,则在接触部位,凹辊15向内侧按压被处理管2的壁面,如图6(b)所示,在被处理管2的壁面形成凸部20。
轴部13以第一轴线C1为中心旋转,因此,凸辊14也与该旋转相应地旋转,被处理管2也以作为被处理管2自身的中心的第三轴线C3为中心旋转。通过该旋转,在被处理管2的整周形成凸部,成为槽。
在此,轴部13以悬臂状态被保持。即,轴部13的长度方向的管端侧通过轴承部12以及驱动马达11保持于固定台76(参照图1),但与之相反侧(长度侧)的安装凸辊14的一侧是未被保持的状态。
因此,例如由于被处理管2的材料的硬度、按压凸辊14的速度、所形成的凸部2的高度等,轴部13如图6(b)、图6(c)所示,存在向利用凹辊15的按压方向(图中下方)倾斜的情况。
若轴部13这样倾斜,则如图6(c)所示,沿第一轴线C1的方向的长度侧的、凹辊15与凸辊14的距离L2比管端侧的凹辊15与凸辊14的距离L1窄。
图7是表示具有能在这种情况下制造的可能性的凸部20的图。如图7所示,在凹辊15与凸辊14的距离L2比管端侧的凹辊15与凸辊14的距离L1窄的情况下,存在被加工的被处理管2的凸部20中的、长度侧t2的厚度比管端侧的厚度t1薄的情况。
作为被处理管2,使用(1)公称直径80A(外径90mm、板厚3mm)、(2)公称直径150A(外径165mm、板厚3.5mm)、(3)公称直径250A(外径267mm、板厚4.0mm)的SUS304钢管,在凹辊15的中心与凸辊14的中心一致时形成凸部20,以下的表1表示实际测定了t1和t2的结果。另外,凸部20的高度分别是6mm、8mm、8.5mm。
[表1]
尺寸 t2长度侧厚度(mm) t1管端侧厚度(mm) t1与t2的差△t(mm)
(1)80A 1.408 2.248 0.840
(2)150A 1.877 2.308 0.431
(3)250A 1.827 2.378 0.551
如表1所示,若在t1和t2的厚度上产生差△t,则存在产生以下的现象的情况。
图8是表示连结了两根被处理管2的状态的剖视图。如图所示,在连结两根被处理管2时,通过外壳型的管接头21固定。在该情况下,将凸部20从内侧卡合于外壳23的内周侧开口槽24。相对于这样连结的两根被处理管2,如图8所示,若在两根管上施加互相离开的方向的力,则凸部20中的、变薄的一侧(厚度t2)侧的强度变弱,因此,存在产生破裂的可能性。
因此,第二实施方式如从图9(a)的状态成为图9(b)的状态,通过移动机构80(图1所示)使凹辊15移动。并且,使凹辊15的中心P1A和凸辊14的中心P1B错开。另外,在本实施方式中,使凹辊15相对于凸辊14移动,但并未限定于此。也可以使凸辊14相对于凹辊15移动,只要是两者相对移动的结构即可。另外,例如,可以使设于凹辊15的旋转轴15c的两端的圆板部件15a为左右非对称,通过改变沿第一轴线C1的前后方向的方向而使凹辊15的中心P1A与凸辊14的中心P1B错开。
图10是第二实施方式的滚轧成形加工装置1A的概略剖视图。
第二实施方式的滚轧成形加工装置1A与第一实施方式的不同点在于具备位置检测装置100这一点和具备管端支撑部110这一点。关于其他结构,与第一实施方式相同,因此省略相同的部分的说明。
位置检测装置100具备前后(X方向)的位置检测部100X和上下方向(Y方向)的位置检测部100Y。
例如,位置检测部100X例如能进行相对于设于导轨85的标尺(未图示)的、自身的位置的检测。
导轨85固定于带槽机构10以及机架70。因此,在相对于带槽机构10固定了管端定位部件30以及凸辊14的位置的状态下,位置检测部100X能检测凸辊14相对于凹辊15的移动量、即凹辊15的中心P1A与凸辊14的中心P1B的偏离量△X。
另外,位置检测部100Y例如能检测相对于缸管17b的缸杆17a的位置。
(管端支撑部)
图11是从与图10正交的方向的前侧(图中左侧)观察管端支撑部110的图。管端支撑部110具备两个轴承111和以分别能旋转的方式支撑该轴承111的两张板部件112。两张板部件112连结为L字型。支撑轴114从两张板部件112的连结部分113的下部延伸,支撑轴114的下端插通支撑筒115。支撑筒115还插通设于下端的保持筒116。
支撑轴114通过使设于支撑筒115的上端的千斤顶117旋转,相对于支撑筒115上下移动。支撑筒115能相对于保持筒116伸缩。另外,设置用于垂直地对保持筒116进行保持的三个脚部118。管端支撑部110配置于被处理管2的、比中央靠前侧。
根据第二实施方式的滚轧成形加工装置1A,如上所述,位置检测部100X能检测凸辊14与凹辊15的偏离量△X。
以下的表是表示如上所述作为被处理管2准备(1)公称直径80A(外径90mm、板厚3mm)、(2)公称直径150A(外径165mm、板厚3.5mm)、(3)公称直径250A(外径267mm、板厚4.0mm)的SUS304钢管,使偏离量△X变化而形成凸部2,测定了管端侧厚度t1(mm)和长度侧厚度t2(mm)的结果和根据该结果求出t1与t2的差△t的值的表。
[表2]
图12将表2的结构图表化。
从表2及图12的图表可以看出,在(1)公称直径80A时△X为0.9mm附近、在(2)公称直径150A时△X为1.0mm附近、在(3)公称直径250A时△X为1.2mm附近,△t接近于零。
在本实施方式中,为了这样求出△t大致为零那样的△X,首先相对于多个试验用的被处理管2使△X变化来进行滚轧成形加工。
并且,在△X不同的状态下,测定形成有凸部20的多个被处理管2中的凸部20的管端侧的厚度t1和长度侧的厚度t2。
在此,如图12所示,△t近似地视为△X的一次函数。因此,至少通过两个试验用的被处理管2求出相对于所求出的△t的△X的函数。并且,根据该函数求出△t为零时的△X1。
在相对于凸辊14的位置为△X1的位置配置凹辊15。并且,在该状态下,利用滚轧成形加工装置1进行滚轧成形加工。
图13是说明使凹辊15的中心P1A与凸辊14的中心P1B以△t为零的△X1错开的滚轧成形加工装置1A的动作的图。
首先,如在第一实施方式中所说,使凹辊15与被处理管2的外周接触(图13(a)的状态)。
在使凸辊14旋转了的状态下,使凹辊15向接近凸辊14的方向进一步下降。
在凹辊15与被处理管2接触后,若继续使凹辊15下降,则在接触部位,凹辊15将被处理管2的壁面向内侧按压,如图13(b)所示,在被处理管2的壁面形成凸部20。
轴部13以第一轴线C1为中心旋转,因此,凸辊14也与该旋转相应地旋转,被处理管2也以作为被处理管2自身的中心的第三轴线C3为中心旋转。通过该旋转,在被处理管2的整周形成凸部20,成为槽。
在此,轴部13倾斜,但在实施方式中,△X1是以△t为零的方式设置的值,因此,被加工的被处理管2的凸部20中的、管端侧的厚度t1与长度侧的厚度t2为大致相同的厚度。
因此,根据本实施方式,由于管端侧的厚度t1与长度侧的厚度t2为大致相同的厚度,因此,凸部20的强度不会偏离。因此,在两根被处理管2通过外壳型的管接头21连结时,即使对两根被处理管2施加互相离开的方向的力,也会减少在凸部20上产生破裂的可能性。
根据本实施方式,由于具有位置检测部100X、100Y,因此,能把握凹辊15与凸辊14之间的正确的位置。因此,△t为零那样的△X1的调节容易,容易使△t为零。
另外,被处理管2也是悬臂。这样,在被处理管2为长条的情况下,未由凸辊14支撑的端部(图中左侧、前侧)有可能由于自重而挠曲。但是,实施方式具备管端支撑部110。
管端支撑部110中的保持被处理管2的轴承111能通过千斤顶并借助于支撑轴114上下移动。因此,即使相对于具有不同的直径的被处理管2,也能在滚轧成形加工前以被处理管2保持水平的方式进行保持。因此,在滚轧成形加工中,由于保持被处理管2的水平,因此,不会产生滚轧成形加工时的被处理管的变形等。另外,由于通过轴承111保持,因此,能使被处理管2在前后容易地移动,因此,被处理管2向滚轧成形加工装置1A的安装也容易。
另外,在本实施方式中,以△t为零的方式调节了△X1,但并未限定于此。即,也可以以△t为负、即长度侧厚度t2(mm)比管端侧厚度t1(mm)厚的方式调节△X1。由此,能够提高互相离开的方向的力施加在被连结的两根被处理管2的情况下的凸部20的强度。
符号说明
C1—第一轴线,C3—第三轴线,1—滚轧成形加工装置,2—被处理管,10—带槽机构,11—驱动马达,13—轴部,14—凸辊,15—凹辊,16—凹辊保持部,17—缸体,30—管端定位部件,50—管支撑机构,51—环部件,52—半圆部,53—半圆部,55—支撑辊,57—辊支撑部,59—圆柱部件,70—机架,80—移动机构,100X、100Y—位置检测部,110—管端支撑部。

Claims (10)

1.一种滚轧成形加工装置,其为管状部件的滚轧成形加工装置,该滚轧成形加工装置的特征在于:
具备:
能够以第一轴线为中心旋转的轴部;
第一带槽部,其从上述轴部的外周沿以上述第一轴线为中心的圆周向外侧突出,以包括上述第一轴线的平面剖切的剖面形状为向外侧凸的凸状;
第二带槽部,其能够以与上述第一轴线平行的第二轴线为中心旋转,以通过上述第一轴线和上述第二轴线的平面剖切的剖面形状为凹状,在沿上述第一轴线的方向,能配置于与上述第一带槽部对应的位置,能够在相对于上述第一带槽部接近以及离开的方向上移动;
凸缘状的管端定位部件,其安装于上述轴部的外周中的、比上述第一带槽部靠基端侧,与上述第一带槽部之间的沿上述第一轴线的方向的距离可变;以及
支撑部件,其以能够将作为上述管状部件的轴的第三轴线作为中心旋转的方式支撑安装于被处理对象的管状部件的外周的环部件的外周,
上述第二带槽部相对于上述管端定位部件能在沿上述第一轴线的方向上滑动。
2.根据权利要求1所述的滚轧成形加工装置,其特征在于,
上述支撑部件具有凹部,其旋转轴与上述第三轴线平行,
上述支撑部件将剖面矩形的上述环部件从上述环部件的外周侧夹在上述凹部的中间并支撑。
3.根据权利要求2所述的滚轧成形加工装置,其特征在于,
上述支撑部件在辊轧成形加工中能上下移动,在上述环部件的相同圆周上至少设在两处。
4.根据权利要求2所述的滚轧成形加工装置,其特征在于,
上述支撑部件能够在接近以及离开上述管端定位部件的方向上移动。
5.根据权利要求3所述的滚轧成形加工装置,其特征在于,
上述支撑部件能够在接近以及离开上述管端定位部件的方向上移动。
6.根据权利要求1~5任一项所述的滚轧成形加工装置,其特征在于,
上述管端定位部件能够在上述轴部的外周,在沿上述第一轴线的方向上移动。
7.根据权利要求6所述的滚轧成形加工装置,其特征在于,
上述管端定位部件的内径与上述轴部的外径相同,
该管端定位部件是凸缘状,安装于上述轴部的外周且能在上述轴部的长度方向上滑动,以能任意地调整上述管端定位部件与上述第一带槽部的间隔的方式安装。
8.根据权利要求1~5任一项所述的滚轧成形加工装置,其特征在于,
能够改变上述第二带槽部的上述凹状沿上述第一轴线的方向的中心相对于上述第一带槽部的上述凸状沿上述第一轴线的方向的中心的、沿上述第一轴线的方向的相对位置。
9.根据权利要求1~5任一项所述的滚轧成形加工装置,其特征在于,
具备能够测定上述第二带槽部与上述第一带槽部之间的相对位置的位置检测装置。
10.根据权利要求1~5任一项所述的滚轧成形加工装置,其特征在于,
上述环部件能够相对于上述管状部件装卸。
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