JP2004027275A - Apparatus for removing strain in steel material - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶における船体溶接部等に生じる歪の除去に適用され、鋼材の表面と所定間隙を存して設置され高周波電流が通電される加熱コイルにより該鋼材に誘導電流による熱を発生せしめる加熱装置を走行台車に搭載して鋼材の表面上を移動せしめ、該鋼材の変形部近傍を加熱することにより歪を除去するようにした鋼材の歪除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
船舶の船体、特に客船のように薄板鋼材が大部分を占める船体では、溶接時の入熱の他、鋼材の自重によっても変形が生じる。かかる変形による歪を除去する手段として、ガスバーナーを用い、該ガスバーナーからのアルゴンガス等の高温ガスにより変形部近傍を加熱し、該鋼材の変形を修正する手段が多く用いられている。
【0003】
しかしながら、かかるガスバーナーを用いて高温ガスにより変形部及びその近傍を加熱する手段にあっては、歪の除去作業自体は簡単であるが、溶接ビード部等の変形部及びその近傍をガス加熱するため、入熱量の調整が困難であり、また歪の除去を作業者の経験的要素等の人為的要素を加えて行うため、鋼材が目標形状になるように歪を確実に除去するのは実質的に不可能である。
かかる問題点に対処する手段として、高周波誘導加熱を応用した歪取り装置が提案されている。
【0004】
図2は、特開平11−170081号にて提案されている高周波誘導加熱歪取り装置の概略構成を示す外観側面図である。
図において、010は後述する構成を備えた加熱装置で、モータ017により鋼板20上を走行せしめられる走行台車011に搭載されている。015は該走行台車011の車輪である。
前記加熱装置010において、012は図示しない電源からの電流を増幅する増幅トランスである。013は前記鋼板20の表面に所定の間隙を存して配置された加熱コイルでフェライトコア018に巻回され前記増幅トランス012にて増幅された高周波電流が通電される。
【0005】
かかる高周波誘導加熱歪取り装置において、前記走行台車011を鋼板20上を溶接ビードに沿って走行させ、図示しない電源から供給される電流を増幅トランス012にて大電流値の高周波電流とし、該高周波電流を前記加熱コイル013に通電することにより、該加熱コイル013に近接された鋼板20に誘導電流(渦電流)が発生し、該誘導電流に伴うジュール熱により鋼板20の溶接部近傍を加熱し、該部の歪を除去する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
鋼板の表面と所定間隙を存して配置された加熱コイルに高周波電流を通電して該鋼板に誘導電流による熱を発生せしめる加熱装置を備えた高周波誘導加熱歪取り装置においては、加熱コイルに付与される高周波電流値及び前記加熱コイルと鋼板との間の間隙を目標値に調整して磁界を制御することにより、所要の入熱量を保持することを要する。
【0007】
しかしながら、図2に示される高周波誘導加熱歪取り装置にあっては、増幅トランス012及び加熱コイル013を備えた加熱装置010を搭載した走行台車011を鋼板20の表面上を走行させるように構成されているため、該鋼板20の表面にうねり等の変形が生じている場合には、前記加熱コイル013と鋼板20の表面との間隙を所要値に設定していても、前記鋼板20表面の変形量に相当する間隙のずれ(偏差)が生じ、前記間隙を目標値に制御することは実質的に不可能となり、このため鋼板20表面への入熱量にばらつきが生じる、
等の問題点を有している。
【0008】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、鋼材の表面形状及び加熱装置を搭載した走行台車の走行に影響を受けることなく加熱コイルと鋼材の表面との間隙を常時目標値に維持可能として、誘導電流による鋼材への入熱量を高精度で制御できる鋼材の歪除去装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、請求項1記載の発明として、電源からの高周波電流を増幅トランスにて増幅して鋼材の表面と所定間隙を存して配設された加熱コイルに通電し、前記鋼材に誘導電流による発熱を生起して該鋼材の変形部近傍を加熱することにより該変形部及びその近傍の歪を除去するように構成された加熱装置と、前記鋼材上に移動可能に設けられて前記加熱装置が搭載される走行台車とを備えた鋼材の歪除去装置おいて、前記走行台車の走行用車輪を支持する台車本体内に該台車本体とは独立して上下動可能かつ前記鋼材の表面を移動可能に設けられるとともに前記電源からの電流を増幅して前記加熱コイルに供給する増幅トランス及び前記加熱コイルを支持する支持部材と、該支持部材を介して前記加熱コイルと前記鋼材の表面との間隙を所定間隙に保持せしめる加熱コイル隙間調整機構とを備えてなることを特徴とする鋼材の歪除去装置を提案する。
【0010】
請求項1において好ましくは請求項2、3のように構成するのがよい。
即ち請求項2においては、前記加熱コイル隙間調整機構は、前記支持部材と台車本体との間に介装されて前記支持部材を前記鋼材の表面に接触せしめる方向に付勢されたばねと、前記台車本体を介して前記支持部材の鋼材表面からの高さ位置が一定になるように前記ばねにばね力を付与するマグネット装置とを備えてなる。
【0011】
請求項3においては、前記支持部材の下部に前記鋼材表面に転接して該支持部材を鋼材表面に沿って移動せしめるガイドローラを取付けるとともに、前記ばねを皿ばねにて構成する。
【0012】
かかる発明によれば、台車本体内に該台車本体とは独立して上下動可能に設けられた支持部材に増幅トランス及び加熱コイルを支持し、請求項2のように、支持部材と台車本体との間に介装された加熱コイル隙間調整機構のばねにより前記支持部材下部に支持された請求項3記載のガイドローラを鋼材表面に接触せしめとともに、マグネット装置により前記支持部材の鋼材表面からの高さ位置が一定になるように前記ばねにばね力を付与する。
【0013】
従って、かかる発明によれば、鋼材表面にうねり等の変形があっても、マグネット装置によって支持部材の鋼材表面からの高さ位置が一定になるようにばね力が付与されているばねにより、加熱コイルを支持している支持部材のガイドローラを該支持部材及びガイドローラの跳び上がりや過大な接触力の発生をみることなく鋼材表面に接触させることができることとなり、加熱コイルと鋼材の表面との間隙を常時目標値に維持することができる。
【0014】
これにより、鋼材の表面形状及び加熱装置を搭載した走行台車の走行に影響を受けることなく加熱コイルと鋼材の表面との間隙を常時目標値に維持することが可能となり、誘導電流による鋼材への入熱量を高精度で制御することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【0016】
図1は本発明の実施例に係る鋼材の高周波誘導加熱歪取り装置の側面構成図である。
【0017】
図において、20は溶接が施された鋼板、11は該鋼板20上を溶接ビードに沿って走行可能にされた走行台車である。
16は該走行台車11の外郭を構成する台車本体で、内部に電源17が装着されている。15は該台車本体16の前後下部に回転自在に4個取り付けられた車輪である。車輪15は、磁力により常時前記鋼板20の表面に接触しながら転動して該走行台車11を走行せしめるマグネット機構にて構成されている。
【0018】
1は前記台車本体16内に該台車本体16とは独立して上下動可能に設けられた内部支持部材である。該内部支持部材1は、上部に水平に設けられた水平部材3の前後端部から垂直下方に伸びる垂直部材7とを結合した側面形状が略門形状に形成され、前後の垂直部材7の下部には前記鋼板20の表面を転動可能なガイドローラ4が回転自在に取り付けられている。
2は前記台車本体16の上部内面と前記内部支持部材1の水平部材3の上面との間に介装されたばねで、該台車本体16の上部内面により、前記ばね2の背部を前記内部支持部材1側に押圧している。前記ばね2は、この実施例のような皿ばねでもコイルばねでもよい。
また、該内部支持部材1の前後端部はスラスト面14にて前記台車本体16の前後内面と当接されており、該内部支持部材1は前記車輪15の回転による台車本体16の前後移動に従い、前記ガイドローラ4を介して鋼板20の表面を前後移動可能となっている。
【0019】
前記内部支持部材1の水平部材3下部には前記電源17から導線6を介して供給される電流を増幅する増幅トランス12が固着され、さらに該増幅トランス12の下部には該増幅トランス12にて増幅された大電流が導線6を介して通電される加熱コイル13がコイル支持部材5を介して固着されている。
さらに、該加熱コイル13の下面と前記鋼板20の表面との間は、該加熱コイル13に高周波電流を通電して該鋼板20に誘導電流に伴う発熱を生起させるための間隙Cが形成されている。
【0020】
かかる構成からなる高周波誘導加熱歪取り装置による溶接歪除去作業時において、前記走行台車11の車輪15を回転駆動すると、該走行台車11の台車本体16が鋼板20上を溶接ビードに沿って移動し、これに従い前記増幅トランス12及び加熱コイル13が取り付けられている内部支持部材1が該台車本体16とともに移動する。
一方、前記電源17から供給される電流は導線6を介して前記増幅トランス12に供給され、該増幅トランス12において大電流値の高周波電流に増幅されて導線6を介して前記加熱コイル13に通電される。そして、該加熱コイル13に流れる高周波電流により該加熱コイル13に間隙Cを存して近接された鋼板20に誘導電流(渦電流)が発生し、該誘導電流に伴うジュール熱により鋼板20の溶接部近傍を加熱して該部の歪を除去する。
【0021】
かかる溶接歪除去作業時において、前記増幅トランス12及び加熱コイル13を、走行台車11の台車本体16とは独立して上下動可能に設けられた内部支持部材1が支持して、該加熱コイル13と鋼板20との間に高周波電流を通電して該鋼板20に誘導電流に伴う発熱を生起させるに要する間隙Cを形成し、前記内部支持部材1と台車本体16との間に介装された皿ばねからなる(コイルばねでもよい)ばね2のばね力により前記内部支持部材1の下部に取り付けられたガイドローラ4を鋼板20表面に接触せしめる。
一方、マグネット機構にて構成されている車輪15は磁力により常時前記鋼板20の表面に接触しながら転動して走行台車11を走行せしめるので、前記ばね2は該走行台車11の台車本体16によりその背部を押圧され、かかるばね2の押圧によって、前記内部支持部材1の鋼板20表面からの高さHが常時一定に保持される。
【0022】
このため、前記増幅トランス12及び加熱コイル13が取り付けられた内部支持部材1は、前記ばね2のばね力により、常時鋼板20の表面との間の高さHが一定になるようにガイドローラ4を介して該鋼板20の表面に押し付けられながら、前記走行台車11とともに移動せしめられ、従って前記加熱コイル13と鋼板20の表面との間隙Cも常時一定に保持される。
【0023】
これにより、前記鋼板20の表面にうねり等の変形があっても、マグネット機構にて構成された車輪15による前記ばね2の背部からの押圧作用と、該ばね2による内部支持部材1のガイドローラ4を介しての鋼板20表面への押し付け作用とにより、前記加熱コイル13を支持している内部支持部材1のガイドローラ4を、該内部支持部材1及びガイドローラ4の跳び上がりや過大な接触力の発生をみることなく鋼板20表面に接触させることが可能となる。
従って、かかる実施例によれば、鋼板20の表面形状及び加熱装置10を搭載した走行台車11の走行に影響を受けることなく、該加熱コイル13と鋼板20の表面との間隙Cを常時目標値に維持することが可能となり、誘導電流による鋼板20への入熱量を高精度で制御することができる。
【0024】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、鋼材表面にうねり等の変形があっても、マグネット装置によって支持部材の鋼材表面からの高さ位置が一定になるようにばね力が付与されているばねにより、加熱コイルを支持している支持部材のガイドローラを該支持部材及びガイドローラの跳び上がりや過大な接触力の発生をみることなく鋼材表面に接触させることができ、これにより加熱コイルと鋼材の表面との間隙を常時目標値に維持することができる。
【0025】
従って本発明によれば、鋼材の表面形状及び加熱装置を搭載した走行台車の走行に影響を受けることなく加熱コイルと鋼材の表面との間隙を常時目標値に維持することが可能となり、誘導電流による鋼材への入熱量を高精度で制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る鋼材の高周波誘導加熱歪取り装置の側面構成図である。
【図2】従来技術に係る高周波誘導加熱歪取り装置の概略構成を示す外観側面図である。
【符号の説明】
1 内部支持部材
2 ばね
3 水平部材
4 ガイドローラ
7 垂直部材
11 走行台車
12 増幅トランス
13 加熱コイル
15 車輪
16 台車本体
17 電源
20 鋼板
C 間隙[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applied to the removal of distortion generated in a hull weld or the like of a ship, and generates heat due to an induced current in a steel material by a heating coil that is installed with a predetermined gap from the surface of the steel material and is supplied with a high-frequency current. The present invention relates to an apparatus for removing distortion of a steel material in which a heating device is mounted on a traveling carriage and is moved on the surface of the steel material, and the vicinity of a deformed portion of the steel material is heated to remove the distortion.
[0002]
[Prior art]
In a hull of a ship, particularly a hull in which a thin steel material occupies a large portion such as a passenger ship, deformation occurs due to heat input during welding and also the weight of the steel material. As means for removing distortion due to such deformation, a means for correcting the deformation of the steel material by using a gas burner and heating the vicinity of the deformed portion with a high-temperature gas such as argon gas from the gas burner is often used.
[0003]
However, in the means for heating the deformed portion and its vicinity by a high-temperature gas using such a gas burner, the work of removing the strain itself is simple, but the deformed portion such as a weld bead portion and the vicinity thereof are gas-heated. Therefore, it is difficult to adjust the heat input, and since the distortion is removed by adding an artificial factor such as an operator's empirical factor, it is practically necessary to surely remove the distortion so that the steel material has a target shape. Is impossible.
As means for dealing with such a problem, a strain relief device applying high-frequency induction heating has been proposed.
[0004]
FIG. 2 is an external side view showing a schematic configuration of a high-frequency induction heating strain removing device proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-170081.
In the drawing, reference numeral 010 denotes a heating device having a configuration to be described later, which is mounted on a traveling
In the heating device 010,
[0005]
In such a high-frequency induction heating strain removing apparatus, the traveling
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In a high-frequency induction heating strain removing device provided with a heating device that supplies a high-frequency current to a heating coil disposed at a predetermined gap from the surface of a steel sheet to generate heat by the induced current in the steel sheet, the heating coil is provided with a heating coil. It is necessary to maintain a required amount of heat input by controlling the magnetic field by adjusting the high-frequency current value and the gap between the heating coil and the steel plate to target values.
[0007]
However, the high-frequency induction heating strain removing device shown in FIG. 2 is configured so that the
And the like.
[0008]
The present invention has been made in view of the problems of the related art, and enables the gap between the heating coil and the surface of the steel material to be constantly maintained at a target value without being affected by the surface shape of the steel material and the traveling of the traveling vehicle equipped with the heating device. It is an object of the present invention to provide a steel material strain removing device capable of controlling the amount of heat input to a steel material by an electric current with high accuracy.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention, as an invention according to claim 1, amplifies a high-frequency current from a power supply by an amplification transformer and energizes a heating coil disposed with a predetermined gap from the surface of the steel material. A heating device configured to generate heat due to the induced current in the steel material and heat the vicinity of the deformed portion of the steel material to thereby remove the deformed portion and distortion near the deformed portion, and to be movable on the steel material. In a steel material distortion removing apparatus provided with a traveling carriage provided with the heating device, the traveling body can be moved up and down independently of the carriage body in a carriage body supporting traveling wheels of the traveling carriage, and An amplifying transformer that is provided movably on the surface of the steel material and amplifies the current from the power supply and supplies the heating coil to the heating coil; and a support member that supports the heating coil. Suggest distortion removal apparatus of a steel material characterized by comprising a heating coil gap adjusting mechanism allowed to hold the gap between the surface of the steel material to a predetermined gap.
[0010]
In the first aspect, it is preferable to configure as in the second and third aspects.
That is, according to
[0011]
According to a third aspect of the present invention, a guide roller is provided below the support member so as to be in contact with the surface of the steel material and move the support member along the surface of the steel material, and the spring is formed of a disc spring.
[0012]
According to this invention, the amplification transformer and the heating coil are supported by the support member provided in the bogie main body so as to be vertically movable independently of the bogie main body. 4. The guide roller according to claim 3, which is supported at a lower portion of said support member by a spring of a heating coil gap adjusting mechanism interposed between said guide member and said guide roller, said guide roller being brought into contact with a surface of said steel member, and a height of said support member from said steel surface by a magnet device. The spring force is applied to the spring so that the spring position becomes constant.
[0013]
Therefore, according to the invention, even if there is deformation such as undulation on the steel material surface, the heating is performed by the spring in which the spring force is applied by the magnet device so that the height position of the support member from the steel material surface becomes constant. The guide roller of the support member supporting the coil can be brought into contact with the steel material surface without seeing the support member and the guide roller jumping up or generating excessive contact force. The gap can always be maintained at the target value.
[0014]
As a result, the gap between the heating coil and the surface of the steel material can be constantly maintained at the target value without being affected by the surface shape of the steel material and the traveling of the traveling vehicle equipped with the heating device. Heat input can be controlled with high accuracy.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail using embodiments shown in the drawings. However, unless otherwise specified, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto, but are merely illustrative examples. It's just
[0016]
FIG. 1 is a side view of a high-frequency induction heating and strain removing device for steel materials according to an embodiment of the present invention.
[0017]
In the drawing,
Reference numeral 16 denotes a bogie main body constituting an outer shell of the traveling bogie 11, and a
[0018]
Reference numeral 1 denotes an internal support member provided inside the carriage main body 16 so as to be vertically movable independently of the carriage main body 16. The inner support member 1 has a substantially gate-shaped side surface formed by coupling a vertical member 7 extending vertically downward from the front and rear ends of a horizontal member 3 provided horizontally at an upper portion, and a lower portion of the front and rear vertical members 7. , A guide roller 4 that can roll on the surface of the
The front and rear ends of the internal support member 1 are in contact with the front and rear inner surfaces of the bogie main body 16 at the
[0019]
An amplifying transformer 12 for amplifying a current supplied from the
Further, a gap C is formed between the lower surface of the heating coil 13 and the surface of the
[0020]
At the time of welding distortion removal by the high-frequency induction heating distortion removing device having such a configuration, when the
On the other hand, the current supplied from the
[0021]
At the time of such welding distortion removal work, the amplification transformer 12 and the heating coil 13 are supported by the internal support member 1 which is provided to be vertically movable independently of the bogie main body 16 of the traveling bogie 11. A high-frequency current is passed between the
On the other hand, since the
[0022]
For this reason, the internal supporting member 1 to which the amplification transformer 12 and the heating coil 13 are attached is guided by the guide roller 4 so that the height H between the inner supporting member 1 and the surface of the
[0023]
Accordingly, even if the surface of the
Therefore, according to this embodiment, the gap C between the heating coil 13 and the surface of the
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if there is a deformation such as undulation on the steel material surface, the spring is applied by the magnet device so that the height of the support member from the steel material surface becomes constant. The guide roller of the support member supporting the heating coil can be brought into contact with the steel material surface without seeing the support member and the guide roller jumping up or generating excessive contact force. The gap with the surface can always be maintained at the target value.
[0025]
Therefore, according to the present invention, it is possible to always maintain the gap between the heating coil and the surface of the steel material at a target value without being affected by the surface shape of the steel material and the traveling of the traveling vehicle equipped with the heating device. Can control the amount of heat input to the steel material with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a high-frequency induction heating and strain-removing apparatus for steel materials according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external side view showing a schematic configuration of a high-frequency induction heating strain removing device according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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