JP2008055571A - Oscillating type polishing machine for link chain - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リンクチェーンに機械的振動を付与するのみ疲労強度の向上を図るリンクチェーン用振動式研磨機に関する。 The present invention relates to a vibration type polishing machine for a link chain that improves fatigue strength only by applying mechanical vibration to the link chain.
チェーンブロック、特に電動チェーンブロックに使用されるリンクチェーンに要求される性能として高い疲労強度特性がある。これは、高速で荷を吊り上げ・吊り下げする際に、リンクチェーンには荷重変動が生じ、この繰返し作用によりリンクチェーンの最大主応力発生部位から疲労亀裂が発生し、やがては破壊に至ることが知られている。従来から、リンクチェーンの製造過程において疲労破壊の原因となる応力集中部にはリンク形状に成形する際に使用される上型・下型からなるマンドレルの合わせ面の微小なズレ、隙間などの発生により、リンクへは最大で高さ200μm筋状の突起、バリが生じる。この突起は使用時に応力集中源となり、破壊の起点になる。この突起位置はリンクチェーンに発生する最大主応力発生位置、すなわち、リンクチェーンの個々のリンクの平行部と湾曲部の境界部に相当する位置と一致するため、この発生した突起を後工程で切削・研磨等の処理で除去するには甚大な作業を要する。そのため、上述した高疲労強度を有するリンクチェーンにおいては、突起のない、或いは突起を最小限に軽減することが求められている。この要請に応えるべく様々な提案がなされている。 As a performance required for a chain block, particularly a link chain used for an electric chain block, there is a high fatigue strength characteristic. This is because when a load is lifted or hung at a high speed, load fluctuations occur in the link chain, and this repeated action causes fatigue cracks from the site where the maximum principal stress of the link chain occurs, which eventually leads to breakage. Are known. Conventionally, in the stress concentration part that causes fatigue failure in the manufacturing process of the link chain, a slight misalignment of the mating surface of the upper and lower molds used when forming the link shape, gaps, etc. are generated As a result, stripes and burrs with a maximum height of 200 μm are formed on the link. This protrusion becomes a stress concentration source during use and becomes a starting point of fracture. This projection position coincides with the position where the maximum principal stress generated in the link chain is generated, that is, the position corresponding to the boundary between the parallel part and the curved part of each link of the link chain.・ It takes a lot of work to remove it by a process such as polishing. For this reason, in the above-described link chain having high fatigue strength, there is a demand for reducing protrusions to the minimum without protrusions. Various proposals have been made to meet this demand.
例えば、特許文献1には高疲労強度を得る方法として、焼入れ、焼入れ・焼戻ししたリンクチェ−ンの素子リングの肩部内側部分に耐食性・耐磨耗性被覆処理を施すことが開示されている。一方、上記突起、バリを機械的に除去する方法としては、従来よりバレル研磨が採用されている。このバレル研磨は、研磨槽内に研磨砥石、被加工物、その他必要薬剤を挿入、密閉し、別に設けたモーターの駆動により研磨槽全体を一定速度で回転させ、また所定時間、研磨槽を攪拌することで被加工物の突起、バリを除去するものである(回転バレル研磨機)。また、特許文献2で提案されているように、研磨槽を或る特定の振動数で振動させ、研磨槽内に研磨砥石、被加工物、その他必要薬剤を挿入し、別に設けたモーターの振動により研磨槽全体を振動させ、研磨槽を攪拌することで被加工物の突起、バリを除去する方法がある(振動バレル研磨機)。この振動源としては市販の振動モーター、或いはモーター駆動をカップリングを介し、カウンターウエイトを回転させ振動を発生させるなどの方法が採用されており、振動バレル研磨機として市販機である。
For example,
また、特許文献3には、線材の仕上げ工程において成形時に生じた線材側表面の凹凸ないし棘歪みを除去するために、密閉された研磨槽内に研磨メデアとして流体を供給して連続的に線材を研磨する振動式バレル研磨機が開示されている。
Further,
本発明者らは、上述した従来の製造方法を用いてリンクチェーンへの適用を試みたが、バリ除去が必要なリンク内側への研磨効果が少なく、また生産性に耐えるチェーン長さ(連鎖状)のものが振動バレル研磨機の研磨槽内で攪拌されることにより、連鎖がこぶ状となり研磨効果の向上が期待できないということが判明した。これは、通常、研磨槽が一方向で回転されるために連鎖も一方向にしか回転することができず、リンクチェーンに捩れが生じることにより、各リンクチェーンの自由度が損なわれることにある。従って、従来の方法ではリンク内側の研磨効果は殆どないというに等しい。 The inventors of the present invention tried to apply to the link chain using the above-described conventional manufacturing method. However, the chain length (chain-like shape) has little polishing effect on the inner side of the link that needs to be deburred and withstands productivity. ) Was stirred in the polishing tank of the vibration barrel polishing machine, and it was found that the chain became humped and improvement of the polishing effect could not be expected. This is because the polishing tank is normally rotated in one direction, so that the chain can also rotate only in one direction, and the link chain is twisted, so that the degree of freedom of each link chain is impaired. . Therefore, in the conventional method, there is almost no polishing effect inside the link.
本発明は、従来のような研磨メデアを何ら使用することなく機械的振動を付与して研磨するのみでリンク製造時に発生するリンクチェーンの内側突起を著しく低減、もしくは皆無をする230N/mm2 以上の高疲労強度を有するリンクチェーンを得るためのリンクチェーン用振動式研磨機を提供するものである。 The present invention significantly reduces or eliminates the inner protrusion of the link chain that is generated during link manufacturing only by applying mechanical vibration without using any conventional polishing media, and at least 230 N / mm 2 or more. A vibration type polishing machine for a link chain for obtaining a link chain having a high fatigue strength is provided.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その要旨は次の通りである。
(1)リンクチェーン用振動式研磨機において、基台上にスプリングバネを介して複数の折り返しが可能なように該研磨槽の長手方向に並列する複数の仕切り壁を有する研磨槽を載置し、研磨槽の下部にはカウンターウエイトユニットを該研磨槽と一体的に設け、このカウンターウエイトユニットはモーターの回転を伝達する回転軸を介して振動に変換して研磨槽に振動を付与するように構成したことを特徴とするリンクチェーン用振動式研磨機。
(2)振動モーターを該研磨槽の下部に直接取り付けたことを特徴とする請求項1記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
(3)前記研磨槽のリンクチェーン搬入口にリンクチェーン送り用シーブを、リンクチェーン搬出口にリンクチェーン巻取りシーブを配設して連続研磨を可能としたことを特徴とする(1)または2記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
(4)前記研磨槽に付与される振動が、振動周波数10〜40Hz、振幅1〜6mmであることを特徴とする(1)〜(3)の何れかの項に記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
(5)研磨槽上で搬送されるリンクチェーンの研磨処理時間が1〜4時間となるように搬送速度の調整が可能であることを特徴とする(1)〜(4)の何れかの項に記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
(6)研磨槽で研磨されるリンクチェーンが熱処理前の素リンクチェーン、熱処理後のリンクチェーン、或いはメッキ処理を施したリンクチェーンの何れかであることを特徴とする(1)〜(5)の何れかの項に記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
The present invention has been made to solve the above problems, and the gist thereof is as follows.
(1) In a vibration type polishing machine for link chains, a polishing tank having a plurality of partition walls arranged in parallel in the longitudinal direction of the polishing tank is placed on a base so that a plurality of folding can be made via a spring spring. A counterweight unit is provided integrally with the polishing tank at the lower part of the polishing tank, and the counterweight unit converts the vibration into vibration via a rotating shaft that transmits the rotation of the motor so as to apply vibration to the polishing tank. A vibratory polishing machine for a link chain, characterized by comprising.
(2) The vibration type polishing machine for a link chain according to
(3) A link chain feeding sheave is disposed at the link chain carry-in port of the polishing tank and a link chain winding sheave is disposed at the link chain carry-out port to enable continuous polishing (1) or 2 The vibratory polishing machine for link chains as described.
(4) The vibration applied to the polishing tank has a vibration frequency of 10 to 40 Hz and an amplitude of 1 to 6 mm, and the link chain vibration type according to any one of (1) to (3) Polishing machine.
(5) The transfer speed can be adjusted so that the polishing time of the link chain transferred on the polishing tank is 1 to 4 hours, and any one of (1) to (4) Vibratory polishing machine for link chains as described in 1.
(6) The link chain to be polished in the polishing tank is any one of a raw link chain before heat treatment, a link chain after heat treatment, or a link chain subjected to plating (1) to (5) The vibratory polishing machine for a link chain according to any one of the above.
本発明によるリンクチェーン用振動式研磨機は、リンクチェーン製造時に生成したリンク内側の細かい突起、凹凸等をリンクチェーンの長さに制限されることなく、機械的振動を付与するのみで研磨することで上記突起、凹凸等を著しく低減、例えば60μm以下、好ましくは30μm以下の優れた表面状態を有する高疲労強度を有するリンクチェーンを低コストで均等に能率よく除去でき、高品質のリンクチェーンを提供することが可能となる。 The vibration type polishing machine for a link chain according to the present invention polishes the fine protrusions, irregularities, etc. inside the link generated during link chain manufacture by applying mechanical vibration without being limited by the length of the link chain. The above protrusions, irregularities, etc. are remarkably reduced, for example, a high-strength link chain having an excellent surface state of 60 μm or less, preferably 30 μm or less, can be removed efficiently at low cost, and a high-quality link chain is provided. It becomes possible to do.
リンクチェーンの製造において低炭素合金鋼の線材からリンクチェーンの素リンク形状に成形する際、上型・下型からなるマンドレルを重ね合わせてリンクに成形後、端面同士を溶接して成形する。この成形過程でマンドレルの合わせ面の微小なズレ、隙間などの発生により、リンク内側の平行部と湾曲部の境界部に最大で高さ200μm筋状の突起或いはバリが生じる。この突起、バリはそのまま残しておくと使用時に応力集中源となって破壊の起点になり、使用中に破壊が発生すれば重大な事故に繋がりかねない。そのため、最近ニーズの高い高疲労強度(230N/mm2 以上)のリンクチェーンを得るためには、このような突起、凹凸、バリ等を除去、低減が急務である。 In the production of a link chain, when a low carbon alloy steel wire is formed into a raw link shape of a link chain, a mandrel composed of an upper die and a lower die is overlaid and formed into a link, and then end surfaces are welded to form. During this molding process, a slight misalignment of the mating surface of the mandrel, a gap, and the like cause a protrusion or burr having a maximum height of 200 μm at the boundary between the parallel portion and the curved portion inside the link. If these protrusions and burrs are left as they are, they become a stress concentration source during use and become the starting point of destruction, and if destruction occurs during use, it may lead to a serious accident. Therefore, in order to obtain a link chain with high fatigue strength (230 N / mm 2 or more) that has recently been highly demanded, it is urgent to remove and reduce such protrusions, irregularities, burrs, and the like.
図3に従来の市販の振動バレル研磨機の構造を示した。この研磨機は図3に示すように、基台上にスプリングバネ3の支柱上に研磨槽1を載置し、研磨槽1の下部には該研磨槽1と一体的に取り付けられたカウンターウエイトユニット2を設けている。このカウンターウエイトユニット2は別に設けたモーター4の回転力をカップリング5を介して振動エネルギーに変換して研磨槽1に振動を付与するように構成されている。そして、研磨槽1内には被処理物(リンクチェーンC)の他に砥石、研磨剤等の研磨メディアKを投入し、全体を一方向に回転させて研磨槽を攪拌する構成で、研磨処理はバッチ単位の処理となる。しかしながら、この研磨装置では、研磨槽が一方向で回転されるために連鎖も一方向にしか回転することができず、リンクチェーンに捩れが生じることにより、各リンクチェーンの自由度が損なわれ,実質的に研磨効果がないという問題がある。
FIG. 3 shows the structure of a conventional commercially available vibration barrel polishing machine. In this polishing machine, as shown in FIG. 3, a
本発明者らは、従来のような複雑で高額な研磨媒体、流体を用いることなく、簡便、かつ迅速に上述した突起或いはバリを皆無または大幅に低減すべく鋭意検討を行った。その結果、振動式バレル研磨機において、研磨媒体、流体を使用せずとも振動式研磨機の研磨槽のみリンクチェーン用に工夫し、特定の振動数を研磨槽または研磨台上に載置されたリンクチェーンに付与してリンク同士を自由に擦れさせ、かつ衝突させ、叩き合わせることでリンク内側の突起やバリが著しく低減していることが判明し、本発明を完成させたものである。なお、この振動源としては市販の振動モーターを利用し、研磨槽と組合せても有効である。本発明によるリンクチェーン用振動式研磨機の構成は図1、図2に示すとおりであり、図1は本発明によるリンクチェーン用振動式研磨機の横断面図、図2は研磨槽の平面図である。図1(a)において、基台上にスプリングバネ3、もしくは油圧式アクチュエーターを介して研磨槽1を載置し、研磨槽の下部にはカウンターウエイトユニット2を該研磨槽と一体的に設け、このカウンターウエイトユニット2はモーター4の回転を伝達する回転軸5を介して振動に変換して研磨槽1に振動を付与するように構成してある。また、本発明では図1(b)に示したように、振動源となる振動モーター4′を研磨槽1の下部に直接取り付けることで振動モーター4′からの振動を効果的に研磨槽1に伝達することが研磨機の構造上の観点からより好ましい。更に、本発明においては図1の別の態様として振動モーター1個で研磨槽を鉛直方向に複数段重ねることで生産効率を倍加できることも考えられる。なお、振動モーターの個数は、その能力と研磨槽の大きさ、及び槽内のリンクチェーンの数量から決定されることになる。
The present inventors have intensively studied to eliminate the above-described protrusions or burrs easily or quickly without using a complicated and expensive polishing medium or fluid as in the prior art. As a result, in the vibration type barrel polishing machine, only the polishing tank of the vibration type polishing machine was devised for the link chain without using a polishing medium and fluid, and a specific frequency was placed on the polishing tank or the polishing table. It was found that protrusions and burrs on the inner side of the link were remarkably reduced by imparting to the link chain so that the links were rubbed freely, collided, and struck together, thus completing the present invention. It should be noted that a commercially available vibration motor is used as the vibration source, and it is effective even in combination with a polishing tank. The structure of the vibration type polishing machine for a link chain according to the present invention is as shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view of the vibration type polishing machine for a link chain according to the present invention, and FIG. It is. In FIG. 1A, a
また、研磨槽は図2(a)に示したように、数m以下の短尺のリンクチェーンの場合にはほぼ直線状にリンクチェーンを研磨槽上に載せるだけでよいが、長尺のリンクチェーン、例えば数十m(本発明では100m超のリンクチェーンをも連続研磨できる)を研磨する場合には、研磨槽1上に搬送されるリンクチェーンCが複数列で折り返しが可能なように研磨槽の長手方向(搬送方向)に並列する複数の直線状の仕切り壁6で隣接する搬送通路を一定の幅を以て搬送通路を確保できるように仕切り、リンクチェーンのリンク同士が互いに擦れ合って研磨されながら連続的に搬送、研磨できるように構成されている。また、研磨槽上には金属製のプレート表面をそのままの状態にしておいても良いし、薄い弾性体を敷いても良い。仕切り壁6のリンクチェーン折り返し点には搬送をスムースにするため、またリンクチェーンに疵がつかないように送りローラー7を取り付けることが好ましい。また、研磨槽1の端部のリンクチェーン搬入口にはリンクチェーンCを連続的に研磨槽に供給するためにリンクチェーン搬入用シーブ8を、また研磨槽1の他端部のリンクチェーン搬出口にはリンクチェーンCを連続的に巻取る、または取り込むためにリンクチェーン搬出用シーブ9を取り付けることで、リンクチェーンCを研磨槽1上を一定の搬送速度、本発明では約0.02〜3.33m/minで搬送される。この搬送速度は、本発明では、例えば研磨槽に5mのチェーンを入れ4時間処理で搬送速度は0.02m/minであり、また、200mのチェーンを入れ1時間処理では3.33m/minである。なお、本発明では仕切り壁を直線状のものとしたが、この仕切り方法はリンクチェーンが搬送、研磨中に重ならないような円形状、多角形状、楕円形状、螺旋状の何れの仕切りでもよい。
In addition, as shown in FIG. 2A, in the case of a short link chain having a length of several meters or less, the polishing tank only needs to be mounted on the polishing tank in a substantially straight line. For example, when polishing several tens of meters (in the present invention, a link chain of more than 100 m can be continuously polished), the polishing tank is configured so that the link chain C conveyed onto the
また、上記研磨槽1は図2(b)に示したように、リンクチェーン折り返し点には上記送りローラー7に代えて、チェーン搬送装置として搬送用シーブ10を取り付けることが好ましい。例えば、各仕切り壁端部のリンクチェーン折り返し点では搬送用シーブ10の直前にリンクチェーンCを搬送用シーブ10にガイドするためのガイドローラーで搬送されたリンクチェーンCを一旦上方へ引き上げ搬送用シーブ10で転回させることでリンクチェーンに適切な緩みを持たせ、リンク同士の研磨を容易にすることができる。
Further, as shown in FIG. 2B, the
上記研磨槽1上でリンクチェーンに付与される振動条件としては、振動数が大きく、研磨槽の振幅が大きいほどリンクチェーン同士の衝突頻度、衝突エネルギーも多くなり、短時間での処理が可能となることから、振動周波数10〜40Hz、振幅1〜6mmとすることが好ましい。また、リンクチェーンの搬送速度は、研磨槽の大きさ、リンクチェーンの配列量に依存するが、研磨処理時間としては1〜4時間程度が好ましい。更に、本発明で研磨されるリンクチェーンは焼入れ・焼戻しの熱処理前、或いは熱処理後、並びに表面処理されたリンクチェーンの何れでも研磨できる。
As the vibration condition imparted to the link chain on the
次に、実際の研磨作業について説明する。 Next, an actual polishing operation will be described.
先ず、所定量のリンクチェーンC(初期はダミーのリンクチェーン)を図2(a)、(b)に示す研磨槽1に複数の仕切り壁で区分された搬送通路に多数の折り返し点を有するようにリンクチェーン搬入口8からリンクチェーン搬出口9まで切れ目なく、適切な緩みを持たせ並べ、搬入口8の付近で製品となる長尺のリンクチェーンの先頭とダミーチェーンの端部をつなげる。次に、モーターを駆動させてカウンターウエイトユニット2を介して研磨槽1を振動周波数10〜40Hz、振幅1〜6mmで振動させる。同時に、研磨処理時間が1〜4時間となるような搬送速度(0.02〜3.33m/min)でリンクチェーンを搬送し、リンクチェーン搬入口からリンクチェーン搬出口まで一定のテンションでリンクチェーンの送りと払出しを行う。これにより、搬入口8の付近にある長尺のリンクチェーン(製品)の先頭が、所定の研磨時間終了時には搬出口9付近に搬出されることとなる。このような研磨処理を行うことで、研磨前には最大で200μmの突起、凹凸、バリがあったものが約60μm以下、好ましくは30μm以下な平滑な表面に仕上げることができる。
First, a predetermined amount of the link chain C (initially a dummy link chain) has a large number of turning points in the conveyance path partitioned by a plurality of partition walls in the
即ち、本発明は、市販の振動バレル研磨機に使用される振動源、或いは市販の振動モーターのみを流用し、振動源に対して直接的に研磨槽を配置し、この振動により伝達される振動を研磨槽を介してリンクチェーンそのものに伝達し、研磨槽上で複数の仕切り壁で区分された搬送通路内で一定速度の搬送速度で搬送されながら、リンクチェーン同士の高頻度の擦れ合い、および衝突によりリンク内側の突起を除去、或いは低減するものであり、優れた研磨効果と、高い生産性をもたらすものであり、230N/mm2 以上の高疲労強度を有するリンクチェーンを安定して提供することができるリンクチェーン用振動式バレル研磨機である。 That is, the present invention uses only a vibration source used in a commercially available vibration barrel polishing machine, or a commercially available vibration motor, and directly arranges a polishing tank with respect to the vibration source. Is transmitted to the link chain itself through the polishing tank, and is frequently rubbed between the link chains while being transported at a constant transport speed in the transport path divided by a plurality of partition walls on the polishing tank, and Protrusions on the inner side of the link are removed or reduced by collision, which provides an excellent polishing effect and high productivity, and stably provides a link chain having a high fatigue strength of 230 N / mm 2 or more. This is a vibrating barrel polishing machine for link chains.
1 研磨槽
2 カウンターウエイトユニット
3 スプリングバネまたは油圧式アクチュエーター
4 モーター
4′ 振動モーター
5 カップリング
6 仕切り壁
7 送りローラー
8 リンクチェーン搬入用シーブ
9 リンクチェーン搬出用シーブ
10 搬送用シーブ
C リンクチェーン
K 研磨剤(メディア)
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