JP2008161909A - Method of manufacturing uoe steel pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はUOE鋼管の製造方法に関し、特に、分離型ボルスターを用いたOプレスのエアープレス圧延法に関する。 The present invention relates to a UOE steel pipe manufacturing method, and more particularly to an O-press air press rolling method using a separate bolster.
UOE製管法では、鋼板をUプレスでU形に成型した後、OプレスでO形とし、縦シーム溶接を行った後、拡管して製品形状に仕上げる。 In the UOE pipe manufacturing method, a steel sheet is formed into a U shape by a U press, then converted into an O shape by an O press, subjected to vertical seam welding, and then expanded to a finished product shape.
UプレスとOプレスは、上ダイと下ダイの間に鋼板を挟みこみ、下ダイを固定した状態で、上ダイを昇降させて成型する機構で、上ダイは昇降シリンダーに取り付けられたボルスターに組込まれている。 The U press and O press are mechanisms that sandwich a steel plate between the upper die and the lower die and raise and lower the upper die while the lower die is fixed. The upper die is a bolster attached to the lifting cylinder. It is incorporated.
図5は、Oプレスで鋼板13を所望する製品径に圧延する様子を模式的に示し、ボルスター1に組み込まれた上ダイスは、シム14を挟んだ状態で加圧シリンダー2によって、下ダイスに加圧される(加圧成型法)。シム14は、インチサイズのダイスで、ミリサイズのパイプを成型する際に規定の形状が得られるように用いる。
FIG. 5 schematically shows a state in which the
加圧成型法では、優れた真円度が得られるものの、加圧シリンダー2の反力を受けとめる主フレームに係る応力が高く、シム切り替え作業に要する時間が20H/月と作業能率を低下させる。
In the pressure molding method, although excellent roundness can be obtained, the stress related to the main frame that receives the reaction force of the
加圧力は、鋼板の引張り強さ、管厚、および管長を用いて計算されるが、引張り強さのバラツキを考慮するため、高目に設定されることになり、主フレームの溶接部に割れが生ずるなどの損傷が発生する。 The applied pressure is calculated using the tensile strength, pipe thickness, and pipe length of the steel sheet, but it is set to a high value to account for variations in tensile strength, and cracks occur in the welds on the main frame. Damage such as occurs.
特許文献1は、加圧成型法において必要最低限の荷重によってOプレスすることにより、主フレームの負担を軽減させるもので、ダイス間隔の変化量を電気的に計測して、得られた電気信号によってOプレス油圧制御を行うことが記載されている。
また、特許文献2には、Uプレスにおける荷重を検出し、得られた荷重から装入鋼板の材料強度を計算し、Oプレスの最適荷重を算出し、制御に用いることが記載されている。
エアープレス法は加圧成型法の問題を解決するために開発され、上ダイスと下ダイスの間にギャップが生じている状態で、加圧を終了させる。上述した欠点は解決されるものの、真円度が不安定となる欠点が指摘されている。 The air press method was developed to solve the problem of the pressure molding method, and pressurization is terminated in a state where a gap is generated between the upper die and the lower die. Although the above-described drawbacks are solved, it has been pointed out that the roundness becomes unstable.
特許文献3は、上下ダイス間のギャップを設定調整しながらO成型を行うUOE鋼管の製造方法に関し、Uプレスの出力要素、例えば、Uプレスの出力荷重の最大値、に基づいて板一枚毎の材料強度を求め、当該材料強度に応じて、O成型を行う際の、上下ダイス間隔を設定することが記載されている。
ところで、Oプレスは、U字型となした鋼板の全長を一台のボルスタで圧下する一体型ボルスター構造と、2,3台のボルスターで圧下する分離型ボルスター構造に大別される。 By the way, the O press is roughly classified into an integrated bolster structure in which the entire length of the U-shaped steel plate is reduced by a single bolster and a separate bolster structure in which the steel plate is reduced by a few bolsters.
図1は、分離型ボルスターを用いるOプレスを説明する図で、(a)は装置構成の概略、(b)は圧下時に生じる形状不良(「傾斜」や「段差」)の発生状況を示す。 1A and 1B are diagrams for explaining an O-press using a separate bolster, in which FIG. 1A shows an outline of the apparatus configuration, and FIG.
単体ボルスター1aには、管長方向に3台の加圧シリンダー2a,3a,4aが取り付けられ、Uプレス後の鋼管(図示しない)を下ダイス10aとの間で加圧する。
Three
単体ボルスター1aの管長方向始終端における、垂直方向の位置は、位置検出器9a,9bで検出し、得られた位置情報は制御装置8に送信され、制御装置8からはサーボポンプ6に吐き出し油量を制御する制御信号を伝達する。
The position in the vertical direction at the start and end of the
また、3台の加圧シリンダの中央に配置される、加圧シリンダー3aの両側には、キッカーシリンダ31aを取り付ける。単体ボルスター1b、1cも同様の構造とする。
In addition,
分離型ボルスターによるOプレスは、エアープレス法または加圧成型法が適用可能で、実線で示す油圧配管はエアープレス法で用いるエアープレス回路を、点線で示す油圧配管は、上下ダイスを接触させ加圧する加圧成型法で用いる、押し切りプレス回路を示す。 For the O-press with a separate bolster, the air press method or the pressure molding method can be applied. The hydraulic pipe shown by the solid line is the air press circuit used in the air press method, and the hydraulic pipe shown by the dotted line is added by contacting the upper and lower dies. A press-cut press circuit used in a pressure molding method for pressing is shown.
エアープレス回路には、単体ボルスター1a(1b,1c)の傾きを制御するため、各加圧シリンダー2a,3a,4aに入る油量を調整するサーボ弁5を設けるが、押し切りプレス回路では、サーボアンプ6から各加圧シリンダー2a,3a,4aに供給される油量は、サーボ弁5を介さずにロジック弁7でON−OFF制御される。
In order to control the inclination of the
分離型ボルスターによるOプレスでエアープレス法を行う場合、一つの単体ボルスターの管長方向始終端で、垂直方向の位置が相違すると「傾斜」が、左右の単体ボルスター間で垂直位置が相違すると「段差」を生じ、管端部で周長が異なる傾斜管や段付き管などの形状不良の管が製造される(図1(b))。 When performing the air press method using O-press with a separate bolster, “inclination” occurs when the vertical position is different at the start and end of one single bolster in the tube length direction, and “step difference” indicates that the vertical position differs between the left and right single bolsters. ”And a poorly shaped pipe such as an inclined pipe or a stepped pipe having a different peripheral length at the pipe end is manufactured (FIG. 1B).
図2は、分離型ボルスターによるOプレスを用いたエアープレス法を説明する図で、単体ホルスター1aが下ダイス10aに向けて下降する様子を示す。
FIG. 2 is a diagram for explaining an air press method using an O-press with a separation-type bolster, and shows a state in which the
エアープレス法では、まず、隣接する単体ホルスター(図示しない)との間で段差を発生させないように、段差制御を行いつつ、単体ホルスター1aを、下ダイス10aに向けて下降させる(a)。
In the air press method, first, the
段差制御は、サーボアンプ6の傾転角度を変えて吐出油量を変化させ、各々のボルスターの下降速度を調整してボルスター間の段差を修正する。下降はキッカーシリンダー31のスピードで行われる。 In the step control, the amount of discharged oil is changed by changing the tilt angle of the servo amplifier 6, and the descending speed of each bolster is adjusted to correct the step between the bolsters. The descent is performed at the speed of the kicker cylinder 31.
単体ボルスター1aが、U曲げ後の鋼板に接触する位置まで下降すると、加圧下降が開始され、キッカーシリンダー31と加圧シリンダー2a,3a,4aにより、設定圧力が得られるまで、単体ホルスター1aは段差制御されつつU曲げ後の鋼板を加圧する(b)。
When the
単体ホルスター1aは設定圧力まで加圧した位置(点線11)より、傾斜制御(位置制御)を開始して下限設定値(点線12)まで、更に下降し(c)、下限設定値に達した位置で停止する(d)。下限設定値は、単一ボルスター1aと下ダイスの間隔dがシム厚となるように設定する。
The
傾斜制御(位置制御)は、サーボ弁スプールの変位量で主シリンダーに入る油量を変化させて、位置検出器9a,9bで検出されるボルスターの傾きを修正して行う。
Inclination control (position control) is performed by correcting the inclination of the bolster detected by the
上述した段差制御と傾斜制御により、分離型ボルスターを用いるOプレスによって一体型ボルスターによるOプレスと同等の寸法精度を有するUOE鋼管の製造が可能であるが、近年、ラインパイプの寸法精度はますます厳格化し、段差、傾斜ともに±2mmとすることが要求され、より高精度な製品寸法が得られるエアプレス法が要望されている。 With the step control and tilt control described above, it is possible to manufacture UOE steel pipes with the same dimensional accuracy as an O-press with an integrated bolster by using an O-press with a separate bolster, but in recent years the dimensional accuracy of line pipes has increased. There is a demand for an air press method that is stricter and that both the step and the inclination are ± 2 mm, and that a product dimension with higher accuracy can be obtained.
そこで、本発明は、分離型ボルスターを用いるOプレスで、段差、傾斜ともに±2mmを満足するUOE鋼管が得られるエアプレス法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an air press method in which a UOE steel pipe satisfying ± 2 mm in both step and inclination can be obtained by an O press using a separate bolster.
本発明の課題は以下の手段により達成可能である。
1.分離型ボルスターを備えたOプレスで、U字型鋼板をエアプレス法でOプレスするUOE鋼管の製造方法であって、Oプレスする際、分離型ボルスターの段差制御と傾斜制御を行い、前記傾斜制御で用いる原点は、予め、分離型ボルスターで下ダイスを空加圧して設定加圧力が得られた時点に主フレームに固定したエンコーダを0リセットして得られるものであることを特徴とするUOE鋼管の製造方法。
The object of the present invention can be achieved by the following means.
1. A method of manufacturing a UOE steel pipe in which a U-shaped steel plate is O-pressed by an air press method using an O-press equipped with a separation-type bolster. The origin used in the control is obtained in advance by resetting the encoder fixed to the main frame to zero when the set pressure is obtained by air-pressurizing the lower die with a separate bolster. Steel pipe manufacturing method.
本発明によれば、分離型ボルスターを用いたOプレスでエアープレスを行うことにより、一体型ボルスターを用いたOプレスによるOプレスと比較して、主フレームの応力が7%低減され、寿命が8.7年延長された。また、シム切り替え作業が不要となるため、270H/年の実稼動時間が増加した。 According to the present invention, by performing an air press with an O press using a separate bolster, the stress of the main frame is reduced by 7% compared to an O press using an O press using an integrated bolster, and the service life is shortened. It was extended for 8.7 years. Moreover, since the shim switching work is not required, the actual operation time of 270 H / year has increased.
また、傾斜制御において、主フレームの伸びを考慮して原点位置の調整を行うので、段差、傾斜ともに±2mmを満足するUOE鋼管が得られ、産業上極めて有用である。 In addition, since the origin position is adjusted in consideration of the elongation of the main frame in the inclination control, a UOE steel pipe satisfying ± 2 mm in both step and inclination is obtained, which is extremely useful industrially.
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
本発明に係るUOE鋼管の製造方法は、図1、2を用いて詳述した、エアプレス法でOプレスする際の傾斜制御において、位置情報における原点を、予め、分離型ボルスターで下ダイスを空加圧して設定加圧力が得られた時点で、主フレーム15に固定したエンコーダを0リセットして得られるものとすることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The manufacturing method of the UOE steel pipe according to the present invention is described in detail with reference to FIGS. 1 and 2, in the tilt control when performing O-press by the air press method, the origin in the position information is set in advance, and the lower die is previously set with a separation-type bolster. When the set pressure is obtained by air pressurization, the encoder fixed to the
図4は、分離型ボルスターの概略構造を説明する側面図で、加圧シリンダー2aで、そ先端に取り付けられた単体ボルスター1aを下ダイス10aに接触加圧させると、反力により主フレーム15が点線で示すように上方に伸びる。
FIG. 4 is a side view for explaining the schematic structure of the separation-type bolster. When the
位置検出器9として、エンコーダを用いる場合、エンコーダの本体92を主フレーム15に、本体92のピニオンと噛み合うラック91は単体ボルスター1aに固定する。
When an encoder is used as the
単体ボルスター1aが上下方向に移動すると、本体92のピニオンが回転して、単体ボルスター1aの垂直方向の絶対位置を検出する。単体ボルスター1aを下ダイス10aに接触加圧させた際、反力により主フレーム15が伸びると、伸びた長さだけ、マイナス側に表示される。
When the single bolster 1a moves in the vertical direction, the pinion of the
従って、本発明では、上ダイスで加圧する際、予め、上下ダイスを接触させ、空加圧し、設定加圧力が得られた時点に主フレーム15に固定したエンコーダを0リセットし、原点とする。
Therefore, in the present invention, when pressurizing with the upper die, the upper and lower dies are brought into contact with each other in advance, air pressure is applied, and the encoder fixed to the
図3は、本発明法により、プレスが完了した時点で、シム厚み分だけのギャップを確保するエアプレス法を説明する図で、上ダイス1aは、点線11まで下降した時点から傾斜制御を開始し、設定荷重で鋼管13を加圧した際、下ダイス10aの上方にシム厚み分だけのギャップdが得られた時点で、下降を停止する。
FIG. 3 is a diagram for explaining an air press method for securing a gap corresponding to the thickness of the shim when the press is completed according to the method of the present invention. The
傾斜制御における位置情報は、当該設定荷重による反力で、主フレームに生じる伸び量が補正されているので、±0.5mmの精度で上ダイスを停止さえることが可能であった。 The position information in the tilt control is the reaction force due to the set load, and the extension amount generated in the main frame is corrected. Therefore, the upper die can be stopped with an accuracy of ± 0.5 mm.
1、1a、1b、1c 単体ボルスター
2、2a,2b,2c,3a,3b,3c,4a,4b,4c 加圧シリンダー
5 サーボ弁
6 サーボアンプ
7 ロジック弁
9 位置検出器
91 ラック
92 本体
10,10a 下ダイス
11 位置(点線)
12 下限設定値(点線)
13 鋼管
14 シム
15 主フレーム
31a,31b,31cキッカーシリンダー
1, 1a, 1b, 1c Single bolster 2, 2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c, 4a, 4b,
12 Lower limit setting value (dotted line)
13
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-
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