JP2010188445A

JP2010188445A - 配管の端部加工機

Info

Publication number: JP2010188445A
Application number: JP2009032911A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nishizono; 貴志西薗; Hideji Sasaki; 秀二佐々木; Yuichi Yamamoto; 祐一山本; Zenichi Kato; 善一加藤; Kaname Watanabe; 渡辺　　要
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2010-09-02

Abstract

【課題】本発明は、配管を回転させることなく加工でき、また駆動部を一つとして小型軽量化を図ることができ、更に切削具を一定の送り量で送ることができる配管の端部加工機を提供する。
【解決手段】本発明の配管の端部加工機１０は、エアモータ１６を駆動して回転テーブル１４を回転させることにより、バイト１８によるスペーサ受け面５０の研削加工を行う。回転テーブル１４が回転すると、ピン２４によるスプロケット２２の１歯回転作用により送りねじ２０が間欠的に回転される。これによって、送りねじ２０に螺着されているバイトホルダ９２が溝９０に沿って回転テーブル１４の径方向に移動され、バイトホルダ９２に保持されたバイト１８が外周位置から内周位置に向けて移動される。このバイト１８の移動によって、フランジ４８のスペーサ受け面５０の全面が、バイト１８によって研削されていき、スペーサ受け面５０が平坦に加工される。
【選択図】図２

Description

本発明は配管の端部加工機に関し、特に配管の端部に溶接されたフランジを平坦に切削加工する配管の端部加工機に関する。

原子力発電所等の設備には、多数の配管が配設されており、それらの配管を交換したりメンテナンスしたりする際には、その配管同士の接合を現場にて実施している。

配管同士の接合においては図６に示すように、まず、接続する２本の配管１、１の端部にフランジ２、２をそれぞれ溶接する。図中符号３は、溶加材トーチによる溶着ビードである。次に、フランジ２、２の端面に形成されたスペーサ受け面４、４を、スペーサリング５を介して突き合わせる。次いで、フランジ２に複数形成されたボルト挿通孔６、６…にボルト７、７…を挿通し、ナット８、８…を所定の軸力で締結する。これにより、配管１、１同士が接合される。また、スペーサリング５の両面にはＯリング９、９が取り付けられており、ナット８による締結時にＯリング９、９が双方のスペーサ受け面４、４に押し付けられてスペーサ受け面４、４に密着することにより、配管接合部における水密性／気密性が確保される。

ところで、配管１の端面にフランジ２を溶接すると、その溶接熱によってスペーサ受け面４が凸状に変形するという事象が発生する。その凸状部の大きさは、例えばφ５０の配管において約１ｍｍもある。

このような凸状部が生じた状態で配管１、１同士を図６の如く接合すると、その凸状部に起因してＯリング９とスペーサ受け面４との密着性が低下する場合があるため、水密性／気密性を確保できなくなるという不具合があった。

このような不具合は、現場にて凸状部を切削してスペーサ受け面４を平坦に加工することにより解消できる。

特許文献１に開示された配管の端部加工機は、配管の開先を加工するものであり、バイトとスピニングローラとを備えている。この端部加工機は、配管の端面をバイトによって面取り加工し、配管の内周面に形成された製造誤差による凸部をスピニングローラによって外側に押圧し配管の真円度を修正するものである。

特許文献１の配管の端部加工機は、配管の端面を面取りし配管の真円度を修正するものであり、配管１に溶接されたフランジ２のスペーサ受け面４に生じた凸状部を切削してスペーサ受け面４を平坦に加工するものではないが、配管の端部を加工する加工機の一例として例示した。

ところで、スペーサ受け面４に生じた凸状部を切削加工する加工機として、想定される加工機は、例えば配管を保持して回転させる配管回転駆動部と、バイドをスペーサ受け面４の径方向に送るバイト送り駆動部とを備えたものとなる。配管回転駆動部によって配管をその軸芯を中心に回転させながら、スペーサ受け面４の外周部に当接しているバイトをバイト送り駆動部によって、配管の軸芯に向けて送り移動させる。これにより、スペーサ受け面４に生じた凸状部を切削加工することができる。

特開平８−１９９０１号公報

しかしながら、配管のフランジのスペーサ受け面に生じた凸状部を現場にて切削加工しようとした場合、その配管は他の配管等に通常固定されているため、前述した加工機の如く配管を回転させることは不可能である。また、前述した加工機は、２台の駆動部（配管回転駆動部とバイト送り駆動部）を備えた大型で重量物の装置なので、現場での持ち運びには不適であるという問題がある。また、バイト送り駆動部に代えて手動でバイトを送る機構としてもよいが、手動ではバイトの送り量にばらつきが生じるため、切削精度が悪化するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、配管を回転させることなく加工でき、また駆動部を１台にして小型軽量化を図ることができ、更に切削具を一定の送り量で送ることができる配管の端部加工機を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、配管が固定される本体と、前記本体に回転可能に設けられるとともに、該本体に固定された配管の端部に対面される回転テーブルと、前記回転テーブルを回転させる回転駆動部と、前記回転テーブルの径方向に形成された溝に摺動自在に設けられるとともに配管の端部に当接される切削具と、前記切削具に螺着されるとともに前記回転テーブルに軸支され、該回転テーブルの溝と平行に配設された送りねじと、前記送りねじの前記回転テーブルから突出された端部に設けられたスプロケットと、前記本体に固定されるとともに前記回転テーブルの１回転動作で前記スプロケットの歯に係合されて回転テーブルの回転動作によりスプロケットを所定角度回転させる係合部材と、を備えたことを特徴とする配管の端部加工機を提供する。

本発明によれば、配管を本体に固定し、回転テーブルを回転駆動部で回転させると、回転テーブルに取り付けた切削具が駆動部無しで配管の径方向に一定の送り量で移動して、配管の端部を切削加工する。

すなわち、本発明の配管の端部加工機によれば、回転テーブルが１回転すると、スプロケットの１枚の歯が係合部材によって所定角度回転される。これにより、スプロケットに連結されている送りねじが同様に所定角度回転され、送りねじに螺合されている切削具が送りねじと回転テーブルの溝に沿って、回転テーブルの径方向に一定の量だけ送られる。したがって、回転テーブルを連続回転させることで、切削具は駆動部無しで配管の径方向に一定の送り量で移動し、配管の端部を切削加工する。

よって、本発明の配管の端部加工機によれば、配管を回転させることなく加工でき、また駆動部が１台で済むので小型軽量化を図ることができ、更に切削具を一定の送り量で送ることができる。なお、本発明でいう配管の端部とは、配管の端面に溶接されたフランジの他、配管の端面も含むものとする。

また、本発明は、前記本体と、前記本体に固定される配管との間には、前記回転テーブルに対する配管の高さ位置を調整する高さ調整用部材が介在されていることが好ましい。

本発明によれば、高さ調整用部材を設けることにより異径の配管に対応できる。

更に、本発明は、前記配管の端面にはフランジが溶接され、該フランジの端面が前記切削具によって切削加工されることが好ましい。

本発明によれば、配管の端面を切削加工する加工機にも適用できるが、切削具の移動量がどうしても大きくなるフランジの端面加工機に好適である。

以上説明したように本発明に係る配管の端部加工機によれば、配管を回転させることなく加工でき、また駆動部を１台にして小型軽量化を図ることができ、更に切削具を一定の送り量で送ることができる。

実施の形態の配管の端部加工機の要部縦断面図図１に示した端部加工機の全体斜視図図１に示した端部加工機の配管送り台の動作説明図図１に示した端部加工機の配管高さ調整部材の動作説明図図１に示した端部加工機のバイトの動作説明図フランジを介して配管の端部同士を接合する説明図

以下、添付図面に従って本発明に係る配管の端部加工機の好ましい実施の形態について説明する。

図１は、実施の形態の配管の端部加工機１０の要部縦断面図であり、図２は図１に示した端部加工機１０の全体斜視図である。

これらの図に示すように端部加工機１０は本体１２、回転テーブル１４、エアモータ（回転駆動部）１６、バイト（切削具）１８、送りねじ２０、スプロケット２２、及びピン（係合部材）２４等から構成される。

本体１２は、小型軽量化を目的に配管２６の端部近傍のみを支持するコンパクトサイズに構成されており、基台２８と、基台２８の端部に立設されたテーブル支持部３０とからなる側面視Ｌ字形状に構成されている。

本体１２の基台２８上には、上面にアリ溝３２が形成されたガイドレール３４が設置されており、このアリ溝３２に配管送り台３６の下部に形成されたアリ溝３８がスライド自在に係合されている。また、配管送り台３６には、アリ溝３８と平行にねじ孔４０が刻設されており、このねじ孔４０に送りねじ４２が螺着されている。この送りねじ４２は、基台２８の端部に設けられた軸受４４に回転自在に支持され、その軸受４４から突出した送りねじ４２の端部にツマミ４６が連結されている。したがって、ツマミ４６を把持して送りねじ４２を回転させると、送りねじ４２とアリ溝３２、３８とによる直動送り作用によって配管送り台３６が、図３（Ａ）に示す位置と図３（Ｂ）に示す位置との範囲内で水平方向にスライド移動される。

図３（Ａ）は、配管送り台３６が回転テーブル１４から退避した位置を示しており、図３（Ｂ）は、配管送り台３６が回転テーブル１４に向けて進出されて、配管２６のフランジ４８に形成されたスペーサ受け面５０がバイト１８に当接されている位置、すなわち、図１と同様にスペーサ受け面５０の研削加工位置を示している。

図１において、配管送り台３６には、配管２６の取り付け高さを調節する一対のテーパ状プレート（高さ調整用部材）５２、５４が搭載されている。テーパ状プレート５２、５４のうち、上部に位置するテーパ状プレート５２は、図２に示すように下部両側に形成された脚部５６、５６が配管送り台３６の上面に載置されている。また、テーパ状プレート５２の上面には、配管２６を載置するための凹条溝５８が形成されている。一方、下側に位置するテーパ状プレート５４は、図１の如く配管送り台３６の上面に摺接されており、その上面に形成されたテーパ面６０がテーパ状プレート５４の下面に形成されたテーパ面６２に摺接されている。

また、テーパ状プレート５４には、配管送り台３６のねじ孔４０と平行にねじ孔６４が刻設され、このねじ孔６４に送りねじ６６が螺着されている。この送りねじ６６は、配管送り台３６の端部に設けられた軸受６８に回転自在に支持され、その軸受６８から突出した送りねじ６６の端部にツマミ７０が連結されている。したがって、ツマミ７０を把持して送りねじ６６を回転させると、送りねじ６６による直動送り作用によってテーパ状プレート５４が、テーパ面６２に沿って図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の如く、テーパ状プレート５２に対してスライド移動される。これにより、テーパ状プレート５２は、テーパ状プレート５４の移動位置（差込深さ位置）に応じて図４（Ａ）に示した下方位置と図４（Ｂ）に示した上方位置との間で上下移動される。よって、テーパ状プレート５２上に載置された配管２６の回転テーブル１４（バイト１８）に対する高さ位置が調節される。後述するが、回転テーブル１４の回転中心軸１４Ａに対して配管２６の軸芯２６Ａが合致する位置に配管２６の高さが調節される。これにより、実施の形態の端部加工機１０は、径の異なる配管２６であっても研削加工に好適な高さ位置に調整することができる。

テーパ状プレート５２に載置された配管２６は、図２の如くその上面にカバー７２が被せられ、このカバー７２を配管送り台３６にボルト７４、７４…と不図示のナットによって締結することにより、カバー７２と配管送り台３６とによって挟持される。これにより、配管２６が本体１２に固定される。

なお、実施の形態の配管の端部加工機１０は、ガイドレール３４と配管送り台３６とからなる配管送り機構と、テーパ状プレート５２、５４による高さ調整用機構とを備えているが、これらの機構は必須ではない。すなわち、本体１２の基台２８に配管２６を直接固定して、フランジ４８のスペーサ受け面５０をバイト１８で切削加工するようにしてもよい。

一方、回転テーブル１４は図１に示すようにテーブル支持部３０に回転自在に設けられ、前記固定された配管２６のフランジ４８のスペーサ受け面５０に対面される。

この回転テーブル１４は、テーブル支持部３０に設けられたエアモータ１６から伝達される動力によって回転駆動される。すなわち、エアモータ１６の回転軸７６にはギヤ７８が設けられ、このギヤ７８がギヤ８０に噛合されている。また、ギヤ８０の回転軸８２にはギヤ８４が設けられ、このギヤ８４は、回転テーブル１４の回転軸８６の周囲に設けられギヤ８８に噛合されている。したがって、エアモータ１６が駆動されると、その動力がギヤ７８、８０、８４、８８からなる減速機構を介して回転テーブル１４の回転軸８６に伝達されるので、回転テーブル１４が所定の回転数で回転される。

ところで、回転テーブル１４には図５（Ａ）、（Ｂ）で示すように、回転テーブル１４の径方向に溝９０が形成されている。この溝９０には、バイト１８を保持したバイトホルダ９２が溝９０に沿って摺接されている。

また、バイトホルダ９２には、送りねじ２０が螺着されている。送りねじ２０は、溝９０と平行に回転テーブル１４の径方向に沿って配設されるとともに、回転テーブル１４に軸受９４を介して回転自在に取り付けられている。更に、送りねじ２０は、その端部が回転テーブル１４の側面から突出され、この突出された端部にスプロケット２２が固定されている。

また、回転テーブル１４によるスプロケット２２の回転軌跡Ａ上にピン２４が配置されている。このピン２４は、テーブル支持部３０に設けられるとともに、スプロケット２２の１枚の歯に係合される位置に設けられている。したがって、回転テーブル１４が回転してスプロケット２２がピン２４を通過する際、スプロケット２２の１枚の歯がピン２４に係合され、この後、回転テーブル１４が継続して回転されると、その回転力によりスプロケット２２がピン２４に押されて歯１枚分に相当する角度で回転される。よって、回転テーブル１４が連続して回転すると、回転テーブル１４の１回転毎にスプロケット２２は歯１枚分に相当する角度で回転される。すなわち、回転テーブル１４の回転とともにスプロケット２２が駆動部無しで回転される。

スプロケット２２が回転すると、スプロケット２２に連結されている送りねじ２０が回転する。これにより、送りねじ２０に螺着されているバイトホルダ９２が溝９０に沿って回転テーブル１４の径方向に移動される。このバイトホルダ９２の移動によって、バイトホルダ９２に保持されたバイト１８が図５（Ａ）の外周位置から図５（Ｂ）の内周位置に向けて移動される。このバイト１８の動作により、図１に示したフランジ４８のスペーサ受け面５０の全面がバイト１８に研削され、スペーサ受け面５０が平坦に加工される。

なお、ピン２４は図１の実線及び二点鎖線で示すようにテーブル支持部３０に対して突没自在に設けられている。ピン２４の本体９５は、テーブル支持部３０に形成された孔９６に挿通配置され、その端部にはストッパピン９８がピン本体９５に対して直角に接合されている。ストッパピン９８は図２に示すように、テーブル支持部３０に形成されたＬ字状溝１００の鉛直溝１０２又は水平溝１０４に係合される。ストッパピン９８を鉛直溝１０２に係合させると、ピン２４が図１の実線で示すようにテーブル支持部３０から突出してスプロケット２２との係合位置に位置決めされる。また、ストッパピン９８を鉛直溝１０２から水平溝１０４に係合させると、ピン２４が図１の二点鎖線で示すようにテーブル支持部３０に没入した位置に位置決めされる。このピン２４をスプロケット２２の回転軌跡Ａ上に等間隔で複数配置してもよい。ピン２４を複数本配置することで、回転テーブル１４の１回転におけるバイト１８の送り量を増やすことができる。

次に、前記の如く構成された配管の端部加工機１０の取り扱いについて説明する。

まず、端部加工機１０を現場に持ち込み、フランジ４８が溶着された配管２６を端部加工機１０に対して図１の如く固定する。すなわち、図２の如くボルト７４、７４…と不図示のナットとを利用して配管２６をテーパ状プレート５２とカバー７２とによって固定する。この固定作業時には、フランジ４８がバイト１８に衝突しないように、配管送り台３６を図３（Ａ）の如く回転テーブル１４から離間した位置に位置させておくことが好ましい。

次に、送りねじ４２を利用して配管送り台３６を回転テーブル１４に図３（Ｂ）の如く接近させるとともに、スペーサ受け面５０が研削代（約１ｍｍ）分だけバイト１８の位置から回転テーブル１４側に位置するように配管送り台３６の位置を微調整する。なお、この時バイト１８は、スペーサ受け面５０に当接しない位置、すなわち、回転テーブル１４の外周位置に位置させておく。

次いで、送りねじ６６を利用してテーパ状プレート５４をスライド移動させ、テーパ状プレート５２を上下に移動させることにより、配管２６の軸芯２６Ａを回転テーブル１４の回転中心軸１４Ａに合致させる。これにより、以上の作業により加工準備が終了する。

次に、エアモータ１６を駆動して回転テーブル１４を回転させることにより、バイト１８によるスペーサ受け面５０の研削加工を開始する。

回転テーブル１４が回転すると、ピン２４によるスプロケット２２の１歯回転作用により送りねじ２０が間欠的に回転される。これによって、送りねじ２０に螺着されているバイトホルダ９２が溝９０に沿って回転テーブル１４の径方向に移動され、バイトホルダ９２に保持されたバイト１８が図５（Ａ）の外周位置から図５（Ｂ）の内周位置に向けて徐々に移動されていく。このバイト１８の移動によって、フランジ４８のスペーサ受け面５０の全面が、研削代約１ｍｍでバイト１８によって研削されていき、スペーサ受け面５０が平坦に加工される。以上により、端部加工機１０によるスペーサ受け面５０の研削加工が終了する。

このように、実施の形態の端部加工機１０によれば、配管２６を本体１２に固定し、回転テーブル１４をエアモータ１６で回転させると、回転テーブル１４に取り付けたバイト１８が配管２６の径方向に一定の送り量で移動して、スペーサ受け面５０を切削加工する。すなわち、実施の形態の端部加工機１０によれば、回転テーブル１４を連続回転させることで、バイト１８は駆動部無しで配管２６の径方向に一定の送り量で移動し、スペーサ受け面５０を切削加工する。

よって、この端部加工機１０によれば、配管２６を回転させることなくスペーサ受け面５０の切削加工を実施でき、また駆動部であるエアモータ１６が１台で済むので小型軽量化が図られ、更にバイト１８を一定の送り量で送ることができる。

〔実施例〕
スプロケット２２の歯数：１３枚
送りねじ２０：Ｍ１８（Ｐ＝２．５）
回転テーブル１４の回転数：０．５（ｒｐｓ）
スペーサ受け面５０の切削代：１（ｍｍ）
バイト１８の送り量：０．１（ｍｍ／ｓ）
（実際には２秒で０．２ｍｍの間欠送り）
としてスペーサ受け面５０の切削加工を実施したところ、スペーサ受け面５０を良好に平坦加工することができた。

実施の形態では、配管２６の端部に溶接されたフランジ４８のスペーサ受け面５０を平坦に加工する配管の端部加工機１０を例示したが、この配管の端部加工機１０は、配管の端面を平坦に加工する加工機としても有効利用することができる。

１０…配管の端部加工機、１２…本体、１４…回転テーブル、１６…エアモータ、１８…バイト、２０…送りねじ、２２…スプロケット、２４…ピン、２６…配管、２８…基台、３０…テーブル支持部、３２…アリ溝、３４…ガイドレール、３６…配管送り台、３８…アリ溝、４０…ねじ孔、４２…送りねじ、４４…軸受、４６…ツマミ、４８…フランジ、５０…スペーサ受け面、５２、５４…テーパ状プレート、５６…脚部、５８…凹条溝、６０、６２…テーパ面、６４…ねじ孔、６６…送りねじ、６８…軸受、７０…ツマミ、７２…カバー、７４…ボルト、７６…回転軸、７８、８０…ギヤ、８２…回転軸、８４…ギヤ、８６…回転軸、８８…ギヤ、９０…溝、９２…バイトホルダ、９４…軸受、９５…本体、９６…孔、９８…ストッパピン、１００…Ｌ字状溝、１０２…鉛直溝、１０４…水平溝

Claims

配管が固定される本体と、
前記本体に回転可能に設けられるとともに、該本体に固定された配管の端部に対面される回転テーブルと、
前記回転テーブルを回転させる回転駆動部と、
前記回転テーブルの径方向に形成された溝に摺動自在に設けられるとともに配管の端部に当接される切削具と、
前記切削具に螺着されるとともに前記回転テーブルに軸支され、該回転テーブルの溝と平行に配設された送りねじと、
前記送りねじの前記回転テーブルから突出された端部に設けられたスプロケットと、
前記本体に固定されるとともに前記回転テーブルの１回転動作で前記スプロケットの歯に係合されて回転テーブルの回転動作によりスプロケットを所定角度回転させる係合部材と、
を備えたことを特徴とする配管の端部加工機。
前記本体と、前記本体に固定される配管との間には、前記回転テーブルに対する配管の高さ位置を調整する高さ調整用部材が介在されている請求項１に記載の配管の端部加工機。
前記配管の端面にはフランジが溶接され、該フランジの端面が前記切削具によって切削加工される請求項１又は２に記載の配管の端部加工機。