JP2013011548A - 鋳鉄管の接続強度の試験機およびその試験方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フランジ付き挿し口管1のフランジ1bを挿し口保持具10の上下の挟持アーム12、13で保持し、受け口管2を受け口保持具20の上下の挟持テーブルで保持する。油圧ジャッキ30で挿し口保持具10に保持されたフランジ付き挿し口管1を下降させ、導入孔22aを通じて受け口保持具20に保持された受け口管2に接続する。ここから油圧ジャッキ30で挿し口保持具10が上昇する向きに接続された両管1、2に荷重を付加する。接続作業および荷重負荷作業を自動化できるため、効率がよい。
【選択図】図1
Description
近年、その接続強度を向上させるために、挿し口の外周に逆止爪を設け、受け口の内周にリングを装着し、逆止爪とリングの係合により、隣接する鋳鉄管の離脱の防止が図られている。
そこで、鋳鉄管の端部に設けられた受け口と挿し口との接続強度を試験するために、その接続した受け口と挿し口とを引き離す方向に荷重をかけて、その荷重が規定値に達しても接続箇所に異常が生じないかを確認することがおこなわれている。
その突設された反力板1c、2b間に油圧ジャッキ30を介在させた(突っ張らせた)状態で、台3等に載せて挿し口管1と受け口管2とを接続し、ついで油圧ジャッキ30を伸張させることにより、両者を引き離す方向への荷重をかける。
また、挿し口管1を受け口管2に差し込む際には、爪1aと止水用のゴムシール2aが抵抗となって大きな力を要することになる。したがって、挿し口管1と受け口管2の両反力板1c、2bをクランプして爪1aとリング2cが係合するまで強力に引き寄せる工具を用い、接続作業をおこなうほかない。
このような挿し口管1と受け口管2への反力板1c、2bの取り付け作業、および挿し口管1と受け口管2の引き寄せ工具を用いた接続作業のいずれもが、手間がかかり効率が悪い。
詳しくはこの試験方法は、熱可塑性樹脂製の継ぎ手の端面に雌ねじ部材を当接させ、この雌ねじをねじ送りすることにより、その継ぎ手に軸方向への所定の荷重をかけて樹脂管に対する熱融着部分の剥がれの有無を確認するものである。
したがって、今回問題としているような、鋳鉄管同士を差し込みにより直接接続した場合の接続強度を試験する試験方法とは、目的や構成が大きく異なる。
挿し口保持具は、挿し口管の外周にフランジを取り付けたフランジ付き挿し口管を、並列する挟持アームでそのフランジを挟み込むことにより保持する。
受け口保持具は、受け口管を並列する挟持テーブルで両端から挟み込むことにより、挿し口保持具に保持されたフランジ付き挿し口管と同軸上に保持する。ここで、挿し口保持具と近い側の挟持テーブルには、フランジ付き挿し口管の挿し口管箇所が通過可能な導入孔が形成されている。
荷重負荷機構は、挿し口保持具と受け口保持具の少なくとも一方を、前記挿し口保持具に保持される前記フランジ付き挿し口管が前記挟持テーブルの導入孔を通じて前記受け口保持具に保持される受け口管へと接続されている接続位置と、前記挿し口保持具に保持される前記フランジ付き挿し口管が前記挟持テーブルの導入孔から抜け出て前記受け口管と分離している離脱位置と、の間で移動させることが可能である。
荷重を負荷する作業も、荷重負荷機構を逆向きに作動させてフランジ付き挿し口管と受け口管に離反する向きの力を作用させることで、自動的におこなわれる。
したがって、従来に比べて試験の際に要する作業が簡略化され、試験の効率が向上する。
図1から図6に示すように、実施形態の試験機は、上方に配置された挿し口保持具10と、下方に配置された受け口保持具20と、挿し口保持具10と受け口保持具20の間に介在する荷重負荷機構としての油圧ジャッキ30と、からなる。
また、その受け口保持具20は、鋳鉄管の受け口箇所を切り出して作製される受け口管2を保持可能に構成されている。
また、その接続状態から挿し口保持具10を上昇させて受け口保持具20から離反する向きへ荷重の負荷がおこなえるように、構成されている。
これにより試験機は、フランジ付き挿し口管1と受け口管2との接続作業、およびその接続強度の試験、の双方を自動的におこなえるようになっている。
アームベース11は、多角柱形のブロック体であって、上下に開口する平面視円形の開口部11aがその中央部に設けられており、この開口部11aにフランジ付き挿し口管1を差し込み可能となっている。
またアームベース11には、挟持アーム12、13が、上下に並列するように取り付けられている。
またリング型の下挟持アーム13は、開口部11aのほぼ全周から内向きに突出した状態になるようにアームベース11に取り付けられ、かつ取り外し可能となっている。
なお、アームベース11の下面の左右箇所は窪んで、ロッド取付部11bとなっている。
ここから上挟持アーム12をロック位置へとスライドさせると、フランジ付き挿し口管1は、そのフランジ1bが上挟持アーム12と下挟持アーム13に挟まれることにより、挿し口保持具10に保持されることになる。
ここでリング型の下挟持アーム13は、上述のようにアームベース11に対して着脱自在であるため、フランジ付き挿し口管1の管本体が挿通しかつフランジ1bが挿通しない径のものを、適宜選択して付け替えできるようになっている。
また、テーブルベース21の天板21aの中央には上下に開口する平面視円形の開口部が設けられており、この開口部に下方から上挟持テーブル22がはまり込むようになっている。
なお、テーブルベース21の天板21aの開口部の左右には、シリンダ取付部21dが設けられている。
金属製の上挟持テーブル22の下面には、導入孔22aと同心上にMCナイロン製の保護リング22bが固定されている。保護リング22bの内径は、導入孔22aの径とほぼ等しくなっている。
また、上挟持テーブル22は、下方に延びる複数の棒状の脚部22cを有している。
ハンドル24bとキャスタ24cが付属する台車24は、テーブルベース21に収容された状態からハンドル24bを握って外に引き出せるようになっている。下挟持テーブル23の上面には、管径に対応した複数の円が同心上に描かれてなる位置決め用マーク23aが付されている。
ディスク21fの径方向の対向位置には、それぞれ棒状のリンク21gの内端が回転可能に連結されている。
また、各リンク21gの外端には、左右一対の湾曲するパイプ21hを介してロックフレーム21iの上端がそれぞれ回転可能に連結されている。ロックフレーム21iは、その下端がテーブルベース21の脚部21bの下端部に回転可能に連結されている。また、両ロックフレーム21iの上端部内側には、それぞれ段部21jが形成されている。
そのため、レバー21eを図1の左向き(ロック方向)に回転させると、両リンク21gが内向きに引っ張られ、これに伴って両ロックフレーム21iはその上端が内向きに揺動する。一方、レバー21eを右向き(リリース方向)に回転させると、両リンク21gが外向きに押され、これに伴って両ロックフレーム21iはその上端が外向きに揺動する。
これにより、受け口管2は上挟持テーブル22と下挟持テーブル23により上下から挟みこまれ、受け口保持具20に保持されることになる。
ここで、受け口管2の上端面が接触する保護リング22bは、MCナイロンからなって比較的軟質であるため、鋳造された受け口管2の端面に鋳出し文字が付されている等、端面に凹凸がある場合でも、荷重をかけた場合にはその凹凸が吸収されて良好に面接触するようになっている。
このように保護リング22bが凹凸の吸収機構として作用し、受け口管2の荷重を面全体でバランスよく支持することができるため、端面の凹凸を削って予め平坦にしておく等の必要がなく、作業が簡略化されている。
ここから、台車24をテーブルベース21に収容し、そのパンタグラフ24aを伸長させて下挟持テーブル23を上昇させると、受け口管2に被せられた上挟持テーブル22が、テーブルベース21の天板21aに設けられた開口にはまり込み、固定される。
パンタグラフ24aを折り畳んで下挟持テーブル23を下降させると、上挟持テーブル22は、天板21aの開口から抜け出て、固定が解除される。
レバー21eをリリース方向に回転させるとロックフレーム21iが外向きに揺動し、その段部21jが下挟持テーブル23の縁から外れ、固定が解除される。
ここで、ロッド32はその先端部が、挿し口保持具10のアームベース11下面のロッド取付部11bに差し込まれることにより取り付けられている。
図示のように、ロッド32の先端とロッド取付部11bとの間には隙間(遊び)があるため、取り付け誤差等を吸収できるようになっている。
またシリンダ31は、受け口保持具20のテーブルベース21のシリンダ取付部21dに固定されている。
したがって、油圧ジャッキ30のロッド32の進退動に伴って、挿し口保持具10は昇降操作できるようになっている。ここで、油圧ジャッキ30のロッド32の軸方向は、鉛直方向とほぼ一致しているため、挿し口保持具10を下降させる際にはその自重を利用することで、省エネルギーが図られている。
規定量の荷重を負荷し、フランジ付き挿し口管1や受け口管2に損傷の有無を確認することで、いわゆる離防試験がおこなわれる。
離防試験後の挿し口管1と受け口管2の搬出方法については、以下の通りである。
まず上挟持アーム12をリリース位置にスライドさせた上で、挿し口保持具10を下降させ露出したフランジ1bを挿し口管1から取り外す。
次にテーブルベース21のレバー21eをリリース方向に回転させてロックフレーム21iの固定を解除してから、パンタグラフ24aを折り畳んで下挟持テーブル23を下降させる。
このとき、上挟持テーブル22は天板21aの開口から抜け出て、受け口管2や挿し口管1と共に下挟持テーブル23の上に載ったまま下降する。
挿し口管1がテーブルベース21と干渉しない高さまで下挟持テーブル23を下降させた後、接続したままの挿し口管1と受け口管2を台車24ごとテーブルベース21の正面方向から引き出して搬出する。
以上のような作業の必要性から、下挟持テーブル23の昇降ストロークは、離防試験後の挿し口管1と受け口管2が接続して起立した状態のままで、横倒し等することなく、テーブルベース21の正面から引き出せる大きさに設定されているものとする。
破壊試験によって接続が外れた挿し口管1と受け口管2の搬出方法については、以下のとおりである。
挿し口管1については、上挟持アーム12をリリース位置にスライドさせたうえで、そのフランジ1bを利用して吊り上げ、試験機の上方向から搬出する。
受け口管2については、下挟持テーブル23を下降させて、上挟持テーブルとともに台車24に載せたままテーブルベース21の正面方向から引き出して搬出する。
1a 爪
1b フランジ
1c 反力板
2 受け口管
2a ゴムシール
2b 反力板
2c リング
3 台
10 挿し口保持具
11 アームベース
11a 開口部
11b ロッド取付部
12 上挟持アーム
12a グリップ
13 下挟持アーム
20 受け口保持具
21 テーブルベース
21a 天板
21b 脚部
21c 補強材
21d シリンダ取付部
21e レバー
21f ディスク
21g リンク
21h パイプ
21i ロックフレーム
21j 段部
22 上挟持テーブル
22a 導入孔
22b 保護リング
22c 脚部
23 下挟持テーブル
23a 位置決め用マーク
24 台車
24a パンタグラフ
24b ハンドル
24c キャスタ
30 油圧ジャッキ
31 シリンダ
32 ロッド
Claims (7)
- 並列する挟持アームを有し、鋳鉄管の挿し口箇所を切り出してなる挿し口管の外周にフランジを取り付けたフランジ付き挿し口管を、前記挟持アームで前記フランジを挟み込むことにより保持可能な挿し口保持具と、
並列する挟持テーブルを有し、鋳鉄管の受け口箇所を切り出してなる受け口管を前記挟持テーブルで両端から挟み込むことにより、前記挿し口保持具に保持されたフランジ付き挿し口管と同軸上に保持可能であり、かつ挿し口保持具と近い側の前記挟持テーブルに前記フランジ付き挿し口管の挿し口管箇所が通過可能な導入孔が形成されている受け口保持具と、
前記挿し口保持具と受け口保持具の少なくとも一方を、前記挿し口保持具に保持される前記フランジ付き挿し口管が前記挟持テーブルの導入孔を通じて前記受け口保持具に保持される受け口管へと接続されている接続位置と、前記挿し口保持具に保持される前記フランジ付き挿し口管が前記挟持テーブルの導入孔から抜け出て前記受け口管と分離している離脱位置と、の間で移動させることが可能な荷重負荷機構と、を備える鋳鉄管の接続強度の試験機。 - 前記挿し口保持具は、前記並列する挟持アームが取り付けられたアームベースを有し、
前記受け口保持具は、前記並列する挟持テーブルが取り付けられたテーブルベースを有し、
前記荷重負荷機構は、シリンダと、シリンダ内に挿入されてシリンダ内の油圧の調整により軸方向にスライドするロッドと、を有する油圧ジャッキであり、
前記ロッドは、その先端部が前記挿し口保持具のアームベースに取り付けられており、
前記シリンダは、前記受け口保持具のテーブルベースに取り付けられている、請求項1に記載の鋳鉄管の接続強度の試験機。 - 前記挿し口保持具および前記受け口保持具は、前記両挟持アームおよび前記両挟持テーブルが、鉛直方向に並列するように配置されており、
前記油圧ジャッキは、前記ロッドの軸方向が鉛直方向と一致するように配置されている、請求項2に記載の鋳鉄管の接続強度の試験機。 - 前記挿し口保持具のアームベースと前記油圧ジャッキのロッドの先端部との間に、相対移動を許容する隙間を有する、請求項2または3に記載の鋳鉄管の接続強度の試験機。
- 前記挿し口保持具の並列する挟持アームのうち、前記受け口保持具から遠い側の挟持アームは、
前記フランジ付き挿し口管のフランジを挟み込むロック位置と、前記フランジ付き挿し口管のフランジの挟み込みを解除するリリース位置との間で、前記フランジ付き挿し口管の径方向にスライド可能となるように、前記アームベースに取り付けられている、請求項2から4のいずれかに記載の鋳鉄管の接続強度の試験機。 - 前記受け口保持具の前記挿し口保持具に近い側の挟持テーブルは、その受け口管との接触箇所が、MCナイロン(登録商標)製となっている請求項2から5のいずれかに記載の鋳鉄管の接続強度の試験機。
- 一端に挿し口を有し他端に受け口を有する鋳鉄管の挿し口箇所および受け口箇所をそれぞれ切り出して挿し口管および受け口管を作製する工程と、
前記挿し口管の外周にフランジを取り付けてフランジ付き挿し口管を作製する工程と、
前記フランジ付き挿し口管のフランジを挟持し、前記受け口管の両端をその受け口に前記挿し口管が差し込み可能な状態で挟持し、前記挿し口管と前記受け口管を同軸上に保持する工程と、
前記挿し口管および受け口管の少なくとも一方を軸方向に接近する向きに移動させて前記挿し口管と受け口管と接続し、さらに接続状態から離脱する方向への荷重負荷をおこなう工程と、を含む鋳鉄管の接続強度の試験方法。
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