JP3887501B2 - Sizing stand for ERW welded pipe - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯板を連続的にロール成形して素管を成形し、突き合わせた継ぎ目を溶接する電縫溶接管の製造ラインにおいて、溶接後の素管の外径を絞り成形して所定寸法の製品管に仕上げるサイジングスタンドに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のサイジングスタンドとしては、図15乃至図17のように、ロール駆動軸6・6で駆動させる上下ロール対1と無駆動の左右ロール対2とを交互に配置したタイプや、図18、図19のように、ロール駆動軸7・7で駆動させる上下ロール対3と無駆動の左右ロール対4とを同位相で配置したタイプがある。
【0003】
しかし、いずれのタイプについても、近年の製造ライン速度の高速化の要求、及び一段当たりの絞り量を増やしてスタンド数を減少させるための高絞り化の要求に対しては、次のような不具合が生じていた。
すなわち、前者タイプの場合は、2ロールで管外径を包んでいるため、管に接触しているロールの最小径部8と最大径部9との径比が大きく、高ライン速度では、最大径部9における管の送り速度が極端に速くなり、管がスリップしてスリップマークが管表面に付いて管の外観品質を悪化させる。
後者タイプの場合は、管と接触する駆動ロールの接触面積が小さいため、管を送り出そうとする駆動トルクが制約され、非駆動ロールの抵抗トルクの効果とも相まって、ある限界値以上になると管がロール間でスリップし、管が送り出せなくなる。
【0004】
これらの課題を解決する技術としては、駆動式3ロールサイジングスタンド(特願平2−95444)、駆動式4ロールサイジングスタンド(特願平5−262693)などが提案されている。
いずれも、管断面を包むロール数を3乃至4に増やし、しかも、管に接しているロール全てを駆動させるようにしたものであり、高速化、高絞り化が可能な構成となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記駆動式3ロールサイジングスタンド、駆動式4ロールサイジングスタンドのいずれにおいても、1段スタンド当たりの絞り量を大きく、例えば外径量で5%以上絞り込もうとすると、隣接している駆動ロール間の隙間から管材料が盛り上がってはみ出してくる現象(以下「噛み出し現象」とする)が発生する、という問題があった。
本発明は、前記の点に鑑み、加工精度、外観品質などの諸特性を劣化させることなく、更なる高速化や高絞り化が可能なサイジングスタンドを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような手段を用いる。
すなわち、請求項1においては、帯板を連続的にロール成形して素管を成形し、突き合わせた継ぎ目を溶接する電縫溶接管の製造ラインで、溶接後の素管の外径を絞り成形して所定寸法の製品管に仕上げる4ロール式サイジングスタンドにおいて、上下ロール対と左右ロール対との間に直径差を設け、小径側のロール対を管進行方向の上流に配置し、小径側のロール対の素管との接触部分と大径側のロール対の素管との接触部分とに、管進行方向視で重複部分を設けたものである。
【0007】
請求項2においては、前記上下ロール対と左右ロール対のいずれにも電動機等の駆動源からの駆動トルクを伝達し、この伝達は各ロール軸の片側軸端に対し歯車、自在継ぎ手などの伝達機構を介して行ったものである。
【0008】
請求項3においては、前記左右ロール対には小径ロールを、前記上下ロール対には大径ロールを配し、左右ロール対のロール軸は自在継ぎ手を介して上方に延設し、サイジングスタンド上部において、ウォーム減速機構又はベベルギア機構等の歯車機構を介して、上下ロール対のロール軸に平行な左右ロール駆動軸に連結し、該左右ロール駆動軸と、前記上下ロール対の上ロール軸と下ロール軸とを、一台の分配歯車機構を介して電動機等の駆動源に連結連動したものである。
【0009】
請求項4においては、前記サイジングスタンドの架台上への載置位置には油圧シリンダによる押し引き機構を設け、該架台上には分配歯車機構と駆動源を固設し、さらに、該分配歯車機構とサイジングスタンド間にはギアカップリング等の脱着式継ぎ手装置を配設することにより、サイジングスタンドのみを一括交換可能に構成したものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を、添付の図面を基に詳述する。
図1は本発明の複数のサイジングスタンドからなるサイジングラインの平面図、図2は同じく側面図、図3は電縫溶接管の製造プロセスの説明図、図4はロール組立正面図、図5はロールラップ部分の拡大正面図、図6はロール組立側面図、図7はロール配置の説明図、図8はサイジングスタンド及び周辺装置の側面図、図9はサイジングスタンドの全体正面図、図10は同じく側面図、図11は絞り部周辺の正面拡大図、図12は同じく側面図、図13は下ロール対の昇降機構を示す側面断面図、図14はサイジングスタンドの交換手順を示す説明図、図15は従来のサイジングスタンドの配置側面図、図16は同じく上下ロール対の正面図、図17は同じく左右ロール対の正面図、図18は従来の別形態のサイジングスタンドの配置側面図、図19は同じく正面図である。
【0011】
まず、図1乃至図3により、本発明のサイジングスタンドを含むサイジングライン、及び該サイジングラインを製造ライン内に有する電縫溶接管製造プロセスについて、その概略を説明する。
図1、図2に示すように、サイジングライン10は架台16と該架台16上に載置・固定された複数のサイジングユニット15・15・・から構成され、該サイジングユニット15は、素管を絞り加工するサイジングスタンド11と、該サイジングスタンド11の各ロールに駆動力を伝達する分配歯車機構12と、該分配歯車機構12を駆動させるロール駆動電動機13とから構成される。
【0012】
このような構成からなるサイジングライン10は、電縫溶接管の製造ライン内における最終成形工程に相当する。すなわち、図3に示すように、平板状の帯板は、エッジベンドロールスタンド17、ブレークダウンロールスタンド18、サイドロールスタンド19、フィンパスロールスタンド20から成る素管成形ライン32において順次円筒状の素管に成形され、更に、該素管はスクイズロールスタンド21及び溶接機22から成る溶接ラインにて突き合わせた継ぎ目の溶接が行われ、その後、本発明のサイジングライン10にて素管は製品管サイズまで絞り成形されるのである。
【0013】
次に、前記サイジングスタンド11におけるロールの配置構成について、図4乃至図7により、説明する。
図4乃至図6に示すように、大径ロールからなる上ロール23と下ロール24を、管5を挟んで上下に配置し、該上ロール23と下ロール24の軸心を互いに平行とし、該軸心は、いずれも図中矢印で示した管進行方向に対し垂直に配置されている。
管進行方向において、上下ロール23・24よりも上流位置には、小径ロールからなる左ロール25と右ロール26とが配置され、該左右ロール25・26も、前記上下ロール23・24と同様に、管5を挟んで左右位置に、軸心同士は平行で、かつ両軸心は管進行方向に対して垂直に配置されている。しかも、これらの左右ロール対25・26と上下ロール対23・24の間の隣接部分には、管進行方向から見て隙間がないように、重複部分27・27・・が設けられている。
【0014】
すなわち、このように重複部分27・27・・を確保することにより、前述した隙間からの材料流出をなくし、高絞り時の「噛み出し現象」の発生を防止することができるのである。
ただし、この噛み出し防止効果を十分に発揮するには、上下ロール対23・24と左右ロール対25・26を出来るだけ接近させて、左右ロール対25・26による絞りではみ出そうとする材料を連続的に上下ロール対23・24で絞りできる状態として材料流出を防ぐ必要がある。
【0015】
それには、図7に示すように、ロール対間に直径差を設けることと、小径ロールを大径ロール対よりも管進行方向で上流側に配置することが極めて有効である。
なぜならば、上下ロール対23・24と左右ロール対25・26との間に直径差を設けた場合には、両ロール対が互いに干渉されることがなくなり、近接が可能となるからである。
さらに、小径ロールの左右ロール対25・26の中心を、進行方向オフセット量28だけずらし、上下ロール対23・24の中心よりも上流側に配置した場合には、管5と上下ロール対23・24の接触開始点34と左右ロール対25・26の接触開始点35とはほぼ同位置となるため、接触開始点のオフセット量は29と極めて小さく、上下左右の絞りはほぼ同時に開始される。その結果、管5は各ロールにより全周から均一に絞られる形となり、管全体が均一に変形を開始して、局部的な管材料のはみ出し現象である「噛み出し現象」が抑制されるのである。もしも、左右ロール対25・26として上下ロール対23・24と同等の直径のロール対を配置した場合には、接触開始点は36となり、接触開始点のオフセット量は29から30と増加して、絞り開始時期に大きなずれが発生することがわかる。
なお、図7は、接触開始点が分かりやすくするために、小径ロールの左右ロール対25・26を、管進行方向を軸心として下方に90度回転させ展開させた図としている。
【0016】
従って、このように、上下ロール対23・24と左右ロール対25・26の直径差をできるだけ大きくし、さらには、小径ロール対を大径ロール対よりも上流側に配置することにより、大径ロール対と小径ロール対を近接して配置することができるようになり、「噛み出し現象」を、前記重複部分27・27・・によって効果的に抑制することができるのである。
【0017】
次に、前記各ロールの駆動機構について、図8乃至図13により説明する。
図8に示すように、架台16上に固設した前記ロール駆動電動機13から隣接した分配歯車機構12に動力が伝達され、該分配歯車機構12からは、左右ロール駆動用自在継ぎ手37、上ロール駆動用自在継ぎ手38、下ロール駆動用自在継ぎ手39を介して、サイジングスタンド11内の各ロールの駆動軸に動力が伝達される。
従って、上下左右の全ロールが電動機等の動力で駆動される構成となっており、本発明に必要な高絞り化条件を確保することができる。
【0018】
まず、左右ロール25・26の駆動について説明する。
前記左右ロール駆動用自在継ぎ手37には左右ロール駆動軸48が連結され、該左右ロール駆動軸48上で左方に固設されたウォーム49aは、その前方に軸支されたウォームホイール49bと噛合し、該ウォームホイール49bは自在継ぎ手67、駆動用延長軸46、自在継ぎ手44を介して、左ロール軸受け51に軸支された左ロール駆動用ピニオン69に連結される。該左ロール駆動用ピニオン69には左ロール駆動用ギア70が噛合し、該左ロール駆動用ギア70は左ロール軸受け51に軸支された左ロール軸72の片側軸端に固設されており、該左ロール軸72に固定した左ロール25が、前記駆動用ロール自在継ぎ手37から伝達された駆動力で駆動される構成となっている。
【0019】
同様に、前記左右ロール駆動軸48上で右方にはウォーム50aが固設され、該ウォーム50aは、ウォームホイール50b、自在継ぎ手68、駆動用延長軸47及び自在継ぎ手45を介して、右ロール軸受け52に軸支された右ロール駆動用ピニオン78に連結される。該右ロール駆動用ピニオン78には右ロール駆動用ギア79が噛合し、該右ロール駆動用ギア79は右ロール軸受け52に軸支された右ロール軸73の片側軸端に固設されており、前記駆動用ロール自在継ぎ手37から伝達された駆動力により右ロール26を駆動することができる。
【0020】
このように、左右ロール25・26への伝達機構の途中に、前記ウォーム49a・50a及びウォームホイール49b・50bから成る歯車機構49・50を介在させたため、各ロールの駆動要素を自在に配置することが可能となり、本発明の如く各ロールを近接させた場合においても、左右ロール25・26の駆動機構と上下ロール23・24の駆動機構との位置的干渉を回避することができる。
また、左右ロール駆動軸48と左右ロール25・26の間には複数の自在継ぎ手44・45・67・68も介在させているため、後述する左ロール25と右ロール26の間隔の変更を阻害されることなく、種々の径の素管や製品管への加工のための絞り量の変更に対して迅速な対応が可能な構成となっている。
なお、前記ウォーム49a・50a及びウォームホイール49b・50bから成る歯車機構49・50は、ベベルギアを組み合わせたものでもよく、特に限定されるものではない。
【0021】
ここで、左右ロール25・26のロール間隔調節について説明する。
左側スタンド74には開閉用固定ナットホルダー55が固設され、該開閉用固定ナットホルダー55には左ロール開閉用手動スクリュー軸53の外側の軸部を螺挿可能に螺子孔が設けられ、該左ロール開閉用手動スクリュー軸53の内側の軸端は前記左ロール軸受け51を固定保持する左ロール軸保持ホルダーブロック57に回動可能に挿嵌されている。よって、左ロール開閉用手動スクリュー軸53を外側の軸端で回動させると、該左ロール開閉用手動スクリュー軸53は回動軸方向に摺動して、内側の軸端に設けた左ロール軸保持ホルダーブロック57を移動させることができる。
また、右側スタンド75においても同様である。すなわち、該右側スタンド75には開閉用固定ナットホルダー56が固設され、該開閉用固定ナットホルダー56には右ロール開閉用手動スクリュー軸54の外側の軸部を螺挿可能に螺子孔が設けられ、該右ロール開閉用手動スクリュー軸54の内側の軸端は前記右ロール軸受け52を固定保持する右ロール軸保持ホルダーブロック58に回動可能に挿嵌されているため、右ロール開閉用手動スクリュー軸54を外側の軸端で回動させると、該右ロール開閉用手動スクリュー軸54は回動軸方向に摺動し、内側の軸端に設けた右ロール軸保持ホルダーブロック58を移動させることができる。
従って、前述のように複数の自在継ぎ手44・45・67・68で支持された左右ロール25・26の間隔は、左右ロールの開閉用手動スクリュー軸53・54を回動させ、左右のロール軸保持ホルダーブロック57・58をスライドさせて位置を変更することにより、自在に調節できる構成となっている。
【0022】
次に、上下ロール23・24の駆動について説明する。
前記上ロール駆動用自在継ぎ手38には、上ロール軸42の一端が連結され、上ロール軸42の両端は左右の上ロール軸受け箱61・61に回動可能に枢支され、該左右の上ロール軸受け箱61・61はスタンド74・75のサイドフレーム82・82・・の上部に摺動自在に組み込まれている。上ロール軸42の略中央部には上ロール23が固設されており、上ロール駆動用自在継ぎ手38を介して、上ロール23を駆動することができる。
下ロール24についても同様に、前記下ロール駆動用自在継ぎ手39には、下ロール軸43の一端が連結され、下ロール軸43の両端は左右の下ロール軸受け箱62・62に回動可能に枢支され、該左右の下ロール軸受け箱62・62はスタンド74・75のサイドフレーム82・82・・の下部において摺動自在に組み込まれている。下ロール軸43の略中央部には下ロール24が固設されており、下ロール駆動用自在継ぎ手39を介して、下ロール22を駆動することができる構成となっている。
なお、上下ロール23・24とも、分配歯車機構12からの駆動力の伝達は前記自在継ぎ手38・39を介して行われるため、後述する上ロール23と下ロール24の間隔の変更も容易に行うことができる。
【0023】
ここで、上下ロール23・24のロール間隔調節について説明する。
サイジングスタンド11の上部には上ロール位置決めモータ40が配設され、該上ロール位置決めモータ40からは上ロール位置決め水平軸60が延出されて左右のスタンド74・75間に横設されている。図13に示すように、該上ロール位置決め水平軸60の両端に固設された左右のウォーム76・76にはウォームホイール77・77が噛合し、該ウォームホイール77・77には左右の上ロールスクリュー軸65・65が螺装されている。
このような構成において、上ロール位置決めモータ40を駆動することにより、前記ウォーム76・76がウォームホイール77・77を回動させ、該ウォームホイール77・77に刻設した螺子孔に螺装された左右の上ロールスクリュー軸65・65が、同時に上下方向に摺動する構成となっている。
該左右の上ロールスクリュー軸65・65は、上ロール軸42を枢支する上ロール軸受け箱61・61に固設されており、該上ロール軸42は上ロールスクリュー軸65の摺動にともない、サイドフレーム82・82に従って摺動する。このため、前記上ロール位置決めモータ40を駆動することにより、上ロール23の高さを調節することができるのである。
【0024】
また、下ロール24の高さ調節についても同様である。すなわち、サイジングスタンド11の下部には下ロール位置決めモータ41が配設され、該下ロール位置決めモータ41からは下ロール位置決め水平軸63が延出されて左右のスタンド74・75間に横設されている。該下ロール位置決め水平軸63の両端に固設された左右のウォーム76・76にはウォームホイール77・77が噛合し、該ウォームホイール77・77には左右の下ロールスクリュー軸66・66が螺装されている。
よって、下ロール位置決めモータ41を駆動することにより、前記ウォーム76・76がウォームホイール77・77を回動させ、左右の下ロールスクリュー軸66・66が同時に上下方向に摺動し、該下ロールスクリュー軸66・66に固設された下ロール軸受け箱62・62を介して下ロール24の高さを調節できる構成となっている。
【0025】
従って、前述のように自在継ぎ手38・39で一端を支持された上下ロール23・24の間隔は、上下のロール位置決めモータ40・41を駆動することにより、ロールスクリュー軸65・66を上下方向に摺動させ、それに固設されたロール軸受け箱61・62の間隔を変えることで、自在に調節できる構成となっている。
なお、本実施例では上下のロール位置決め減速機構59・64として、ウォーム及びウォームホイールからなる機構を用いたが、特に限定されるものではない。
【0026】
以上のような構成とすることにより、各ロールの駆動を一個のロール駆動電動機で機械的に制御することができ、本発明のように、上下ロール対23・24と左右ロール対25・26のロール径に差がある場合においても、ロールの回転周期を常に設定通りに保つことが可能となる。
すなわち、従来のように、別々のロール駆動電動機で電気的に回転周速を合わせる制御では、操業中のライン速度の増速、加速などの過渡期において、ロールの慣性の差や負荷抵抗の差などが原因で制御が追随できずに、上下ロール対23・24と左右ロール対25・26の回転周速に差が出てスリップし、管表面にスリップマークという表面品質欠陥が発生する恐れがあるが、各ロールの駆動を一個のロール駆動電動機で機械的に制御することにより、回転周速の違いや変動を完全に制御抑制することができるのである。
また、本発明では、ロール駆動電動機13や分配歯車機構12からなる駆動機構が全てサイジングスタンド11に隣接した架台16上に載置されているため、従来のようなサイジングスタンド11上部に駆動機構を配設した場合に比べて、構造的にも簡単で、かつ安定したものとなっている。
【0027】
サイジングスタンド11の交換機構について、図8、図14により説明する。
図8に示すように、サイジングスタンド11の左方の架台16上には、押し引き機構14が配設され、該押し引き機構14は、シリンダ14a、該シリンダ14aから伸縮可能に突出したロッド14b、及び該ロッド14bの先端部に固設された押し引きバー14cとから構成される。
サイジングスタンド11取り付け時には、ロッド14bを延出させて、押し引きバー14cの押し込みフック14dをサイジングスタンド11下部の突部85に係止し、その後、更にロッド14bを延出して、サイジングスタンド11を分配歯車機構12側に押し出し移動させることができる。また、サイジングスタンド11取り外し時には、ロッド14bを縮めて押し引きバー14cの引き出しフック14eをサイジングスタンド11の突部86に当接し、そのままサイジングスタンド11をシリンダ14a側に引き出すことができるのである。
【0028】
該構成を有するサイジングスタンドの交換手順の一例を図14に示す。
取付作業においては、まず、ワイヤー87により吊り下げた予備のサイジングスタンド11を架台16上にクレーンで搬送し、該架台16上に設けた固定フック84よりもシリンダ14a側であり、前記押し引きバー14cの押し込みフック14dと引き出しフック14eとの間に載置する(a)。
次に、前述の如く、ロッド14bを延出させて押し引きバー14cの押し込みフック14dをサイジングスタンド11の突部85に係止させ、そのまま、該サイジングスタンド11を固定フック84の位置まで押し出し、該固定フック84に突部86を係止する(b)。すると、左右ロール駆動用自在継ぎ手37、上ロール駆動用自在継ぎ手38、下ロール駆動用自在継ぎ手39は共に分配歯車機構12に連結され、動力が伝達可能な状態となる。
取り外し作業については、基本的には取付作業と逆の手順にて行う。すなわち、まずロッド14bを引き戻して、突起85から押し込みフック14dを外し、更にロッド14bを縮めて、引き出しフック14eを突起86に当接させ、そのままシリンダ14a側にサイジングスタンド11を引き出す(c)。同時に、前記左右ロール駆動用自在継ぎ手37、上ロール駆動用自在継ぎ手38、下ロール駆動用自在継ぎ手39による分配歯車機構12との連動も解除される構成となっている。この後は、サイジングスタンド11をワイヤー87により架台16上から引き上げて、予備スタンド置き場まで搬送し保管するのである。
【0029】
このように、ロール駆動電動機13や分配歯車機構12からなる駆動機構を、サイジングスタンド11に隣接した架台16上に全て固設させたまま、サイジングスタンド11のみを交換することが可能なため、ロール交換を迅速に行うことができる。
すなわち、サイジングライン10では管サイズ変更のためのロール交換が頻繁に行われるため、それに要するライン停止時間を出来るだけ短くしたいとの要望が強いが、本発明のように、サイジングスタンド11のみの交換が可能であれば、予め予備サイジングスタンドをライン内スタンドと同数の一式準備し、オフラインにて次に生産予定の管に適応したロールの種類やロール位置に変更しておき、ロール交換時には一括してサイジングスタンド11を交換することが可能となり、その結果、ライン停止時間が最小限に抑えられ、生産性の著しい向上を達成することができるのである。
また、この際のサイジングスタンド11と分配歯車機構12との脱着式継ぎ手装置については、左右ロールの左右ロール駆動軸48、上ロールの上ロール軸42、下ロールの下ロール軸43の三本の駆動軸が互いに平行かつ水平に配置されているため、従来に比べて簡単な構成とすることができる。
【0030】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、次のような効果を奏する。
すなわち、請求項1のように、帯板を連続的にロール成形して素管を成形し、突き合わせた継ぎ目を溶接する電縫溶接管の製造ラインで、溶接後の素管の外径を絞り成形して所定寸法の製品管に仕上げる4ロール式サイジングスタンドにおいて、上下ロール対と左右ロール対との間に直径差を設け、小径側のロール対を管進行方向の上流に配置し、小径側のロール対の素管との接触部分と大径側のロール対の素管との接触部分とに、管進行方向視で重複部分を設けたので、噛み出し現象が確実に防止され、高絞りにおいても良好な表面品質を確保することができるようになるため、スリップ防止によるラインの高速化や一段当たりの絞り量増加によるスタンド段数の減少を図ることができ、生産性を大きく向上させることができる。
【0031】
請求項2においては、前記上下ロール対と左右ロール対のいずれにも電動機等の駆動源からの駆動トルクを伝達し、この伝達は各ロール軸の片側軸端に対し歯車、自在継ぎ手などの伝達機構を介して行ったので、上下左右の全ロールが動力で駆動される構成となっており、高絞り化を達成することができる。
【0032】
請求項3においては、前記左右ロール対には小径ロールを、前記上下ロール対には大径ロールを配し、左右ロール対のロール軸は自在継ぎ手を介して上方に延設し、サイジングスタンド上部において、ウォーム減速機構又はベベルギア機構等の歯車機構を介して、上下ロール対のロール軸に平行な左右ロール駆動軸に連結し、該左右ロール駆動軸と、前記上下ロール対の上ロール軸と下ロール軸とを、一台の分配歯車機構を介して電動機等の駆動源に連結連動したので、本発明のように上下ロール対と左右ロール対を近接させた場合であっても駆動機構の位置的な干渉を防止することができ、また、各ロール軸の駆動を一個のロール駆動電動機で機械的に制御するためロールの回転周期を常に設定通りに保つことができ、スリップマーク等の表面品質欠陥のない高品質の管を製造することができ、さらには、従来のようにサイジングスタンド上部に駆動機構を配設した場合に比べて、構造的にも簡単で、かつ安定したサイジングスタンドを提供することができる。
【0033】
請求項4においては、前記サイジングスタンドの架台上への載置位置には油圧シリンダによる押し引き機構を設け、該架台上には分配歯車機構と駆動源を固設し、さらに、該分配歯車機構とサイジングスタンド間にはギアカップリング等の脱着式継ぎ手装置を配設することにより、サイジングスタンドのみを一括交換可能に構成したので、ロール交換に要するライン停止時間を短くすることができ、生産性を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複数のサイジングスタンドからなるサイジングラインの平面図である。
【図2】同じく側面図である。
【図3】電縫溶接管の製造プロセスの説明図である。
【図4】 ロール組立正面図である。
【図5】ロールラップ部分の拡大正面図である。
【図6】ロール組立側面図である。
【図7】ロール配置の説明図である。
【図8】サイジングスタンド及び周辺装置の側面図である。
【図9】サイジングスタンドの全体正面図である。
【図10】同じく側面図である。
【図11】絞り部周辺の正面拡大図である。
【図12】同じく側面図である。
【図13】下ロール対の昇降機構を示す側面断面図である。
【図14】サイジングスタンドの交換手順を示す説明図である。
【図15】従来のサイジングスタンドの配置側面図である。
【図16】同じく上下ロール対の正面図である。
【図17】同じく左右ロール対の正面図である。
【図18】従来の別形態のサイジングスタンドの配置側面図である。
【図19】同じく正面図である。
【符号の説明】
5 素管
11 サイジングスタンド
12 分配歯車機構
13 駆動源
14 押し引き機構
14a 油圧シリンダ
16 架台
23 上ロール
24 下ロール
25 左ロール
26 右ロール
27 重複部分
37、38、39 脱着式継ぎ手装置
42 上ロール軸
43 下ロール軸
44、45 自在継ぎ手
48 左右ロール駆動軸
49 歯車機構
72、73 ロール軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the production line of an electric resistance welded pipe in which a strip is continuously roll-formed to form an element pipe and welded seams, the outer diameter of the element pipe after welding is drawn to a predetermined dimension. It relates to the sizing stand that finishes the product tube.
[0002]
[Prior art]
As a conventional sizing stand, as shown in FIGS. 15 to 17, a type in which an upper and lower roll pair 1 driven by roll drive shafts 6 and 6 and an undriven left and
[0003]
However, for either type, in response to the recent demand for higher production line speeds and the demand for higher apertures to reduce the number of stands by increasing the aperture per stage, the following problems Has occurred.
That is, in the former type, since the outer diameter of the pipe is wrapped with two rolls, the diameter ratio between the minimum diameter portion 8 and the
In the case of the latter type, since the contact area of the drive roll that comes into contact with the pipe is small, the drive torque to send out the pipe is restricted, and in combination with the effect of the resistance torque of the non-drive roll, if the pipe roll exceeds a certain limit value, Slips between rolls and the tube cannot be fed out.
[0004]
As a technique for solving these problems, a drive-type three-roll sizing stand (Japanese Patent Application No. 2-95444), a drive-type four-roll sizing stand (Japanese Patent Application No. 5-262893), and the like have been proposed.
In either case, the number of rolls wrapping the pipe cross section is increased to 3 to 4, and all the rolls in contact with the pipe are driven, and the configuration is capable of high speed and high drawing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in both of the
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a sizing stand capable of further increasing the speed and drawing without degrading various characteristics such as processing accuracy and appearance quality.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention uses the following means in order to solve the above problems.
That is, according to the first aspect of the present invention, the outer diameter of the welded pipe is drawn in the production line of an electric resistance welded pipe in which a strip is continuously roll-formed to form a bare pipe, and the butted seam is welded. In a 4-roll sizing stand that finishes a product pipe of a predetermined size, a diameter difference is provided between the upper and lower roll pairs and the left and right roll pairs, and the smaller diameter roll pair is disposed upstream in the pipe traveling direction. An overlapping portion is provided in the portion of the roll pair in contact with the element tube and the portion of the large diameter roll pair in contact with the element tube in the direction of tube travel.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, a drive torque from a drive source such as an electric motor is transmitted to both the upper and lower roll pairs and the left and right roll pairs, and this transmission is performed by transmission of gears, universal joints, etc. to one end of each roll shaft. This is done through the mechanism.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, a small-diameter roll is disposed on the left and right roll pair, a large-diameter roll is disposed on the upper and lower roll pair, and a roll shaft of the left and right roll pair extends upward via a universal joint, The left and right roll drive shafts and the upper and lower roll pairs of the upper and lower roll pairs are connected to the left and right roll drive shafts parallel to the roll shaft of the upper and lower roll pairs via a gear mechanism such as a worm reduction mechanism or a bevel gear mechanism. The roll shaft is linked and linked to a drive source such as an electric motor through a single distribution gear mechanism.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, a push-pull mechanism using a hydraulic cylinder is provided at a position where the sizing stand is placed on a gantry, a distribution gear mechanism and a drive source are fixed on the gantry, and the distribution gear mechanism is further provided. A detachable joint device such as a gear coupling is disposed between the sizing stand and the sizing stand so that only the sizing stand can be replaced at once.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a plan view of a sizing line comprising a plurality of sizing stands of the present invention, FIG. 2 is a side view of the same, FIG. 3 is an explanatory view of a manufacturing process of an electric resistance welded pipe, FIG. 4 is a front view of roll assembly, and FIG. FIG. 6 is a side view of the roll assembly, FIG. 7 is an explanatory view of the roll arrangement, FIG. 8 is a side view of the sizing stand and peripheral devices, FIG. 9 is an overall front view of the sizing stand, and FIG. FIG. 11 is an enlarged front view of the periphery of the throttle portion, FIG. 12 is a side view of the same, FIG. 13 is a side sectional view showing the lifting mechanism of the lower roll pair, and FIG. 14 is an explanatory view showing the procedure for replacing the sizing stand. 15 is a side view of an arrangement of a conventional sizing stand, FIG. 16 is a front view of the pair of upper and lower rolls, FIG. 17 is a front view of the pair of left and right rolls, and FIG. FIG. 19 is a same front view.
[0011]
First, an outline of a sizing line including the sizing stand of the present invention and an electric resistance welded pipe manufacturing process having the sizing line in the manufacturing line will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0012]
The
[0013]
Next, the arrangement of the rolls in the
As shown in FIGS. 4 to 6, the
A
[0014]
That is, by securing the overlapping
However, in order to fully demonstrate this biting prevention effect, the upper and
[0015]
For this purpose, as shown in FIG. 7, it is extremely effective to provide a difference in diameter between the pair of rolls and to arrange the small-diameter roll on the upstream side in the tube traveling direction from the large-diameter roll pair.
This is because when a difference in diameter is provided between the upper and lower roll pairs 23 and 24 and the left and right roll pairs 25 and 26, the roll pairs are not interfered with each other and can be brought close to each other.
Further, when the centers of the left and right roll pairs 25 and 26 of the small-diameter roll are shifted by the advancing direction offset
FIG. 7 is a diagram in which the pair of left and right rolls 25 and 26 of the small-diameter roll is rotated 90 degrees downward with the tube traveling direction as an axis to expand the contact start point in an easy-to-understand manner.
[0016]
Therefore, the diameter difference between the upper and lower roll pairs 23, 24 and the left and right roll pairs 25, 26 is made as large as possible, and the small diameter roll pair is arranged upstream of the large diameter roll pair. The pair of rolls and the pair of small diameter rolls can be arranged close to each other, and the “biting phenomenon” can be effectively suppressed by the overlapping
[0017]
Next, the drive mechanism of each roll will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 8, power is transmitted from the
Accordingly, all the upper, lower, left and right rolls are driven by the power of an electric motor or the like, and the high drawing condition necessary for the present invention can be ensured.
[0018]
First, driving of the left and right rolls 25 and 26 will be described.
A left and right
[0019]
Similarly, a
[0020]
As described above, since the
In addition, since a plurality of
The
[0021]
Here, the adjustment of the roll interval between the left and right rolls 25 and 26 will be described.
The
The same applies to the
Therefore, as described above, the distance between the left and right rolls 25 and 26 supported by the plurality of
[0022]
Next, driving of the upper and
One end of the
Similarly, for the
In both the upper and
[0023]
Here, the adjustment of the roll interval between the upper and
An upper
In such a configuration, when the upper
The left and right upper
[0024]
The same applies to the height adjustment of the
Therefore, by driving the lower
[0025]
Accordingly, as described above, the distance between the upper and
In this embodiment, a mechanism comprising a worm and a worm wheel is used as the upper and lower roll
[0026]
With the configuration as described above, the driving of each roll can be mechanically controlled by a single roll drive motor, and the upper and lower roll pairs 23 and 24 and the left and right roll pairs 25 and 26 can be controlled as in the present invention. Even when there is a difference in roll diameter, it is possible to always keep the rotation period of the roll as set.
In other words, as in the conventional control in which the rotational peripheral speed is electrically adjusted with separate roll drive motors, the roll inertia difference and load resistance difference during the transition period such as line speed increase and acceleration during operation. For example, there is a risk that the control will not follow and slips due to the difference in rotational peripheral speed between the upper and lower roll pairs 23 and 24 and the left and right roll pairs 25 and 26, and a surface quality defect called slip mark may occur on the pipe surface. However, it is possible to completely control and suppress the difference and fluctuation of the rotational peripheral speed by mechanically controlling the driving of each roll with a single roll driving motor.
In the present invention, since the drive mechanism including the
[0027]
The replacement mechanism of the sizing
As shown in FIG. 8, a push-
When the sizing
[0028]
An example of the replacement procedure of the sizing stand having this configuration is shown in FIG.
In the mounting operation, first, the spare sizing stand 11 suspended by the
Next, as described above, the
The removal work is basically performed in the reverse order of the attachment work. That is, the
[0029]
In this way, it is possible to replace only the sizing
That is, in the sizing
In this case, the detachable joint device between the sizing
[0030]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, as in claim 1, the outer diameter of the welded pipe is reduced in the production line of an electro-welded welded pipe in which a strip is continuously roll-formed to form a blank, and the butted seam is welded. In a 4-roll sizing stand that is molded and finished to a product pipe of a predetermined size, a diameter difference is provided between the upper and lower roll pairs and the left and right roll pairs, and the smaller diameter roll pair is arranged upstream in the pipe traveling direction. Since the overlapping part was provided in the direction of tube travel, the contact part of the roll pair of the roll pair and the contact part of the large-diameter roll pair was prevented, so that the biting phenomenon was reliably prevented and high drawing was achieved. As a result, it is possible to secure a good surface quality even in the case of high speed, and it is possible to increase the speed of the line by preventing slipping and to reduce the number of stand stages by increasing the amount of drawing per stage, thereby greatly improving productivity. it can.
[0031]
According to a second aspect of the present invention, a drive torque from a drive source such as an electric motor is transmitted to both the upper and lower roll pairs and the left and right roll pairs, and this transmission is performed by transmission of gears, universal joints, etc. to one end of each roll shaft. Since it was performed via the mechanism, all the upper, lower, left and right rolls are driven by power, and a high aperture can be achieved.
[0032]
According to a third aspect of the present invention, a small-diameter roll is disposed on the left and right roll pair, a large-diameter roll is disposed on the upper and lower roll pair, and a roll shaft of the left and right roll pair extends upward via a universal joint, The left and right roll drive shafts and the upper and lower roll pairs of the upper and lower roll pairs are connected to the left and right roll drive shafts parallel to the roll shaft of the upper and lower roll pairs via a gear mechanism such as a worm reduction mechanism or a bevel gear mechanism. Since the roll shaft is connected and interlocked to a drive source such as an electric motor through a single distribution gear mechanism, the position of the drive mechanism can be achieved even when the upper and lower roll pairs and the left and right roll pairs are brought close to each other as in the present invention. Interference can be prevented, and the roll rotation cycle can be kept at a set level because the roll shaft is mechanically controlled by a single roll drive motor. High quality pipes with no surface quality defects can be manufactured. Furthermore, the structure is simple and stable compared to the conventional case where a drive mechanism is installed on top of the sizing stand. Can be provided.
[0033]
According to a fourth aspect of the present invention, a push-pull mechanism using a hydraulic cylinder is provided at a position where the sizing stand is placed on a gantry, a distribution gear mechanism and a drive source are fixed on the gantry, and the distribution gear mechanism is further provided. By installing a detachable joint device such as a gear coupling between the sizing stand and the sizing stand so that only the sizing stand can be replaced at once, the line stop time required for roll replacement can be shortened and productivity can be reduced. Can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a sizing line comprising a plurality of sizing stands of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the same.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a manufacturing process of an electric resistance welded pipe.
FIG. 4 is a front view of roll assembly.
FIG. 5 is an enlarged front view of a roll wrap portion.
FIG. 6 is a side view of roll assembly.
FIG. 7 is an explanatory diagram of roll arrangement.
FIG. 8 is a side view of a sizing stand and peripheral devices.
FIG. 9 is an overall front view of a sizing stand.
FIG. 10 is a side view of the same.
FIG. 11 is an enlarged front view of the periphery of the aperture portion.
FIG. 12 is a side view of the same.
FIG. 13 is a side sectional view showing an elevating mechanism for a lower roll pair.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a procedure for replacing a sizing stand.
FIG. 15 is an arrangement side view of a conventional sizing stand.
FIG. 16 is a front view of a pair of upper and lower rolls.
FIG. 17 is a front view of a pair of left and right rolls.
FIG. 18 is an arrangement side view of another conventional sizing stand.
FIG. 19 is a front view of the same.
[Explanation of symbols]
5 Elementary tube
11 Sizing stand
12 Distributing gear mechanism
13 Drive source
14 Push-pull mechanism
14a Hydraulic cylinder
16 frame
23 Upper roll
24 Lower roll
25 Left roll
26 Right roll
27 Overlap
37, 38, 39 Removable joint device
42 Upper roll shaft
43 Lower roll axis
44, 45 Universal joint
48 Left and right roll drive shaft
49 Gear mechanism
72, 73 Roll shaft
Claims (4)
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