JP4034788B2 - Squeezing roller - Google Patents
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Description
本発明は、円筒形状の素材の外周面に絞り加工を施す絞りローラに関し、特にテーパ鋼管の製造に際して用いる、ローラ寿命を向上させることのできる絞りローラに関する。 The present invention relates to a squeeze roller that performs a drawing process on an outer peripheral surface of a cylindrical material, and particularly relates to a squeeze roller that can be used for manufacturing a tapered steel pipe and can improve the roller life.
従来の絞りローラを用いた装置のうち、長尺の鋼管(パイプ)をテーパ鋼管に製造するテーパ鋼管加工機の概略を図4に示す。
このテーパ鋼管の製造に用いるテーパ鋼管加工機1は、長尺のパイプ素材Wをテーパ鋼管に加熱雰囲気下で塑性加工するもので、架体4上に載置するテンション側回転機構台2と、架体5上に載置する駆動側回転機構台3と、両架体4、5間に配設する絞り加工装置Sと加熱装置Hとからなり、テンション側回転機構台2及び駆動側回転機構台3には、それぞれ駆動手段2a、3aを配設し、架体4、5上を軸方向に移行可能に構成する。駆動手段2a、3aの構成は、特に限定されるものではないが、サーボモータや油圧モータ等によって回転するピニオンを、両架体4、5上に敷設したラックに噛み合わせてテンション側回転機構台2、駆動側回転機構台3を移行させるように構成することが好ましい。
FIG. 4 shows an outline of a tapered steel pipe processing machine that manufactures a long steel pipe (pipe) into a tapered steel pipe among conventional apparatuses using squeezing rollers.
A taper steel pipe processing machine 1 used for manufacturing this taper steel pipe is a machine for plastically processing a long pipe material W into a taper steel pipe in a heated atmosphere, and a tension-side rotating mechanism base 2 placed on a frame 4; The drive side rotation mechanism base 3 placed on the
駆動側回転機構台3には、軸回転手段3bを配設し、パイプ素材Wを回転駆動させる。テンション側回転機構台2には、同期駆動制御機構(図示せず)によって回動手段を設けてもよいが、ベアリングなどによって回動自在に支持し、単に従動するように構成することが好ましい。 The drive side rotation mechanism base 3 is provided with shaft rotation means 3b to drive the pipe material W to rotate. The tension-side rotation mechanism base 2 may be provided with a rotation means by a synchronous drive control mechanism (not shown), but it is preferable that the tension-side rotation mechanism base 2 is rotatably supported by a bearing or the like and is simply driven.
上記構成のテーパ鋼管加工機1を用いて行うテーパ鋼管の製造方法は、まず、パイプ素材Wのパイプ成形終端側を、ローダ機構(図示省略)や人手によって駆動側回転機構台3の把持装置7に取り付ける。そして、駆動手段3aによって駆動側回転機構台3をテンション側回転機構台2に移動させ、テンション側回転機構台2側でパイプ素材Wのパイプ成形始端側を把持したとき、駆動側回転機構台3の駆動手段3aを停止し、軸回転手段3bによって高速にパイプ素材Wを回転させるとともに、テンション側回転機構台2の駆動手段2aによって図示左側に引張力を付与し、鋼管を順次移送しながら絞り加工装置Sの絞りローラRをパイプ素材Wの周面に当接し縮管(絞り加工)を開始する。
In the method of manufacturing a tapered steel pipe using the tapered steel pipe processing machine 1 having the above-described configuration, first, the pipe forming end side of the pipe material W is gripped by the loader mechanism (not shown) or the gripping device 7 of the driving side rotating mechanism base 3 by hand. Attach to. Then, when the driving side rotating mechanism base 3 is moved to the tension side rotating mechanism base 2 by the driving means 3a and the pipe forming start end side of the pipe material W is gripped on the tension side rotating mechanism base 2 side, the driving side rotating mechanism base 3 is The
テンション側回転機構台2を駆動手段2aにより移行することによって、パイプ素材Wを順次移送する際に、絞りローラRによって加工されるパイプ素材Wに対して引張力を付与することができる。本発明者らの実験によると、パイプ素材の両端に駆動手段2aによるA方向(図4(b)参照)の引張力を約20t、駆動手段3aによる引止力(B方向の引張力(図4(b)参照))を約5t付加させて絞り加工を行うことによって長尺の鋼管(パイプ)をテーパ鋼管に加熱雰囲気下で塑性加工する際に、1回の操作で良好な塑性加工を行うことができる。
なお、引張力や引止力は、パイプサイズや肉厚等の変更に対応して付加力が変わることはいうまでもない。
By moving the tension side rotation mechanism base 2 by the driving means 2a, a tensile force can be applied to the pipe material W processed by the squeezing roller R when the pipe material W is sequentially transferred. According to the experiments by the present inventors, the tensile force in the direction A (see FIG. 4B) by the driving means 2a is about 20 t at both ends of the pipe material, and the holding force (the tensile force in the B direction (see FIG. 4B) by the driving means 3a). 4 (b))))) is added for about 5t, and when a long steel pipe (pipe) is plastically worked into a tapered steel pipe in a heated atmosphere, good plastic working can be performed in one operation. It can be carried out.
Needless to say, the tensile force and the holding force change in accordance with changes in pipe size, wall thickness, and the like.
駆動側回転機構台3の先端に配設した把持装置7が加熱装置Hを通過し、絞り加工装置SのローラRによって、把持装置7に把持されたパイプ素材Wの把持装置7近傍まで絞り加工がなされたとき絞り加工は終了し(図4(b)参照)、テーパ鋼管が製作される(例えば、特許文献1参照)。 The gripping device 7 disposed at the tip of the drive side rotation mechanism base 3 passes through the heating device H, and is drawn to the vicinity of the gripping device 7 of the pipe material W gripped by the gripping device 7 by the roller R of the drawing processing device S. When the process is performed, the drawing process is completed (see FIG. 4B), and a tapered steel pipe is manufactured (see, for example, Patent Document 1).
しかし、このテーパ鋼管加工機1による絞り加工の際に用いる絞りローラRは、素材に当接するローラ20の当接部分が、図5に示すように両端を軸受け15、15によってブラケット14に回動自在に取り付けた主軸13に固定された一体物であり、素材の絞り加工が進むにつれa部分(成形ローラ部分)とb部分(加圧ローラ部分)に周速差が生じ、b部分がa部分に比べ早く摩耗するといった問題があった。
However, the drawing roller R used for drawing by the tapered steel pipe processing machine 1 is such that the abutting portion of the
また、成形ローラ部分と加圧ローラ部分を、主軸に対してそれぞれ別個の軸受けによって、回動自在に並列に取り付けるように構成する絞りローラも採用されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかし、この並列に取り付ける場合には、それぞれのローラを独立に軸支する必要があり、大きな負荷に耐えうる軸受けを使う必要があるため、コストが嵩むとともに、ローラの設置スペースが大きくなるといった問題があった。
However, in the case of mounting in parallel, it is necessary to support each roller independently, and it is necessary to use a bearing that can withstand a large load, which increases costs and increases the installation space of the roller. was there.
本発明は、上記従来の絞りローラの有する問題点に鑑み、高価な軸受けを必要とせず、長寿命で交換作業が不要な絞りローラを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional squeeze rollers, and it is an object of the present invention to provide a squeeze roller that does not require expensive bearings and has a long life and does not require replacement.
上記目的を達成するため、本第1発明の絞りローラは、円筒形状の素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに回動自在に配設した主軸と、該主軸に固定した後加工工程側に位置する第1ローラと、前記主軸に回動自在に配設した第1ローラより周速度の速い前加工工程側に位置する第2ローラとからなり、前記第1ローラ及び第2ローラは連続した凸状の周面を形成してなることを特徴とする。 To achieve the above object, the present squeezing rollers of the first invention is a squeeze roller applying drawing the material outer periphery of the cylindrical main shaft which is disposed rotatably on the bracket, after fixed to the main shaft working a first roller positioned on the process side, Ri Do and a second roller located rotatably first front faster than the circumferential speed roller machining process side which is disposed on the main shaft, the first roller and the second rollers are characterized by a forms a convex peripheral surface continuous Rukoto.
また、本第2の発明は、円筒形状の素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに固定した主軸と、該主軸に回動自在に配設した後加工工程側に位置する第1ローラと、該第1ローラに回動自在に配設した第1ローラより周速度の速い前加工工程側に位置する第2ローラとからなり、前記第1ローラ及び第2ローラは連続した凸状の周面を形成してなることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a drawing roller that performs drawing on an outer periphery of a cylindrical material, and a first main shaft that is fixed to the bracket and that is disposed on the main processing shaft so as to be rotatable. roller and, Ri Do and a second roller positioned on the first front faster than the circumferential speed roller machining process side which is disposed rotatably on the first roller, a convex first roller and the second roller is a continuous forming a Jo of the peripheral surface, characterized in Rukoto such by.
この場合において、第2ローラを、複数個に分割して構成することができる。 In this case, the second roller can be divided into a plurality of parts.
本第1発明の絞りローラによれば、ブラケットに回動自在に配設した主軸と、該主軸に固定した後加工工程側に位置する第1ローラと、前記主軸に回動自在に配設した第1ローラより周速度の速い前加工工程側に位置する第2ローラとからなり、前記第1ローラ及び第2ローラは連続した凸状の周面を形成してなることから、第1ローラと第2ローラを別個に回転させることができる。従って周速度の速くなる第2ローラ部分のみが先に摩耗することがなく、また、第2ローラを支持する軸受けは第1ローラとの周速度の差の回転速度に耐えうるものであればよく、安価な軸受けを使用できるとともに、第2ローラ部分のみの交換も可能な絞りローラを提供することができる。 According to the squeezing roller of the first aspect of the invention, a main shaft that is rotatably disposed on the bracket, a first roller that is fixed to the main shaft and is positioned on the post-processing step side, and is rotatably disposed on the main shaft. Ri Do and a second roller positioned fast before machining process side of the peripheral speed than the first roller, the first roller and the second roller from the by forming a convex circumferential surface which is continuous, the first roller And the second roller can be rotated separately. Therefore, only the second roller portion where the peripheral speed is increased is not worn first, and the bearing supporting the second roller only needs to be able to withstand the rotational speed of the difference in peripheral speed with the first roller. In addition, it is possible to provide a squeeze roller that can use an inexpensive bearing and can replace only the second roller portion.
また、本第2発明の絞りローラのように、ブラケットに固定した主軸と該主軸に回動自在に配設した後加工工程側に位置する第1ローラと、該第1ローラに回動自在に配設した第1ローラより周速度の速い前加工工程側に位置する第2ローラとからなり、前記第1ローラ及び第2ローラは連続した凸状の周面を形成してなるときも同様の効果を奏することができる。 Further, like the squeezing roller of the second invention, a main shaft fixed to the bracket, a first roller disposed on the main shaft so as to be rotatable, and a post-processing step side, and a rotatable on the first roller. Ri Do and a second roller positioned on the first roller from the peripheral speed fast before process step side which is arranged, the first roller and the second roller is also when obtained by forming a convex peripheral surface which is continuous The effect of can be produced.
また、第2ローラを、複数個に分割して構成するときは、周速度の細かな違いに対応することができる。 Further, when the second roller is divided into a plurality of parts, it is possible to cope with small differences in peripheral speed.
以下、本発明の絞りローラの実施の形態を、図面に基づいて説明する。 Embodiments of a squeeze roller according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に、従来例と同様のテーパ鋼管製造用のテーパ鋼管加工機に、本発明の絞りローラを用いた例を示す。
この絞りローラ10は、ブラケット14に回動自在に配設した主軸13に固定した第1ローラ11と、前記主軸13に回動自在に取り付けた第2ローラ12とから構成している。主軸13は、中央部分の大径部13aと、加圧ローラとなる第2ローラ12側端部の中径部分13bと、成形ローラとなる第1ローラ側端部の小径部分13cとからなり、中径部分13bと、小径部分13cとがそれぞれ軸受け15a、15bを介して回動自在にブラケット14a、14bに取り付けられる。なお、中径部分13bと小径部分13cの外径は、絞り加工時の荷重に耐えうるものであれば特に限定されるものではなく、同径であっても、また反対に第1ローラ11側端部の方(13c)を反対側(13b)より大径に形成してもよい。
また、第1ローラ11が固定されるのであれば、主軸13は段付軸でなく、一定径のものであっても構わない。
FIG. 1 shows an example in which the squeezing roller of the present invention is used in a tapered steel pipe processing machine for manufacturing a tapered steel pipe similar to the conventional example.
The
Further, if the
第1ローラ11は、図例の如くボルト等の固着部材で主軸13の大径部分13aと小径部分13cとの段差部分に固着するほか、切削加工などによって主軸13と一体成形したものであってもよい。
また、第2ローラ12は、第2ローラ用の軸受け16を介して主軸13の大径部分13aに回動自在に取り付けられる。第2ローラ12は、素材Wに当接するローラ周部12aと、軸受け16と嵌合するローラボス部12bに分割形成し、ローラ周部12aをローラボス部12bにボルトなどの固着手段で固着する。また、ローラ周部12aとローラボス部12bを一体に構成しても構わない。なお、ローラ周部12aとローラボス部12bとに分割して構成する場合は、ローラ周部12aのみの交換が可能となりメンテナンスの費用を更に抑えることができる。
両ローラ11、12の側面間には、微小隙間M(図1(b)参照)があけられており、第1ローラ11の周部と第2ローラ12のローラ周部12aとは連続した凸状の周面を形成するようにしている。
そして、図1(b)(図1(a)のX部拡大図)に示すように、両ローラ11、12の合わせ側角部は面取り(11r、12ar)し、しかも、第2ローラ12のローラ周部12aを第1ローラ11の周部よりわずかにL(約1mm程度)だけ突出させて両ローラ11、12間にスケールが噛み込むのを防止している。
The
The
A minute gap M (see FIG. 1B) is provided between the side surfaces of both the
Then, as shown in FIG. 1B (enlarged view of portion X in FIG. 1A), the matching corners of both
そして、絞りローラ10は、上記構成を有することによって、素材の絞り加工が進むにつれて、素材に当接するローラ面に周速度の違いが生じても、周速度の早くなる第2ローラ12のローラ周部12aが第1ローラ11と一体回転する主軸13に、軸受け16を介して回動自在に取り付けられていることによって、周速度の差分だけ第1ローラ11よりも余分に回転することが可能であり、周速度差による早期摩耗を有効に防止することができる。
Since the
次に、図2に示す本発明の絞りローラの第2実施例について説明する。この絞りローラ10は、第2ローラ12を輪切り状に複数個(図例は3個の第2ローラ12c、第2ローラ12d、第2ローラ12e)に分割して構成した例を示し、それぞれの第2ローラ12c、12d、12eは、主軸13に軸受け16a、16b、16cを介して回動自在に配設されている。
Next, a second embodiment of the squeeze roller of the present invention shown in FIG. 2 will be described. This
そして、第2ローラ12を輪切り状に複数個に分割してなるから、テーパ鋼管の絞り加工のときのように、絞り加工が進むにつれて、第2ローラ12と素材の接触面積が増え、第1ローラ11との周速度差が徐々に拡大していく場合に、有効にその速度差を吸収することができる。
SBはローラ側面間に形成された周溝に装入されたスラストボールベアリングである。
Since the
SB is a thrust ball bearing inserted into a circumferential groove formed between the roller side surfaces.
次に、図3に示す本発明の絞りローラの第3実施例について説明する。この絞りローラ10は、ブラケット(図示省略)に固定した主軸13と、該主軸13に軸受け15を介して回動自在に配設した第1ローラ11と、第1ローラ11に軸受け16を介して回動自在に配設した第2ローラ12とからなる。
Next, a third embodiment of the squeeze roller of the present invention shown in FIG. 3 will be described. The squeezing
第2ローラ12は、第2実施例と同様に図例では、輪切り状に3個の第2ローラ12c、第2ローラ12d、第2ローラ12eに分割し、それぞれ、軸受け16a、16b、16cを介して第1ローラ11に回動自在に配設した例を示すが、第1実施例と同様に非分割であっても構わない。
Like the second embodiment, the
そして、素材の絞り加工が進むにつれて、素材に当接するローラ面に周速度の違いが生じても、周速度の早くなる第2ローラ12の各々の部分は主軸13に軸受け15によって支持されて回転する第1ローラ11に、軸受け16を介して回動自在に取り付けられていることによって、周速度の差分だけ第1ローラ11よりも余分に回転し、第1、2実施例と同様の作用効果を奏するとともに、ブラケットに主軸13を固定するだけで済み、その構成を簡素化することができる。
As the drawing of the material progresses, each portion of the
また、第1ローラ11と第2ローラ12との合わせ側角部11r、12r、及び分割構成する際の第2ローラ12同士の合わせ側角部に、図3(b)に示すように、所定の半径rで面取りを形成することが好ましい。これによって加工中にスケールを噛み込んで素材に傷を付けるといった不具合を有効に防止することができる。
Further, as shown in FIG. 3B,
以上、本発明の絞りローラについて、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 As described above, the squeezing roller of the present invention has been described based on a plurality of embodiments. However, the present invention is not limited to the configurations described in the above embodiments, and the configuration is appropriately changed without departing from the spirit thereof. Is something that can be done.
以上、本発明の絞りローラは、絞りローラを第1ローラと第2ローラに分割して構成することによってローラ面の周速度差による異常摩耗を低減することができるという特性を有していることから、新規の設備でテーパ鋼管の製造に用いるスピニングマシンに用いることができるほか、例えば、既存のスピニングマシンにおいても絞りローラを取り替えることによって用いることができる。 As described above, the squeezing roller of the present invention has a characteristic that abnormal wear due to a difference in peripheral speed of the roller surface can be reduced by dividing the squeezing roller into a first roller and a second roller. Therefore, it can be used in a spinning machine used for manufacturing a tapered steel pipe with a new facility, and can also be used, for example, by replacing the squeeze roller in an existing spinning machine.
10 絞りローラ
11 第1ローラ
12 第2ローラ
12a ローラ周部
12b ローラボス部
12c 第2ローラ
12d 第2ローラ
12e 第2ローラ
13 主軸
DESCRIPTION OF
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109277456A (en) * | 2018-08-24 | 2019-01-29 | 西北工业大学 | A kind of combined type spinning roller with seriation spinning roller working surface |
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