JP4726884B2 - 鋼管曲げ加工装置及び鋼管曲げ加工方法 - Google Patents
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Description
推奨値 (A/δ)> 600
最低値 (A/δ)> 450
限度値 (A/δ)> 300
上記の目安を元にしてワイヤロープ径とシーブ径の関係を算出すると、表1となる。
該加熱手段により加熱される前記鋼管の加熱部近傍を環状に冷却する冷却手段と、
前記加熱手段及び前記冷却手段を、前記鋼管の軸方向に移動させるための駆動手段と、
前記鋼管の後端部を拘束するための架台と、
前記鋼管を拘束するためのクランプを備え、中心を回転軸として回転する円板と、
前記円板の外周部に巻かれたワイヤーロープと、
前記円板を回転移動するための、前記ワイヤーロープの一端を繰り出す前記架台に固定された繰り出しジャッキと、前記ワイヤーロープの他端を引張る前記架台に固定された引張りジャッキと、
を有することを特徴とする鋼管曲げ加工装置。
(2)鋼管の外周面の一部を環状に加熱する加熱手段と、
該加熱手段により加熱される前記鋼管の加熱部近傍を環状に冷却する冷却手段と、
前記鋼管の後端部を拘束するための架台と、
前記鋼管を拘束するためのクランプを備え、中心を回転軸として回転する円板と、
前記円板の外周部に巻かれたワイヤーロープと、
前記円板を回転するための、前記ワイヤーロープの一端を繰り出す前記架台に固定された繰り出しジャッキと、前記ワイヤーロープの他端を引張る前記架台に固定された引張りジャッキと、
を有することを特徴とする鋼管曲げ加工装置。
(3)前記繰り出しジャッキと前記引張りジャッキが、前記加熱された鋼管に圧縮力が付加されたときの塑性中立軸が所定の半径を形成するように、圧縮力と圧縮量を前記円板を介して前記加熱された鋼管に付加するように制御されることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の鋼管曲げ加工装置。
(4)前記ワイヤーロープロープがチェーンであって、前記円板が前記チェーンがはまるスプロケットを外周に有することを特徴とする前記(1)または(2)記載の鋼管曲げ加工装置。
(5)曲げられた鋼管が所定の曲げ半径を保つように前記鋼管を拘束する拘束部材を有することを特徴とする前記(1)乃至(4)いずれか1項に記載の鋼管曲げ加工装置。
(6)前記(1)記載の鋼管曲げ装置を使用した鋼管曲げ加工方法であって、
前記鋼管の後端を前記架台により拘束し、かつ静止させる工程と、
前記鋼管の所定箇所を前記クランプにより前記円板の偏心した位置に固定する工程と、
前記加熱手段と前記冷却手段により、前記鋼管を加熱しつつ冷却する工程と、
前記繰り出しジャッキにより前記ワイヤーロープの一端を繰り出し、前記引張りジャッキにより前記ワイヤーロープの他端を引張ることにより、前記円板を前記架台に引き寄せる方向に移動しつつ回転させることにより、前記鋼管の加熱部を圧縮しつつ曲げる工程と、
前記駆動手段により、前記円板の移動速度と同一の速度、同一の方向に、前記加熱手段と前記冷却手段を移動させる工程と、
からなることを特徴とする鋼管曲げ加工方法。
(7)前記(2)記載の鋼管曲げ装置を使用した鋼管曲げ加工方法であって、
前記鋼管の後端を前記架台により拘束する工程と、
前記鋼管の所定箇所を前記クランプにより前記円板の偏心した位置に固定する工程と、
前記加熱手段と前記冷却手段により、前記鋼管を加熱しつつ冷却する工程と、
前記繰り出しジャッキにより前記ワイヤーロープの一端を繰り出し、前記引張りジャッキにより前記ワイヤーロープの他端を引張ることにより、前記架台を前記円板に近づく方向に移動しつつ前記円板を回転させることにより、前記鋼管の加熱部を圧縮しつつ曲げる工程と、
からなることを特徴とする鋼管曲げ加工方法。
(8)前記鋼管の加熱部を圧縮しつつ曲げる工程が、前記加熱及び圧縮された部分の塑性中立軸が、所定の半径を有するように圧縮力と圧縮量を付加しつつ曲げる工程であることを特徴とする前記(6)または(7)記載の鋼管曲げ加工方法。
(9)拘束部材により曲げられた鋼管を拘束する工程を有することを特徴とする前記(6)乃至(8)いずれか1項に記載の鋼管曲げ加工方法。
Xa=b(θ−λsinθ)、Ya=b(λcosθ−1)
Xb=b(θ―sinθ)、Yb=b(cosθ−1)
図6には半径aおよび半径bの円板が一体となって同心円に置かれたモデルを考える。このモデルにおいて半径bの円が直線X−X′に接しながら互いに滑ることなく角度θだけ転がったときのサイクロイド運動を示す。このとき半径aの円板の外周にはワイヤロープを案内する溝があり、その溝に沿ってワイヤロープが巻かれている。転がる前のワイヤロープの両端末をFおよびGとし、円板が角度θだけ転がった後のワイヤロープの両端末をF′およびG′とする。端末Fの移動距離は(a+b)θであり、端末Gの移動距離は(a−b)θである。従って逆に言えば、端末Fを(a+b)θだけ引張り、端末Gを(a−b)θだけ繰り出せば、半径bの円板は直線X−X′に接しながら滑ることなく角度θだけ転がり、S=bθだけ移動することになる。従って以上のことから、図5のようにワイヤロープを操作すれば図1の曲げ加工が実行できることがわかる。以下、具体的にその方法について述べる。
ジャッキ8の引張り長さ ΔLF=(a+b)θ
ジャッキ9の繰り出し長さΔLG=(a−b)θ
とすることにより実現される。
2 前部押圧板
3 後部押圧板
4 円板
5 拘束板挿入穴
6 拘束板
7 ワイヤロープ、チェーンなどの索条
8 引張りジャッキ
9 繰り出しジャッキ
10 架台
11 高周波加熱コイル
12 加熱部
13 走行台車
14 車輪
15 レール
16 サポートローラー
17 冷却水
a 円板4の半径
A ワイヤロープの曲げ直径
b 塑性中立半径
R 曲げ半径
θ 曲げ角度
D パイプの外径
e 特許文献1のワイヤロープ偏心位置
WF 引張りジャッキ8の引張り荷重
WG 繰り出しジャッキ9の引張り荷重
W 引張りジャッキ8の引張り荷重と繰り出しジャッキ9の引張り荷重の和
ΔLF 引張りジャッキ8の引張り長さ
ΔLG 繰り出しジャッキ9の繰り出し長さ
V1F 引張りジャッキ8の引張り速度
V1G 繰り出しジャッキ9の繰り出し速度
V2 パイプと高周波加熱コイルの相対移動速度および走行台車の移動速度
S パイプと高周波加熱コイルの相対移動距離および走行台車の移動距離
Claims (9)
- 鋼管の外周面の一部を環状に加熱する加熱手段と、
該加熱手段により加熱される前記鋼管の加熱部近傍を環状に冷却する冷却手段と、
前記加熱手段及び前記冷却手段を、前記鋼管の軸方向に移動させるための駆動手段と、
前記鋼管の後端部を拘束するための架台と、
前記鋼管を拘束するためのクランプを備え、中心を回転軸として回転する円板と、
前記円板の外周部に巻かれたワイヤーロープと、
前記円板を回転移動するための、前記ワイヤーロープの一端を繰り出す前記架台に固定された繰り出しジャッキと、前記ワイヤーロープの他端を引張る前記架台に固定された引張りジャッキと、
を有することを特徴とする鋼管曲げ加工装置。 - 鋼管の外周面の一部を環状に加熱する加熱手段と、
該加熱手段により加熱される前記鋼管の加熱部近傍を環状に冷却する冷却手段と、
前記鋼管の後端部を拘束するための架台と、
前記鋼管を拘束するためのクランプを備え、中心を回転軸として回転する円板と、
前記円板の外周部に巻かれたワイヤーロープと、
前記円板を回転するための、前記ワイヤーロープの一端を繰り出す前記架台に固定された繰り出しジャッキと、前記ワイヤーロープの他端を引張る前記架台に固定された引張りジャッキと、
を有することを特徴とする鋼管曲げ加工装置。 - 前記繰り出しジャッキと前記引張りジャッキが、前記加熱された鋼管に圧縮力が付加されたときの塑性中立軸が所定の半径を形成するように、圧縮力と圧縮量を前記円板を介して前記加熱された鋼管に付加するように制御されることを特徴とする請求項1または2に記載の鋼管曲げ加工装置。
- 前記ワイヤーロープロープがチェーンであって、前記円板が前記チェーンがはまるスプロケットを外周に有することを特徴とする請求項1または2記載の鋼管曲げ加工装置。
- 曲げられた鋼管が所定の曲げ半径を保つように前記鋼管を拘束する拘束部材を有することを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載の鋼管曲げ加工装置。
- 請求項1記載の鋼管曲げ装置を使用した鋼管曲げ加工方法であって、
前記鋼管の後端を前記架台により拘束し、かつ静止させる工程と、
前記鋼管の所定箇所を前記クランプにより前記円板の偏心した位置に固定する工程と、
前記加熱手段と前記冷却手段により、前記鋼管を加熱しつつ冷却する工程と、
前記繰り出しジャッキにより前記ワイヤーロープの一端を繰り出し、前記引張りジャッキにより前記ワイヤーロープの他端を引張ることにより、前記円板を前記架台に引き寄せる方向に移動しつつ回転させることにより、前記鋼管の加熱部を圧縮しつつ曲げる工程と、
前記駆動手段により、前記円板の移動速度と同一の速度、同一の方向に、前記加熱手段と前記冷却手段を移動させる工程と、
からなることを特徴とする鋼管曲げ加工方法。 - 請求項2記載の鋼管曲げ装置を使用した鋼管曲げ加工方法であって、
前記鋼管の後端を前記架台により拘束する工程と、
前記鋼管の所定箇所を前記クランプにより前記円板の偏心した位置に固定する工程と、
前記加熱手段と前記冷却手段により、前記鋼管を加熱しつつ冷却する工程と、
前記繰り出しジャッキにより前記ワイヤーロープの一端を繰り出し、前記引張りジャッキにより前記ワイヤーロープの他端を引張ることにより、前記架台を前記円板に近づく方向に移動しつつ前記円板を回転させることにより、前記鋼管の加熱部を圧縮しつつ曲げる工程と、
からなることを特徴とする鋼管曲げ加工方法。 - 前記鋼管の加熱部を圧縮しつつ曲げる工程が、前記加熱及び圧縮された部分の塑性中立軸が、所定の半径を有するように圧縮力と圧縮量を付加しつつ曲げる工程であることを特徴とする請求項6または7記載の鋼管曲げ加工方法。
- 拘束部材により曲げられた鋼管を拘束する工程を有することを特徴とする請求項6乃至8いずれか1項に記載の鋼管曲げ加工方法。
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