JP6205239B2 - Metal pipe bending apparatus, meander pipe manufacturing method, and serpentine pipe - Google Patents
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Description
本発明は、曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管を小半径で180°曲げすることができる金属管の曲げ加工装置、蛇行管の製造方法及び蛇行管に関するものである。 The present invention relates to a metal pipe bending apparatus, a meander pipe manufacturing method, and a serpentine pipe that can bend a metal pipe by 180 ° with a small radius even when the straight pipe portion after bending is long. .
直管部及び曲管部を有する金属管として、例えば、発電装置やボイラ等で用いられる蛇行管(ボイラーチューブ)がある。ボイラーチューブは、例えば、火力発電所や焼却炉、コークス乾式消火設備等において高温の燃焼ガス中に暴露され、ボイラーチューブの内側に流体例えば循環水を流通させることにより、循環水を介して燃焼ガスの熱によりタービンを駆動させたりしている。ボイラーチューブは、伝熱面積を大きくするために直管を複数回の180°曲げの曲げ加工で蛇行させた形状のものが知られている。このボイラーチューブは、1本の直管を複数回の180°曲げ加工で蛇行させた形状に形成されているが、実際には、ステッキ型(J型)の導管を複数連結して形成されている(例えば、特許文献1参照。)。例えば、5本のステッキ型の導管と1本の直管とを互いに溶接して連結することで、5つの曲管部を備えたボイラーチューブを形成していた。 As a metal tube having a straight tube portion and a curved tube portion, for example, there is a meandering tube (boiler tube) used in a power generation device, a boiler or the like. A boiler tube is exposed to high-temperature combustion gas in, for example, a thermal power plant, an incinerator, a coke dry fire extinguishing facility, etc., and a fluid such as circulating water is circulated inside the boiler tube, so that the combustion gas passes through the circulating water. The turbine is driven by the heat of the heat. A boiler tube having a shape in which a straight pipe is meandered by bending a plurality of 180 ° bendings in order to increase the heat transfer area is known. This boiler tube is formed in a shape in which a single straight pipe is meandered by a plurality of 180 ° bending processes, but actually, it is formed by connecting a plurality of stick-type (J-type) conduits. (For example, refer to Patent Document 1). For example, a boiler tube having five curved pipe portions is formed by welding and connecting five stick-type conduits and one straight pipe.
このように5つの曲管部を備えたボイラーチューブでは、5本のステッキ型の導管の作製と、5本のステッキ型の導管と1本の直管の連結を行わなければならず工数が多く作業時間が長いので、工数を削減して作業時間を短くしかも低コスト化を図るべく、1本の直管を連続して曲げて例えば5つの曲管部を備えたボイラーチューブを形成する手段が望まれている。 Thus, in a boiler tube having five curved pipe portions, it is necessary to manufacture five stick-type conduits and to connect five stick-type conduits to one straight pipe, which requires a large number of steps. Since the working time is long, a means for forming a boiler tube having, for example, five curved pipe parts by bending one straight pipe continuously in order to reduce the man-hour, shorten the working time, and reduce the cost. It is desired.
ところで、金属管を曲げる曲げ加工装置としては、直線状の金属管を把持するクランプ体と、クランプ体の把持箇所より前方であって金属管の曲げ加工箇所の前方を把持するとともに金属管に関し一方の側部側に位置付けた回転軸を中心として旋回可能な曲げアームと、曲げ加工箇所を加熱する加熱手段と、クランプ体を前進させる移動手段とを備えたものが知られている(例えば、特許文献2参照。)。この曲げ加工装置を利用すれば、ステッキ型(J型)の導管を製造することができるが、しかし、クランプ体を前進させる移動手段である推進装置は、金属管の両側に配置された油圧シリンダによりクランプ体を前進させるために、金属管に小半径で180°曲げを施す場合に曲げ加工後の直管部の長さが長いと、油圧シリンダやその油圧シリンダを支持する支持部材をカバーするブラケット等が邪魔で金属管の曲げ加工を行うことができない。 By the way, as a bending apparatus for bending a metal tube, a clamp body that holds a linear metal tube, a front part of a clamp body and a front part of the bending part of the metal tube, and a metal pipe are used. There are known ones that include a bending arm that can turn around a rotation axis positioned on the side of the side, a heating means that heats the bending portion, and a moving means that advances the clamp body (for example, a patent) Reference 2). If this bending apparatus is used, a stick-type (J-type) conduit can be manufactured. However, the propulsion device, which is a moving means for advancing the clamp body, is a hydraulic cylinder disposed on both sides of the metal tube. In order to move the clamp body forward by the bending of the metal pipe with a small radius of 180 °, if the straight pipe portion after bending is long, the hydraulic cylinder and the support member that supports the hydraulic cylinder are covered. The metal tube cannot be bent due to the obstruction of the bracket.
本発明が解決しようとする課題は、曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管に小半径の180°曲げを施すことができる金属管の曲げ加工装置、蛇行管の製造方法及び蛇行管を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that a metal pipe bending apparatus and a meander pipe manufacturing method capable of bending a metal pipe with a small radius of 180 ° even if the straight pipe portion after bending is long. And providing a serpentine tube.
前記課題を解決するため本発明に係る金属管の曲げ加工装置は、直線状の金属管を把持するクランプ体と、前記クランプ体の把持箇所より前方であって当該金属管の曲げ加工箇所の前方を把持し、前記金属管に関し一方の側部側に配置され、上端が前記金属管より低い回転軸を中心として旋回可能な曲げアームと、前記曲げ加工箇所を加熱する加熱手段と、前記金属管の下方に設けられて前記クランプ体を当該金属管の軸方向に移動可能に支持する支持手段と、前記金属管の下方において前記金属管に関し前記回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されて前記クランプ体を移動させるボールねじによる移動手段であって、前記ボールねじが、前記領域において当該金属管より下方に位置付けられ、且つ前記クランプ体の支持手段と干渉しない位置で前記金属管に近接して配置されている移動手段とを備え、前記クランプ体と曲げアームに把持させた金属管の曲げ加工箇所を加熱しながら前記クランプ体を前進させることにより、前記曲げアームを旋回させるとともに前記曲げ加工箇所に曲げモーメントを作用させ前記回転軸を中心に当該金属管を曲げ変形させるようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a metal tube bending apparatus according to the present invention includes a clamp body that holds a straight metal pipe, a front portion of the clamp body, and a front portion of the metal tube. gripping the, arranged on one side portion relates to the aforementioned metal tube, and upper end pivotable bending arm about the lower rotary shaft than the metal tube, and a heating means for heating the bending portion, the metal tube Supporting means for supporting the clamp body movably in the axial direction of the metal tube, and a region on the side of the metal tube on the side opposite to the rotating shaft below the metal tube. a mobile unit according to arranged a ball screw for moving the clamp member, the ball screw, positioned below the said metal tube in the region, and Do not interfere with the support means of the clamping member Position and a moving means which is disposed close to the metal tube, by advancing the clamping member while heating the bending point of the metal tube is gripped by the clamp body and the bending arm, the bending The metal tube is bent and deformed around the rotation axis by turning an arm and applying a bending moment to the bending portion.
このように、クランプ体を移動させる移動手段が金属管の下方であって回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されていることで、金属管を小半径で180°曲げを施す場合に曲げ加工後の直管部の長さが長くても、移動手段が邪魔になることがない。従って、曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管に小半径の180°曲げを施すことが可能となる。 As described above, the moving means for moving the clamp body is arranged in the region below the metal tube and on the side opposite to the rotation axis, so that the metal tube is bent by 180 ° with a small radius. In this case, even if the length of the straight pipe portion after bending is long, the moving means does not get in the way. Therefore, even if the length of the straight pipe portion after bending is long, the metal pipe can be bent with a small radius of 180 °.
本発明では、移動手段は、クランプ体を移動させる駆動部材が1本のボールネジであり、ボールネジを、直管部の軸とボールネジの軸との水平方向の距離と高さ方向の距離がそれぞれ短くなるように金属管に近接して配置してもよい。また、クランプ体及び曲げアームの金属管を把持する箇所がアルミ製のクランプ部材で形成してもよい。 In the present invention, the moving means is a ball screw whose driving member moves the clamp body. The ball screw has a short distance in the horizontal direction and a distance in the height direction between the axis of the straight pipe portion and the axis of the ball screw. It may be arranged close to the metal tube. Moreover, the location which hold | grips the metal tube of a clamp body and a bending arm may be formed with the clamp member made from aluminum.
また、前記課題を解決するため本発明に係る蛇行管の製造方法は、上述の金属管の曲げ加工装置を用いて、1本の直線状の金属管から複数の直管部及び曲管部を有する無接続の蛇行管を製造するとき、前記金属管の曲げ加工箇所を当該金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を前進させて180°曲げ加工する曲管部形成工程と、1つの曲管部を形成した後に次の曲管部を形成する前に、前記金属管を前方へ空送りして軸周りに180°回転させ反転させる反転工程を備え、前記曲管部形成工程と反転工程を繰り返し行って前記金属管を蛇行させる蛇行管の製造方法であって、前記1本の直線状の金属管は、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されており、前記曲げ加工箇所が加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層を有する部分と前記金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管であり、前記曲管部形成工程は、前記金属粉末層を有する曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を180°曲げ加工する第1曲管部形成工程と、前記金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を180°曲げ加工する第2曲管部形成工程と、を備えてもよい。
Moreover, in order to solve the said subject, the manufacturing method of the meandering pipe | tube which concerns on this invention uses the above-mentioned bending process apparatus of a metal pipe, and makes several straight pipe parts and curved pipe parts from one linear metal pipe. with the manufacture of the serpentine tubes unconnected, and the bent tube portion forming step of bending the machining spot to advance the metal tube while heating the plastically deformable temperature of the metal tube 180 ° bending of the metal tube Before forming the next bent pipe part after forming one bent pipe part, the metal pipe is fed forward, rotated and rotated by 180 ° around the axis and reversed, and the bent pipe part is formed. A method of manufacturing a meandering tube in which the metal tube is meandered by repeatedly performing a step and an inversion step , wherein the one straight metal tube has a self-fluxing alloy film on a portion that becomes a straight tube part after bending. A self-fluxing alloy that is formed and is heated and remelted at the bending portion. A metal tube formed in a portion having a metal powder layer and a portion not having the metal powder layer, and the bent tube portion forming step is capable of plastic deformation of the metal tube at a bending portion having the metal powder layer. And a first bent tube portion forming step of bending the metal tube by 180 ° while heating at a temperature at which the metal powder layer can be heated and remelted, and the plasticity of the metal tube at the bent portion where the metal powder layer is not provided A second bent pipe portion forming step of bending the metal pipe by 180 ° while heating to a deformable temperature.
また、1本の直線状の金属管として、曲げ加工後の直管部となる部分に加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されており、曲げ加工箇所が金属粉末層を有する部分と金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管を用いて、金属粉末層を有する曲げ加工後の直管部となる部分を金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら金属管を前進させて自溶合金皮膜を形成する直管部形成工程を備え、曲管部形成工程を、金属粉末層を有する曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を180°曲げ加工する第1曲管部形成工程と、金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を180°曲げ加工する第2曲管部形成工程とからなるようにしてもよい。 In addition, as one straight metal tube, a metal powder layer containing a self-fluxing alloy that is heated and remelted is formed in a portion that becomes a straight tube portion after bending, and the bending portion is a metal powder layer Using a metal tube formed in a part having a metal powder layer and a part not having a metal powder layer, the part that becomes the straight pipe part after the bending process having the metal powder layer is heated at a temperature at which the metal powder layer can be heated and remelted. It has a straight pipe part forming step of forming a self-fluxing alloy film by advancing the metal pipe while heating, and the bent pipe part forming step is capable of plastic deformation of the metal pipe at the bending portion having the metal powder layer and the metal powder. The first bent tube portion forming step of bending the metal tube by 180 ° while heating at a temperature at which the layer can be remelted, and at a bending position where the metal powder layer is not provided, the metal tube can be plastically deformed. Bend the metal tube 180 ° while heating You may make it consist of a 2nd curved pipe part formation process.
さらに、1本の直線状の金属管として、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されており、曲げ加工箇所に加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されている金属管を用いて、曲管部形成工程を、曲げ加工箇所を金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を180°曲げ加工するようにしてもよい。 Further, as one straight metal tube, a self-fluxing alloy film is formed on a portion that becomes a straight pipe part after bending, and a metal powder containing a self-fluxing alloy that is heated and remelted at a bending portion Using the metal tube in which the layer is formed, the bent tube portion forming step is performed while heating the bent portion at a temperature at which the metal tube can be plastically deformed and the metal powder layer can be heated and remelted. You may make it bend 180 degree | times.
また、1本の直線状の金属管として、加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されている金属管を用いて、曲げ加工後の直管部となる部分を金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら金属管を前進させて自溶合金皮膜を形成する直管部形成工程を備え、曲管部形成工程を、曲げ加工箇所を金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を180°曲げ加工するようにしてもよい。 In addition, as a single straight metal tube, a metal tube in which a metal powder layer containing a self-fluxing alloy to be heated and remelted is formed, and a portion that becomes a straight tube part after bending is made of metal powder. It is equipped with a straight pipe part forming process that forms a self-fluxing alloy film by advancing the metal pipe while heating at a temperature at which the layer can be heated and remelted. The metal tube may be bent 180 ° while being heated at a temperature at which the metal powder layer can be heated and remelted.
本発明によれば、曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管に小半径の180°曲げを施すことができる。 According to the present invention, even if the length of the straight pipe portion after bending is long, the metal pipe can be bent by 180 ° with a small radius.
以下、本発明に係る金属管の曲げ加工装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図1〜図3に示すように、本実施形態の金属管の曲げ加工装置1は、例えば、1本の直線状の金属管10を曲げ加工して、例えば、図4に示すような複数の直管部8a及び曲管部8bを有する無接続の蛇行管(ボイラーチューブ)8を形成し得るものである。金属管10としては、例えば、発電装置やボイラ等で用いられる直径約30〜80mmの鋼管等を用いることができる。
Hereinafter, an embodiment of a metal pipe bending apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the metal tube bending apparatus 1 of the present embodiment bends one
金属管の曲げ加工装置1は、図1〜図3に示すように、直線状の金属管10を把持するクランプ体2と、金属管10の曲げ加工箇所の前方を把持するとともに金属管10に関し一方の側部側に位置付けた回転軸30を中心として旋回可能な曲げアーム3と、金属管10を加熱する加熱手段4と、金属管10の下方に設けられてクランプ体2を金属管10の軸方向に移動可能に支持する支持手段5と、金属管10の下方であって回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されてクランプ体2を移動させる移動手段6とを備えている。これらクランプ体2、曲げアーム3、加熱手段4、支持手段5及び移動手段6は、基台11に設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the metal pipe bending apparatus 1 relates to a
基台11は、金属管10を曲げ加工を行う際に金属管10の軸が動かないように堅牢に形成されていることが好ましい。基台11は、例えば、アルミや鋼鉄等の金属製の断面略矩形筒状の枠材を用いて前後方向に長く形成されている。基台11は、床等に設置される設置台12と、設置台12の上方に配置されて前後方向に長い断面略矩形筒状の第1固定台13と、第1固定台13の前端に連接された第2固定台14とを備えている。
The
第1固定台13上には、クランプ体2を当該クランプ体2で把持した金属管10の軸方向に移動可能に支持する支持手段5であるレール51が設けられている。レール51には、レール51に沿って移動する凹状の移動部材52が係合されている。移動部材52は、一種の車輪であり、前後方向に長く平板状の移動体53の下面に取り付けられている。移動体53の上面には、クランプ体2が固定されている。これにより、クランプ体2は、レール51上をレール51に沿って移動、すなわち、金属管10の軸方向に移動し得るようになっている。レール51の長さは、移動体53すなわちクランプ体2を前進させて金属管10の180°曲げの曲げ加工を行える範囲から任意に設定される。
On the first
クランプ体2は、直線状の金属管10を例えば水平に把持するもので、周知のもの等、例えば、一対の上下クランプ部材21、22を備えたものを用いることができる。クランプ体2は、金属管10が挿入される略矩形筒状に形成された枠体20を備え、この枠体20が移動体53上に固定されている。枠体20の底部は、上面に凹部が設けられて下クランプ部材22として形成されている。枠体20内の下クランプ部材22の上方には、下クランプ部材22に対して上下方向に移動可能に支持され、下面に凹部が設けられている上クランプ部材21が設けられている。
The
枠体20の上部には、上クランプ部材21を上下に移動させる移動手段である油圧シリンダ23が設けられている。これにより、上クランプ部材21を下降させることで、下クランプ部材22と上クランプ部材21とで金属管10を把持することができるようになっている。このとき、クランプ体2は、金属管10を直接把持する箇所がアルミ製のクランプ部材で形成されていることが好ましい。すなわち、上下クランプ部材21、22の各凹部がアルミで形成されていてもよいし、一対の凹状のアルミ製のクランプ部材27を介して上下クランプ部材21、22で金属管10を把持するようにしてもよい。
A
第2固定台14上には、ガイド部7が設けられている。ガイド部7は、クランプ体2で把持した直線状の金属管10の軸方向への移動をガイドするもので、例えば、中央部が括れた左右一対のガイドローラ71、72で形成されている。左右一対のガイドローラ71、72の一方例えば右側のガイドローラ72は、ハンドル73により左右に移動可能に形成されている。これにより、金属管10の径が異なっても金属管10をその軸方向に案内することができるようになっている。
A
第2固定台14のガイド部7の前方には、曲げアーム3が設けられている。曲げアーム3は、金属管10に関し一方の側部側例えば右側部側に位置付けた回転軸30を中心として旋回可能に設けられている。回転軸30は、高さ方向(垂直方向)に延びた状態で回転軸支持部15に回転可能に支持されている。回転軸支持部15は、第2固定台14に左右方向に移動可能すなわち左右方向の位置を調節可能に取り付けられている。これにより、金属管10に対する回転軸30の位置を調節し得るようになっている。
A bending
曲げアーム3は、回転軸30に取り付けられたアーム部31と、アーム部31に取り付けられたクランプ部32とから形成されている。クランプ部32は、直線状の金属管10を把持するものであり、例えば、一対の左右クランプ部材33、34を備えたものを用いることができる。クランプ部32は、例えば、L字状に形成され、高さ方向に延びる垂直部分が一対の左右クランプ部材33、34で形成され、一方のクランプ部材例えば左クランプ部材33の上端が他方のクランプ部材例えば右クランプ部材34の上端に回転可能に設けられて金属管10の把持と解放を行えるようになっている。左右クランプ部材33、34は、金属管10を直接把持する箇所がアルミ製のクランプ部材で形成されていることが好ましい。すなわち、左右クランプ部材33、34の各凹部がアルミで形成されていてもよいし、一対の凹状のアルミ製のクランプ部材29を介して左右クランプ部材33、34で金属管10を把持するようにしてもよい。また、クランプ部32の水平方向に延びる水平部分には、一対の左右クランプ部材33、34で金属管10を把持した状態を保持するための油圧シリンダ等の締め込み部材35が設けられている。
The bending
アーム部31は、クランプ体2で把持されかつガイド部7でガイドされた金属管10をクランプ部32で把持し得るとともに、この状態からその金属管10を前進させて180°曲げの曲げ加工を行えるようにクランプ部32を旋回させるためのものである。すなわち、クランプ部32は、金属管10を把持し得る把持位置と、この把持位置から回転軸30を軸に180°回転した180°曲げ終了位置との間で回転移動し得るようにアーム部31に連結されている。
The
アーム部31は、例えば、回転軸30が一体に設けられている回転体36と、回転体36に第1アーム37を介して取り付けられている中間体38と、中間体38に取り付けられているとともにクランプ部32に固定されている第2アーム39とを備えている。中間体38は、直方体状に形成され、一側面に断面矩形状であって水平方向に延びる棒状の第1アーム37が固定されている。第1アーム37は、回転体36に長さ調節可能に取り付けられている。これにより、クランプ部32の水平方向の位置を調節し得るようになっている。さらに、金属管10に対する回転軸30の位置の調節と相俟って金属管10の曲げ加工の半径を調節し得るようになっている。第2アーム39は、断面矩形状であって高さ方向に延びる棒状に形成され、上端がクランプ部32の下面に固定されている。第2アーム39は、中間体38に長さ調節可能に取り付けられている。これにより、クランプ部32の高さ方向の位置を調節し得るようになっている。
For example, the
加熱手段4は、曲げアーム3のクランプ部32の把持位置とガイド部7との間に配設され、中に金属管10が挿入されるリング状の加熱体41を備えている。加熱体41は、加熱体41内に挿入されている金属管10を環状に誘導加熱するための高周波電流が通電される誘導コイルである。加熱体41は、金属管10を金属粉末層の加熱溶融処理可能な温度及び金属管10の塑性変形可能な温度に加熱し得るように形成されている。
The heating means 4 includes a ring-shaped
移動手段6は、クランプ体2を前後方向(金属管10の軸方向)に移動させるもので、前方に移動させて金属管10の曲げ加工を行え得るものである。移動手段6は、クランプ体2を実際に移動させる移動部材である1本のボールネジ61と駆動モータ62とを備えている。ボールネジ61は、例えば、レール51より長さが少し長く形成され、レール51と平行に設けられている。ボールネジ61の位置は、クランプ体2に把持された金属管10の下方であって曲げアーム3の回転軸30と反対側である。ボールネジ61の位置は、金属管10の軸とボールネジ61の軸との水平方向の距離と高さ方向の距離がそれぞれ短くなるように金属管10に近接して配置することが好ましい。本実施形態では、ボールネジ61は、例えば、クランプ体2の枠体20が矩形に形成されているとした場合の左下角部近傍に配置されている。
The moving means 6 moves the
ボールネジ61の一方の端部(前端部)は、第1固定台13の前方であってレール51の前端近傍に設けられている軸受63に回転可能に支持されている。ボールネジ61の他方の端部(後端部)近傍は、第1固定台13の後方であってレール51の後端近傍に設けられている軸受64に回転可能に支持されている。ボールネジ61の後端部には、従動プーリー65が取り付けられている。すなわち、ボールネジ61及びボールネジ61を支持する軸受63、64、従動プーリー65は、金属管10の小半径での180°曲げの曲げ加工を行う際に曲げ加工後の直管部8aの長さが長くても邪魔にならない位置に配置されている。
One end (front end) of the
従動プーリー65は、ベルトやチェーン66等を介して駆動プーリー67に接続されている。駆動プーリー67は、設置台12の左側部上に設けられている正逆回転可能な駆動モータ62の回転軸に取り付けられている。ボールネジ61は、クランプ体2の左下角部近傍に設けられている係合部25に螺合されている。これにより、駆動モータ62の駆動によりボールネジ61が回転して、クランプ体2がレール51に沿って移動するようになっている。なお、図3中、符号69は、チェーン66をガイドするガイドプーリーを示している。
The driven
次に、上記のように構成した金属管の曲げ加工装置1を用いて1本の直線状の金属管10から複数の直管部8a及び曲管部8bを有するとともに自溶合金皮膜を有する無接続の蛇行管を形成する場合について説明する。
Next, using the metal pipe bending apparatus 1 configured as described above, a single
1本の直線状の金属管10としては、例えば、曲げ加工後の直管部8aとなる部分に自溶合金皮膜9が形成されており、曲げ加工箇所が加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層を有する部分と金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管を用いる。
As one
自溶合金としては、周知のものを用いることができ、例えば、フラックス生成成分であるBやSiを配合して自溶性を付与したNi基、Ni−Cr基又はCo基の合金、あるいは、これらに耐摩耗性向上目的でWC系サーメットなどを配合した合金等を用いることができる。被覆の厚さは、特に限定されず、例えば、加熱再溶融処理後で0.5〜3mm程度に設定される。金属粉末層は、例えば、溶射機を用いて形成することができる。溶射機としては、ガスフレーム溶射機、プラズマ溶射機、HVOF溶射機等の公知のものを用いることができる。曲げ加工後の直管部8aとなる部分の自溶合金皮膜9の形成(金属粉末層の加熱再溶融処理)は、例えば、公知のものを用いてもよいし、本実施形態の曲げ加工装置1を用いてもよい。また、自溶合金皮膜9は、緻密で硬く密着力が高く、厚さが均一で、表面が平滑な膜であるので、蛇行管(ボイラーチューブ)の皮膜としては最適である。
As the self-fluxing alloy, a well-known alloy can be used. For example, a Ni-based alloy, Ni-Cr-based alloy, or Co-based alloy provided with self-fluxing by blending B or Si as flux generating components, or these An alloy containing WC cermet or the like may be used for the purpose of improving wear resistance. The thickness of the coating is not particularly limited, and is set to about 0.5 to 3 mm after the heat remelting treatment, for example. The metal powder layer can be formed using, for example, a thermal spraying machine. As the thermal spraying machine, known ones such as a gas flame spraying machine, a plasma spraying machine, and an HVOF thermal spraying machine can be used. For the formation of the self-fluxing alloy film 9 in the portion that becomes the
金属粉末層と自溶合金皮膜が形成された1本の直線状の金属管10を、クランプ体2の上下クランプ部材21、22間、ガイド部7のガイドローラ71、72間及び加熱体41を順次通して、クランプ体2の下クランプ部材22上に載置する。上クランプ部材21を下降させてクランプ体2の上下クランプ部材21、22で金属管10を把持する。この金属管10の前方を曲げアーム3のクランプ部32の一対の左右クランプ部材33、34で把持する。これら2つの把持は、金属管10の曲げ加工を行う曲げ加工箇所を挟んで行うとともに、曲げ加工箇所を加熱体41で十分に加熱し得るように行う。
A
把持後、加熱体41により金属管10の曲げ加工箇所を環状に加熱する。この加熱は、金属粉末層を有する曲げ加工箇所では、金属管10の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で行い、金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では、金属管10の塑性変形可能な温度で行う。この加熱を行いながら駆動モータ62を駆動させてクランプ体2を前進させる。このとき、クランプ体2はレール51の後方側に位置されているようにする。クランプ体2の前進により、曲げアーム2が回転軸30を中心に旋回するとともに曲げ加工箇所に曲げモーメントが作用して、回転軸30を中心に金属管10が曲げ変形する。すなわち、金属管10が徐々に右側部側に曲がっていく。この曲げが180°行われたら、クランプ体2の前進を停止させる。加熱体41の金属管10への加熱は、クランプ体2の前進の停止とともに停止させてもよいし、曲げ加工を行うのに十分に金属管10の加熱を行えた時点で駆動モータ62の停止より前に停止させてもよい。
After gripping, the bending portion of the
これにより、金属管10には、右側に180°曲がった曲管部8bが形成される。このとき、曲げ加工箇所が金属粉末層を有している場合には、曲管部8bの外表面には、曲げ加工を行った際に金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱が行われるので、金属粉末層が加熱再溶融処理されて自溶合金皮膜9が形成される(第1曲管部形成工程)。また、曲げ加工箇所が金属粉末層を有していない場合には、単に曲げ加工のみが行われる(第2曲管部形成工程)。これで1つの曲管部8bが形成される。なお、例えば、図4に示す蛇行管8を形成する場合、左側の3つの曲管部8bが表面に自溶合金皮膜9が形成されているもので、右側の2つの曲管部8bが表面に自溶合金皮膜9が形成されていないものである。
As a result, the
次の曲げ加工を行うには、曲げアーム3のクランプ部32での把持を解除し、金属管10を軸方向に沿って前進させて次に曲げ加工を行う曲げ加工箇所が加熱体41で十分に加熱し得るように金属管10を移動させる。すなわち、金属管10を前方へ空送りする。この空送りは、クランプ体2を用いて行うようにしてもよいし、クランプ体2での把持を解除した状態で手動や他の装置等を用いて行うようにしてもよい。金属管10の移動後、曲げ加工前の直線状の金属管10の軸周りに金属管10を180°回転させて反転させる(反転工程)。その結果、曲げ加工後の直管部8aが左側(曲げ方向とは反対側)に移動する。この移動後には、クランプ体2がレール51の後方側に位置されているようにする。
In order to perform the next bending process, the
そして、クランプ体2及び曲げアーム3のクランプ部32で金属管10を次の曲げ加工箇所を挟んだ状態で把持した後に、加熱体41によりその曲げ加工箇所を加熱する。この加熱は、上述の加熱と同様に行う。その曲げ加工箇所を加熱しながら、クランプ体2を前進させて金属管10を右側部側に曲げ、前述と同様に金属管10に曲げ加工を施す。これらのような曲管部形成工程(第1曲管部形成工程、第2曲管部形成工程)と反転工程を繰り返し行うことにより、1本の直線状の金属管10から複数の直管部8a及び曲管部8bを有するとともに外表面の所望の箇所に自溶合金皮膜9が形成された蛇行管8、例えば、図4に示すような蛇行管8を形成することができる(第1の蛇行管の製造方法)。
Then, after holding the
このように、1本の直線状の金属管10を蛇行管8に形成する場合、曲管部8bが複数あっても複数の曲げ加工の際には曲げ方向は常に同じで金属管10の右側部側であり、この右側部側には、クランプ体2を移動させる移動手段6(1本のボールネジ61及びボールネジ61を支持する軸受63、64(軸受を覆うカバーも含む)、従動プーリー65(従動プーリーを覆うカバーも含む))が設置されていない。このため、金属管10に小半径例えばR95(直径95cm)で180°曲げの曲げ加工を施す場合、曲げ加工後の直管部8aの長さが長くても、移動手段6が邪魔になることなく、金属管10に曲げ加工を施せる。すなわち、移動手段6は、直管部8aの下方であって直管部8aの左側部側の領域(曲げ方向と反対側の領域)に配置されているので、移動手段6が小半径で180°曲げの曲げ加工の妨げとならない。その結果、1本の直線状の金属管10から小半径で曲げ加工した複数の直管部8a及び曲管部8bを有するとともに自溶合金皮膜9が形成された蛇行管8を形成することができる。
In this way, when the single
クランプ体2を移動させる移動部材である1本のボールネジ61は、クランプ体2に把持させた金属管10の軸とボールネジ61の軸との水平方向の距離と高さ方向の距離がそれぞれ短くなるように金属管10に近接して配置することが好ましく、これにより、金属管10を前進させるときに、金属管10に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。また、クランプ体2やクランプ部32で金属管10を把持する場合、直接金属管10を把持する箇所がアルミ製のクランプ部材27、29で形成されていると、金属管10を把持したときの金属管10の割れ、金属粉末層や自溶合金皮膜の割れ、剥離を防止することができる。
One ball screw 61 that is a moving member that moves the
第2固定台14上にガイド部7が設けられ、このガイド部7によって金属管10が加熱体41に案内されるので、金属管10をずれることなく軸方向に前進させることができる。このとき、ガイド部7が左右一対のガイドローラ71、72で形成され、左右一対のガイドローラ71、72の一方例えば右側のガイドローラ72がハンドル73により左右に移動可能に形成されていると、金属管10の径が異なっても金属管10をその軸方向に案内することができる。
The
曲げアーム3の回転軸30を回転可能に支持する回転軸支持部15が第2固定台14に左右方向の位置調節可能に取り付けられ、かつ、曲げアーム3のアーム部31はクランプ部32の水平方向の位置を調節可能に形成されているので、回転軸30の位置を金属管10に対して左右に調節することができる。これにより、金属管10を曲げ加工する際の半径を任意に調節することができる。また、曲げアーム3のアーム部31は、クランプ部32の水平方向の位置及び高さ方向の位置を調節可能に形成されているので、金属管10を把持するクランプ部32の位置を上下左右に移動することができる。その結果、金属管10の径が異なっても金属管10を把持するクランプ部32の位置を最適な位置に調節することが可能となる。
A rotary
また、本実施形態の金属管の曲げ加工装置1を用いて、曲げ加工とともに曲げ加工後の直管部8aとなる部分の自溶合金皮膜9の形成を行うようにしてもよい。この場合、1本の直線状の金属管10として、例えば、曲げ加工後の直管部8aとなる部分に加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されており、曲げ加工箇所が金属粉末層を有する部分と金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管を用いる。
Moreover, you may make it form the self-fluxing alloy film 9 of the part used as the
まず、金属管10の先端から曲げ加工箇所までの金属粉末層の加熱再溶融処理を行う。金属管10を、先端からクランプ体2の上下クランプ部材21、22間、ガイドローラ71、72間及び加熱体41を順次通して、クランプ体2の下クランプ部材22上に載置する。載置後、クランプ体2の上下クランプ部材21、22で金属管10を把持し、加熱体41により金属管10の金属粉末層が形成されている端部を環状に金属粉末層の加熱溶融処理可能な温度に加熱しながらクランプ体2を前進させる。これにより、金属管10は前方に進みながらその金属粉末層が加熱再溶融処理されて自溶合金皮膜9に形成される。その結果、曲げ加工箇所までの直管部8aとなる金属管10に自溶合金皮膜9が形成される(直管部形成工程)。
First, the heat remelting process of the metal powder layer from the front-end | tip of the
次に、クランプ体2での金属管10の把持を解除してクランプ体2をレール51の後方側に移動させる。移動後、クランプ体2及び曲げアーム3のクランプ部32で金属管10の曲げ加工箇所を挟んだ状態で把持した後に、加熱体41によりその曲げ加工箇所を加熱する。この加熱は、上述の加熱と同様に金属粉末層の有無によって異なる温度で行う。その曲げ加工箇所を加熱しながら、クランプ体2を前進させて金属管10を右側部側に曲げ、前述と同様に金属管10に曲げ加工を施す。これにより、金属管10には、180°曲がった曲管部11cが形成されるとともに、曲げ加工箇所が金属粉末層を有している場合には自溶合金皮膜9が形成される(曲管部形成工程)。これで1つの曲管部8bの曲げ加工が終了する。
Next, the holding of the
1つの曲管部8bの形成後、次の曲げ加工箇所までの金属管10の金属粉末層の加熱再溶融処理を前述の金属粉末層の加熱再溶融処理と同様に行う(直管部形成工程)。これにより、次の曲げ加工箇所までの直管部8aとなる金属管10の外表面に自溶合金皮膜9が形成される。
After the formation of one
そして、クランプ体2での把持を解除し、曲げ加工前の直線状の金属管10の軸周りに金属管10を180°回転させて反転させてから(反転工程)、クランプ体2及び曲げアーム3のクランプ部32で金属管10を曲げ加工箇所を挟んだ状態で把持した後に、前述と同様に加熱体41によりその曲げ加工箇所を加熱しながら、クランプ体2を前進させ、金属管10に曲げ加工を施す。これにより、金属管10は、前端から2つの直管部11bと2つの曲管部11cが連続して形成される。よって、これらの直管部形成工程と曲管部形成工程と反転工程を繰り返し行うことにより、1本の直線状の金属管10から複数の直管部8a及び曲管部8bを有するとともに外表面の所望の箇所に自溶合金皮膜9を有する蛇行管8、例えば、図4に示すような蛇行管8を形成することができる(第2の蛇行管の製造方法)。
Then, after the gripping by the
また、本実施形態の金属管の曲げ加工装置1は、外表面の所望の箇所に金属粉末層が形成された金属管10から蛇行管8を形成する場合について説明したが、これに限定されず、例えば、曲げ加工のみを行って蛇行管を形成したり、金属粉末層が全体に形成されている金属管から蛇行管を形成したり、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されているとともに曲げ加工箇所に金属粉末層が形成されている金属管から蛇行管を形成したりすることができる。
Moreover, although the bending apparatus 1 of the metal tube of this embodiment demonstrated the case where the
曲げ加工のみを行って蛇行管を形成する場合、曲げ加工を行う際に加熱体41による金属管10の加熱を金属管10の塑性変形可能な温度で行う以外は前述と同様に曲管部形成工程(第2曲管部形成工程)と反転工程を繰り返し行うことにより、1本の直線状の金属管10から複数の直管部8a及び曲管部8bを有する蛇行管を形成することができる。
When forming a meandering tube by performing only bending, the bent tube is formed in the same manner as described above, except that the
金属粉末層が全体に形成されている金属管から蛇行管を形成する場合には、前述の第2の蛇行管の製造方法と略同様に、すなわち、曲げ加工を行う際に加熱体41による金属管10の加熱を金属管10の塑性変形可能であって金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で行う以外は前述と同様に行う曲管部形成工程(第1曲管部形成工程)と直管部形成工程と反転工程とを繰り返し行うことにより、1本の直線状の金属管10から複数の直管部8a及び曲管部8bを有するとともに自溶合金皮膜9を有する蛇行管を形成することができる。
When forming a meandering tube from a metal tube having a metal powder layer formed entirely, it is substantially the same as the method for manufacturing the second meandering tube described above, that is, when bending is performed, the metal by the
曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されているとともに曲げ加工箇所に金属粉末層が形成されている金属管から蛇行管を形成する場合には、前述の第1の蛇行管の製造方法と略同様に、すなわち、曲げ加工を行う際に加熱体41による金属管10の加熱を金属管10の塑性変形可能であって金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で行う以外は前述と同様に行う曲管部形成工程(第1曲管部形成工程)と反転工程を繰り返し行うことにより、1本の直線状の金属管10から複数の直管部8a及び曲管部8bを有するとともに自溶合金皮膜9を有する蛇行管を形成することができる。
In the case where a meandering tube is formed from a metal tube in which a self-fluxing alloy film is formed on a portion that becomes a straight tube portion after bending and a metal powder layer is formed at a bending portion, In substantially the same manner as the meander tube manufacturing method, that is, when bending is performed, the
1 金属管の曲げ加工装置
2 クランプ体
3 曲げアーム
4 加熱手段
5 支持手段
6 移動手段
7 ガイド部
8 蛇行管
8a 直管部
8b 曲管部
9 自溶合金皮膜
10 金属管
30 回転軸
61 ボールネジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal
Claims (4)
前記クランプ体の把持箇所より前方であって当該金属管の曲げ加工箇所の前方を把持し、前記金属管に関し一方の側部側に配置され、上端が前記金属管より低い回転軸を中心として旋回可能な曲げアームと、
前記曲げ加工箇所を加熱する加熱手段と、
前記金属管の下方に設けられて前記クランプ体を当該金属管の軸方向に移動可能に支持する支持手段と、
前記金属管の下方において前記金属管に関し前記回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されて前記クランプ体を移動させるボールねじによる移動手段であって、前記ボールねじが、前記領域において当該金属管より下方に位置付けられ、且つ前記クランプ体の支持手段と干渉しない位置で前記金属管に近接して配置されている移動手段とを備え、
前記クランプ体と前記曲げアームに把持させた前記金属管の曲げ加工箇所を加熱しながら前記クランプ体を前進させることにより、前記曲げアームを旋回させるとともに前記曲げ加工箇所に曲げモーメントを作用させ前記回転軸を中心に当該金属管を曲げ変形させるようにしたことを特徴とする金属管の曲げ加工装置。 A clamp body for gripping a straight metal tube;
It is ahead of the gripping part of the clamp body and in front of the bending part of the metal tube, and is arranged on one side with respect to the metal tube , and the upper end turns around a rotation axis lower than the metal tube. Possible bending arms,
Heating means for heating the bending portion;
A support means provided below the metal tube to support the clamp body so as to be movable in the axial direction of the metal tube;
Below the metal tube, a moving means by a ball screw arranged in a region on the side opposite to the rotation axis with respect to the metal tube to move the clamp body , the ball screw being in the region Moving means positioned below the metal tube and disposed in proximity to the metal tube at a position that does not interfere with the support means of the clamp body ,
By advancing the clamping member while heating the bending point of the metal tube is gripped by the bending arm and the clamping member, the rotation by the action of bending moment to said bent portion with pivoting the bending arm An apparatus for bending a metal tube, wherein the metal tube is bent and deformed around an axis.
前記金属管の曲げ加工箇所を当該金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を前進させて180°曲げ加工する曲管部形成工程と、
1つの曲管部を形成した後に次の曲管部を形成する前に、前記金属管を前方へ空送りして軸周りに180°回転させ反転させる反転工程を備え、前記曲管部形成工程と反転工程を繰り返し行って前記金属管を蛇行させる蛇行管の製造方法であって、
前記1本の直線状の金属管は、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されており、前記曲げ加工箇所が加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層を有する部分と前記金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管であり、
前記曲管部形成工程は、前記金属粉末層を有する曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能でかつ前記金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を180°曲げ加工する第1曲管部形成工程と、前記金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を180°曲げ加工する第2曲管部形成工程とを備える蛇行管の製造方法。 When manufacturing a non-connected meandering pipe having a plurality of straight pipe parts and curved pipe parts from one straight metal pipe using the metal pipe bending apparatus according to claim 1 or 2 ,
A bent tube portion forming step of bending the metal tube by 180 ° while advancing the metal tube while heating the bent portion of the metal tube to a temperature capable of plastic deformation of the metal tube;
Before forming the next bent pipe part after forming one bent pipe part, comprising a reversing step of rotating the metal pipe forward and rotating it 180 ° around the axis to invert the bent pipe part, And a method of manufacturing a meandering tube in which the metal tube is meandered by repeatedly performing a reversing step ,
The one straight metal pipe has a self-fluxing alloy film formed on a portion that becomes a straight pipe part after bending, and a metal powder containing a self-fluxing alloy in which the bending part is heated and remelted A metal tube formed in a portion having a layer and a portion not having the metal powder layer,
In the bent tube portion forming step, the metal tube is bent 180 ° while being heated at a temperature where the metal powder layer can be plastically deformed and the metal powder layer can be heated and remelted at the bending portion. A first bent tube portion forming step, and a second bent tube portion forming step of bending the metal tube by 180 ° while heating to a temperature at which the metal tube can be plastically deformed at a bending portion where the metal powder layer is not provided. A method for manufacturing a meandering tube.
前記金属粉末層を有する曲げ加工後の直管部となる部分を金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら金属管を前進させて、前記直管部となる部分に自溶合金皮膜を形成する直管部形成工程を備える請求項3に記載の蛇行管の製造方法。
The straight metal pipe according to claim 3 is formed with a metal powder layer containing a self-fluxing alloy that is heated and remelted in a portion that becomes a straight pipe portion after bending, and the bending portion when There is a metal tube formed into a portion without the part and the metal powder layer having the metal powder layer,
While the part that becomes the straight pipe part after the bending process having the metal powder layer is heated at a temperature at which the metal powder layer can be heated and remelted, the metal pipe is advanced, and the part that becomes the straight pipe part is a self-fluxing alloy. The method for manufacturing a meandering pipe according to claim 3, further comprising a straight pipe part forming step of forming a film.
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