JPH0128267B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0128267B2 JPH0128267B2 JP57107285A JP10728582A JPH0128267B2 JP H0128267 B2 JPH0128267 B2 JP H0128267B2 JP 57107285 A JP57107285 A JP 57107285A JP 10728582 A JP10728582 A JP 10728582A JP H0128267 B2 JPH0128267 B2 JP H0128267B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- pressure
- bucket
- piston
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 5
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000010273 cold forging Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J12/00—Pressure vessels in general
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
- Forging (AREA)
- Press Drives And Press Lines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、高圧発生や冷間鍛造などに用いられ
る圧力容器の補強方法に関するものである。
る圧力容器の補強方法に関するものである。
［従来の技術］
高圧容器の破壊は、一般に円周方向の引張応力
σ〓によつて生じる。第１図に示すように、内半形
ra、外半径rbの単層厚肉円筒に一様な内圧Paか働
くとき、σ〓は内壁において最大となり、内外径比
をＫとすると（Ｋ＝rb／ra） ｛σ〓｝nax＝K2＋１／K2−１・Pa ……(1) となるので、肉厚を増してＫの値を大きくして
も、σ〓は常に内圧Paより大きな値となる。即ち、
内圧Paが円筒材料の引張強度を越える以前に円
筒は破壊してしまう。
σ〓によつて生じる。第１図に示すように、内半形
ra、外半径rbの単層厚肉円筒に一様な内圧Paか働
くとき、σ〓は内壁において最大となり、内外径比
をＫとすると（Ｋ＝rb／ra） ｛σ〓｝nax＝K2＋１／K2−１・Pa ……(1) となるので、肉厚を増してＫの値を大きくして
も、σ〓は常に内圧Paより大きな値となる。即ち、
内圧Paが円筒材料の引張強度を越える以前に円
筒は破壊してしまう。
これを防ぐために、第２図に示すように焼ばめ
や圧入をして、内側の円筒に外圧Pbを加えて円
筒を補強する方法がある。この外圧による円周方
向応力の内壁における値は、 σ〓＝−2rb2／K2−１・Pb ……(2) となり、圧縮応力である。円筒に働く円周方向応
力は、内圧Paによる引張応力と外圧Pbによる圧
縮応力の和であるから、外圧Pbを大きくして(2)
式のσ〓の絶対値を大きくすれば、大きな内圧に耐
えることができるようになる。ところが、内圧
Paが働いていないときには、外圧Pbによる圧縮
の円周方向応力のみが働き、これが材料の圧縮強
度よりも大きいと破壊してしまう。このため、焼
ばめや圧入によつて円筒を補強するときは、円周
方向の残留強度より小さくなるようにしなければ
ならない。即ち、圧縮強度を越えた補強が行なえ
ないという問題がある。
や圧入をして、内側の円筒に外圧Pbを加えて円
筒を補強する方法がある。この外圧による円周方
向応力の内壁における値は、 σ〓＝−2rb2／K2−１・Pb ……(2) となり、圧縮応力である。円筒に働く円周方向応
力は、内圧Paによる引張応力と外圧Pbによる圧
縮応力の和であるから、外圧Pbを大きくして(2)
式のσ〓の絶対値を大きくすれば、大きな内圧に耐
えることができるようになる。ところが、内圧
Paが働いていないときには、外圧Pbによる圧縮
の円周方向応力のみが働き、これが材料の圧縮強
度よりも大きいと破壊してしまう。このため、焼
ばめや圧入によつて円筒を補強するときは、円周
方向の残留強度より小さくなるようにしなければ
ならない。即ち、圧縮強度を越えた補強が行なえ
ないという問題がある。
この問題を解決するものとして、テーパ受圧面
を有するバケツトによつて、シリンダに外圧を作
用させる高圧発生装置が、特開昭50−8170号公報
によつて提案されており、この既提案の装置にお
いては、ピストンの押し込み量とバケツトの押し
込み量を、一定の関係で同調させて制御してい
る。
を有するバケツトによつて、シリンダに外圧を作
用させる高圧発生装置が、特開昭50−8170号公報
によつて提案されており、この既提案の装置にお
いては、ピストンの押し込み量とバケツトの押し
込み量を、一定の関係で同調させて制御してい
る。
上記既提案の装置は、ピストンの押し込み量に
対して最適なバケツトの押し込み量は１つだけで
ある、という認識に基づくものであるが、実際に
は、圧力媒体の加工精度やその中への試料の組み
込み精度にばらつきがあるため、発生圧力とピス
トンの押し込み量と関係は一定にならない。ま
た、ピストンの押し込み量が同じであつても、昇
圧過程と降圧過程においては、摩擦力の差によつ
て発生圧力が異り、降圧過程における発生圧力が
高圧になる。これに対して、所定の発生圧力に必
要なバケツトの押し込み量は、ばらつきがあると
シリンダが破壊する恐れがあるから、ばらつきが
ないようにする必要がある。
対して最適なバケツトの押し込み量は１つだけで
ある、という認識に基づくものであるが、実際に
は、圧力媒体の加工精度やその中への試料の組み
込み精度にばらつきがあるため、発生圧力とピス
トンの押し込み量と関係は一定にならない。ま
た、ピストンの押し込み量が同じであつても、昇
圧過程と降圧過程においては、摩擦力の差によつ
て発生圧力が異り、降圧過程における発生圧力が
高圧になる。これに対して、所定の発生圧力に必
要なバケツトの押し込み量は、ばらつきがあると
シリンダが破壊する恐れがあるから、ばらつきが
ないようにする必要がある。
したがつて、ピストンとバケツトの押し込み量
を一定の関係で同調させて制御すると、降圧過程
でバケツトの押し込み量が不足して、シリンダが
破壊することがある。
を一定の関係で同調させて制御すると、降圧過程
でバケツトの押し込み量が不足して、シリンダが
破壊することがある。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は、ピストンの発生圧力とピストンの押
し込み量の関係が常には一定でないという知見に
基づくもので、発明が解決しようとする課題は、
複動シリンダを用いてバケツトの押し込み量とピ
ストンの押し込み量を独立に制御することによ
り、バケツトの押し込み量をピストンの発生圧力
に対応させて、シリンダの耐圧力を一層向上させ
ることにある。
し込み量の関係が常には一定でないという知見に
基づくもので、発明が解決しようとする課題は、
複動シリンダを用いてバケツトの押し込み量とピ
ストンの押し込み量を独立に制御することによ
り、バケツトの押し込み量をピストンの発生圧力
に対応させて、シリンダの耐圧力を一層向上させ
ることにある。
［課題を解決するための手段］
上記課題を解決するため、本発明の圧力容器の
補強方法は、シリンダに内圧を作用させるための
ピストンと、上記シリンダに外圧を作用させるた
めのテーパ受圧面を有するバケツトと、複動プレ
スとを備え、上記複動プレスで上記ピストンとバ
ケツトの押し込み量を独立に制御することによつ
て、シリンダの破壊を支配する円周方向応力を調
節して破壊を防ぐことを特徴としている。
補強方法は、シリンダに内圧を作用させるための
ピストンと、上記シリンダに外圧を作用させるた
めのテーパ受圧面を有するバケツトと、複動プレ
スとを備え、上記複動プレスで上記ピストンとバ
ケツトの押し込み量を独立に制御することによつ
て、シリンダの破壊を支配する円周方向応力を調
節して破壊を防ぐことを特徴としている。
［作用及び発明の効果］
複動プレスを用いて、シリンダに外圧を作用さ
せるためのバケツトの押し込み量とシリンダに内
圧を作用させるためのピストンの押し込み量とを
独立に制御することにより、バケツトの押し込み
量を発生応力に応じて適切に制御することができ
る。
せるためのバケツトの押し込み量とシリンダに内
圧を作用させるためのピストンの押し込み量とを
独立に制御することにより、バケツトの押し込み
量を発生応力に応じて適切に制御することができ
る。
したがつて、バケツトの押し込み量の不足に基
づくシリンダの破壊がないので、シリンダの耐圧
力を一層向上させることができる。
づくシリンダの破壊がないので、シリンダの耐圧
力を一層向上させることができる。
［実施例］
第３図に示す装置を複動プレスにセツトし、ピ
ストン５と受圧板８への負荷を独立に制御できる
ようにする。
ストン５と受圧板８への負荷を独立に制御できる
ようにする。
まず、ピストン５及び受圧板８への負荷が加わ
つていないときには、シリンダ６にはバケツト７
の焼ばめによる外圧Pbのみが働いているので、
内壁における円周方向応力σ〓cは、 σ〓c＝−2rb2／K2−１・Pb ……(3) である。
つていないときには、シリンダ６にはバケツト７
の焼ばめによる外圧Pbのみが働いているので、
内壁における円周方向応力σ〓cは、 σ〓c＝−2rb2／K2−１・Pb ……(3) である。
ここで、Ｋ＝rb／raであり、ra及びrbは、第４
図に示すとおりである。なお、(3)式のσ〓cは、シ
リンダ６の圧縮強度を越えない値である。即ち、
従来の補強方法による限界以下である。
図に示すとおりである。なお、(3)式のσ〓cは、シ
リンダ６の圧縮強度を越えない値である。即ち、
従来の補強方法による限界以下である。
次に、ピストン５に負荷を加えて圧縮媒体４を
圧縮して内圧Paを発生させると、発生内圧Paに
よる円周方向応力の内壁における値σ〓Tは、 σ〓T＝K2＋１／K2−１・Pa ……(4) であり、Paの増加とともにσ〓Tも増加し、外圧Pb
によつて補強されているにも拘らず、シリンダ６
は破壊してしまう。そこで、これを防ぐために受
圧板８に負荷FBを加えて多層シリンダ９を押す
と、バケツト７が多層シリンダ９によつて押し込
まれることになる。この負荷FBによるバケツト
７と多層シリンダ９の接触面圧の増加量△Ｐは、 △Ｐ＝cosθ−μsinθ／sinθ＋μcosθ・cosθ／2πrc
ｈ・FB……(5) である。ここで、μは摩擦係数、θ、rc及びｈは
第４図に示すとおりである。
圧縮して内圧Paを発生させると、発生内圧Paに
よる円周方向応力の内壁における値σ〓Tは、 σ〓T＝K2＋１／K2−１・Pa ……(4) であり、Paの増加とともにσ〓Tも増加し、外圧Pb
によつて補強されているにも拘らず、シリンダ６
は破壊してしまう。そこで、これを防ぐために受
圧板８に負荷FBを加えて多層シリンダ９を押す
と、バケツト７が多層シリンダ９によつて押し込
まれることになる。この負荷FBによるバケツト
７と多層シリンダ９の接触面圧の増加量△Ｐは、 △Ｐ＝cosθ−μsinθ／sinθ＋μcosθ・cosθ／2πrc
ｈ・FB……(5) である。ここで、μは摩擦係数、θ、rc及びｈは
第４図に示すとおりである。
この△Ｐによつて、シリンダ６とバケツト７の
接触面圧も増加するので、シリンダ６は補強され
て内圧Paをさらに高めることができる。内圧Pa
を増加させて再びシリンダ６が破壊しそうになれ
ば、負荷FBを増加させることによつて再び補強
すればよい。即ち、内圧の増加によつてシリンダ
６が破壊しそうになれば、外圧を増加させて補強
を繰り返し、従来よりも大きな内圧に耐えること
が可能となる。
接触面圧も増加するので、シリンダ６は補強され
て内圧Paをさらに高めることができる。内圧Pa
を増加させて再びシリンダ６が破壊しそうになれ
ば、負荷FBを増加させることによつて再び補強
すればよい。即ち、内圧の増加によつてシリンダ
６が破壊しそうになれば、外圧を増加させて補強
を繰り返し、従来よりも大きな内圧に耐えること
が可能となる。
第１図は単層厚肉円筒の断面図、第２図は２層
円筒の断面図、第３図は補強方法の説明図、第４
図は焼ばめしたシリンダとバケツトの断面図を示
す。 １，２，８……受圧板、３，５……ピストン、
４……圧力媒体、６……シリンダ、７……バケツ
ト、９……多層シリンダ。
円筒の断面図、第３図は補強方法の説明図、第４
図は焼ばめしたシリンダとバケツトの断面図を示
す。 １，２，８……受圧板、３，５……ピストン、
４……圧力媒体、６……シリンダ、７……バケツ
ト、９……多層シリンダ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シリンダに内圧を作用させるためのピストン
と、上記シリンダに外圧を作用させるためのテー
パ受圧面を有するバケツトと、複動プレスとを備
え、 上記複動プレスで上記ピストンとバケツトの押
し込み量を独立に制御することによつて、シリン
ダの破壊を支配する円周方向応力を調節して破壊
を防ぐことを特徴とする圧力容器の補強方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10728582A JPS58225267A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | 圧力容器の補強方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10728582A JPS58225267A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | 圧力容器の補強方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58225267A JPS58225267A (ja) | 1983-12-27 |
| JPH0128267B2 true JPH0128267B2 (ja) | 1989-06-01 |
Family
ID=14455205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10728582A Granted JPS58225267A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | 圧力容器の補強方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58225267A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS508170A (ja) * | 1973-05-28 | 1975-01-28 |
-
1982
- 1982-06-22 JP JP10728582A patent/JPS58225267A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS508170A (ja) * | 1973-05-28 | 1975-01-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58225267A (ja) | 1983-12-27 |
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