JPH0260250B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、鋼板等の製造における熱間圧延工
程のように、段階的な連続圧縮を実施する場合の
加工対象物の性状の変化等を研究するための圧縮
試験装置に関する。

［従来技術と問題点］ 熱間厚板圧延工程をシミユレートするとして、
鋼板温度は800〜1200℃であり、６スタンドのミ
ルを有するタンデム圧延機をモデルとして、６パ
ス圧下を行うとすれば、試験片を800〜1200℃に
加熱し、これをパス間圧延時間毎に連続して６回
圧縮するテストを行う。実施時間としては、例え
ば、１回の圧縮時間を0.1秒とし、圧縮後除荷し
て２〜10秒後に次の圧縮を行うということにな
る。

このように圧延工程を想定したシミユレーシヨ
ンによつて、製品材料のじん性、強度などを調べ
てパススケジユールの決定に役立てたり、また、
圧縮時の荷重から変形抵抗を求め、その結果より
圧延荷重を計算し、パススケジユールの決定に役
立てるものである。

従来、この種の試験を行う圧縮試験装置として
は、第３図乃至第５図に示すものがある。

第３図に示すものは、通称「カムプラストメー
タ」とよばれている圧縮機である。これは、偏心
カム１を回転させることにより、偏心カム部１Ａ
がローラ２を押し上げ、下ラム３を上昇させる。
上ラム４は固定されており、上ラム４と下ラム３
の間に試験片Ｗをセツトしておけば、カム１の回
転により下ラム３が上昇し、試験片Ｗを圧縮す
る。圧縮力はハウジング（支柱）５で受け止めら
れる。

しかしながら、このような圧縮装置では、偏心
カム１の形状が一定であり、このカム形状を変更
交換しない限り、次の圧縮は行なえず、連続して
圧縮を行うことは不可能である。

第４図に示すものは、油圧を利用した圧縮装置
である。油圧制御装置６から油圧がシリンダ７に
加えられ、下ラム８が押し上げられる。試験片Ｗ
はハウジング５に固定された上ラム４と下ラム８
の間で圧縮される。この装置は圧縮検出器９によ
る圧縮量の検出と、油圧制御装置６による制御に
よつて複数回の圧縮が可能である。

しかしながら、この油圧による装置は、圧縮位
置を制御するため、圧縮中の圧縮速度を高精度で
制御することは不可能であり、特に、停止直前の
圧縮速度は、圧縮量を精確にするためには、遅く
しなければならないという欠点がある。

第５図に示すものは、くさび板材１２のくさび
作用によつて圧縮するものである。試験片Ｗは上
ラム４と下ラム３の間に置かれ、下ラム３には可
動ロール１１が設けられており、可動ロール１１
の下にはハウジング（フレーム）５に支持された
固定ロール１０が設けられている。この固定ロー
ル１０と可動ロール１１との間に、油圧シリンダ
１３によつて押し出されるくさび板材１２が挿入
されると、そのくさび作用によつて、可動ロール
１１、下ラム３が押し上げられ、上ラム４との間
に置かれた試験片は圧縮される。

くさび板材１２の形状は第５図ｂに示すようで
ある。この形状を、第５図ｃに示すように、段階
的くさび状とすることによつて連続して圧縮でき
るようにすることが可能である。

しかし、この装置では、くさび板材１２の長さ
ｌは非常に長くなり、装置も大きくなる。また、
テスト条件に応じて、くさび板材１２の形状を加
工製作しなければならないので、手間と時間がか
かり、使用上不便である。

［発明の目的］ そこで、この発明の目的は、従来の圧縮試験装
置の欠点を解消し、高精度で連続的に種々の条件
における圧縮試験の実施が可能な圧縮試験装置を
提供することにある。

［発明の構成］ この目的を達成するために、この発明は、試験
片を圧縮すべきラムと、該ラムを駆動するクラン
ク滑子機構と、前記ラムの位置を調整設定するカ
ム機構と、前記試験片を圧縮したときの圧縮反力
を支持する支持部材とからなる圧縮試験装置とし
て構成したものである。

［作用］ この発明は以上の構成としたので、試験片は、
ラムによつて圧縮されるが、ラムはカム機構によ
つて位置が順次調整設定され、さらに、クランク
滑子機構によつて周期的に突き出されるので、段
階的かつ連続的に圧縮される。

クランク滑子機構による滑子の運動は単弦振動
的である。したがつて、クランク滑子機構による
ラムの周期的な突出運動は、クランクの偏心量と
回転速度とによつて一定のパターンになり、これ
を繰り返す。これに対して、この発明の場合、カ
ム機構は、ラムが試験片を圧縮するときのラムの
位置を決定するものであり、カム機構の位置又は
姿勢によつてラムの位置は自由に決定することが
できる。

したがつて、この両者の駆動機構を組み合わせ
て試験片を圧縮することとすれば、任意のパター
ンで段階的かつ連続的な圧縮変形を試験片に与え
ることができる。

［実施例］ 以下この発明を図示の実施例について説明す
る。第１図は実施例の構成説明図である。試験片
Ｗは固定上ラム２０と可動下ラム３０との間に挟
まれるように置かれる。固定上ラム２０はポスト
２２や架台３２等によつて形成された試験装置の
フレームをなす支持部材に固定されている。

下ラム３０は、圧縮力の偏心等を防止するため
のアイドラ用のロール２１を介してクランク滑子
機構の滑子２４によつて支持されている。下ラム
３０と滑子２４とは、ポスト２２に支持されてい
るガイド２３によつてガイドされ、図で上下方向
に滑動する。

滑子２４は連杆２５によつてクランク２６と連
結されており、クランク２６の円運動が滑子２４
の直線運動に変換される。クランク本体２８を支
持するクランク支持体２９はポスト２２に支持さ
れたクランクガイド２７によつてガイドされ、ク
ランク機構全体の図で上下方向の変位のみを許容
する構造となつている。

クランク支持体２９はカム３５によつて支持さ
れている。カム３５はカム軸を支持するカム台３
１によつて支持され、カム台３１は架台３２に固
定されている。

架台３２とクランク支持体２９との間には位置
検出器４０が設けられており、クランク機構の位
置を検出し、カム３５の姿勢を決定するデータを
フイードバツクする。

符号５０はクランクを回転する駆動用モータで
ある。符号５１はカムの姿勢を設定するための駆
動用モータである。

なお、図示のカム機構は、偏心カムによつて回
転運動を直線運動に変換するものであるが、回転
カムでなく、直線運動を、それと直交する方向の
直線運動に変更するくさび状のカム、いわゆる直
動カムとすることもできる。

次にこの実施例の作用について説明する。上ラ
ム２０と下ラム３０との間にセツトされた試験片
Ｗは両ラムに挟まれて圧縮される。

上ラム２０は装置のフレームに固着されている
が、下ラム３０はクランク滑子機構とカム機構に
よつて可動である。クランク滑子機構は、モータ
５０によつて回転されるクランク２６の円運動が
連杆２５によつて滑子２４の直線運動に変換され
るものである。滑子２４すなわち下ラム３０の運
動は、クランク２６の偏心量によつて振幅が、ま
た、クランク滑子機構２６の回転速度によつて周
期が決定される単弦振動に類似した直線運動とな
る。カム機構は、カムの位置又は姿勢によつて、
下ラム３０を上下に往復運動するクランク滑子機
構滑子装置の上下位置を規制するものである。そ
の上下位置は位置検出器４０によつて検出され、
フイードバツクされて駆動モータ５１を制御し、
予め定められたスケジユールに従つて設定位置に
なるように駆動される。カムの運動は、図示のよ
うな回転カムの場合はカムの回転角によつて位置
を設定することになるし、直動カムの場合は、モ
ータ５１の回転をネジ棒などによつて、くさび形
状の直動カムの図で左右又は前後方向の位置によ
つて、クランク支持体２９の位置を設定すること
になる。

以上の作動の一例を第２図に示すタイムチヤー
トによつて説明する。クランク滑子機構による下
ラム３０の上下運動は滑子２４の運動と同じサイ
ンカーブに近似する曲線を画く運動である。その
振幅と周期は前述のようにクランクの偏心量と回
転速度によつて決定される。

第１段の圧縮をするにあたつては、滑子２４が
下方にある間に、カム３５の位置を変更し、クラ
ンク支持体２９をΔH₁だけ上方に押し上げる。
このときは試験片Ｗにラムが圧接していないので
圧縮力はかかつていない。この状態でクランク２
６を回転させると滑子２４と下ラム３０は次第に
押し上げられ、S₂時になると試験片Ｗに下ラム３
０が圧接するようになり、S₂時以後滑子２４の上
昇の頂点であるS₃時に至るまで試験片Ｗの圧縮が
行われる。その圧縮量はΔH₁である。これで第
１段の圧縮は完了した。

次にS₃時以後はクランク２６の回転によつて滑
子２４は次第に下降する。その間に、カム３５の
位置を変更してクランク支持体２９の位置を
ΔH₂だけ押し上げておく。そうすると、次にク
ランクの回転によつて滑子が上昇してきた時S₆時
に試験片Ｗに下ラム３０が圧接状態となり、以後
S₇時の頂点まで試験片Ｗを圧縮する。これで第２
段の圧縮を完了した。

S₇時以後、同様にクランク下降時に、カムでラ
ムをΔH₃だけ上昇させておき、クランクが上昇
した時、S₁₀〜S₁₁間に第３段の圧縮をする。以下
同様である。

以上の動作は、クランク２６が連続的に回転し
ているので、段階的かつ連続的に行われるが、ク
ランクの回転速度等を調整することにより、例え
ば、圧縮時間S₂〜S₃を0.1秒、サイクル時間S₃〜
S₆を２〜10秒というような実際の圧延工程にシミ
ユレートした時間に調整することができる。

なお、この実施例では、構成要素の配置を上か
ら固定上ラム、試験片、可動下ラム、クランク滑
子機構およびカム機構としたが、クランク滑子機
構とカム機構とは入れ変えてもよい。また、固定
である上ラムを可動とし、クランク滑子機構又は
カム機構によつて駆動するようにしてもよい。

また、この実施例で、滑子２４と下ラム３０と
を共通のものとすることができる。

この装置では、ラム３０はクランク滑子機構に
よつて上下往復運動をし、その位置は、無負荷時
にカム機構によつて設定されるので、第４図につ
いて説明した圧縮速度が圧縮完了直前に遅くなる
欠点はない。また、油圧制御を必要としないので
メンテナンスが容易である。

また、第５図について説明した装置が大きくな
る欠点や、テスト条件に応じてくさび板材１２の
形状を変える必要なく、任意の条件を与えてテス
トすることが可能である。

さらに、この装置では、無負荷時に圧縮量の調
整カム機構により行い、圧縮はクランク滑子機構
により機械的に行われるので、高精度の段階的連
続圧縮が行われ、実際の鋼板のタンデム圧延に対
する精度の良いシミユレーシヨンが可能である。

なお、このような試験装置の作動制御はコンピ
ユータを利用して行うのが最適であり、この実施
例においても図示しないコンピユータによつて制
御される。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明による圧
縮試験装置によれば、高精度で任意の圧縮パター
ンが付与された段階的連続的な圧縮試験を実施す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である圧縮試験装置
の説明図、第２図はその作動のタイムチヤート、
第３図乃至第５図は従来の圧縮試験装置の説明図
である。 図において、Ｗは試験片、２０は固定上ラム、
２１はローラ、２２はポスト、２３はガイド、２
４は滑子、２５は連杆、２６はクランク、２７は
クランクガイド、２８はクランク本体、２９はク
ランク支持体、３０は可動下ラム、３１はカム
台、３２は架台、３５はカム、４０は位置検出
器、５０及び５１はモータである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 試験片を圧縮すべきラムと、該ラムを駆動す
   るクランク滑子機構と、前記ラムの位置を調整設
   定するカム機構と、前記試験片を圧縮したときの
   圧縮反力を支持する支持部材とからなる圧縮試験
   装置。