JPS607896Y2 - タンク底隅角部肉盛用溶接機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は円筒状タンク等のタンク底隅角部に肉盛溶接
を施すタンク底隅角部肉盛用溶接機に関し、タンク底板
に沿？て自走しつつタンク底隅角部に良好な肉盛溶接を
自動的に施すことのできる該溶接機を得ることを目的と
して考案されたものである。

従来第１図に示すような円筒状の大型タンク１の隅角部
は、第２図に示すように、タンクを設置すべき基礎地盤
２にタンク外径と同径の環状の基礎ブロック３を上面が
基礎地盤２の上面と同一水平面にあるように埋設し、次
に該基礎ブロック３とこれの内側の基礎地盤２との上に
載せて環状のアニユラ−プレート４を設置し、このアニ
ユラ−プレート４の上に基礎ブロック３の幅の中央部上
方においてタンク１の第一段のタンク側板５を配置し、
このタンク側板５とアニユラ−プレート４を両面におい
て隅肉溶接６を施して結合し、その内方において基礎地
盤２上に敷設したタンク底板７をアニユラ−プレート４
の内周縁に溶接してタンク底部を液密に形成している。

このようにして内容液の漏洩を防止するように形成され
た大型タンクにおいて発生する内容液漏洩事故の主原因
は、なんらかの原因で内容液が漏洩しそれが基礎をゆる
めまたは基礎を洗掘して基礎地盤２が大きく局部陥没す
ることによりタンク本体に過負荷外力が加わって上記隅
肉溶接部に大きな応力が発生し破損するためとも考えら
れている。

本考案者が研究した結果この過大応力発生機構は次のよ
うなものであることが判った。

即ち第２図のようにして形成したタンク１に内容液を入
れると、第３図に示すように最下段のタンク側板５には
水平方向の液圧ａが加わり、アニユラ−プレート４およ
びタンク底板７には垂直方向の液圧すが加わる。

この液圧ａを受けてタンク側板５は第３図鎖線位置まで
外方に水平移動しようとするが、該側板５の下端Ｃはア
ニユラ−プレート４を介してタンク底板７に固着されて
いて移動できないから、第４図に示すように該側板５の
上部は外方に膨出し基部は下端Ｃを中心として角度θだ
け外方に回転する形となる。

従って該下端Ｃには反力として内側に向う水平力Ｑが発
生する。

この際アニユラ−プレート４はタンク側板５の基部の回
転に追随しようとするがタンク内にあるアニユラ−プレ
ートは液圧すにより回転を阻止されるから第５図に示す
ように内側の隅肉溶接６の部分に大きな曲げモーメント
Ｍが生じる。

このようにして生じる曲げモーメントＭにより内側の隅
肉溶接６の止端部９に大きな応力が発生する。

１０万ｋＬ以上の大型タンクにおいては、母材の降伏応
力に近い大きい局部応力が発生する。

さらに側板近くの基礎が局部陥没を起すと第５図に示す
角度αが増加することによって過負荷外力が加えられる
と破損を生じる危険も考えられる。

この危険を防止するため本考案者が研究したところ、第
６〜７図に示すように、隅肉溶接６の内側に隣接して肉
盛溶接１０を施すことにより、良好な結果が得られた。

即ち肉盛溶接１０により止端部９に生じる応力集中を緩
和できると共に止端部付近の割れを防止でき、タンク側
板５とアニユラ−プレート４とのタンク内側の隅肉溶接
部近傍の曲げ変形態即ち割れの生じるまでの角度αの増
加量を大にすることができ、大型タンクの内容液の漏洩
防止を確実に行うことができることが判った。

またこの肉盛溶接１０は、溶接トーチ（後述）をタンク
側板５と平行してウィービングするより、第８〜９図に
示す軌跡１１．１２のようにタンク側板５に向けてほぼ
直角方向にウィービングして肉盛溶接したほうが強度的
に優れていることが判った。

本考案はこの肉盛溶接を行なう溶接機を提供するもので
ある。

以下第１０図以下に示す実施例について本考案を説明す
る。

本考案の溶接機は、架台１３に自走装置１４、側板なら
いローラ１５、往復動装置１６、制御装置１７およびワ
イヤリール１８を設けると共に該往復動装置１６に溶接
装置１９を取付けて構威し、肉盛溶接を自動的に行なう
ようにしたものである。

次に構成各部の詳細および動作を説明する。

架台１３は４個のフレーム材１３ ａｇ １３ ｂ。

１３ｃ、１３ｄにより矩形に形成される。

各フレームの結合は例えば第１３〜１４図に示すように
ボルト・ナツトによって組立分解自在に結合し、肉盛溶
接１０を既設のタンクに施す場合にも小さく分解した状
態でタンク側マンホール４４（第２図）から搬入しタン
ク内にて組立できるように構威しである。

自走装置１４は溶接機本体を支え、アニユラ−プレート
４上をタンク側板５と平行に第１１図羽根矢印方向に溶
接機を走行させるもので、架台１３の下面にそれぞれ軸
着した３個の従動ローラ２０と１個の駆動ローラ２１と
減速機付の駆動モータ２２とから威る。

各ローラは耐熱性合成ゴムのタイヤを使用する。

駆動モータ２２の出力軸と駆動ローラ２１の中心軸とは
第１５図に示すように、ウオーム２３およびウオーム歯
車２４を介して連結されている。

各ローラ２０を第１１図鎖線で示すように走行方向に対
しタンク側板５に向けて傾斜させることによりタンク側
板５に向う走行分速度を生じさせ、溶接機本体を積極的
にタンク側板５に沿わせるようにする。

例えば従動ローラ２０を傾斜させるには第１６〜１７図
に示すように、門形の車軸フレーム２５の上辺２５ａに
円孔２６と該孔２６を中心とした２個の円弧孔２６ａ、
２６ｂとを穿設し、該フレーム２５を上記３個の孔に挿
通したボルト４５．４５により架台フレームに緊締する
ように構威し、該フレーム２５を円孔２６を中心として
垂直軸回りに回動させて従動ローラ２０を傾斜させる。

従ってアニユラ−プレート４がタンク内側に傾斜してい
るタンクに対しても溶接機本体はタンク側板に良好に沿
うものである。

これを少し詳しく説明すると次の通りである。

基礎地盤２は、表面を平坦に仕上げられるが、整地の誤
差や地盤の沈下のため、アニユラ−プレートがタンク内
方に向けて傾斜することがある。

このような状態になると、架台１３にはこれを側板５か
ら引離す方向の重力の分力が加わるので、側板５に沿う
ならい運動が不確実になってしまう。

そこで本考案の装置では、従動ローラ２０の取付は角度
を第１１図の鎖線のように進行方向に対して傾斜させて
架台１３が側板５に向う傾向を持つようにしているから
、第２０図に略示するように、アニユラ−プレート４が
タンク内方に傾斜した状態で作業しても重力の分力に抗
してならいローラ１５を側板に確実に当接させることが
できるのである。

従動ローラ２０の取付けと同様にして駆動ローラ２１を
傾斜させてもよい。

側板ならｌ、＞（ｒ−ラ１５は、第１１〜１２図に示す
ように、架台１３のタンク側板５に面する端面に固着し
た車軸フレーム２７に垂直軸回りに回動自在に支承され
、溶接時にはタンク側板５の内周面に当接して、溶接機
本体をタンク側板５に沿って平行移動させる。

往復動装置１６は溶接機本体の走行方向とほぼ直角な水
平面を緩速ないし急速の調節自在に往復動するもので、
これに固着した溶接装置１９をウィービングさせるもの
である。

その構成は、第１０〜１２．１８〜１９図に示すように
、フレーム１３ｂの上面に走行レール２８を溶接機本体
の走行方向と直交させて固着し、該レール２８に往復台
３０をガイドローラ２９．２９を介して走行自在に支承
させ、該往復台３０に設けた垂直軸３１の下端にピニオ
ン３３を固定して、走行レール２８の上面レールと平行
に設けた長尺なラック３２に噛合させ、往復台３０に取
付けた正逆回転する往復台駆動モータ３４と該垂直軸３
１とをかさ歯車３５，３６を介して連結したものである
。

往復台３０の走行距離すなわちウィービング幅の調整は
、往復台駆動モータ３４を反転させるリミットスイッチ
４３等の通常の逆転装置を走行レール２８の前後に設け
て行なう。

従ってこの往復動装置１６は、溶接時にモータ３４の正
逆回転により一定のウィービング幅を往復動する。

溶接装置１９は架台１３に植立した支柱３７に傾斜させ
て設けたワイヤリール１Ｂから供給されるワイヤ状の溶
接材料３８を順次溶かして肉盛溶接するもので、往復台
３０に固着した取付はステー３９に支持されている。

４０は先端をアニユラ−プレート４に向けた溶接トーチ
、４１はワイヤ送給モータ４２により駆動され溶接材料
３８を適当な速度で該トーチ４０内に供給するワイヤ送
給装置である。

制御装置１７は自走装置１４、往復動装置１６および溶
接装置１９を関連動作させて、溶接条件の設定、ウィー
ビング軌跡の設定等を自動制御する。

該制御装置にはタイムスイッチや数値制御器等が内蔵さ
れる。

以上のように本考案の溶接機は構成され動作するもので
あるから、 ■ タンク側板に沿って自走しつつ、タンク側板とほぼ
直角方向にウィービングする肉盛溶接を自動的に行なう
ことができる。

２ 手溶接に比べて、能率がよく、有害欠陥のないビー
ド形状の滑らかで均質な肉盛を得ることができる。

従ってタンク内側の隅角部の曲げ変形能を著しく向上さ
せ、漏洩事故のないタンクを提供できる。

３ 各装置を関連動作させることにより簡単に溶接条件
、ウィービング方法を設定できる。

４ 既設のタンク内にも搬入して使用できるから用途が
広い。

５ 角度の調節自在な従動ローラまたは駆動ローラのた
め、アニユラ−プレートがタンク内方に傾斜している場
合でも案内ローラが側板から離れることがなく、ならい
運動が確実に行なわれる。

等の実用上の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は円筒状の大タンクの正面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ拡大断面図、第３〜５図はタンク内溶液の液圧に
よるタンク隅角部の変形過程を示す説明図、第６図は肉
盛溶接をしたタンク隅角部の部分縦断面図、第７図は第
６図の平面図、第８〜９図はウィービング方法を示す第
７図同様の平面図、第１０〜１９図は本考案の一実施例
を示し、第１０図は正面図、第１１図は平面図、第１２
図は右側面図、第１３図は第１１図のＢ−Ｂ拡大断面図
、第１４図は第１３図右側面図、第１５図は第１１図の
Ｃ−Ｃ拡大断面図、第１６図は第１２図のＤ−Ｄ拡大断
面図、第１７図は第１６図のＥ−Ｅ断面図、第１８図は
第１０図のＦ−Ｆ断面図、第１９図は第１８図のＧ−Ｇ
断面図、第２０図はアニユラ−プレートが傾斜している
場合の架台の状態を示す第１１図の左方から見た略図で
ある。 ５・・・・・・タンク側板、１３・・開架台、１４・・
曲自走装置、１５・・・・・・側板ならいローラ、１６
・・一往復動装置、１７・・・・・・制御装置、１９・
・・・・・溶接装置、４０・・・・・・溶接トーチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 組立分解自在な架台１３に、垂直軸回りに回転する側板
   ならいローラ１５と、該側板ならいローラ１５をタンク
   側板５の内面に当接させつつ溶接機本体をタンク側板５
   と平行に走行させる自走装置１４と、溶接機本体の自走
   方向とほぼ直角方向に往復動する往復動装置１６とを設
   け、該往復動装置１６に下方に向けた溶接トーチ４０を
   有する溶接装置１９を取付け、上記各装置を関連動作さ
   せる制御装置１７を設け、自走装置１４は、架台１３の
   下面に取付けられて架台を支持する従動ローラ２０と減
   速機付の駆動モータ２２に駆動される駆動ローラ２１と
   から成り、従動ローラ２０は架台１３をタンクの側板に
   向かわせる方向に角度の調節が可能になっていることを
   特徴とするタンク底隅角部肉盛用溶接機。