JPS6127121B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軸材を傾斜圧延成形するための圧延
機に関するものであり、特に大径の中実軸材及び
中空軸材を延伸成形するのに適切な圧延機に関す
るものである。

従来、軸材の成形法として、圧延、鍛造、押出
し、引抜き、押抜き等の加工方法が採用されてい
るが、これらの方法はそれぞれ長所及び欠点を有
している。

例えば、一般の圧延設備は大量生産が可能であ
るが、反面では大規模な機械構造となり膨大な設
備投資を必要とする。特に中空材については、す
でに16インチ以下の継目無鋼管を大量に生産する
ことのできる圧延設備が存在しているが、16イン
チ以上の大径管を製造する場合にこれと同様の技
術を適用するとすれば圧延成形機は装置全体が大
型化し、従つて膨大な設備投資を必要とすること
になる。これが鋼管圧延工場の容量増大を阻害す
る一因となつている。

圧延以外の成形法としては、鍛造、押出し、引
抜き、押抜等が行なわれているが、これらは成形
するのに長時間を必要とし、寸法精度が悪く、ま
た摩擦による力量の損失も大きく、大容量のプレ
スが必要になる等の欠点を有している。

16インチ以上の中空材の別の圧延成形法とし
て、第１図に示すように、円すいロール１を３個
組み合せ、これとマンドレル２とによつて成形す
るロータリーエキスパンダー法による拡管成形法
がある。しかし、この方法では、各円すいロール
１に駆動力を与えるための駆動源も共に円周上を
公転させなければならず、またロール直径を1.5
ｍを超える大きなものにしなければならないとい
う欠点がある。更に、ロール１の支持方法は、圧
延機の構造上片支持とならざるを得ないためミル
剛性が小さく、これを対策しようとすると巨大な
圧延機とならざるを得なくなるなど多くの問題点
を有している。

以上の説明をまとめると、従来の圧延機は例え
ば外径16インチ以上の中空管を製造しようとする
場合に次のような欠点がある。

１ 一般的な圧延法では装置が大型化し膨大な設
備投資を必要とする。

２ 圧延法によらない成形法では、成形時間が長
くなり、寸法精度が悪く、摩擦による力量の損
失も大きいため大容量のプレスが必要となる。

３ エキスパンダーによる拡管法の場合も装置が
大型化し、またミル自体の剛性が小さくなる。

本発明は、上記のような欠点を解消した軸材圧
延機を得ることを目的としており、そのためには
次のような条件を満足する必要がある。

簡単な機構で比較的安価な設備であること。

加工力量が小さいこと。

１パスで大きな断面減少が得られること。

寸法精度が良いこと。

生産効率が良いこと。

以下、本発明による実施例を添付図面の第２〜
５図に基づいて説明する。なお、本実施例は中空
管の製造例である。

第２図に本発明による圧延機のロール付近の断
面図を示す。２つのフレーム３，４その垂直壁
５，６を対向させて基礎に固定してある。垂直壁
５，６にそれぞれ整列させて設けた穴にブラケツ
ト７，８の軸部（第３，４図にブラケツト７及び
その軸部７′を示す）を挿入して、ブラケツト
７，８がそれぞれ垂直壁５，６にボルトによつて
固着されている。なお、ブラケツト７の円周方向
の位置は、ピン９を垂直壁５に設けた複数の穴に
選択的にかん合させることによつて位置決めされ
る。ブラケツト７，８の内径部にはそれぞれ後述
の球面軸受１０を受け入れるための８個の穴１
１，１２が設けてある。ただし、ブラケツト８の
球面軸受受入用穴１２を配置した円周径は、ブラ
ケツト７の穴１１を配置した円周径よりも大きく
してある。フレーム３，４の垂直壁５，６の間に
ドライブリング１３が配置してあるが、このドラ
イブリング１３は内径部を有する本体１４とチエ
ーンホイール１５とをボルト１６によつて結合す
ることによつて構成してある。ドライブリング１
３は垂直壁５，６に固着したメタル１７，１８に
よつて支持されて、図示しない駆動装置及びチエ
ーンによつて駆動される。ブラケツト７，８の穴
１１，１２に球面軸受１０を介して圧延ロール１
９が支持される。すなわち、第５図に示すよう
に、圧延ロール１９の小径軸部２０が、ベアリン
グ２１及びこれを支持する球面軸受１０を介して
穴１１，１２内に支持される。前述のように穴１
１，１２の中心からの距離が異なつているため、
圧延ロール１９は第２図において右から左へと収
束するように傾斜して取り付けられることにな
る。なお、後述のように圧延ロール１９は、上記
第２図に示す正面断面図における場合と同様に平
面図に投影した場合においても圧延機の中心軸に
対して傾斜しており、従つて、圧延機の中心軸と
圧延ロール１９の軸心とは平行でもなく交わりも
しないように、圧延ロールは配置されている。

いま、圧延機の中心軸を中心として圧延ロール
１９の軸心を回転したとすると、圧延ロール１９
の軸心の軌跡は単双曲線回転面を形成する。すな
わち、複数の圧延ロール１９の軸心はこの仮想単
双曲線回転面上に位置していることになる。

圧延ロール１９を取り付けた状態において圧延
ロール１９の外周部はドライブリング１３の内径
部と接触するようにしてある。この他に、この圧
延機は、中空素材２２を支持するマンドレル２３
を有しており、また必要に応じて中空素材２２を
第２図において左方向へ押圧するための押込み装
置（図示してない）を有している。

以上のような構成にしてあるので、ブラケツト
７を円周方向に回転させてピン９により所定の位
置に設定して垂直壁５に固定すれば、圧延ロール
１９を中空素材２２の中心軸に対して、正面図お
よび平面図にそれぞれ投影した場合の圧延ロール
１９の傾斜を、所望される圧延量に応じて任意に
傾斜させることができる。圧延ロール１９は球面
軸受１０によつて支持されているので、上記傾斜
を無理なく与えることができる。この傾斜により
中空素材２２は圧延時に前進移動させられる。な
お、上記傾斜角度が小さいとき（10゜以内）に
は、圧延ロール１９の形状は円すい状とし、ドラ
イブリング１３の内径部はクラウン付円筒穴にす
れば、製作は容易になり、しかも常に良好な接触
を保つことができる。

この圧延機では、次のようにして圧延作業が行
なわれる。

駆動装置によつてドライブリング１３を回転さ
せ、マンドレル２３によつて支持された中空素材
２２を圧延ロール１９中に挿入する。圧延ロール
１９は中空素材２２から圧延反力を受けてドライ
ブリング１３の内径部に強く接触する。ドライブ
リング１３は回転しているので、圧延ロール１９
には摩擦力によつて回転力が与えられ、中空素材
２２は回転されると共に圧延ロール１９の傾斜の
ために前方へと送られて圧延が行なわれる。

本発明による圧延機により次のような効果が得
られる。

圧延ロールを駆動する動力はドライブリング
との間の摩擦力により与えられるため各ロール
に個別の駆動源が不要であり装置が簡単とな
る。

圧延ロールはドライブリングに支持されるの
で強度上の問題が少なくなり小径にすることが
でき、一般圧延設備に比べて装置が小型となる
ため設備費が少なくて済む。

小径ロールを使用するので加工力量が小さ
い。

ロールを小径とすることができるので限られ
たスペースに多数のロール（本実施例では８
本）を配置することができるようになり、複雑
なロール間ガイドを省略することができる。

多数のロールを使用して加工するため全体と
して大きな断面減少が得られる。

多数のロールを使用して全面から加工を加え
るため、寸法精度は良好である。

なお、本出願人の昭和54年９月17日付の出願に
係る特願昭54−117916号「軸材の延伸成形方法及
び装置」において、本出願人は「駆動されて回転
するリングと、リングの内径部において中心軸の
周囲に等分配されて支承される複数個のアイドル
ローラとを有し、各アイドルローラはその軸心が
リングの中心軸を中心とする単双曲線回転面上に
位置するように中心軸に対して傾斜させて配置さ
れていることを特徴とする延伸成形装置」を開示
したが、この成形装置と本願圧延機とは次の点で
相違する。すなわち、先の成形装置では素材は停
止させたままロールを公転及び自転させるのに対
して、本願圧延機ではロールは自転のみを行ない
素材がロールによつて回転される。このため、本
願圧延機では、ロールが素材を強制的に引き込み
回転させるため、素材に与える前進移動力が大き
く、また素材の一部が後方に盛り上がるというこ
ともなくなる。更に、素材は回転するので、素材
に与えるねじり力は小さく、また素材端部を固定
する必要がないので端部まで圧延でき、歩留が向
上する。また、圧延中は素材を押圧する必要がな
いのでロールの回転の安定性がよく、大きな圧延
比をとることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のロータリエキスパンダー法によ
る圧延機の概略図、第２図は本発明による圧延機
の断面図、第３図はブラケツトの正面図、第４図
は第３図に示すブラケツトの−線に沿う断面
図、第５図は圧延ロール部分の拡大断面図であ
る。 ３・・フレーム、４・・フレーム、５・・垂直
壁、６・・垂直壁、７・・ブラケツト、８・・ブ
ラケツト、９・・ピン、１０・・球面軸受、１
１・・穴、１２・・穴、１３・・ドライブリン
グ、１４・・本体、１５・・チエーンホイール、
１６・・ボルト、１７・・メタル、１８・・メタ
ル、１９・・圧延ロール、２０・・小径軸部、２
１・・ベアリング、２２・・中空素材、２３・・
マンドレル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中実又は中空の軸材を延伸成形するための軸
   材圧延機において、対向させて配置した２つのフ
   レームの垂直壁に複数の圧延ロールの各両端を回
   転可能に支承し、各圧延ロールはその軸心が圧延
   機の中心軸を中心とする単双曲線回転面上に位置
   するように中心軸に対して傾斜させて配置し、複
   数の圧延ロールの外周に同時に接触する内径部を
   有するドライブリングを２つのフレームの垂直壁
   に回転可能に支承し、このドライブリングを回転
   させる駆動装置を設けたことを特徴とする軸材圧
   延機。 ２ フレームの垂直壁に対して円周方向位置を調
   整可能なブラケツトを取り付け、ブラケツトに設
   けた複数の穴内に球面軸受を介して圧延ロールを
   支承して圧延ロールの傾斜角度を調整可能とした
   特許請求の範囲第１項記載の軸材圧延機。