JPS6178513A

JPS6178513A - 管棒材曲り矯正装置

Info

Publication number: JPS6178513A
Application number: JP19866384A
Authority: JP
Inventors: Kozo Takojima; 幸三蛸島
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1984-09-25
Filing date: 1984-09-25
Publication date: 1986-04-22
Also published as: JPH0219729B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野Ｊ大発明は管棒材曲り矯正装置に係り、特に長尺の管材、
中実丸棒材等の曲りを矯正するに好適な管棒材曲り矯正
装置に関する。

［従来の技術］一般に、油井管にあっては、端部にアップセット加工を
施し厚肉化するとともに、その厚肉部分にねじ加工を施
したアップセット管を、カフプリフグによって順次接続
回部とする。このアップセット管の製造にあっては、ア
ップセット部のねじ加工精度を確保するとともにアップ
セット管相りの接続を確実化すべく、所定以北の曲りを
矯正してその曲り量を所定の許容範囲に規制している。

このために曲り矯正装置を用いるが、その方法は１例え
ば特開昭！＋９−３９４１９号に開示されるように、被
矯正材の曲り量を測定し、該被矯正材を左右の２位置に
離隔配置されてなる一対の下型の支持面上に載置すると
ともに、その最大面り部位における突部を上型の直下に
配置し、上型の押圧面によって、最大面り量Ｘに対し、
所定の１次間敗Ｙ＝ｆ（ｘ）によって定まる圧下量Ｙを
被矯正材の最大面り部位に与えている。すなわち、第２
図は、被矯正材１を左右の下型２の支持面上にｉｌ、？
１した状態で、上型３によって、矯正力を加えた状態を
示している。

［発す１が解決しようとする問題点〕上記従来の下型２、上型３を用いた曲がり矯正装置によ
る場合には、第２図に示すように、被矯正材１は、左右
の下型２のエツジ部と点Ｐで点接触するとともに、上型
３の両側のエツジ部と点Ｑで点接触し、それらの点接触
部分に生ずる応力集中によってへこみ疵を生じる。

未発明は、被矯正材にへこみ疵を生じさせることｒＺ　
＜、被矯正材の曲りを矯正可能とすることを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段１上記目的を達成するために、本発明は、左右の２位置に
離隔配置されてなる一対の下型の支持面上に被矯正材を
４！置し５両下型に挟まれる中央部に配置されてなる上
型の押圧面によって上記被矯正材に矯正力を加え、被矯
正材の曲りを矯正する管棒材曲り矯正装置において、下
型の支持面が、被矯正材の軸方向に関して凸面をなすと
ともに。

被部＋Ｅ材の軸ｌα角方向に関して凹面をなすように設
定され、上型の押圧面も、被矯正材の軸方向に１ｙノシ
て凸＋ｈｉをなすとともに、被矯正材の軸直角方向に関
して凹面をなすように設定されてなるようにしたもので
ある。

［作　用］ヒ記未発明によれば　被矯正材と左右の下型。

および上型との接触部における応力集中が緩和され、被
部−１材にへこみ疵を生じさせることなく、被矯正材の
曲りをｙＪ正することが可能となる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例を示す正面図である。この曲
り矯正装置は、左右の２位置に離隔配置されてなる一対
の下型１０の支持面１１Ｊｌ：に被矯正材ｌをｔｌＬ、
両下型１０に挟まれる中央部に配置されてなる上型２０
の押圧面によってと記被部正材ｌに矯正力を加え、被矯
正材１の曲りを矯正することを可能としている。

第３図は下Ｊ！！ＩＯを示す正面図、第４因は下型１０
を示す側面図である。

下型１０の支持面１１は、被矯正材１の軸方向に関して
第３図に示すような凸面をなすとともに、被矯正材ｌの
軸直角方向に関して第４図に示すような凹面をなすよう
に設定されている。

ここで、下型ｌＯの支持面１１に設定される凸面は曲率
半径Ｒの円弧面とされ１曲率半径Ｒは下記（１）式によ
って定められている。

Ｒ−４ｆｉフ］了７〒〒・・・・・・（＋）ここで、Ａ
は両下型ｌＯの敲隔距層、ｈは上を２０が被矯正材ｌに
加える最大たわみ量、又は両下型１０の離隔方向に沿う
各下型１０の支持面１１の長さである。なお、この実施
例において。

下型１０の全長はＬであり、支持面１１を形成している
長さ文具外の１面は水平部とされている。

また、Ｆ型１０の支７．ｔ［Ｔｌ１ｔの上型２０側の端
部における接線の水平方向に対する傾きαは、上型２０
が被矯正材ｌに加える最大たわみ優に余裕下陣量を加え
た総下降看Ｋに対し、下記（２）式によって設定されて
いる。

ｔａｎ　ａ　＝　３　Ｋ　／　Ａ　−−（２）なお、上
記（＋）式、（２）式は以下のようにして定められた。

すなりも、被矯正材ｌを上記下型ｌＯによって支持する
とともに、被矯正材ｌの中央にｌ　乃２０によって矯正
力を加える時、被矯正材ｌのヤング率をＥ、被矯正材１
の断面２次モーメントを■６被矯正材１に加わる矯正力
をＷとすると　被矯正材ｌの最大なわみ１ｈ、被矯正材
１の下型ｌＯに支持されている部分の接線の傾きθは、ｈ＝ＷＡ／４８ＥＩ　　・・・・・・（３）ｔａｎ　　
Ｏ＝ＷＡ／　　ｌ　　６　　Ｅ　　Ｉ　　−−（４）で
表される。上記（３）式、（４）式によれば、ｒ記（５
）式が得られる。

ｔａｎ　Ｏ＝　３　ｈ　／　Ａ　−−（５）したがって
、と型２０の総下降１１Ｋに対し、Ｔ型１０の支持面１
１の上型２０側の端部における接線の水平方向に対する
傾きαは、前記（２）式によって定められる。他方、下
型ｌＯの支持面１１に与えるべき円弧の曲率半径をＲと
すると。

ｒａｎ　θ＝ｘ／Ｊ””’Ｍ丁７．．．　、、、　＜　
ｓ　）であり、（５）式、（６）式によれば、前記（１
）式が求められる。

第５図はＥ型２０を示す正面図、第６図は上型２０を示
す側面図である。上型２０の押圧面２１は、被矯正材１
の軸方向に関して第５図に示すような凸面をなすととも
に、被矯正材ｌの軸直角方向に関して第６図に示すよう
な凹面をなすように設定されている。

ここで、」−型２０の押圧面２１に設定される凸面は左
右対称曲面とされ、その対称中心点から距＃Ｘのへにお
ける接線の傾きＯは、下記（７）式によって設定されて
いる。

ｔａｎ　　Ｏ＝１２（ｈ／Ａ３）・ｘ（ｘ−Ａ）　−−
（？）なお、上記（７）式は以下のようにして定められ
た。すなわち、被矯正材ｌを下型１０によって支持する
とともに、被矯正材１の中央に上型２０によノて矯正力
を加える時、被矯正材ｌのヤング率をＥ、被矯正材１の
断面２次モーメントをＩ、被矯正材ｌに加わる矯正力を
Ｗとすると、被矯正材１の距＃Ｘの慨におけるたわみ９
Ｙ、および最大たわみ４Ｊ　ｈは、ＴＬ似的に下記（８
）式、（９）式によって表される。

Ｙ−（Ｗ／ＥＩ）−（Ａ−２ｘ）／４８−（Ａ２＋　２
　Ａ　ｘ　−２ｘ２）　−・−・−・（８）ｈ−ＷＡ’
　　／４８ＥＩ・−・・・・（９）Ｅ記（８）式および
（３）式によれば、下記（１０）式が得られる。

Ｙ＝ｈ・（Ａ−２ｘ）／Ａ・（Ａ＋２Ａｘ−２ｘ２）・
・・・・・（１０）ト記（１０）式を微分すれば、前記（７）式を求めるこ
とができる。

以下、上記下型１０および上型２０の作用効果について
説明する。

６に初、被矯正材１は下型１０の水平部１２に接触する
。上型２０が不因示のプレス装置によって下降し、被矯
正材ｌと接触すると同時に、被矯正材１は曲げモーメン
トを受けて水平方向に対しである角度を形成すると同時
に、上型２０の下降値の増大に伴ってその角度を増大す
る。その時、被部１Ｅｕｌと下型１０の接触部は水平部
１２かも、支持面１１上の１３．１４へと順次移動する
とともに拡大し、酸終的には支持面１１の１５に接触し
て矯正を終了する。ここで、下型ｌＯの支持面１１は、
被矯正材ｌの軸方向に関して前記（＋）・式で定められ
る非常に大きな曲率半径の凸面を備入るとともに、被矯
正材１の軸直角方向に関して被矯正材１の外径に合致す
ることが可能な円弧状の凹面を与えられていることから
、被矯正材ｌと下型ｌＯとは全体として面接触状態を得
ることが町能となり、波縞１１．材１にへこみ疵を生ず
ることがない。

また、被部＋ｔＥ材１とＬ型２０にあっても、上型２０
の押圧面２１が、被矯正材ｌの軸方向に関して円弧状の
凸面を備えるとともに、被矯正材１の軸直角方向に関し
て被矯正材ｌの外径に合致することがＩＪＴ能な円弧状
の凹面を与えられていることから３両者間に面接触状態
を得ることが可能となり、被矯正材ｌにへこみ疵を生ず
ることがない。

この時、被矯正材１と上型２０の接触部は、押圧面２１
」二を２２．２３．２４と順次移動するとともに拡大可
能とされている。

なお　被矯正材ｌと下型ｌＯ１上型２０の接触部は、Ｒ
密には円周上の線接触であるが、被矯正材ｌの弾性変形
もあって、全体として面接触状態である。また、被矯正
材Ｉの中央部に生ずる最大たわみＦ＾ｈについては、発
明者等の経験によれば、ｄ常の曲がり矯正においては、
被矯正材のスプリングパーｌり場を加味しても１５ｍｍ
程度である。したがって、Ｌ２下型１０．上を２０は現
実の曲がり矯ＩＥに広＜、８１１しＩｒ能である。

ところで、本発明の実施においては、下型【０に（１）
式で規定される凸面を正確に形成し、」二型２０に（７
）式で規定される凸面を正確に形成することが困難であ
る。１４７図、第８図は、上記下型ｌＯ１上型２０にお
ける正確な支持面１１．押圧面２１の形成上の困難を排
除する為に、それらの下型１０．　　上型２０に代えて
考えられた下型３０、上型４０である。

下型３０の支持面３１に設定される凸面は、＃ｌきの異
なる複数の直線の１！！統化によって形成されている。

各直線の＃Ｊ！１θｎ　（θ昌　θ２．θＪ　）は。

下記（１１）式によって設定される。

ｊａｎ　θｎ　＝　３　ｈ　ｎ　／　Ａ−−（目）ここ
で、Ａは両下型３０の離隔距離、ｈａは各直線に対応す
る被矯正材１のたわみ量である０例えば、Ａが８００１
■、直線３２Ａに対応するｈＩ　　が５１−１直線３２
Ｂに対応するｈｚ　が１１）ｇａ、ｌｌ８ｒｔｉ３２Ｃ
に対応するｈａ　　が１５ｍｍである場合には。

θ、は約１度、Ｑ２　　は約２度、θン　は約３度とな
る。な８１各＋１を線３２Ａ〜３２Ｇの水平距離はそれ
ぞれ３０ｍ１とされる。

Ｌ型４０の押圧面４１に設定される凸面は、曲率゛外径
の異る？＆［数の曲線の１！１統化によって形成されて
いる。ここで、）１ｉｉ４０の押圧面４１に設定される
凸面は左右対称曲面とされ、該凸面を形成する各曲線の
曲率１径Ｒｎ　（Ｒ＋　　、Ｒ２）は、下記（１２〕式
によって設定される。

ＲｒＬ＝　　ｘ”（１−ｃｏｓ”ｌ）７丁−・・−・（
＋２）ここで、Ｘは該凸面の対称中心点からの距離、０
「は距離Ｘの点における接線の＃ｉきであって、ｊａｎ
　θｎ　＝　１２１（ｈｎ　／Ａ　　）　　偕ｘ　（ｘ
−Ａ）・・・・・・（１３）である、また、ｈｎは各曲線に対応する被Ｗ４ｉＥ材」
のたわみ晴である１例えば、Ａが８００＋＋ｍ　、曲線
４２Ａに対応するｈｌ　　が５　ａｓ、曲線４２Ａの区
間中心点が凸面の対称中心へに対してなすｘｌ　　が３
５ｍ５．曲線４２Ｂに対応するｈｚ　　がｉｏｍｓ、曲
１９４２Ｂの区間中心点が凸１ωの対称中心点に対して
なすｘ２−が６５１Ｉ１１テある場合には、ＯＩ　　が
０．２度でＲ１が＋０００腸−１θＺが０．６４度で８
２が５８００ｍｍとなる。

なお、上記下型３０、」−型４０にあっては１それらの
直線の個数、曲線の個数を４〜５とするのが現実的であ
る。また、この場合、エツジ部の面取が必要である。

また、本発明に係る下型および上型の形状を硬質ウレタ
ン等によって正確に形成する場合には。

硬質ウレタン等の弾性変形によって、被矯正材とそれら
下型、上型との間に更に大きな面接触状態を得ることが
ＯＩ能となる。

第９図は、外径２・７７８　インチの管材、外径５イン
チの管材の曲り矯正において、Ｑ、：１ｍｍ以上のへこ
み疵が発生する発生Ｊ（％）を調査した結果である。従
来方法による場合には、外径２・７／８インチの管材に
おいてへこみ疵の発生率が８．５％、外径５インチの管
材に対してその発生率が２２．５％であり、外径の増大
につれてへこみ疵の発生頻度が大となることが認められ
る。これに対し１本発明によれば、いずれの外径の管材
においても　へこみ朧の発生率がＯとなることが認めら
れ　未発用は特に大型の管体材においてイ１効であるこ
とか認められる。

［発明の効果］ｕｈのように本発明は、左右の２位置に離隔配置されて
なる一対の上型の支持面上に被矯正材を載置し１両下型
に挟まれる中央部に配！！されてなる上型の押圧面によ
ってＥ記被部正材に矯正力を加え、被矯正材の曲りを矯
正する管棒材曲り矯正装置において、下型の支持面が、
被矯正材の軸方向に関して凸面をなすとともに、被矯正
材の軸直ｆｉｔ力向に関して凹面をなすように設定され
、Ｉ：型の押出面も、被矯正材の軸方向に関して凸面を
なすとともに、被矯正材の軸直角方向に関して凹面をな
すように設定されてなるようにしたものである。したが
って１本発明は、被矯正材にへこみ疵を生じさせること
なく、被矯正材の曲りを矯正することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発明の一実施例を示す正面図、第２図は従来
例を示す１！ユ面図、第３図は第１図の下型を示すｌＬ
血図、第４図は第３図の側面図、第５図は第１図の上型
を示す正面図、第６図は第５図の側面図、第７図は下型
の変形例を示す正面図、第８図は１−へ１！の変形例を
示す正面図、第９図はへこみ疵の発生率を示す比較図で
ある。１０．３０・・・下型　１１．３１・・・支持面。２０．４０・・・上型、２１．４１・・・押圧面。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）左右の２位置に離隔配置されてなる一対の下型の
支持面上に被矯正材を載置し、両下型に挟まれる中央部
に配置されてなる上型の押圧面によつて上記被矯正材に
矯正力を加え、被矯正材の曲りを矯正する管棒材曲り矯
正装置において、下型の支持面が、被矯正材の軸方向に
関して凸面をなすとともに、被矯正材の軸直角方向に関
して凹面をなすように設定され、上型の押圧面も、被矯
正材の軸方向に関して凸面をなすとともに、被矯正材の
軸直角方向に関して凹面をなすように設定されてなるこ
とを特徴とする管棒材曲り矯正装置。
（２）下型の支持面に設定される凸面の曲率半径Ｒが、Ｒ＝ｌ√［（Ａ／３ｈ）＾２＋１］であり、（Ａは両下型の離隔距離、ｈは上型が被矯正材
に加える最大たわみ量、ｌは両下型の離隔方向に沿う各
下型の支持面の長さ、上型の押圧面に設定される凸面が
左右対称曲面とされ、その対称中心点から距離ｘの点に
おける接線の傾きθが、ｔａｎθ＝１２・（ｈ／Ａ＾３）・ｘ・（ｘ−Ａ）であ
る特許請求の範囲第１項に記載の管棒材曲り矯正装置。
（３）下型の支持面に設定される凸面が、傾きの異なる
複数の直線の連続化によつて形成され、上型の押圧面に
設定される凸面が、曲率半径の異なる複数の曲線の連続
化によつて形成される特許請求の範囲第１項に記載の管
棒材曲り矯正装置。
（４）下型の支持面に設定される凸面を形成する各直線
の傾きθｎが、ｔａｎθｎ＝３ｈｎ／Ａであり（Ａは両下型の離隔距離、ｈｎは各直線に対応す
る被矯正材のたわみ量）、上型の押圧面に設定される凸
面が左右対称曲面とされ、該凸面を形成する各曲線の曲
率半径Ｒｎが、Ｒｎ＝√［ｘ＾２（１−ｃｏｓ＾２θｎ）］である（ｘ
は該凸面の対称中心点からの距離、θｎは距離ｘの点に
おける接線の傾きであつて、ｔａｎθｎ＝１２・（ｈｎ
／Ａ＾３）・ｘ（ｘ−Ａ）、ｈｎは各曲線に対応する被
矯正材のたわみ量）特許請求の範囲第３項に記載の管棒
材曲り矯正装置。