WO2012067343A2 - 잔류응력을 이용한 금속관 연속 제조장치 - Google Patents

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WO2012067343A2
WO2012067343A2 PCT/KR2011/007042 KR2011007042W WO2012067343A2 WO 2012067343 A2 WO2012067343 A2 WO 2012067343A2 KR 2011007042 W KR2011007042 W KR 2011007042W WO 2012067343 A2 WO2012067343 A2 WO 2012067343A2
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roller
metal
residual stress
main bending
metal tube
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방만혁
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(주)금강
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/06—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles
    • B21D5/10—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles for making tubes
    • B21D5/12—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles for making tubes making use of forming-rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/083—Supply, or operations combined with supply, of strip material

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for manufacturing a metal tube by applying plasticity to a thin metal sheet and bending it with residual stress. More specifically, the conventional uncoiler is formed by disposing the metal tube in which the uncoiler is formed. Compared to the metal tube forming apparatus located on the opposite side to the discharge direction of the metal tube, the space can be used more efficiently, and stronger tensile force is applied to the metal plate bent in the main roller to increase the bending moment in the width direction of the plate.
  • the present invention relates to a metal tube continuous manufacturing apparatus using the residual stress applied.
  • Steel pipes have been manufactured mainly on low-cost carbon steel, and have been supplemented with zinc plating and painting for corrosion resistance.
  • a process of manufacturing a metal tube (metal pipe) such as stainless steel or a special metal as shown in FIG. 1, first, bending the thin metal plate 1 released from the uncoiler 100 by the auxiliary roller 2 Then, bending plastic processing is performed, and the plate material coming out from the next auxiliary roller 2 is subjected to the bending plastic force in earnest by the main roller 3, and finally the metal plate material is horizontally rolled out and discharged.
  • metal tube metal pipe
  • the plastic sheet material discharged by plastic bending is discharged by the squeeze rolls 4 that exert a force on both sides to form the metal tube, so that the end edges of the metal sheet are abutted to form a cross-sectional shape of the metal tube.
  • the end is welded by the welder 6 to form a completed metal tube.
  • the auxiliary roller 2 must always be present to increase the molding force of the main roller 3. In order to reduce the contact angle of the auxiliary roller 2 and the metal plate 1 even a little, the diameter of the auxiliary roller 2 had to be increased.
  • the space occupancy of the manufacturing apparatus itself becomes large in the longitudinal direction. Therefore, in practice, it is very inconvenient in terms of work and inefficient in terms of space efficiency in manufacturing metal tubes in factories.
  • the contact angle to the auxiliary roller 2 is larger than the contact angle to the main roller 3, so that the forming force by the auxiliary roller 2 can be made larger.
  • the bending force is reduced by adding a residual stress opposite to the surface of the plate forming the outer circumferential surface of the metal tube.
  • auxiliary roller 2 should literally serve to change the direction of the sheet regardless of the addition of residual stress, or to serve to further enhance the bending effect of the main roller 3, according to the prior art.
  • Metal tube forming apparatus has overlooked this.
  • the metal tube manufacturing apparatus is composed of only the auxiliary roller (2) and the main roller (3) has a limit in providing the tensile force in the longitudinal direction of the plate.
  • the bending moment is weak due to the characteristics of the thin plate, the purpose can not be achieved, and the greater the tensile force has a residual stress that has a larger bending moment in the width direction of the plate, the tension is weak
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art, an object of the present invention, the position of the uncoiler is formed in a direction in which the metal tube to be discharged is discharged and the direction of the conventional uncoiler metal tube is discharged and Compared to the metal tube forming apparatus located on the opposite side is to provide a metal tube manufacturing apparatus using the residual stress to make the molding force is more excellent and the space utilization can be more efficient.
  • Another object of the present invention is to position the uncoiler in the direction in which the metal tube is molded and discharged, so that the contact angle between the angle adjusting roller and the metal sheet is always small regardless of the size of the diameter radius of the angle adjusting roller and the main bending roller. It is to provide a metal tube manufacturing apparatus using the residual stress.
  • Still another object of the present invention is to further include a tension roller for adding longitudinal tension to the metal plate bent to the angle adjusting roller and the main bending roller in the metal tube manufacturing apparatus to add a greater longitudinal tension to increase the residual stress. It is to provide a metal tube manufacturing apparatus using the residual stress to more effectively give the width direction bending moment of the plate.
  • the present invention will be implemented by the embodiment having the following configuration in order to achieve the above object, and includes the following configuration.
  • An uncoiler in which a metal sheet having a predetermined width is wound in a state corresponding to the circumferential length of the produced metal tube;
  • the metal tube forming manufacturing apparatus comprising: a molded part for plastic bending by the residual stress that causes the bending moment in the width direction of the metal sheet released from the uncoiler;
  • the molding unit the angle adjusting roller for bending the surface forming the outer surface of the metal tube to be produced inwardly molded; And a main bending roller which is plastically bent by the residual stress with the inner surface of the metal tube facing inward, wherein the uncoiler is positioned in a direction in which the metal tube is molded and discharged, sequentially from right to left.
  • the angle adjusting roller and the main bending roller are positioned, the metal sheet material supplied from the uncoiler is supplied to the main bending roller through the angle adjusting roller, and the molding part is formed of the metal sheet wound around the main bending roller.
  • a tension roller for adding a tensile force in the longitudinal direction, wherein the contact angle ( ⁇ 3 ) between the main bending roller and the metal plate is greater than the contact angle ( ⁇ 2 ) between the angle adjusting roller and the metal plate.
  • the molding unit is characterized in that the diameter radius (r 2 ) of the angle adjusting roller is configured to be larger than the diameter radius (r 3 ) of the main bending roller.
  • the molding unit characterized in that the diameter radius (r 2 ) of the angle adjusting roller is smaller than or equal to the diameter radius (r 3 ) of the main bending roller.
  • the tension roller is characterized in that it is installed in contact with the metal plate before winding to the angle adjustment roller.
  • the tension roller is characterized in that it is installed in contact with the metal plate between the angle adjusting roller and the main bending roller.
  • the main bending roller and the angle adjustment roller is characterized in that it is installed to move up and down.
  • the tension roller is characterized in that it is installed so as to move up and down and left and right.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a metal tube manufacturing apparatus according to the prior art
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a metal tube manufacturing apparatus using the residual stress according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view showing a metal tube manufacturing apparatus using a residual stress according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing the area and the contact angle of the plate contact the angle adjusting roller and the main bending roller according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a metal tube manufacturing apparatus using residual stress according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a metal tube manufacturing apparatus using a residual stress according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the area and the contact angle of the plate contact the angle adjusting roller and the main bending roller according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views and perspective views showing a metal tube continuous manufacturing apparatus using the residual stress according to an embodiment of the present invention.
  • the metal tube manufacturing apparatus of the present invention largely includes an uncoiler 100, an angle adjusting roller 210, and a main bending roller 310.
  • the plate 10 wound around the uncoiler 100 has a residual stress in the forming portion, in particular, by bending plastic working force of the main bending roller 310 to form a bending moment with respect to the width direction in the width direction. Both ends are rolled up and shaped into a tube.
  • Metal tube manufacturing apparatus of the present invention is provided with a molded portion to have a metal sheet 10 is bent to have a residual stress. Accordingly, the molding part includes an angle adjusting roller 210 and a main bending roller 310 for forming a metal tube by a bending moment in the width direction of the plate.
  • the place where the molded part is located is to the left and the place where the completed metal tube is discharged to the right.
  • the uncoiler 100 is located in the direction in which the metal tube is molded and discharged. That is, as shown in Figures 2 and 3, the uncoiler 100 is located on the right side of the forming portion (main bending roller and the angle adjustment roller), the metal plate 10 to the angle adjustment roller 210 ) And the main bending roller 310. Therefore, the main bending roller 310, the angle control roller 210 and the uncoiler 100 are sequentially disposed along the molding discharge direction of the metal tube, that is, the angle adjustment roller (on the right side of the main bending roller 310) 210 is located, the uncoiler 100 is located on the right side of the angle adjustment roller 210.
  • the contact angle ⁇ 2 of the angle adjusting roller 210 and the metal plate 10 is determined by the main bending roller and the angle adjusting roller. Irrespective of the size of the diameter, the main bending roller 310 is always formed smaller than the contact angle ⁇ 3 of the metal plate 10.
  • the contact angle of the metal plate 10 in contact with the angle adjusting roller 210 can always be kept small.
  • the diameter of the angle adjusting roller 210 can be made smaller or the same as the diameter of the main bending roller, if necessary, can also be made larger.
  • the metal tube manufacturing apparatus of the present invention is to reduce the installation space in the longitudinal direction, and ultimately to facilitate the operation and improve the economics.
  • the angle control roller 210 the metal plate 10 is bent, but rather than the function of plastic bending processing rather than the metal plate 10 is bent at a large contact angle in the main bending roller 310, which is the next process Plastic bending is performed to have residual stress. That is, as shown in Figure 4, the metal plate 10 serves to adjust the angle of bending so that the surface in contact with the outer peripheral surface of the main bending roller 310 is larger.
  • the angle adjusting roller 210 is not the main role of giving the bending moment in the width direction by adding the residual stress to the plate 10 to be bent, the metal plate 10 in contact with the outer peripheral surface of the main bending roller 310 Maintaining the contact angle to be bent by increasing the area of maximal to maximize the bending plastic processing force.
  • the surface of the metal plate 10 in contact with the angle adjusting roller 210 is a portion forming the outer circumferential surface of the metal tube to give a bending moment to dry in the width direction by adding residual stress to the portion forming the outer circumferential surface of the sheet. Rather, it acts as a large obstacle to the manufacture of metal tubes. Therefore, the contact angle of the metal plate 10 in contact with the angle adjustment roller 210 is formed to be small to reduce the residual stress added, to maximize the contact angle bent in the main bending roller 310 It is the main feature of the invention.
  • main bending roller 310 and the angle adjustment roller 210 may be installed to be movable up and down, through the vertical movement to adjust the contact angle or the contact area between the main bending roller and the angle control roller and the metal plate. It can be.
  • the diameter of the main bending roller and the diameter of the angle adjusting roller can be made irrelevant. That is, the main bending roller may be formed to have a larger diameter cross section than the angle adjusting roller, or the angle adjusting roller may be formed to have a larger diameter cross section than the main bending roller.
  • the molding unit as shown in Figure 4, the diameter radius r 2 of the angle adjusting roller 210 is larger than the diameter radius r 3 of the main bending roller 310, the main bending roller May have a smaller diameter than the angle adjusting roller, but the diameter radius of the angle adjusting roller 210 may be smaller than or equal to the diameter radius of the main bending roller.
  • the metal tube manufacturing apparatus of the present invention can be configured irrespective of the diameter radius of the main bending roller 310 and the angle adjusting roller 210, the position of the uncoiler 100 is the angle adjusting roller 210. It can be achieved by installing at the right side of the) and always making the contact angle between the angle adjusting roller and the metal plate small.
  • the metal tube manufacturing apparatus of the present invention may further include a tension roller 410 in the molding unit together with the angle control roller 210.
  • the tension roller 410 is provided before the angle adjusting roller 210 in FIGS. 5 and 6, this is only one preferred embodiment, and the tension roller 410 is bent to the main bending roller 310. If it is configured to function to increase the longitudinal tensile force of the plate 10 is not a problem where provided separately.
  • the tension roller 410 may be provided between the angle adjustment roller 210 and the main bending roller 310. Accordingly, the metal plate 10 bent to the main bending roller 310 may increase the tensile force in the longitudinal direction by pressing and applying a force to the metal plate 10 which is bent and discharged by the angle adjusting roller 210. Will be. That is, the tension roller 410 may be installed in contact with the metal plate between the angle adjustment roller 210 and the main bending roller 310.
  • the tension roller 410 may be installed to be moved up and down and left and right as needed. Through this, it is possible to adjust the contact area and the contact angle of the main bending roller and the angle control roller and the metal plate.
  • the reason for increasing the longitudinal tensile force on the metal sheet 10 to be bent in the main bending roller 310 is because it can increase the larger residual stress. That is, when a strong tensile force is added to the main bending roller 310 when bending plastic processing, a larger residual stress may be formed, and the bending direction of the metal plate 11 that is eventually discharged is improved, thereby providing a more perfect metal tube. This is because it can be formed.
  • the tension roller 410 Since the metal plate 10 is first applied upward through the tension roller 410 before the metal plate 10 is bent to the angle adjusting roller 210, the metal plate 10 is stretched to have a greater tensile force.
  • the main bending roller 310 is bent with the improved tensile strength as described above, a greater residual stress is derived, and the metal sheet 11 discharged by the increased residual stress has an increased bending moment in the width direction. It will be able to form a circular cross-sectional shape of.
  • the angle adjusting roller 210 has an outer circumferential surface contact surface with the main bending roller 310 by adjusting the angle of the metal plate 10 wound on the main bending roller 310.
  • the tension roller 410 is designed to add a large tensile force to the metal plate 10 wound on the main bending roller 310 to have an improved residual stress.
  • the present invention can achieve the following effects by the combination of the above-mentioned problem solving means and the configuration to be described later, the operation relationship.
  • the position of the uncoiler is located in the direction in which the metal tube to be molded is discharged, so that the space can be used more efficiently than the metal tube forming apparatus located on the opposite side to the direction in which the conventional uncoiler is discharged metal tube Economics can be promoted.
  • the present invention further includes a tension roller for adding a longitudinal tension force to the metal plate bent to the angle adjusting roller and the main bending roller in the metal pipe manufacturing apparatus to add a greater longitudinal tension force to increase the residual stress of the plate.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)

Abstract

얇은 금속판재에 소성을 가하여 잔류응력으로 굽힘 가공하여 금속관을 제조하는 장치가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치는 언코일러의 위치가 성형되는 금속관이 배출되는 방향에 위치하여 기존의 언코일러가 성형되는 금속관이 배출되는 방향과 반대쪽에 위치하는 금속관 성형장치에 비해 공간이용을 효율적으로 할 수 있도록 하고, 텐션롤러를 추가적으로 부가하여 주벤딩롤러에서 벤딩되는 금속판재에 보다 강한 인장력을 부가하여 판재의 폭방향으로 더욱더 큰 굽힘모멘트를 부여할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

잔류응력을 이용한 금속관 연속 제조장치
본 발명은 얇은 금속판재에 소성을 가하여 잔류응력으로 굽힘 가공하여 금속관을 제조하는 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 언코일러의 위치가 성형되는 금속관이 배출되는 방향에 위치하여 기존의 언코일러가 성형되는 금속관이 배출되는 방향과 반대쪽에 위치하는 금속관 성형장치에 비해 공간이용을 효율적으로 할 수 있도록 하고, 메인롤러에서 벤딩되는 금속판재에 보다 강한 인장력을 부가하여 판재의 폭방향으로 더욱더 큰 굽힘모멘트를 부여하는 잔류응력을 이용한 금속관 연속 제조장치에 관한 것이다.
강관은 일반적으로 저가의 탄소강 위주로 제조되어 왔으며 내식성을 위해 아연도금 및 도장 등으로 보완되어 사용되어 왔다.
또한 내식성이 우수한 수지계열의 관을 사용하였으나 열 경화와 환경 및 미관상의 이유로 스테인리스 관의 사용이 증가하고 특수 용도로 고가의 소재를 사용하여야 하는 경우가 많아 졌다.
하지만 고가의 소재는 경제적인 부담 또는 목적상 박판 제조기술을 요하게 되었고 이에 일반적인 롤포밍 방식은 박판 조관은 적합하지 않고 슈 방식은 진원이 나오지 않는 문제점이 대두 된다.
이에 통상적으로 스테인레스 또는 특수금속 등의 금속관(금속 파이프)을 제조하는 공정은 도 1에 도시되어 있는 것처럼 먼저 언코일러(100)에서 풀어져 나오는 얇은 금속 판재(1)를 보조롤러(2)에 의해 벤딩하여 굽힘 소성가공하게 되고, 다음 보조롤러(2)로부터 나오는 판재가 메인롤러(3)에 의해 본격적으로 굽힘 소성력을 주어 최종적으로 금속판재는 가로로 말려 배출되게 된다.
이와 같이 소성 굽힘가공되어 배출된 금속판재는 금속관 형성을 위해 양 옆에 힘을 가하는 스퀴즈롤(4)에 의해 금속판재의 끝단 가장자리가 맞닿게 되어 금속관의 단면 모양을 이루게 된다. 결국 종국적으로 금속관이 형성된 후 용접기(6)로써 끝단을 용접하게 됨으로써 완성된 금속관을 형성하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래기술의 금속관 제조장치들은 언코일러(100)가 성형장치의 좌측(일직선상)에 위치하기 때문에, 메인롤러(3)의 성형력을 크게 하기 위하여 항상 보조롤러(2)가 있어야만 되었고, 보조롤러(2)와 금속판재(1)의 접촉각을 조금이라도 줄여주기 위하여 보조롤러(2)의 직경이 커질 수밖에 없는 상황이었다.
결국, 종래발명에 따른 금속관 제조장치에서는 제조장치 자체의 공간 점유가 길이방향으로 크게 된다. 따라서 이는 실제로 공장에서 금속관을 제조하는데 있어서, 작업면에서도 매우 불편하며, 공간 효율면에서도 비경제성을 가지고 있는 것이다.
또한, 도 1에서는 보조롤러(2)에의 접촉각이 메인롤러(3)에의 접촉각보다 더 크게 되어 결국 보조롤러(2)에 의한 성형력이 더 크게 될 수 있는데, 이러한 보조롤러(2)에 의한 성형력을 금속관의 외주면을 형성하는 판재의 면에 반대된 잔류응력을 부가하여 말리는 굽힘 모멘트를 축소시키게 된다.
그러나, 실제적으로 금속관의 제조시 금속관의 내주면을 형성하는 판재의 면에 잔류응력을 부가하여 폭방향으로 말리는 굽힘모멘트를 주어야 한다. 이에 보조롤러(2)는 말 그대로 잔류응력의 부가와는 무관하게 판재의 방향을 전환시켜 주는 역할을 하거나, 메인롤러(3)의 벤딩 효과를 더 높여 주는 역할을 해야 하는 것인데, 종래기술에 의한 금속관 성형장치는 이를 간과한 점이 있다.
더 나아가, 종래발명에 따른 금속관 제조장치는 보조롤러(2)와 메인롤러(3)만으로 구성되어 판재의 길이방향의 인장력 부여에 한계를 갖게 된다. 즉, 판재의 길이방향의 인장력이 없으면 박판의 특성상 굽힘 모멘트가 약하게 되어 목적을 달성할 수 없고, 인장력이 클수록 더 큰 판재 폭방향의 굽힘모멘트를 갖게 하는 잔류응력을 갖게 되는데, 이러한 텐션이 미약하여 금속관 제조시 원형의 단면형상을 가지는 금속관 제조가 어렵게 된다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 언코일러의 위치가 성형되는 금속관이 배출되는 방향에 위치하여 기존의 언코일러가 성형되는 금속관이 배출되는 방향과 반대쪽에 위치하는 금속관 성형장치에 비해 성형력이 더욱 우수하고 공간이용도 효율적으로 할 수 있도록 하여 경제성을 도모할 수 있도록 하는 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 언코일러의 위치를 금속관이 성형 배출되는 방향에 위치시킴으로써, 각도조절롤러와 주벤딩롤러의 직경반지름의 크기에 상관없이 상기 각도조절롤러와 금속판재의 접촉각을 항상 작게 할 수 있도록 하는 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 금속관 제조장치에 각도조절롤러와 주벤딩롤러에 벤딩되는 금속 판재에 길이방향 인장력을 부가하기 위한 텐션롤러를 추가적으로 구비하여 보다 큰 길이방향 인장력을 부가하여 잔류응력을 증가시켜 판재의 폭방향 굽힘모멘트를 더욱더 효과적으로 부여할 수 있도록 하는 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 앞서 상술한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의하여 구현될 것이며, 하기와 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치는,
생산되는 금속관의 원주 길이에 대응하여 일정한 폭을 가진 금속 판재를 감겨있는 상태로 보관한 언코일러; 및 상기 언코일러로부터 풀려나오는 금속 판재를 폭방향에 대한 굽힘 모멘트를 유발하는 잔류응력에 의해 소성 굽힘 가공하는 성형부;를 포함하는 금속관 성형 제조장치에 있어서,
상기 성형부는, 생산되는 금속관의 바깥면을 형성하는 면을 안쪽으로 향하여 벤딩되어 성형하는 각도조절롤러; 및 금속관의 내면을 형성하는 면을 안쪽으로 향하게 하면서 잔류응력에 의해 소성 굽힘 가공되는 주벤딩롤러;를 포함하되, 상기 언코일러는 상기 금속관이 성형 배출되는 방향에 위치되는 것으로, 우측부터 좌측으로 순차적으로 언코일러, 각도조절롤러 및 주벤딩롤러가 위치함으로써, 상기 언코일러로부터 공급되는 금속판재가 상기 각도조절롤러를 통해 상기 주벤딩롤러로 공급되며, 상기 성형부는 상기 주벤딩롤러에 감기는 금속 판재의 길이방향으로 인장력을 부가하는 텐션롤러를 포함하며, 상기 주벤딩롤러와 금속판재의 접촉각(θ3)이 상기 각도조절롤러와 금속판재의 접촉각(θ2)보다 크도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 성형부는, 상기 각도조절롤러의 직경 반지름(r2)이 상기 주벤딩롤러의 직경 반지름(r3)보다 크도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기 성형부는, 상기 각도조절롤러의 직경 반지름(r2)이 상기 주벤딩롤러의 직경 반지름(r3)보다 작거나 같도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 텐션롤러는, 상기 각도조절롤러에 감기기 전의 금속 판재에 접촉 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 텐션롤러는, 상기 각도조절롤러와 상기 주벤딩롤러 사이의 금속 판재에 접촉 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 주벤딩롤러와 각도조절롤러는 상하로 이동할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 텐션롤러는 상하 및 좌우로 이동할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래기술에 따른 금속관 제조장치를 도시한 단면도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치를 도시한 단면도;
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치를 도시한 사시도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 각도조절롤러와 주벤딩롤러에 판재가 접촉하는 면적 및 접촉각을 도시한 단면도;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치를 도시한 단면도;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치를 도시한 사시도; 및
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각도조절롤러와 주벤딩롤러에 판재가 접촉하는 면적 및 접촉각을 도시한 단면도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 잔류응력을 이용한 금속관 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 잔류응력을 이용한 금속관 연속 제조장치에 대하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
우선 도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력을 이용한 금속 관 연속제조장치를 도시한 단면도 및 사시도이다.
이에 따르면 본 발명의 금속관 제조장치는 크게, 언코일러(100), 각도조절롤러(210) 및 주벤딩롤러(310)를 포함한다. 상기 언코일러(100)에 감겨져 있는 판재(10)는 성형부 중에서, 특히 상기 주벤딩롤러(310)의 굽힘 소성 가공력에 의해 잔류응력을 가짐으로써 폭방향에 대하여 굽힘 모멘트를 형성하여 폭방향으로 양 끝단이 말려올라가도록 하면서 관으로 성형되는 것이다.
본 발명의 금속관 제조장치는 금속 판재(10)가 벤딩되도록 하여 잔류응력을 갖도록 하는 성형부를 구비한다. 이에 상기 성형부는 판재의 폭방향에 대한 굽힘모멘트에 의해 금속관을 성형하게 되는 각도조절롤러(210)와 주벤딩롤러(310)를 구비한다.
본 발명에 따른 금속관 제조장치를 설명함에 있어서, 금속관이 성형되어 배출되는 방향을 기준으로 하여 정면에서 금속관 제조장치를 보았을 때, 성형부가 위치한 곳을 좌측으로 하고 완성된 금속관이 배출되는 곳을 우측으로 하여 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 금속관 제조장치에 있어서, 가장 바람직하게는, 상기 언코일러(100)가 금속관이 성형 배출되는 방향에 위치하는 것이다. 즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 언코일러(100)가 상기 성형부(주벤딩롤러 및 각도조절롤러)의 우측에 위치하여, 금속판재(10)를 상기 각도조절롤러(210)와 상기 주벤딩롤러(310)에 공급하는 것이다. 따라서, 상기 주벤딩롤러(310), 각도조절롤러(210) 및 언코일러(100)는 순차적으로 금속관의 성형 배출 방향을 따라 배치되는데, 즉 상기 주벤딩롤러(310)의 우측에 각도조절롤러(210)가 위치하고, 상기 각도조절롤러(210)의 우측에 언코일러(100)가 위치한다.
상기 성형부와 언코일러(100)의 배치에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 각도조절롤러(210)와 금속판재(10)의 접촉각(θ2)은 주벤딩롤러와 각도조절롤러의 직경의 크기와 상관없이 상기 주벤딩롤러(310)와 금속판재(10)의 접촉각(θ3)보다 항상 작게 형성된다.
이와 같이, 상기 언코일러(100)가 금속관이 성형 배출되는 방향(성형부의 우측)에 위치함으로써, 상기 각도조절롤러(210)에 접촉하는 금속판재(10)의 접촉각이 항상 작게 유지될 수 있기 때문에 상기 각도조절롤러(210)의 직경을 필요에 따라서 상기 주벤딩롤러의 직경보다 작거나 동일하게 만들 수 있고 크게도 만들 수 있는 것이다.
또한, 이러한 언코일러(100)의 배치로 인해 본 발명의 금속관 제조장치는 길이방향으로 설비 설치공간이 줄어들게 되고, 종국적으로 작업의 편의성을 도모하며 경제성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
상기 각도조절롤러(210)는, 금속판재(10)가 벤딩되기는 하나 소성 굽힘가공하는 기능을 한다기 보다는 오히려 다음 공정인 주벤딩롤러(310)에서 상기 금속판재(10)가 큰 접촉각으로 벤딩되면서 소성 굽힘가공되어 잔류응력을 가질 수 있도록 하는 기능을 한다. 즉, 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 금속 판재(10)가 주벤딩롤러(310)의 외주면에 접촉하는 면이 더 크게 되도록 벤딩되는 각도를 조절하는 기능을 하는 것이다.
즉, 각도조절롤러(210)는 벤딩되는 판재(10)에 잔류응력을 부가하여 폭방향의 굽힘 모멘트를 주는 것이 주 역할이 아니라, 주벤딩롤러(310)의 외주면에 접촉하는 금속판재(10)의 면적을 최대한 크게 하여 벤딩되는 접촉각도를 크게 유지함으로써 굽힘 소성가공력을 극대화될 수 있도록 유지하는 역할을 한다.
상기 각도조절롤러(210)에 접촉되는 금속판재(10)의 면은 금속관의 외주면을 형성하는 부위로써 이러한 판재의 외주면을 형성하는 부위에 잔류응력을 부가하여 폭방향으로 말리도록 하는 굽힘모멘트를 주는 것을 오히려 금속관을 제조하는데 커다란 방해요소로 작용한다. 따라서, 상기 각도조절롤러(210)에 접촉하는 금속판재(10)의 접촉각은 작게 형성하여 부가되는 잔류응력을 작게 하고, 상기 주벤딩롤러(310)에서 벤딩되는 접촉각을 극대화할 수 있도록 하는 것이 본 발명의 주된 특징이다.
또한, 상기 주벤딩롤러(310)와 각도조절롤러(210)는 상하로 이동가능하게 설치될 수 있는데, 이러한 상하 이동을 통해서 주벤딩롤러 및 각도조절롤러와 금속판재와의 접촉각이나 접촉면적을 조절할 수 있는 것이다.
상기 각도조절롤러(210)와 주벤딩롤러(310)의 작동관계는 도 4의 성형부 단면도에 상세히 도시되어 있다. 이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 각도조절롤러(210)와 주벤딩롤러(310)에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
원칙적으로 주벤딩롤러의 직경 반지름과 각도조절롤러의 직경 반지름은 전혀 무관하게 이루어질 수 있다. 즉 주벤딩롤러가 각도조절롤러보다 더 큰 직경의 단면을 가지면서 형성될 수도 있고, 각도조절롤러가 주벤딩롤러보다 더 큰 직경의 단면을 가지면서 형성될 수도 있다.
즉, 상기 성형부는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 각도조절롤러(210)의 직경 반지름(r2)이 상기 주벤딩롤러(310)의 직경 반지름(r3)보다 크도록 하여 주벤딩롤러가 각도조절롤러보다 소직경을 가지도록 할 수도 있지만, 상기 각도조절롤러(210)의 직경 반지름이 상기 주벤딩롤러의 직경 반지름보다 작거나 같도록 할 수도 있게 된다.
결국, 상기 주벤딩롤러(310)와 각도조절롤러(210)의 직경 반지름과 상관없이 본 발명의 금속관 제조장치가 구성될 수 있는 것은, 상기 언코일러(100)의 위치를 상기 각도조절롤러(210)의 우측에 설치하여 각도조절롤러와 금속판재의 접촉각을 항상 작게 함으로써 달성될 수 있는 것이다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예인 텐션롤러(410)를 포함하여 금속판재(10)에 인장력을 증가시켜 굽힘 소성가공력을 향상시키는 금속관 제조장치에 대해 설명하고자 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면 본 발명의 금속관 제조장치는 상기 각도조절롤러(210)와 아울러 성형부에서 텐션롤러(410)를 추가적으로 구비할 수 있다. 이러한 텐션롤러(410)는 도 5 및 도 6에서는 비록 각도조절롤러(210)에 앞서 구비되지만, 이는 하나의 바람직한 실시예일 뿐, 당해 텐션롤러(410)가 주벤딩롤러(310)에 벤딩되는 금속 판재(10)의 길이방향 인장력을 증가시킬 수 있는 기능을 하는 구성이라면 별도로 어디에 구비되어도 문제되지 아니한다.
즉, 상기 텐션롤러(410)는 각도조절롤러(210)와 주벤딩롤러(310) 사이에 구비될 수도 있다. 이에 따라 1차적으로 각도조절롤러(210)에 벤딩되어 배출된 금속판재(10)에 힘을 가해 누름으로써 주벤딩롤러(310)에 벤딩되는 금속판재(10)가 길이방향의 인장력을 증가시킬 수 있게 된다. 즉, 상기 텐션롤러(410)는 각도조절롤러(210)와 주벤딩롤러(310) 사이의 금속 판재에 접촉 설치될 수 있는 것이다.
또한, 상기 텐션롤러(410)는 필요에 따라서 상하 및 좌우로 이동가능하게 설치될 수 있다. 이를 통해서, 주벤딩롤러 및 각도조절롤러와 금속판재와의 접촉면적 및 접촉각을 조절할 수 있는 것이다.
이와 같이 주벤딩롤러(310)에 벤딩되는 금속판재(10)에 대한 길이방향 인장력을 증가시키는 이유는 더 큰 잔류응력을 증가시킬 수 있기 때문이다. 즉, 주벤딩롤러(310)에 굽힘 소성가공될 때 강한 인장력이 부가된 경우 더 큰 잔류응력이 형성될 수 있고, 종국적으로 배출되는 금속판재(11)의 폭방향 굽힘모멘트가 향상되어 보다 완벽한 금속관이 형성될 수 있기 때문이다.
도 7을 참조해 보면, 상기 텐션롤러(410)의 기능을 보다 명확히 알 수 있다. 각도조절롤러(210)에 금속 판재(10)가 벤딩되기 전에 먼저 텐션롤러(410)를 통해 상향으로 힘이 가해지기 때문에 당해 금속 판재(10)는 팽팽히 당겨져 더 큰 인장력을 갖게 된다. 이렇게 향상된 인장력을 가지고 주벤딩롤러(310)에 벤딩되는 경우 더 큰 잔류응력을 도출하게 되고, 이러한 증가된 잔류응력에 의해 배출되는 금속 판재(11)는 폭방향으로 증가된 굽힘모멘트를 갖게 되어 금속관의 원형 단면형상을 형성할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 앞선 실시예에서처럼 각도조절롤러(210)는 주벤딩롤러(310)에 감기는 금속판재(10)의 각도를 조절하여 상기 주벤딩롤러(310)와의 외주면 접촉면을 가질 수 있도록 하게 되고, 텐션롤러(410)는 주벤딩롤러(310)에 감기는 금속판재(10)에 큰 인장력을 부가하여 향상된 잔류응력을 가질 수 있도록 도모한다.
앞서 살펴본 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명에 따른 잔류응력을 이용한 금속관 연속 제조장치를 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시예일 뿐, 전술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전술한 과제 해결 수단 및 후술할 구성과 결합, 작동관계에 의해서 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은, 언코일러의 위치가 성형되는 금속관이 배출되는 방향에 위치하여 기존의 언코일러가 성형되는 금속관이 배출되는 방향과 반대쪽에 위치하는 금속관 성형장치에 비해 공간이용을 효율적으로 할 수 있도록 하여 경제성을 도모할 수 있다.
본 발명은, 또한 금속관 제조장치에 각도조절롤러와 주벤딩롤러에 벤딩되는 금속 판재에 길이방향 인장력을 부가하기 위한 텐션롤러를 추가적으로 구비하여 보다 큰 길이방향 인장력을 부가하여 잔류응력을 증가시켜 판재의 폭방향 굽힘모멘트를 더욱더 효과적으로 부여할 수 있도록 하는 효과를 도모할 수 있다.

Claims (7)

  1. 생산되는 금속관의 원주 길이에 대응하여 일정한 폭을 가진 금속 판재를 감겨있는 상태로 보관한 언코일러; 및 상기 언코일러로부터 풀려나오는 금속 판재를 폭방향에 대한 굽힘 모멘트를 유발하는 잔류응력에 의해 소성 굽힘 가공하는 성형부;를 포함하는 금속관 성형 제조장치에 있어서,
    상기 성형부는, 생산되는 금속관의 바깥면을 형성하는 면을 안쪽으로 향하여 벤딩되어 성형하는 각도조절롤러; 및 금속관의 내면을 형성하는 면을 안쪽으로 향하게 하면서 잔류응력에 의해 소성 굽힘 가공되는 주벤딩롤러;를 포함하되,
    상기 언코일러는 상기 금속관이 성형 배출되는 방향에 위치되는 것으로, 우측부터 좌측으로 순차적으로 언코일러, 각도조절롤러 및 주벤딩롤러가 위치함으로써, 상기 언코일러로부터 공급되는 금속판재가 상기 각도조절롤러를 통해 상기 주벤딩롤러로 공급되며,
    상기 성형부는 상기 주벤딩롤러에 감기는 금속 판재의 길이방향으로 인장력을 부가하는 텐션롤러를 포함하며,
    상기 주벤딩롤러와 금속판재의 접촉각(θ3)이 상기 각도조절롤러와 금속판재의 접촉각(θ2)보다 크도록 하는 것을 특징으로 하는 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 성형부는,
    상기 각도조절롤러의 직경 반지름(r2)이 상기 주벤딩롤러의 직경 반지름(r3)보다 크도록 구성하는 것을 특징으로 하는 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 성형부는,
    상기 각도조절롤러의 직경 반지름(r2)이 상기 주벤딩롤러의 직경 반지름(r3)보다 작거나 같도록 하는 것을 특징으로 하는 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 텐션롤러는,
    상기 각도조절롤러에 감기기 전의 금속 판재에 접촉 설치되는 것을 특징으로 하는 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 텐션롤러는,
    상기 각도조절롤러와 상기 주벤딩롤러 사이의 금속 판재에 접촉 설치되는 것을 특징으로 하는 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 주벤딩롤러와 각도조절롤러는 상하로 이동할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 텐션롤러는 상하 및 좌우로 이동할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 잔류응력을 이용한 금속관 제조장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101220912B1 (ko) 2011-06-02 2013-01-22 (주)금강 소구경 파이프 제조용 성형장치
KR101731350B1 (ko) * 2016-08-18 2017-04-28 박장주 후렌지형 합성수지 피복 금속관과 그 제조방법
KR101731347B1 (ko) 2016-08-18 2017-04-28 박장주 열팽창계수에 대응하는 합성수지 피복 금속관과 그 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910009151B1 (ko) * 1986-10-14 1991-10-31 닛신 세이꼬오 가부시끼가이샤 얇은 두께의 금속파이프를 제조하는 방법
JPH07265940A (ja) * 1994-03-29 1995-10-17 Nisshin Steel Co Ltd 薄肉溶接管の製造方法
KR960007143B1 (ko) * 1988-09-09 1996-05-29 닛신 세이꼬오 가부시끼가이샤 박벽 금속관의 제조방법
JP2000042626A (ja) * 1998-07-29 2000-02-15 Mori Machinery Kk 金属管製造装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU641944B2 (en) * 1989-11-10 1993-10-07 Sumitomo Chemical Company, Limited Improved pesticidal composition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910009151B1 (ko) * 1986-10-14 1991-10-31 닛신 세이꼬오 가부시끼가이샤 얇은 두께의 금속파이프를 제조하는 방법
KR960007143B1 (ko) * 1988-09-09 1996-05-29 닛신 세이꼬오 가부시끼가이샤 박벽 금속관의 제조방법
JPH07265940A (ja) * 1994-03-29 1995-10-17 Nisshin Steel Co Ltd 薄肉溶接管の製造方法
JP2000042626A (ja) * 1998-07-29 2000-02-15 Mori Machinery Kk 金属管製造装置

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