JP2016153160A - 二重切断モード式の切断機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】１台のモータ及び１台の変速機で、通常の低速鋸切断と加熱摩擦式高速鋸切断とを容易に変更可能な回転工具切断機械を提供する。【解決手段】切断工具(10)を回転駆動すべく配置された電気モータ(2)と、上記モータ(2)の回転運動を上記切断工具に対して伝達すべく構造化された変速機(4)と、上記モータ(2)の回転速度の調節を許容すべく設計されたインバータを備える制御モジュールと、を備える切断機械とする。上記モータ(2)は、上記切断工具に対し、切断されるべき材料の加熱及び摩擦式の切断を実施するに適した第１回転速度を付与すべく構造化され、上記変速機(4)は、少なくとも二段のギヤボックスであって、上記工具に対して伝達される速度を、第１速度と、該第１速度より低くて、材料の除去切断(低速鋸切断)の実施に適した第２速度との間で変更すべく構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、二重切断モード式の切断機械に関する。
本発明は特に、ライン内での板金帯材の屈曲により獲得された管材のライン内での切断に対して特に有用性が在る。
先行技術において、鋼管の切断は、幾つかの技術の適用により実施され得る。ブレードまたは丸鋸を備えた切断機械の使用を企図する技術に関しては、“低速鋸切断”及び“高速鋸切断”と称される少なくとも２つの切断方法が特に提供される。
上記低速鋸切断は、任意の機械的な切削プロセスと非常に類似した切屑除去式の切断プロセスである。複数の操作パラメータに基づき、センチ刻みの歯送り速度、及び、数百ｍ／分の周速が提供される。この技術によれば、優れた表面仕上げにより特性記述されると共に、バリが無く、且つ、一切の管材変形が無いという切断が実現され得る。
上記高速鋸切断は“パワー”切断であり、その場合に材料は、約110m/s＝＝＞6,600m/分の周速を以て、高速回転ブレードにより切り分けられる。ブレードと管材との接触領域内において、温度は、ブレードの周縁部と、切断されつつある材料自体との間の摩擦により、該材料の融点まで温度が接近するまで、上昇する。
切断されるべき材料の状態(すなわち、上記融点付近の温度におけるペースト状の状態)と、ブレード材料(すなわち、基本的に動作温度と周囲温度との間において不変のままである特性を備える固体状態の材料)との間に存在する相違は、ブレードの回転及び並進(送り込み運動)と組み合わされて、切断領域の連続的で漸進的な加熱を以て、小寸の切屑の形態の材料除去に帰着する。
この形式の切断から生ずる利点は、基本的に、材料の低速鋸切断を実施するために必要な時間よりも概略的に短いという、必要とされる切断時間に関すると共に、切断されるべき材料の種類に対する相対的な無感受性にも関する。
代わりに、相当に大きなエネルギ必要量からは不利益が生じ(比較を行うために、切断されるべき管材のサイズを同一とすると、高速鋸のブレード回転モータは約110kWの速度を有する一方、低速鋸のモータは30kWのオーダーである)；上記不利益は更に、両方の切断側面上のバリの存在、高レベルの機械的(振動)及び熱的なストレスから帰着する亀裂の生じ易さ、ならびに、ブレードの進入領域において起き易い管材端部の変形に起因する。
必要とされる大きなパワーの故に、ブレードの高rpmは、ブレード自体の破断の場合における安全性のために適切な保護体を配備する必要性に帰着し、スパークの故に、切断操作の間に生ずる切屑及びノイズは防音室の使用を必要とし、且つ、管材仕上げの不十分な品質の故に次続的な機械加工が必要とされるが、これらの全てに起因して、高速鋸切断は近年において次第に低速鋸切断に置き換えられてきた。
他方、所謂る“API”管材、すなわち、内側の長手方向に溶接された継目の除去が必要とされる管材に対する需要の増大は、(特に、管材の切断が完了され得るために、継目が切断されるべきであるという単一ブレード式の切断機械に関して)低速鋸切断の限界を顕著とした。この限界は、この非常に硬質な材料の溶接継目は管材の内部においてランダムな位置に配置され(すなわち、集約されておらず)、数回の切断の実施に続いてブレード歯の破壊に帰着することが多い、という事実に依るものである。このことは、単一歯上への瞬間的な材料の負荷に依り生じ、結果として、頻繁でランダムな製造停止を伴う。代わりに、高速鋸切断は、この問題により影響されない、と言うのも、それは、溶接継目も円滑に切断する傾向があるからである。
製造に供される種々の形式の管材に依存し、実際には多くの場合、低速鋸切断及び高速鋸切断の両方を使用する必要があり得る。
これまでは、同一の機械にて両方の技術を適用するために、切断機械の種々の部材を交換することを企図して、機械的及び電気的な介入操作が必要とされた。斯かる介入操作は、現在において必要とされる少なくとも２台のモータ及び少なくとも２台の変速機の他に、非常に長い時間を必要とする。
本発明の目的は、現在において利用可能な機械の欠点の克服を許容すると共に、特に、煩雑な切断モードの切換え操作に対する必要性、ならびに、２台のモータ及び２台の変速機の配備に対する必要性の排除を許容することである。
本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面中に非限定的な例として示された本発明の好適な実施形態に関する以下の詳細な説明から更に良好に明らかとなる。
本発明に係る機械の第1の概略図である。 本発明に係る機械の第2の概略図である。
本発明に係る切断機械は、回転軸心(W)の回りで切断工具(10)を回転的に駆動すべく配置された電気モータ(2)を備える。ベルト及びギヤによる変速機の如き変速機(4)は、モータ(2)の回転運動を切断工具(10)に対して伝達すべく構成される。上記機械は更に、インバータを備える(不図示の)制御モジュールを備えている。この制御モジュールは、モータ(2)の回転速度の調節を許容すべく配置される。上記に列挙された部材は、詳細には記述も図示もされない、と言うのも、それらは十分に当業者の技術範囲内だからである。
モータ(2)は、切断されるべき材料の摩擦及び加熱式の切断を実施するに適した第1回転速度を上記切断工具に対して付与すべく構造化される。換言すると、モータ(2)のパワーは、約110m/s＝＝＞6,600m/分の周速を以て高速回転ブレードにより材料が切り分けられるという“高速鋸切断”を実施するに十分である。ブレードと管材との接触領域において、温度は、ブレードの周縁部と、切断されつつある材料自体との間の摩擦により、該材料の融点に温度が到達するまで、上昇する。
変速機(4)は、少なくとも二段のギヤボックスであって、工具に対して伝達される速度を、第１速度と、該第１速度より低くて、材料の除去切断の実施に適した第２速度との間で変更すべく構成されたというギヤボックスを備えている。上記第２速度は本質的に、材料の除去のために“低速鋸切断”が実施される速度である。
“高速鋸切断”を許容する規模とされたモータ(2)と、二段のギヤボックスを備えた変速機(4)との組み合わせに依り、上記機械は、切断工具(10)が第２回転速度にて起動される“低速鋸切断”、及び、切断工具(10)が第１回転速度にて起動される“高速鋸切断”の両方の実施に適するものとされる。２つの切断モード間の移行は、例えば、レバーなどの専用の制御デバイス(L)により、単に速度伝達比を変更することにより行われる。切断工具(10)は、例えば、鋸であり得る。２つの切断モードの間の移行においては、工具の形式のみを変更することが必要とされ得るが、該変更は概略的に、非常に迅速に円滑に行われる。
本発明に係る上記機械は特に、長手方向に溶接された管材に依る製造ラインに沿うライン内での切断を実施するために有用である。公知の如く、斯かる製造ラインによれば、閉じられた管形状を画成するまで複数のローラ・ステーションにより長手方向に折り重ねられる帯材から開始するという連続様式で、管材が獲得される。管材の輪郭形状が閉じられ得る様に、２つの帯材縁部もまた、連続様式で溶接される。
上記切断機械は、詳細には示されないキャリッジであって、切断工具(10)の回転軸心(W)に平行な長手方向(X)に沿う並進のための並進手段を備えるというキャリッジを備える。長手方向(X)は、ラインに沿う連続的管材の進行方向を意味するものでもある。公知様式にて、上記切断機械は、少なくとも一定時間にわたり、管材の進行と完全に同期的であるストロークを実施することにより、切断されるべき管材に対して平行に移動する。このストロークの間において、切断工具(10)は、上記長手軸心と、管材自体の進行方向とに対して直交する平面内で、上記管材の切断を実施すべく起動される。但し、上記切断平面は、上記管材の長手軸心に対して直交しないこともある。切断の後、上記切断機械は上記キャリッジにより開始点まで戻り移動し、其処から、該切断機械は、管材の次の区画に関する新たな切断を実施するために、進行し続ける管材に対して再び接続される。
上記切断機械は更に、上記切断工具の回転軸心(W)に直交する横方向(Y)に沿い切断工具(10)を並進させる並進手段を備える。換言すると、上記切断工具は、それが、切断されるべき管材と干渉しないという外側位置と、それが、完全に管材を貫通して配設されるという内側位置との間において、横方向(Y)に沿って移動可能である。上記外側位置から上記内側位置までの移行において、切断工具(10)は、管材と接触し、且つ、回転軸心(W)と、管材の長手軸心とに対して直交する平面上で、管材の切断を漸進的に実施する。
本発明に係る上記機械は、傑出した利点を提供する。経済的な観点から、上記機械は、２つの切断形式を実施するための２台のモータ及び２台の変速機を配備する必要性に伴うコストの低減を許容する。更に、上記機械は、切断モードの変更に必要とされる時間を短縮し得る、と言うのも、この目的のためには、速度伝達比を変更して可能的には切断工具を交換するだけで十分だからである。

Claims (4)

  1. 切断工具(10)を回転駆動すべく配置された電気モータ(2)と、
    前記モータ(2)の回転運動を前記切断工具に対して伝達すべく構造化された変速機(4)と、
    前記モータ(2)の回転速度の調節を許容すべく設計されたインバータを備える制御モジュールと、
    を備える切断機械において、
    前記モータ(2)は、前記切断工具に対し、切断されるべき材料の加熱及び摩擦式の切断を実施するに適した第１回転速度を付与すべく構造化され、
    前記変速機(4)は、少なくとも二段のギヤボックスであって、前記工具に対して伝達される速度を、第１速度と、該第１速度より低くて、材料の除去切断の実施に適した第２速度との間で変更すべく構成されたというギヤボックスを備えることを特徴とする、切断機械。
  2. 前記切断工具(10)は鋸である、請求項１に記載の切断機械。
  3. 前記切断工具(10)の回転軸心(W)に平行な長手方向(X)に沿い並進するための並進手段を備えるキャリッジを備える、請求項１に記載の切断機械。
  4. 前記切断工具(10)を、該切断工具の回転軸心(W)に直交する横方向(Y)に沿って並進させるための並進手段を備える、請求項１に記載の切断機械。
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