JP3612743B2 - H形鋼のフランジ直角度矯正装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、H形鋼の形状不良のうち、フランジ直角度不良の矯正を行う装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
H形鋼は、同軸上に設けられたそれぞれ一対の上下水平ロールおよび垂直ロールを有するユニバーサルミルにより熱間圧延成形された後、所定の長さに鋸断され、クーリングベッドにおいて冷却されたのち、断面形状を整えるためローラ矯正機などによりその形状の修正が行われるのが一般である。
【0003】
このローラ矯正機による矯正は、図10に示すようなH形鋼1の長手方向の曲がりや、図11(a) ,(b) に示すような反りを対象にしたものが主目的であって、図12(a) 〜(e) に示すようなウエブwに対するフランジfの直角度不良の矯正に関しては対応し得ていないのが現状である。
このようなフランジの直角度不良の矯正には種々の手段が講じられており、その一つに図13に示すように、シューSを用いて大きな曲がりを除去したのちプレスPで最終矯正するプレス矯正機がある。しかし、この場合においても作業者の勘や経験に頼る面が多いばかりか作業能率が悪いという問題がある。
【0004】
ところで、上記した従来のフランジ直角度矯正装置を用いて、曲がりあるいは反りの大きなH形鋼のフランジ直角度を矯正しようとすると、フランジ矯正ロールの接触面に大きな負荷が働くから、左右フランジの矯正荷重が不均一なものとなって矯正作業に支障を来すという欠点がある。また、同一サイズのH形鋼であっても許容差内で寸法の変化が発生するから、その寸法差によってもフランジ矯正ロールの接触面で負荷を生じて支障を来す恐れがある。
【0005】
特に、図14に示すように、曲がりおよび反りを矯正するローラストレートナ2と上記したフランジ直角度矯正装置3をタンデムに配列した場合に、矯正されるH形鋼1に大きな曲がりがあると、以下のような問題があった。
▲1▼ フランジ直角度矯正装置3の出側で図15(a) ,(b) に示すように、ウエブ付け根部の変形が生じる。これはH形鋼1がフランジ直角度矯正装置3に進入する際に、フランジ押しロールがフランジ面を拘束し、続いてウエブ拘束ロールがウエブを拘束する過程でH形鋼1の先端に反りがあり、H形鋼1のフランジの中心とフランジ押しロールの中心が一致していないとウエブ拘束ロールによりウエブが圧下されるためである。
▲2▼ また、H形鋼1はローラストレートナ2に挟まれた状態でその先端がフランジ直角度矯正装置3に噛み込まれることになるが、この場合矯正材に曲がりがあると剛性の大きい材料では、曲がり方向でフランジ押しロールの接触面に大きな負荷が働き、フランジ左右の矯正荷重が不均一なものとなって矯正作業に支障を来すため、正確な矯正を行うことが困難であった。また、その曲がりが大きい場合には、オーバロードによって設備が破損するトラブルを生じることになる。
【0006】
そこで、本出願人は特願平4−342358号でフランジ直角度矯正装置および矯正設備列を出願した。その内容は、図16に示すように、床面5に支持架台6で支持されるとともに昇降ジャッキ7によって昇降自在に支持される本体フレーム4と、この本体フレーム4内で底部に取付けられた車輪9および頂部に取付けられたガイドローラ10とで支持され、側部に取付けられたエアシリンダ12によって移動自在とされる左右一対のカートリッジ8と、このカートリッジ8を移動可能に操作する追従機能と過負荷防止機能を備えた液圧シリンダ13を組付けた上下一対の移動ジャッキ11と、前記カートリッジ8の内面に傾動液圧シリンダ17によって支点18を介して傾動自在とされるコの字状の支持フレーム15と、この支持フレーム15に軸14aを介して垂直に軸支されてモータ16によって回転駆動自在とされるフランジ矯正ロール14と、前記カートリッジ8の下部に回動自在に取付けられるウエブ下面拘束ローラ21と、前記カートリッジ8の上部に回動自在でかつ昇降液圧シリンダ20によって昇降自在に取付けられるウエブ上面拘束ローラ19とからなることを特徴とするH形鋼のフランジ直角度矯正装置であり、またこのフランジ直角度矯正装置をH形鋼1の曲がりおよび反りを矯正するローラ矯正機(図示せず)にタンデムに配列したことを特徴とするH形鋼の矯正設備列である。
【0007】
このフランジ直角度矯正装置を用いてH形鋼の直角度を矯正する動作について説明すると、矯正すべきH形鋼1のウエブwの厚さに応じて昇降ジャッキ7の高さを調整し、そのウエブwの高さに応じて移動ジャッキ11およびエアシリンダ12を操作してカートリッジ8を移動させることにより、フランジ矯正ロール14のロール間隔をウエブ高さの許容寸法下限値より小さくなるように設定する。このとき、ウエブ上面拘束ローラ19およびウエブ下面拘束ローラ21のロール間隔も同時に設定される。
【0008】
つぎに、H形鋼1を移動させてその先端がフランジ矯正ロール14の間に到達させて、昇降液圧シリンダ20を操作してウエブ上面拘束ローラ19でウエブ上面を拘束するとともに、傾動液圧シリンダ17を操作してフランジ矯正ロール14を傾動し、矯正すべきH形鋼1のフランジfを押し込む。このとき、ウエブ上面拘束ローラ19とウエブ下面拘束ローラ21とのロール間隔は(ウエブ厚許容寸法下限値−α)mmに設定する。ここで、αは常数である。このようにしてH形鋼1のウエブwを上下から拘束した状態で、モータ16を起動してフランジ矯正ロール14を回転駆動し、H形鋼1のフランジfの直角度を矯正する。
【0009】
なお、曲がりのあるH形鋼1を矯正する場合は、図17(a) に示すように、最初にフランジ矯正ロール14のロール間隔を矯正されるH形鋼1の通過位置に合うように適切に設定する。このとき、H形鋼1の進行に従って右側のフランジ矯正ロール14は過負荷状態になり、左側のフランジ矯正ロール14はフランジ面から離れることになるが、図17(b) に示すように、右側のフランジ矯正ロール14の液圧シリンダ13は過負荷防止対応のストロークが作動して退避し、左側のフランジ矯正ロール14の液圧シリンダ13は追従対応のストロークが作動してフランジ面を追従することになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したフランジ直角度矯正装置においても、(1) H形鋼1の先端に上下方向の反りがあると、やはりフランジの中心とフランジ矯正ロール14の中心が一致せずにウエブ付け根に変形が生じること、また、(2) H形鋼1に曲がりがあると剛性が大きくなり、曲がり方向側のフランジ矯正ロール14の接触面に大きな負荷が作用して、左右のフランジの矯正荷重が不均一なものとなって正確な矯正ができないなどの欠点があり、完璧な改善とはいえないのである。
【0011】
本発明は、上記のような従来技術の有する課題を解決したH形鋼のフランジ直角度矯正装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
参考発明は、床面に昇降ジャッキによって昇降自在に支持される本体フレームと、この本体フレーム内に移動自在に保持される左右一対のカートリッジと、このカートリッジを移動可能に操作する追従機能と過負荷防止機能を備えた液圧シリンダを組付けた上下一対の移動ジャッキと、前記カートリッジの内面に傾動自在に固定されるコの字状の支持フレームと、この支持フレームに垂直に軸支されてモータによって回転駆動自在とされるフランジ矯正ロールと、前記カートリッジの下部に回動自在に取付けられるウエブ下面拘束ローラと、前記カートリッジの上部に回動自在でかつ昇降自在に取付けられるウエブ上面拘束ローラとからなるH形鋼のフランジ直角度矯正装置において、その入側にフランジを拘束する反り材案内装置を備えたことを特徴とするH形鋼のフランジ直角度矯正装置である。
【0013】
なお、前記反り材案内装置は多段式ガイドローラあるいは水平式ガイドローラで構成してもよい。
本発明は、床面に昇降ジャッキによって昇降自在に支持される本体フレームと、この本体フレーム内に移動自在に保持される左右一対のカートリッジと、このカートリッジを移動可能に操作する追従機能と過負荷防止機能を備えた液圧シリンダを組付けた上下一対の移動ジャッキと、前記カートリッジの内面に傾動自在に固定されるコの字状の支持フレームと、この支持フレームに垂直に軸支されてモータによって回転駆動自在とされるフランジ矯正ロールと、前記カートリッジの下部に回動自在に取付けられるウエブ下面拘束ローラと、前記カートリッジの上部に回動自在でかつ昇降自在に取付けられるウエブ上面拘束ローラとからなるH形鋼のフランジ直角度矯正装置において、前記本体フレームをパスラインに対して水平方向に移動自在としたことを特徴とするH形鋼のフランジ直角度矯正装置である。
【0014】
【作 用】
参考発明によれば、フランジ直角度矯正装置の入側に、フランジを拘束する多段式ガイドローラまたは水平式ガイドローラからなる反り材案内装置を設置するようにしたので、H形鋼先端に上下方向の反りがある場合でも噛み込み時にフランジの中心とフランジ矯正ロールの中心が一致するようにして矯正を行うことができる。
【0015】
本発明によれば、フランジ直角度矯正装置の本体フレームをパスラインに対して水平方向に移動自在としたので、前段のローラストレートナから送り出されるH形鋼に曲がりがあってもフランジ矯正ロールを一定の間隔でかつ一定の荷重で保持して曲がり方向に追従可能となる。
【0016】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について図面を参照して詳しく説明する。
〔参考例1〕 図1は参考発明に係るフランジ直角度矯正装置の第1の例を示す正面図であり、図2はそのA−A矢視断面図である。なお、図中において、前出図16の従来例に示したのと同じ部材には同一符号を付して説明を省略する。
【0017】
これらの図において、22は軸受23に軸支された多段式ガイドローラで、フランジ直角度矯正装置の入側に左右に一対設けられる。24は多段式ガイドローラの位置設定を行う液圧シリンダである。
この多段式ガイドローラ22は、搬送ローラ25によって搬送されたH形鋼1がフランジ直角度矯正装置に進入する前に、そのサイズと反り量に応じて液圧シリンダ24を操作して位置決めされる。
【0018】
図3は多段式ガイドローラ22の寸法の一例を示したものであるが、図示のように、その接触面がテーパ状とされるローラ部I〜IVの4段で構成される。そして、これらローラ部I〜IVはたとえば製品フランジ幅150 mm, 200 mm, 250 mm, 300 mmに対応するように設計され、それぞれの直径a〜hはたとえば表1のような値とされる。
【0019】
【表1】
【0020】
つぎに、このように構成される多段式ガイドローラ22の位置決め方法について説明すると、下記のごとくである。
▲1▼ 矯正すべきH形鋼1のフランジ幅に応じて、多段式ガイドローラ22のローラ部I〜IVを選択する。
▲2▼ H形鋼1が進入する前にはテーパ部の径の最小の位置にする。
▲3▼ H形鋼1の先端が多段式ガイドローラ22に達した時点より、そのローラ部の接触面をスライドさせる。
▲4▼ 接触面のスライド停止位置はウエブ厚に応じて基準値として適宜決めておく。ただし、H形鋼1の先端に上方向の反りがある場合には、ウエブ厚サイズに対応した位置(基準値)よりさらに径の大きいローラ部にスライドさせ、上反りのH形鋼1の先端を下側に押し込む。
▲5▼ 上記したステップ▲4▼の押し込みにより、H形鋼1の先端がフランジ直角度矯正装置に到達した時点でウエブ厚み中心部とウエブ上面拘束ローラ19とウエブ下面拘束ローラ21の隙間の中心部が一致する。
【0021】
このようにしてH形鋼1のフランジ直角度を矯正することによって、H形鋼1の先端部において上方向の反りがあっても、ウエブwの付け根部で変形させることなく安定した矯正を行うことができる。
ここで、参考発明の多段式ガイドローラを取付けたフランジ直角度矯正装置の使用時の効果について具体的に説明する。図4(a) は多段式ガイドローラのない従来例の場合での先端上反り量Xとフランジ脚長差Yとの関係を示したものであり、図4(b) は参考発明の装置を用いて多段式ガイドローラのガイドローラ押し込み量Zを付加したときの先端上反り量Xとフランジ脚長差Yとの関係を示したものである。
【0022】
なお、図中、先端上反り量Xとは図5(a) に示すような平行部からの高さを表し、またフランジ脚長差Yとは図5(b) に示すように、上フランジ長y1 と下フランジ長y2 との差の絶対値|y1 −y2 |で表したものである。さらに、ガイドローラ押し込み量Zは基準値からの押し込み量を表したものである。
図4(a) ,(b) から明らかなように、従来例では上反り量Xの増加とともにフランジ脚長差Yが大きくなっているのに対し、参考例では上反り量Xの増加とともにガイドローラ押し込み量Zを大きくして付加することによってフランジ脚長差Yは0近傍にばらついていることがわかる。
【0023】
なお、上記参考例では多段式ガイドローラを上側に取付けた場合について説明したが、参考発明はこれに限るものではなく、下側にも同様に取付けることができることはいうまでもない。また、ローラ部I〜IVの寸法はH形鋼1のサイズ、反りに応じて適宜変化させるようにするのがよい。
〔参考例2〕 つぎに、図6、図7に基づいて参考発明の第2の例について説明する。
【0024】
これらの図において、27は軸受28に軸支された上下一対の水平式ガイドローラで、フランジ直角度矯正装置の入側に設けられる。29は軸受28を昇降する水平式ガイドローラの昇降ジャッキ、30は連結軸31を介してモータ側と反モータ側の昇降ジャッキ29を同時に駆動する駆動モータである。
このように水平式ガイドローラ27を設けることにより、H形鋼1がフランジ直角度矯正装置に進入する前に、そのローラ間隔をフランジ幅サイズに合わせるように駆動モータ30を駆動して、昇降ジャッキ29と軸受28を介して最適に設定し、さらにロール間隔の中心とフランジ矯正ロール14の中心が一致するように、移動ジャッキ11, 11でバランスをとりながら、エアシリンダ12と傾動液圧シリンダ17でカートリッジ8の位置を調整する。
【0025】
これによって、H形鋼1の先端部において上方向または下方向に反りがあっても、フランジfの中心とフランジ矯正ロール14の中心が一致するから、ウエブwの付け根部の変形することなく安定した矯正を行うことができる。
〔実施例〕 図8に基づいて本発明の実施例について説明する。
図において、32は基台であり、床面5に支持架台6で支持されるとともに昇降ジャッキ7によって昇降自在に支持される。33は本体フレーム4の下部に取付けられるローラである。34は基台32上に取付けられたフレーム位置設定用液圧シリンダで、ロッド35を介して本体フレーム4を基台32上で水平方向に移動自在とする。
【0026】
そこで、H形鋼1の矯正開始前に、そのサイズに応じて移動ジャッキ11によって左右一対のフランジ矯正ロール14, 14の間隔を設定し、つぎにウエブ厚みに応じて上下左右一対のウエブ上面拘束ローラ19, 19およびウエブ下面拘束ローラ21, 21の間隔を設定し、さらにH形鋼1の通過位置に応じてフレーム位置設定用液圧シリンダ34によって本体フレーム4の位置を設定する。そして、矯正中においては、フレーム位置設定用液圧シリンダ34は液圧を開放した状態にしておく。
【0027】
このようにあらかじめ設定しておくことにより、図9(a) に示すように上流側に設置されたローラストレートナ2から送り出されるH形鋼1が右方に曲がっている場合には、フレーム位置設定用液圧シリンダ34を介して本体フレーム4を曲がり方向に移動して、結果的にフランジ矯正ロール14, 14は一定の間隔、一定の荷重を保持した状態で、図9(b) に示すようにその曲がりに追従することができる。
【0028】
このように、一対のフランジ矯正ロール14, 14の圧下系をH形鋼1の曲がり方向に追従させる構造とすることにより、曲がりがあるH形鋼1の場合にフランジ矯正ロール14が一定間隔、一定荷重を保持してH形鋼1の曲がり方向に追従可能となり、矯正荷重のバランスが保たれて安定した矯正が可能となる。それゆえ、H形鋼1の曲がりおよび反りを矯正するローラストレートナ2にタンデムに配列するようにしても支障なくフランジ直角度を矯正することが可能である。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、参考発明によれば、フランジ直角度矯正装置の入側に、フランジを拘束する多段式ガイドローラまたは水平式ガイドローラからなる反り材案内装置を設置するようにしたので、H形鋼先端に上下方向の反りがある場合でも噛み込み時にフランジの中心とフランジ矯正ロールの中心が一致するようにして矯正を行うことができ、これによってウエブ付け根部の変形を防止し、矯正材の全長にわたって安定した矯正が可能となる。
【0030】
本発明によれば、フランジ直角度矯正装置の本体フレームをパスラインに対して水平方向に移動自在としたので、前段のローラストレートナから送り出されるH形鋼に曲がりがあってもフランジ矯正ロールを一定の間隔でかつ一定の荷重で保持して曲がり方向に追従可能となり、矯正材の全長にわたって安定した矯正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】参考発明のフランジ直角度矯正装置の第1の例を示す正面図である。
【図2】図1のA−A矢視断面図である。
【図3】参考発明に用いられる多段式ガイドローラの寸法の説明図である。
【図4】先端上反り量Xとフランジ脚長差Yとの関係を示す(a) は多段式ガイドローラのない従来例の場合、(b) は参考発明の装置の場合の特性図である。
【図5】(a) は先端上反り量X、(b) はフランジ脚長差Yの説明図である。
【図6】参考発明の第2の例を示す正面図である。
【図7】図6のB−B矢視断面図である。
【図8】本発明の実施例を示す正面図である。
【図9】(a) ,(b) は本発明の実施例の作用の説明図である。
【図10】曲がりのあるH形鋼の斜視図である。
【図11】(a) は上反り状態のH形鋼、(b) は下反り状態のH形鋼の斜視図である。
【図12】(a) 〜(e) はフランジの直角度不良状態を説明する部分図である。
【図13】従来のプレス矯正の説明図である。
【図14】ローラストレートナとフランジ直角度矯正装置をタンデム配列した従来例を示す側面図である。
【図15】(a) ,(b) はウエブ付け根部の変形状態の説明図である。
【図16】特願平4−342358号で提案したフランジ直角度矯正装置の正面図である。
【図17】(a) ,(b) は曲がりのあるH形鋼の矯正動作の説明図である。
【符号の説明】
1 H形鋼
2 ローラストレートナ
3 フランジ直角度矯正装置
4 本体フレーム
6 支持架台
7 昇降ジャッキ
8 カートリッジ
11 移動ジャッキ
12 エアシリンダ
13 液圧シリンダ
14 フランジ矯正ロール
15 支持フレーム
16 モータ
17 傾動液圧シリンダ
19 ウエブ上面拘束ローラ
20 昇降液圧シリンダ
21 ウエブ下面拘束ローラ
22 多段式ガイドローラ(反り材案内装置)
24 液圧シリンダ
27 水平式ガイドローラ(反り材案内装置)
29 昇降ジャッキ
30 モータ
32 基台
33 ローラ
34 フレーム位置設定用液圧シリンダ
Claims (1)
- 床面に昇降ジャッキによって昇降自在に支持される本体フレームと、この本体フレーム内に移動自在に保持される左右一対のカートリッジと、このカートリッジを移動可能に操作する追従機能と過負荷防止機能を備えた液圧シリンダを組付けた上下一対の移動ジャッキと、前記カートリッジの内面に傾動自在に固定されるコの字状の支持フレームと、この支持フレームに垂直に軸支されてモータによって回転駆動自在とされるフランジ矯正ロールと、前記カートリッジの下部に回動自在に取付けられるウエブ下面拘束ローラと、前記カートリッジの上部に回動自在でかつ昇降自在に取付けられるウエブ上面拘束ローラとからなるH形鋼のフランジ直角度矯正装置において、前記本体フレームをパスラインに対して水平方向に移動自在としたことを特徴とするH形鋼のフランジ直角度矯正装置。
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