JPS6151540A - 圧縮試験装置 - Google Patents

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］ この発明は、鋼板等の製造における熱間圧延工程のよう
に、段階的な連続圧縮を実施する場合の加工対象物の性
状の変化等を研究するための圧縮試験装置に関する。

［従来技術と問題点］ 熱間厚板圧延工程をシミュレートするとして、鋼板温度
は８００〜１２００℃であり、６スタンドの、ミルを有
するタンデム圧延機をモデルとして、６パス圧下を行う
とすれば、試験片を８００〜１２００℃に加熱し、これ
をバス間圧延時間毎に連続して６回圧縮するテストを行
う、実施時間としては、例えば、１回の圧縮時間を０．
１秒とし、圧縮後除荷して２〜１０秒後に次の圧縮を行
うということになる。

このように圧延工程を想定したシミュレーションによっ
て、製品材料のしん性１強度などを調べてパススケジュ
ールの決定に役立てたり、また、圧縮時の荷重から変形
抵抗を求め、その結果より圧延荷重を計算し、バススケ
ジュールの決定に役立てるものである。

従来、この種の試験を行う圧縮試験装置としては、第３
図乃至第５図に示すものがある。

第３図に示すものは、通称「カムプラストメータ」とよ
ばれている圧縮機である。これは、偏心カムｌを回転さ
せることにより、偏心カム部ＩＡがローラ２を押し上げ
、下ラム３を上昇させる。

上ラム４は固定されており、上ラム４と下ラム３の間に
試験片Ｗをセットしておけば、カム１の回転により下ラ
ム３が上昇し、試験片Ｗを圧縮する。

圧縮力はハウジング（支柱）５で受は止められる。

しかしながら、このような圧縮装置では、偏心カム１の
形状が一定であり、このカム形状を変更交換しない限り
、次の圧縮は行なえず、連続して圧縮を行うことは不可
能である。

第４図に示すものは、油圧を利用した圧縮装置である。

油圧制御装置６から油圧がシリンダ７に加えられ、下ラ
ム８が押し上げられる。試験片Ｗはハウジング５に固定
された上ラム４と下ラム８の間で圧縮される。この装置
は圧縮検出器９による圧縮■の検出と、油圧制御装置６
による制御によって複数回の圧縮が可能である。

しかしながら、この油圧による装置は、圧縮位置を制御
するため、圧縮中の圧縮速度を高積度で制御することは
不可能であり、特に、停止直前の圧ｔｉｉｉ速度は、圧
縮量を：ｔｉｉにするためには、遅くしなければならな
いという欠点がある。

第５図に示すものは、くさび板材１２のくさび作用によ
って圧縮するものである。試験片Ｗは上ラム４と下ラム
３の間に置かれ、下ラム３には可動ロール１１が設けら
れており、可動ロール１１の下にはハウジング（フレー
ム）５に支持された固定ロール１０が設けられている。

この固定ロール１０と可動ロール１１との間に、油圧シ
リンダ１３によって押し出されるくさび板材１２が挿入
されると、そのくさび作用によって、可動ロール１１、
下ラム３が押し上げられ、上ラム４との間に置かれた試
験片は圧縮される。

くさび板材１２の形状は第５図（ｂ）に示すようである
。この形状を、第５図（ｃ）に示すように、段階的くさ
び状とすることによって連続して圧縮できるようにする
ことが可能である。

しかし、この装置では、くさび板材１２の長さｌは非常
に長くなり、装置も大きくなる。また、テスト条件に応
じて、くさび板材１２の形状を加工製作しなければなら
ないので、手間と時間がかかり、使用上不便である。

［発明の目的］ そこで、この発明の目的は、従来の圧縮試験装置の欠点
を解消し、高精度で連続的に種々の条件における圧縮試
験の実施が可能な圧縮試験装置を提（Ｊζすることにあ
る。

丁発明の構成］ この目的を達成するために、この発明は、試験片を圧縮
すべきラムと、該ラムを駆動するクランク滑子機構と、
前記ラムの位置を調整設定するカム機構と、前記試験片
を圧縮したときの圧縮反力を支持する支持部材とからな
る圧縮試験装置として構成したものである。

［作用１ この発明は以−ヒの構成としたので、試験片は、ラムに
よって圧縮されるが、ラムはカム機構によって位置が順
次調整設定され、さらに、クランク滑子機構によって周
期的に突き出されるので、段階的かつ連続的に圧縮され
る。

クランク滑子機構による滑子の運動は単弦振動的である
。したがって、クランク滑子機構によるラムの周期的な
突出運動は、クランクの偏心量と回転速度とによって一
定のパターンになり、これを繰り返す。これに対して、
この発明の場合、カム機構は、ラムが試験片を圧縮する
ときのラムの位置を決定するものであり、カム機構の位
置又は姿勢によってラムの位置は自由に決定することが
できる。

したがって、この両者の駆動機構を組み合わせて試験片
を圧縮することとすれ、ば、任意のパターンで段階的か
つ連続的な圧縮変形を試験片に与えることができる。

ｆ実施例］ 以下この発明を図示の実施例について説明する。

第１図は実施例の構成説明図である。試験片Ｗは固定上
ラム２０と可動下ラム３０との間に挟まれるように置か
れる。固定上ラム２９はボスト２２や架台３２等によっ
て形成された試験装置のフレームをなす支持部材に固定
されている。

下ラム３０は、圧縮力の偏心等を防止するためのアイド
ラ用のロール２１を介してクランク滑子機構の滑子２４
によって支持されている。下ラム３０と滑子２４とは、
ポスト２２に支持されているガイド２３によってガイド
され、図で上下方向に滑動する。

滑子２４は連杆２５によってクランク２６と連結されて
おり、クランク２６の円運動が滑子２４の直線運動に変
換される。クランク本体２８を支持するクランク支持体
２９はポスト２２に支持されたクランクガイド２７によ
ってガイドされ、クランク機構全体の図で上下方向の変
位のみを許容する構造となっている。

クランク支持体２９はカム３５によって支持されている
。カム３５はカム軸を支持するカム台３１によって支持
され、カム台３１は架台３２に固定されている。

架台３２とクランク支持体２９との間には位置検出器４
０が設けられており、クランク機構の位置を検出し、カ
ム３５の姿勢を決定するデータをフィードバックする。

符号５０はクランクを回転する駆動用モータである。符
号５１はカムの姿勢を設定するための駆動用モータであ
る。

なお、図示のカム機構は、偏心カムによって回転速９Ｊ
を直線運動に変換するものであるが、回転カムでなく、
直線運動を、それと直交する方向の直線運動に変更する
くさび状のカム、いわゆる直動カムとすることもできる
。

次にこの実施例の作用について説明する。上ラム２０と
下ラム３０との間にセントされた試験片Ｗは両ラムに挟
まれて圧縮される。

上ラム２０は装置のフレームに固着されているが、下ラ
ム３０はクランク滑子機構とカム機構によって可動であ
る。クランク滑子機構は、モータ５０によって回転され
るクランク２６の円運動が連杆２５によって滑子２４の
直線運動に変換されるものである。滑子２４ずなわち下
ラム３０の運動は、クランク２６の偏心量によって振幅
が、また、クランク２６の回転速度によって周期が決定
される小弦振動に類似した直線運りＪとなる。カム機構
は、カムの位置又は姿勢によって、下ラム３０を上下に
往復駆動するクランク滑子装置の上下位置を規制するも
のである。その上下位置は位置検出器４０によって検出
され、フィードバックされて駆動モータ５１を制御し、
予め定められたスケジュールに従って設定位置になるよ
うに駆動される。カムの運動は、図示のような回転カム
の　　゛場合はカムの回転角によって位置を設定するこ
とになるし、直動カムの場合は、モータ５１の回転をネ
ジ棒などによって、くさび形状の直動カムの図で左右又
は前後方向の位置によって、クランク支持体２９の位置
を設定することになる。

以上の作動の一例を第２図に示すタイムチャートによっ
て説明する。クランク滑子機構による下ラム３０の」二
下運動は滑子２４の運動と同じサインカーブに近似する
曲線を画く運動である。その振幅と周期は前述のように
クランクの偏心量と回転速度によって決定される。

第１段の圧縮をするにあたっては、滑子２４が下方にあ
る間に、カム３５の位置を変更し、クランク支持体２９
をΔＨ，だけ上方に押し上げる。

このときは＃＄、験片Ｗにラムが圧接していないので圧
縮力はかかっていない。この状態でクランク２６を回転
させるとｔＷ子２４と下ラム３０は次第に押し上げられ
、３２時になると試験片Ｗに下ラム３０が圧接するよう
になり、８２時以後滑子２４の上昇の頂点である３３時
に至るまで試験片Ｗの圧縮が行われる。その圧縮量はΔ
Ｈ，である。

これで第１段の圧縮は完了した。

次に８３時以後はクランク２６の回転によって滑子２４
は次第に下降する。その間に、カム３５の位置を変更し
てクランク支持体２９の位置をΔＨ２だけ押し上げてお
く。そうすると、次にクランクの回転によって滑子が上
昇してきた時３６時に試験片Ｗに下ラム３０が圧接状！
Ｓとなり、以後３７時の頂点まで試験片Ｗを圧縮する。

これで第２段の圧縮を完了した。− ５ｙ　時以後、同様にクランク下降時に、カムでラムを
ΔＨ３だけ上昇させておき、クランクが上昇した時、５
１１−ｓｕ間に第３段の圧縮をする。

以下同様である。

以上の動作は、クランク２６が連続的に回転しているの
で、段階的かつ連続的に行われるが、クランクの回転速
度等を調整することにより、例えば、圧縮時間８２〜Ｓ
３を０．１秒、サイクル時間Ｓ３〜Ｓ６を２〜１０秒と
いうような実際の圧延工程にシミュレートした時間に調
整することができる。

なお、この実施例では、構成要素の配置を上から固定上
ラム、試験片、可動下ラム、クランク滑子機構およびカ
ム機構としたが、クランク滑子機構とカム機構とは入れ
変えてもよい、また、固定である上ラムを可動とし、ク
ランク滑子機構又はカム機構によって駆動するようにし
てもよい。

また、この実施例で、滑子２４と下ラム３０とを共通の
ものとすることができる。

この装置では、ラム３０はクランク滑子機構によって上
下往復運動をし、その位置は、無負荷時にカム機構によ
って設定されるので、第４図について説明した圧縮速度
が圧縮完了直前に遅くなる欠点はない。また、油圧制御
を必要としないのでメンテナンスが容易である。

また、第５図について説明した装置が大きくなる欠点や
、ナス１−条件に応じてくさび板材１２の形状を変える
必要なく、任意の条件を与えてテストすることが可能で
ある。

さらに、この装置では、無負荷時に圧縮量の調整をカム
機構により行い、圧縮はクランク滑子機構により機械的
に行われるので、高精度の段階的連続圧縮が行われ、実
際のＭ坂のタンデム圧延に対する精度の良いシミュレー
ションが可能である。

なお、このような試験装置の作動制御はコンピュータを
利用して行うのが最適であり、この実施例においても図
示しないコンピュータによって制御される。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明による圧縮試験装
置によれば、高精度で任意の圧縮パターンが付与された
段階的連続的な圧縮試験を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である圧縮試験装置の説明図
、第２図はその作動のタイムチャート、第３図乃至第５
図は従来の圧縮試験装置の説明図である。 図において、Ｗｔよ試験片、２０は固定上ラム、２１は
ローラ、２２はポスト、２３はガイド、２４は滑子、２
５は連杆、２６はクランク、２７はクランクガイド、２
Ｂはクランク本体、２つはクランク支持体、３０は可動
下ラム、３１はカム台、３２は架台、３５はカム、４０
は位置検出器、５０及び５１はモータである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 試験片を圧縮すべきラムと、該ラムを駆動するクランク
   滑子機構と、前記ラムの位置を調整設定するカム機構と
   、前記試験片を圧縮したときの圧縮反力を支持する支持
   部材とからなる圧縮試験装置。