JPS6384704A - コ−ルドピルガ−圧延方法及び装置 - 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） 本発明はコールドピルガ−ミルにより素管を圧延して製
品管となすコールドピルガ−圧延方法及び装置に関する
。

（従来の技術） コールドピルガ−圧延法は、第３図に示すように外周面
に周方向に沿って次第に縮径する溝を形成された１＆ｌ
ｌの圧延ロール１．１によりマンドレル２の上で継目無
し管材（以下素管という）３を挟み、圧延ロール１，１
を素管３の長手方向に沿うて往復運動させることにより
素管３を圧延加工して所定径及び肉厚の継目無し管（以
下製品管という）４を形成する圧延方法である。前記圧
延される素管３は円管であり、圧延された製品管４も同
じく円管である。

マンドレル２と素管３とは静止しており、前記圧延ロー
ル１．１を組み込んだ図示しないハウジングが矢印Ａ又
はＢ方向に往復運動を行うと当該往復運動に同期して前
記１組の圧延ロール１．１が正転（矢印Ｃ方向）又は逆
転（矢印り方向）してマンドレル２の上に素管３を繰り
返して圧延する仕組みであり、素管３は１回の圧延を終
了する毎にフィードキャリッジチャック５により所定の
長さづつ送り込まれると共に所定の角度例えば、６０″
づつ回転させられてその断面形状を真円に圧延される。

かかるコールドピルガ−圧延装置は圧延時に素管３を入
口チャック６により軽く固定し、製品管４を出口チャッ
ク７により軽く固定し、管材は圧延加工されることによ
り前記出口チャック７を滑りながら伸長する。尚、マン
ドレル２の素管３のフィード側の一端はマンドレルロッ
ドクランプチャック８により把持固定される。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、前記コールドピルガ−圧延においては、加工
中に全域において圧延された管材の飛び出しを防止する
ために圧延加工中は常に当該管材に圧縮力が作用するよ
うにしている。このため、管材を押し出す効率が悪く、
圧延ロールの圧下刃が上昇し、圧延ロールを含む圧延設
備の強度が不足すると共に、圧延ロールの面圧が高（な
って、ロール表面の剥離や割れが生じ易く、素管の加工
速度が規制されて生産性の向上が阻止される大きな要因
となっている等の問題がある。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、圧延ロールの圧延時における圧下刃を低下させ、圧延
ロール表面の＠離や割れを防止し、生産性の向上を図る
ようにしたコールドピルガ−圧延方法及び装置を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、素管の長手
方向に沿って往復運動する圧延ロールにより前記素管を
圧延加工して製品管となすコールドピルガ−圧延方法に
おいて、前記圧延加工中の管材に長手方向に引張力を付
与するようにしたコールドピルガ−圧延方法、及び上記
圧延方法を実施するコールドピルガ−圧延装置において
、前記素管側に配設され圧延時に作動されて当該素管を
保持固定する素管保持装置と、前記製品管側に配設され
圧延時に作動されて当該製品管に引張力を付与する引張
力付与装置と、前記素管保持装置と前記引張力付与装置
とを制御する油圧制御装置と、圧延時に所定のタイミン
グで前記油圧制御装置を駆動して前記素管保持装置と前
記引張力付与装置とを作動させる制御装置とを備えたコ
ールドピルガ−圧延装置が提供される。

（作用） 圧延時に製品管の押し出される方向に引張力を付与する
ことにより、当該圧延時における圧延ロールの最大圧下
刃の低下が図られる。この圧下刃の低下により圧延時の
加工速度の上昇が可能となる。また、圧延時に素管保持
装置により素管を固定保持すると共に、圧延された製品
管を引張力付与装置に固定し、制御装置により所定のタ
イミングで油圧制御装置を駆動させて前記素管保持装置
と前記引張力付与装置とを作動させ、圧延中の管材にそ
の圧延される方向に引張力を付与する。これにより圧延
時の圧延ロールの最大圧下刃の低下が図られる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

尚、第３図と同一の部材には同一の符号を付しである。

第１図においてｌ咀の圧延ロール１．１は前述したよう
にその外周面に周方向に沿って次第に縮径する溝を形成
され、これらの圧延ロール１．１は図示しないハウジン
グの矢印Ａ又はＢ方向にの往復運動に応じて往、復運動
すると共に当該柱又は復運動に同期して矢印Ｃで示す方
向に正転又は矢印りで示す方向に逆転してマンドレル２
の上で素管３を繰り返して圧延して所定径の製品管４を
形成するようになされている。

素管保持装置１０はフィードキャリッジチャック５の近
傍位置に配設固定され、当該素管保持装置１０は素管３
に外嵌し油圧により開閉作動するチャック１１と、当８
亥チャック１１を保持するハ１ウジング１２とにより構
成され、チャック１１は素管３の送り時には開いて当該
素管３の送りを可能とし、圧延時には閉じて当該素管３
を強固に把持固定する。この素管保持装置１０は油路３
０．３１を介して油圧制御装置２０に接続される。

引張力付与装置！ｆ１３は製品管４の出口側所定位置に
配設され、製品管４を把持する把持機構１４と引張力付
与機構１５とにより構成される０把持機構１４は前記素
管保持装置１０と同様に製品管４に外嵌し油圧により開
閉作動するチャック１６と当該チャック１６を保持する
ハウジング１７とにより構成され、且つ製品管４の移動
方向に沿って所定距離往復動可能とされる。チャック１
６は素管３の送り時には開いて当該素管３及び当該素管
３と一体の製品管４の送り、及び後述するように当該チ
ャック１６の元の位置への復帰を可能とし、圧延時には
閉じて製品管４を強固に把持して当該製品管４と共に移
動可能とされる。前記チャック１６は油路３２．３３を
介して油圧制御装置２０に接続される。

引張力付与機構１５は例えば油圧シリンダにより構成さ
れ、当該シリンダ１５は把持機構１４よりも出口側に且
つ製品管４の移動方向と平行に配置されている。このシ
リンダ１５はロッド１５ａの一端を把持機構１４のハウ
ジング１７の一端に固設されており、当該ロッド１５ａ
の伸縮により前記把持機構１４を移動可能としている。

即ち、シリンダ１５はロッド１５ａの退縮時には把持機
構１４を矢印Ａ方向に移動させ、伸長時には当該把持機
構１４を矢印Ｂ方向に移動させる。このシリンダ１４は
油路３４．３５を介して油圧制御装置２０に接続され、
所定の引張力例えば、６トンの引張力で短縮されて前記
把持機構１４を矢印Ａ方向に引っ張り、製品管４に引張
力を付与するようになっている。

油圧制御装置２０は油路３６を介して油圧ポンプ２１に
接続され、後述する制御装置２５により駆動されて前記
素管保持装置１０、把持機構１４の各チャック１１．１
６を開閉制御すると共にシリンダ１５を伸縮制御する。

油路３６の途中には油圧制御装置２０に供給する作動油
の油圧を所定圧に保持するためのアキュームレータ２２
が接続されている。

制御装置２５は例えばシーケンス制御装置で、当該シー
ケンス制御装置２５は圧延ロール１．１の何れか一方の
圧延ロールの回転軸１ａにカム機構（図示せず）を介し
て接続され、当該圧延ロール１の回転と同期して作動し
、所定のタイミングで順次制御信号を出力して油圧制御
装置２ｏに供給し、当該油圧制御装置１２０を作動させ
る。

以下に作用を説明する。

圧延ロール１．１が矢印Ｂ方向への復動を終了した後、
フィードキャリッジチャック５が素管３を把持して所定
の長さ矢印Ａ方向に送り込むと共に当該素管３を前記所
定の回転角度６０″回転させる。この時には素管保持装
置１０のチャック１１及び把持機構１４のチャック１６
は開いており、前記素管３及び製品管４は矢印Ａ方向に
移動可能とされている０次いで、シーケンス制御装置２
５が作動して油圧制御装置２０に制御信号を供給する。

油圧制御装置２０は当該制御信号を受けて素管保持装置
１０のチャック１１及び把持機構１４のチャック１６に
夫々圧、油を供給し、チャック１１を閉じて素管３の全
周を強固に把持して当該位置に素管３を固定保持すると
共に、チャック１６を閉じて製品管４の全周を強固に把
持して当該製品管４と一体に係合する。

次いで、油圧制御装置２０はシリンダ１５に圧油を供給
して当該シリンダ１５を前記所定の引張力（６トン）で
退縮させ、把持機構１４に矢印Ａ方向の引張力を付与す
る。一方、圧延ロール１、■は矢印Ａ方向に所定の距離
移動しながら矢印Ｃ方向に正転して素管３の圧延を行う
。この往きの圧延時において製品管４は把持機構１４に
より矢印Ａ方向に前記引張力で引っ張られているために
圧延ロール１．１による素管３への圧縮力が大幅に軽減
される。圧延ロール１、■の前記往きの圧延が終了した
後、これらの圧延ロール１．１が矢印Ｂ方向に復動しな
がら矢印り方向に逆転する。

この圧延ロール１．１の復動時においても製品管４は前
記把持機構１４により矢印Ａ方向に前記引張力で引っ張
られているために圧延ロール１．１による素管３への圧
縮力が軽減される。

圧延ロール１．１の往復運動による素管３の圧延を終了
し、これらの圧延ロール１、ｌが元の位置に戻ると、油
圧側Ｗ装置２０は把持機構１４のチャック１６を開いて
製品管４のとの保合を解除した後、素管保持装置１０の
チャック１１を開いて素管３との保合を解除する。次い
で、シリンダ１５のロフト１５ａを伸長させて把持機構
１４を矢印Ｂ方向に移動させて把持機構１４を元の位置
に復帰させる。このようにして圧延ロール１．１による
素管３の１回の圧延を終了する。

圧延ロール１．１が前記１回の圧延を終了した後、再び
前述したようにフィードキャリッジチャック５が素管３
を把持して所定の長さだけ矢印Ａ方向に送り込むと共に
当該素管３を前記所定の回転角度６０″だけ回転させて
２回目の圧延を開始する。このような圧延を繰り返して
行い素管３から製品管４を形成する。

前述したように圧延時において製品管４に前記引張力を
付与することにより管材に加わる圧縮力が軽減され、こ
の結果、圧延ロールｌ、１に加わる最大圧下刃を低下さ
せることができる。

第２図に示すグラフは外径８０ｍ、肉ｒ￥、１０ｆｉの
純銅管の素管を外径４５鶴、肉厚２．５龍の製品管に仕
上げる圧延加工を行った場合の最大圧下刃と引張力との
関係を表し、各曲線■〜■は夫々セクション０．９．０
．７５　．０．２の各セフシラン位置における最大圧下
刃を示す、このグラフの曲線■、■から明らかなように
、圧下刃は引張力の増加に伴い低下する。尚、圧延加工
中の管材はセフシラン位置により外径及び肉厚の各寸法
が異なるために、出口側で引張力を付与しても引張応力
は各セクション位置により異なる。このため、曲線■で
示すように製品管の出口側に近い程圧下刃の低下は大き
くなる。また、曲線■で示すように圧下刃が最大となる
０、７５セクション位置においても最大圧下刃が約１０
％程度低下した。これにより圧延ロールの耐久性の向上
即ち、圧延ロール寿命を延命することが可能となる。ま
た、圧延ロールに加わる最大圧下刃を下げずに圧延ロー
ルの寿命を現状のままとし、前記外径４５ｍｍ、肉厚２
，５寵の製品管を形成する場合には、素管寸法を外径８
３鶴、肉厚１１０と大きくすることが可能となり、生産
性を約１３％向上させることが可能となる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、素管の長手方向に
沿って往復運動する圧延ロールにより前記素管を圧延加
工して製品管となすコールドピルガ−圧延方法及び装置
において、前記圧延加工中の管材に長手方向に引張力を
付与するようにしたので、前記圧延加工時における前記
圧延ロールの最大圧下刃の低下を図ることが可能となり
、前記圧延ロールの面圧が低（なってロール表面の９１
１８や割れが減少し、圧延ロールの耐久性の向上が図ら
れ、当該圧延ロールの寿命の延命を図ることができる。

また、前記圧延ロールの最大圧下刃を下げることなく当
該圧延ロールの寿命を現状のままとした場合には素管寸
法を大きくすることが可能となり、この結果、生産性を
１０数％向上させることができる等の優れた効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコールドピルガ−圧延方法を実施
するためのコールドピルガ−圧延装置の一実施例を示す
要部断面図、第２図は圧延ロールに加わる最大圧下刃と
圧延加工中の管材に加える引張力との関係を示す特性図
、第３図は従来のコ−ルドビルガー圧延装置の要部断面
図である。 ■・・・圧延ロール、２・・・マンドレル、３・・・素
管、４・・・製品管、５・・・フィードキャリッジチャ
ック、１０・・・素管保持装置、１１・・・チャック、
１３・・・引張力付与装置、１５・・・油圧シリンダ、
１６・・・チャック、２０・・・油圧制御装置、２１・
・・油圧ポンプ、２２・・・アキニームレータ、２５・
・・シーケンス制御装置、３０〜３５・・・油路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）素管の長手方向に沿って往復運動する圧延ロール
   により前記素管を圧延加工して製品管となすコールドピ
   ルガー圧延方法において、前記圧延加工中の管材に長手
   方向に引張力を付与することを特徴とするコールドピル
   ガー圧延方法。
2. （２）前記引張力は前記製品管の押し出される方向に付
   与されることを特徴すとする特許請求の範囲第１項記載
   のコールドピルガー圧延方法。
3. （３）素管の長手方向に沿って往復運動する圧延ロール
   により前記素管を圧延加工して製品管となすコールドピ
   ルガー圧延装置において、前記素管側に配設され圧延時
   に作動されて当該素管を保持固定する素管保持装置と、
   前記製品管側に配設され圧延時に作動されて当該製品管
   に引張力を付与する引張力付与装置と、前記素管保持装
   置と前記引張力付与装置とを制御する油圧制御装置と、
   圧延時に所定のタイミングで前記油圧制御装置を駆動し
   て前記素管保持装置と前記引張力付与装置とを作動させ
   る制御装置とを備えたことを特徴とするコールドピルガ
   ー圧延装置。
4. （４）前記素管保持装置は圧延時に前記素管の外周面を
   把持して固定保持する油圧式チャックにより構成される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のコールド
   ピルガー圧延装置。
5. （５）前記引張力付与装置は圧延時に前記製品管の外周
   面を把持して固定する油圧式チャックと、当該チャック
   と連結され圧延時に当該チャックに前記製品管の押し出
   される方向に所定の引張力を付与する油圧シリンダとを
   備えたことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のコ
   ールドピルガー圧延装置。