KR200156954Y1 - Tube expander - Google Patents

Abstract

본 고안에 의하면 관판의 부착구멍에 배치된 확관대상의 튜브에 대하여 튜브 내면의 손상과 부식원인으로 되는 결점을 없애고 확관작업을 할 수 있는 튜브 확관기를 제공함과 아울러 끝이 가는 테이퍼형상의 회전맨드릴의 주면위에 복수의 확관로울러를 대략 평행형상으로 유지하는 통형상 로울러프레임의 선단부 외주면의 형상 및 필요에 따라서 다시 각 확관로울러의 선단부 외주면의 형상을 확관에 의해 튜브 내면에 형성되는 내경천이부를 모두 포함하는 범위에 걸쳐서 선단으로부터 연속적으로 완만한 끝이 가는 테이퍼형상의 원추면으로서 형성한다.According to the present invention, a tapered rotary mandrel with a tapered shape is provided, which provides a tube expander capable of expanding and removing the defects caused by damage to the inner surface of the tube and causes of corrosion for the tube to be extended in the attachment hole of the tube plate. It includes all the inner diameter transitions formed on the inner surface of the tube by expanding the shape of the outer peripheral surface of the distal end of the cylindrical roller frame which maintains the plurality of expansion rollers in a substantially parallel shape on the main surface of the tube It is formed as a tapered conical surface that has a gentle end continuously from the tip over the range to be.

Description

튜브 확관기Tube expander

제1(a)도는 본 고안의 일실시예에 관계되는 튜브 확관기의 개략의 구성을 표시하는 측면도.1 (a) is a side view showing the schematic configuration of a tube expander according to an embodiment of the present invention.

제1(b)도는 동일한 종단면도.Figure 1 (b) is the same longitudinal cross-sectional view.

제1(c)도는 제1(a)도의 C-C화살표방향에서 본 확대단면도.FIG. 1 (c) is an enlarged cross-sectional view as seen in the C-C arrow direction of FIG. 1 (a).

제2(a)도는 본 고안의 일실시예에 관계되는 튜브 확관기의 중요부분을 모식적으로 표시하는 부분측면도.Figure 2 (a) is a partial side view schematically showing an important part of the tube expander according to an embodiment of the present invention.

제2(b)도는 그것에 의해 확관된 튜브의 내부에 흐르는 유체의 유선을 표시하는 설명도.2 (b) is an explanatory diagram showing a streamline of a fluid flowing inside a tube expanded by it.

제3도는 본 고안의 일실시예에 관계되는 튜브 확관기에 있어서의 베어링 칼라부분의 확대종단면도.3 is an enlarged longitudinal sectional view of a bearing collar portion in a tube expander according to an embodiment of the present invention.

제4(a)도는 종래의 일반적인 튜브 확관기의 개략적인 구성을 표시하는 측면도.4 (a) is a side view showing a schematic configuration of a conventional tube expander.

제4(b)도는 동일한 종단면도.Figure 4 (b) is the same longitudinal cross-sectional view.

제4(c)도는 제4(a)도의 C-C화살표 확대단면도.4 (c) is an enlarged cross-sectional view of the C-C arrow of FIG. 4 (a).

제5(a)도는 튜브 확관기에 의한 확관의 적용대상인 일예로서 관판의 부착구멍내에 배치하여 설치된 튜브의 선단부분의 확관전의 상태를 표시하는 모식 단면도.Fig. 5 (a) is a schematic sectional view showing a state before expansion of the distal end of a tube disposed in an attachment hole of a tube plate as an example of application of expansion pipe by a tube expander.

제5(b)도는 동일하게 그 확관후의 상태를 표시하는 모식단면도.Fig. 5 (b) is a schematic sectional view showing the state after expansion similarly.

제6도는 종래의 튜브 확관기에 의해 발생하는 문제점을 모식적으로 표시하는 설명도.6 is an explanatory diagram schematically showing a problem caused by a conventional tube expander.

제7(a)도는 종래의 튜브 확관기의 중요부분을 모식적으로 표시하는 부분측면도.Fig. 7 (a) is a partial side view schematically showing an important part of a conventional tube expander.

제7(b)도는 그것에 의해 확관된 튜브의 내부에 흐르는 유체의 유선을 표시하는 설명도.FIG. 7 (b) is an explanatory diagram showing a streamline of a fluid flowing in a tube expanded by it; FIG.

제8도는 종래의 튜브 확관기에 있어서의 베어링 칼라부분의 확대종단면도.8 is an enlarged longitudinal sectional view of a bearing collar portion in a conventional tube expander.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 캡너트(cap nut) 2 : 확관로울러1: Cap nut 2: Expansion roller

3 : 로울러프레임 4 : 베어링 칼라(bearing collar)3: roller frame 4: bearing collar

4a : 칼라 전륜(前輪, front ring) 4b : 칼라 후륜(後輪, rear ring)4a: front ring, front collar 4b: rear ring, front collar

4c : 스러스트 볼 베어링(thrust ball bearing)4c: thrust ball bearing

4d : 스냅 링(snap ring) 5 : 맨드릴(mandrel)4d: snap ring 5: mandrel

6 : 세트 스크루(set screw) 4f : 볼 리테이너(ball retainer)6: set screw 4f: ball retainer

본 고안은 금속튜브의 특히 끝부를 내측으로부터 기계적으로 확관함으로써 튜브를 소성변형(塑性變形)에 의해 확관하기 위한 튜브 확관기(tube expander)에 관한 것이다.The present invention relates to a tube expander for expanding the tube by plastic deformation by mechanically expanding the end of the metal tube, in particular from the inside.

이와 같은 튜브 확관기는 수동식 고정방식 또는 설치고정형의 확관장치로 교환가능하게 장착되는 금속가공공구로서 고압 또는 저압화학장치나 석유화학장치 혹은 원자력 발전설비 등의 각종 산업 플랜트에 있어서의 열교환기, 증발기, 응축기(condenser), 복수기(water condenser), 보일러, 오일냉각기, 에어냉각기, 방열기 등 종종 다수개의 부착이 요구되는 금속튜브를 관판의 부착구멍의 내주면에 지름을 확장하는 것에 의해 밀착상태로 고정하기 위해 사용된다.Such tube expander is a metal processing tool that can be exchanged by manual fixed type or fixed installation type expansion device. Heat exchanger and evaporator in various industrial plants such as high pressure or low pressure chemical device, petrochemical device or nuclear power plant Fixing metal tubes, often condensers, water condenser, boilers, oil coolers, air coolers, radiators, etc., which often require multiple attachments, by expanding the diameter on the inner circumferential surface of the attachment hole of the tube Used for.

일반적인 튜브 확관기의 구조는 피가공튜브의 내벽을 압력바꿈하기 위한 복수의 로울러와, 접촉마찰에 의해 이들 복수의 로울러를 회전시키는 맨드릴과, 상기한 각 로울러를 맨드릴의 주면에 따라서 동등한 간격으로 회전가능하게 유지하는 동시에 이것들의 탈락을 방지하는 통형상의 프레임의 3개의 주요부품에 의해 구성되고 있다. 각 로울러와 접하는 맨드릴의 주면은 끝이 가는 원추형상 테이퍼(taper)면으로서 형성되고, 이 테이퍼면에 적합하게 각 로울러도 역테이퍼의 원추 형상의 주면을 갖고 맨드릴의 테이퍼와 로울러의 테이퍼와의 조합에 의해 정확하게 평행한 확관을 할 수 있도록 구성되어 있다. 프레임은 각 로울러를 맨드릴의 축심과 동일한 축인 원통면내에서 맨들릴축심에 대하여 경사진 상태로 회전가능하게 유지하기 위한 로울러유지홈을 구비하고, 이 맨드릴축심에 대한 로울러축심의 경사각도는 일반적으로 「이송각도」 라고 하고 있다.The structure of a general tube expander includes a plurality of rollers for pressure-changing the inner wall of a tube to be processed, a mandrel for rotating the plurality of rollers by contact friction, and rotation of the aforementioned rollers at equal intervals along the main surface of the mandrel. It consists of three main parts of a cylindrical frame which hold | maintain as possible and prevent these from falling out. The main surface of the mandrel in contact with each roller is formed as a tapered conical taper surface, and each roller has a conical main surface of an inverse taper, and the taper of the mandrel and the taper of the roller are also suitable for this tapered surface. It is configured to allow precise parallel expansion. The frame is provided with a roller holding groove for holding each roller rotatably in a state inclined with respect to the mandrel axis in the cylindrical surface which is the same axis as the mandrel axis, and the inclination angle of the roller axis with respect to this mandrel axis is generally Conveying angle ”.

맨드릴을 확관장치의 주축에 의해 회전구동함과 동시에 이 맨드릴에 튜브내의 안쪽으로 향하는 추진력을 부여하면, 맨드릴의 테이퍼주면에 접하는 로울러가 회전되어서 테이퍼주면의 테이퍼각도에 의하여 각 로울러의 공전(公轉)반지름이 커지게 되고 따라서 각 로울러가 지름방향 바깥방향으로 확대될려고 하기 때문에 튜브 내벽이 압력바뀜된다. 이때 프레임의 로울러홈에 의해 각 로울러에 이송각도가 부여되고 있으므로 맨드릴이 확관을 위한 회전방향에 대응하여 튜브내 안쪽방향으로 자기추진하게 되고 따라서 맨드릴에 대하여 외부로부터 부여하는 추진력을 크게 할 필요가 없다.When the mandrel is rotated by the main shaft of the expansion device, and the mandrel is applied to the mandrel inwardly in the tube, the roller is in contact with the tapered main surface of the mandrel, and the idler rotates according to the taper angle of the tapered main surface. The inner wall of the tube is pressure-changed because the radius is increased and therefore each roller tries to expand radially outward. At this time, since the feed angle is given to each roller by the roller groove of the frame, the mandrel is self-propelled inwardly in the tube corresponding to the rotational direction for expansion. Therefore, it is not necessary to increase the propulsion force applied from the outside to the mandrel. .

종래의 일반적인 튜브 확관기의 개략적인 구성을 제4도에 표시한다. 이 종래의 튜브 확관기는 선단에 캡너트(1)가 부착된 맨드릴(5)과, 그 맨드릴(5)의 원추형상의 테이퍼면에 접촉해서 회전되는 복수의 확관로울러(2)와, 각 로울러(2)를 회전 가능하게 동등한 간격으로 유지하는 로울러프레임(3)을 구비하고 있고, 확관시의 추진력을 일정한 위치에서 받기 위하여 베어링 칼라(4)가 부가적으로 설치되어 있다. 이 베어링 칼라(4)는 부착위치를 맨드릴(5)의 축방향으로 조절함으로써 로울러의 유효길이 또는 리이치 길이(reach length)를 어느 범위내에서 자유자재하게 변화시킬 수가 있다.A schematic configuration of a conventional general tube expander is shown in FIG. This conventional tube expander has a mandrel 5 having a cap nut 1 attached to its tip, a plurality of expansion tube rollers 2 which rotate in contact with the tapered surface of the mandrel 5, and each roller ( It is provided with the roller frame 3 which keeps 2) rotatably at equal intervals, and the bearing collar 4 is additionally provided in order to receive the propulsion force at the time of expansion in a fixed position. The bearing collar 4 can freely change the effective length or reach length of the roller within a certain range by adjusting the attachment position in the axial direction of the mandrel 5.

원추형상의 끝이 가는 테이퍼면으로서 형성된 맨드릴(5)의 주면상에 복수의 확관로울러(2)가 배열되어 있고, 이들 로울러는 맨드릴(5)의 축심에 대하여 어느 이송각도로 경사지도록 통형상의 로울러프레임(3)내에 회전가능하게 유지되어 있다. 맨드릴(5)의 원추형상의 주면의 테이퍼각도에 대응하여 확관로울러(2)는 역테이퍼 형상의 원추형상으로 형성되고, 이것에 의해 피가공튜브의 내벽면에 대하여 각 로울러가 맨드릴 축심과 평행한 압력바꿈면을 부여하도록 되어 있다.A plurality of expansion rollers 2 are arranged on the main surface of the mandrel 5, which is formed as a tapered surface with a conical end, and these rollers are cylindrical rollers so as to be inclined at any feed angle with respect to the axis of the mandrel 5. It is rotatably held in the frame 3. Corresponding to the taper angle of the conical main surface of the mandrel 5, the expansion roller 2 is formed in the shape of a reverse tapered conical, whereby the rollers with respect to the inner wall surface of the tube to be processed are parallel to the mandrel shaft center. It is supposed to give a change plane.

베어링 칼라(4)는 제4(b)도에 표시되어 있듯이 칼라전륜(4a), 칼라후륜(4b), 스러스트 볼 베어링(4c), 스냅 링(4d)으로 주로 구성되어 있다. 칼라전륜(4a)은 예를 들어 외부로부터 적당한 수단에 의해 고정함으로써 확관작업에 있어서 비회전으로 할 수가 있고, 한편 칼라후륜(4b)은 세트 스크루(6)에 의해 로울러프레임(3)에 고정되어 있으므로 확관작업에 있어서는 로울러프레임(3)과 일체적으로 회전한다.The bearing collar 4 mainly consists of the collar front wheel 4a, the collar rear wheel 4b, the thrust ball bearing 4c, and the snap ring 4d, as shown in FIG. 4 (b). The collar front wheels 4a can be made non-rotating in expansion operations, for example, by fixing them appropriately from the outside, while the collar rear wheels 4b are fixed to the roller frame 3 by the set screw 6. Therefore, in expansion operation, it rotates integrally with the roller frame 3.

그러므로 칼라전륜(4a)과 칼라후륜(4b)은 스러스트 볼 베어링(4c) 및 스냅 링(4d)에 의해 마주 대하여 회전가능하게 연결되어 있다.Therefore, the collar front wheel 4a and the collar rear wheel 4b are rotatably connected to each other by the thrust ball bearing 4c and the snap ring 4d.

칼라후륜(4b)의 주면에 나사식 끼우기 되어서 로울러프레임(3)에 체결된 세트 스크류(6)는 칼라후륜(4b)과 로울러프레임(3)과의 축방향의 상대위치를 원하는 대로 조정하기 위한 조절기구를 구성한다. 세트 스크루(6)를 느슨하게 풀면 칼라후륜(4b)을 로울러프레임(3) 상에서 축방향으로 이동시킬 수가 있다. 이에 따라 새로운 고정위치를 선택할 수가 있도록 되어 있다. 이와 같이 하여, 베어링 칼라(4)의 부착위치를 맨드릴(5)의 축방향으로 조절할 수가 있어서 피가공튜브를 부착하기 위한 관판의 두께에 따라서 확관로울러(2)의 유효길이 또는 리이치길이(L)를 어느범위내에서 자유롭게 변경하여 조절할 수가 있다.The set screw 6 fastened to the roller frame 3 by being screwed on the main surface of the collar rear wheel 4b is used to adjust the relative position in the axial direction between the collar rear wheel 4b and the roller frame 3 as desired. Configure the regulator. Loosening the set screw 6 makes it possible to move the collar rear wheel 4b axially on the roller frame 3. Accordingly, a new fixed position can be selected. In this way, the attachment position of the bearing collar 4 can be adjusted in the axial direction of the mandrel 5, so that the effective length or the retardation length L of the expansion pipe roller 2 depends on the thickness of the tube plate for attaching the tube to be processed. Can be freely changed and adjusted within a certain range.

이와 같은 구성인 튜브 확관기를 사용하여 확관작업을 할 경우 맨드릴(5)의 후단(5b)은 도면에 표시하지 않은 확관장치의 회전주축에 연결된다. 제5(a)도에 표시하듯이 예를 들면 열교환기의 관판(8)의 부착구멍에 간극(M)을 두고 관끝부분이 장치로 들어오고 있는 피가공튜브(7)에 대하여 튜브 확관기의 선단부, 즉 로울러 프레임(3)과 그것에 유지된 확관로울러(2)가 삽입된다. 이 때 맨드릴(5)은 베어링 칼라(4)에 대하여 미리 후퇴된 위치에 놓이고, 이 후퇴위치에서는 맨드릴선단의 캡너트(1)가 로울러프레임(3)의 선단에 거의 접할 정도로 접근시켜져서 각 확관로울러(2)와 접하는 맨드릴(5)의 원추형상 주면의 직경이 줄어드는 것으로 되어 있다. 따라서 튜브 확관기의 선단부를 튜브(7)의 내부에 삽입한 시점에서는 각 확관로울러(2)의 바깥둘레 포락선(包絡線, envelope)은 튜브(7)의 내경보다도 지름이 줄어든 상태에 있고, 각 확관로울러(2)와 튜브(7)의 내벽과의 사이에는 아무런 힘도 작용하고 있지 않다. 또 캡너트(1)는 로울러프레임(3)에 대한 맨드릴(5)의 후퇴한도를 부여해서 이것에 의해 로울러프레임(3)이 맨드릴(5)의 선단으로부터 탈락하는 것을 방지하고 있다.In the case of the expansion operation using the tube expander having such a configuration, the rear end 5b of the mandrel 5 is connected to the rotating spindle of the expansion device not shown in the drawing. As shown in FIG. 5 (a), for example, the tube expander of the tube expander with respect to the tube 7 to which the tube end enters the apparatus with a gap M in the attachment hole of the tube plate 8 of the heat exchanger. The leading end, that is, the roller frame 3 and the expansion roller 2 held therein, is inserted. At this time, the mandrel 5 is placed in the retracted position with respect to the bearing collar 4, and in this retracted position, the cap nut 1 of the mandrel tip is brought into close contact with the leading end of the roller frame 3, The diameter of the conical main surface of the mandrel 5 in contact with the expansion pipe 2 is reduced. Therefore, when the front end of the tube expander is inserted into the tube 7, the outer envelope of each expansion roller 2 has a diameter smaller than the inner diameter of the tube 7. No force is acting between the expansion roller 2 and the inner wall of the tube 7. Moreover, the cap nut 1 gives the retraction limit of the mandrel 5 with respect to the roller frame 3, and it prevents the roller frame 3 from falling off the front end of the mandrel 5 by this.

이와 같이 하여 튜브 확관기의 선단부를 튜브(7)내에 삽입한 다음, 확관장치의 주축을 구동상태로 해서 맨드릴(5)을 회전시키고 맨드릴(5)을 관내로 향해 눌러서 밀어넣으면 끝이 가는 테이퍼형상의 맨드릴(5)의 주면위에 배치하여 설치되어 있는 확관로울러(2)가 접촉마찰에 의해 회전된다. 이 경우 각 확관로울러에 이송각도가 부여되고 있으므로 맨드릴(5)은 회전에 의해 튜브(7)내로 자기추진하면서 이송각도가 부여되고 있으므로 맨드릴(5)은 회전에 의해 튜브(7)내로 자기추진하면서 각 확관로울러(2)의 배열간격을 넓혀서 로울러프레임(3)으로부터 돌출하는 확관로울러(2)의 높이, 즉 상기한 외주포락선의 직경에서 결정되는 확관지름(D)을 확대한다. 이것은 맨드릴(5)이 튜브(7)내로 침입함에 따라 확관로울러의 배열을 지지하는 맨드릴(5)의 지름이 서서히 커지게 되고 그 결과 확관로울러(2)가 로울러프레임(3)의 내측으로부터 외측으로 밀려나가게 되기 때문이다.In this manner, the tip of the tube expander is inserted into the tube 7, and the mandrel 5 is rotated with the main shaft of the expander as the driving state, and the mandrel 5 is pushed into the tube to push in the taper shape. The expansion roller 2, which is disposed on the main surface of the mandrel 5, is rotated by contact friction. In this case, since the conveying angle is given to each expansion roller, the mandrel 5 is self-propelled into the tube 7 by rotation, and the conveying angle is imparted. Therefore, the mandrel 5 is self-propelled into the tube 7 by rotation. By expanding the arrangement interval of each expansion roller 2, the expansion diameter D determined from the height of the expansion roller 2 protruding from the roller frame 3, that is, the diameter of the outer peripheral envelope, is expanded. This is because as the mandrel 5 enters the tube 7, the diameter of the mandrel 5, which supports the arrangement of the expansion roller, gradually increases, so that the expansion roller 2 moves from the inside of the roller frame 3 to the outside. Because it will be pushed out.

이와 같이 해서 맨드릴(5)의 주면을 둘러싸듯이 배열된 각 확관로울러가 외측으로 향하여 밀려나가고, 밀려나간 각 확관로울러(2)가 튜브(7)의 내면에 접촉하면, 확관로울러(2)는 맨드릴(5)과의 접촉회전에 의한 자전운동과 합께 튜브(7)의 내벽면을 따라 공전운동을 하고, 그 결과 로울러프레임(3)은 맨드릴(5)과 동일한 회전 방향으로 다른 속도에 의해 회전한다.When the expansion rollers arranged in such a manner as to surround the main surface of the mandrel 5 are pushed outwards, and the expansion rollers 2 which are pushed out contact the inner surface of the tube 7, the expansion roller 2 is mandrel. Rotating motion by contact rotation with (5) and orbital motion along the inner wall surface of the tube (7), as a result of which the roller frame (3) rotates at different speeds in the same rotational direction as the mandrel (5). .

튜브(7)의 내벽은 맨드릴(5)의 관내로의 추진과 함께 외측으로 밀려나가는 확관로울러(2)의 자전운동과 공전운동에 따라서 압력바뀜되고 이것에 의해 튜브(7)의 확관이 실시된다. 그 결과 튜브(7)는 제5(b)도에 표시하듯이 관판(8)의 부착구멍에 밀착상태가 될 때까지 확관된다.The inner wall of the tube 7 is pressure-changed in accordance with the rotational and revolving movements of the expansion roller 2 which is pushed outward as the mandrel 5 is pushed into the tube, thereby expanding the tube 7. . As a result, the tube 7 is expanded until it comes into close contact with the attachment hole of the tube plate 8 as shown in FIG. 5 (b).

또 로울러프레임(3)의 회전과 합께 베어링 칼라(4)의 칼라후륜(4b)도 맨드릴(5)과 동일한 회전 방향으로 다른 회전속도로 회전하지만, 이것은 베어링 칼라(4)의 칼라후륜(4b)이 로울러 프레임(3)에 대하여 세트 스크루(6)에 의해 고정되어 있기 때문이다.In addition to the rotation of the roller frame 3, the collar rear wheel 4b of the bearing collar 4 also rotates at a different rotational speed in the same rotational direction as the mandrel 5, but this is the collar rear wheel 4b of the bearing collar 4 This is because the set screw 6 is fixed to the roller frame 3.

이것에 대하여 베어링 칼라(4)의 칼라전륜(4a)은 스러스트 볼 베어링(4c)을 통하여 스냅 링(4d)에 의해 마주 대하여 회전가능하게 칼라후륜(4b)에 부착되어지기 때문에, 확관중에 정지상태로 유지할 수가 있고 필요에 따라서 도면에 표시하지 않은 외부의 유지기구에 의해 유지할 수가 있다.On the other hand, the front collar 4a of the bearing collar 4 is attached to the collar rear wheel 4b so as to be rotatable oppositely by the snap ring 4d via the thrust ball bearing 4c, so that it stops during expansion. It can be held in a state, and can be held by an external holding mechanism not shown in the drawing as necessary.

또 맨드릴(5)의 회전구동을 하는 확관장치로서는 구동원에 전기모우터, 유압모우터, 공기압모우터 등을 이용한 각종의 것이 알려져 있고, 또 확관로울러에 의해 원하는 확관지름이 얻어졌을 때에 부하(負荷) 토크(torque)의 검출 등에 의해 자동적으로 맨드릴의 회전구동을 정지시키고 혹은 역방향으로 회전시켜서 지름을 줄어들게 하는 것 같은 제어장치를 구비한 확관장치도 알려져 있다.In addition, various types of expansion devices for rotating the mandrel 5 are known, in which electric motors, hydraulic motors, pneumatic motors, etc. are used as the driving source, and when the desired expansion diameter is obtained by the expansion rollers, Expansion pipes are also known which have a control device such that the rotation of the mandrel is automatically stopped or rotated in the opposite direction to reduce the diameter due to the detection of the torque.

그런데, 이상에서 설명한 바와 같은 종래의 튜브 확관기에 있어서는 제6도에 표시하듯이, 관판(8)의 부착구멍에 배치된 확관대상의 튜브(7)에 대한 확관작업중에 있어서 튜브(7)의 축심에 대한 맨드릴(5)의 축심이 기울어지면, 로울러프레임(3)의 선단(3a)이 지름방향으로 어긋나서 튜브(7)내벽에 접촉해서 튜브 내벽면에 흠이 나게 된다는 문제점이 있었다.By the way, in the conventional tube expander described above, as shown in FIG. 6, the tube 7 is being expanded during the expansion operation on the tube 7 to be expanded, which is arranged in the attachment hole of the tube plate 8. When the shaft center of the mandrel 5 with respect to the shaft is inclined, the tip 3a of the roller frame 3 is displaced in the radial direction and comes into contact with the inner wall of the tube 7 to cause a flaw in the inner wall of the tube.

또 제7(a)도에 도시하듯이 종래의 튜브 확관기에서는 확관로울러(2)의 선단부(2a)의 형상이 원호곡선의 윤곽형상으로 되어있기 때문에, 확관후의 튜브(7)의 내벽면의 형상은 제7(b)도에 표시하듯이 확관된 부분과 확관되어 있지 않은 부분과의 경계선의 내경천이부(內徑遷移部)(9)에 확관로울러 선단부의 원호곡선에 의한 비교적 큰 단(段)을 가진 형상으로 되고, 예를 들면 보일러나 열교환기 등에 있어서 확관후의 튜브 내에 작동유체를 유입했을 경우에 튜브내를 통과하는 유체가 내경 천이부(9)의 단차이 형상에 의해 도면에 표시한 바와 같은 박리류(剝離流)에 의한 와류(渦流)를 야기시키다고 하는 원인으로 되고 있었다.In addition, as shown in Fig. 7 (a), in the conventional tube expander, since the shape of the tip portion 2a of the expansion roller 2 is in the shape of an arc, the inner wall surface of the tube 7 after expansion is shown. As shown in Fig. 7 (b), the shape of 비교적 is relatively large by the arc curve of the tip of the tip, which extends to the inner-diameter transition part 9 of the boundary between the enlarged part and the unexpanded part. (I), the fluid passing through the tube when the working fluid flows into the tube after expansion in a boiler, heat exchanger or the like, for example, according to the step difference shape of the inner diameter transition portion 9 It has become the cause of causing the eddy current by the peeling flow as shown in the following.

이와 같은 박리류에 의한 와류의 발생은 튜브(7)와 관판(8)에 원하지 않는 진동을 발생시켜서 경우에 따라서는 기기의 사용중에 튜브(7) 및 관판(8)에 균열 혹은 파손이 발생하고, 또 와류의 발생부위 근방에서 튜브 내벽에 프레팅부식이나 응력 부식이 발생되는 일도 있다. 그리고 또 종래의 튜브 확관기에 있어서는 제8도에 표시했듯이, 스러스트 볼 베어링(4c)의 볼(4e)이 칼라전륜(4a)과 칼라후륜(4b)에 각각 형성되어 있는 정해진 궤도의 볼홈(4g)에 의해 안내되고 있으므로, 확관작업중에 발생하는 맨드릴(5)의 심한 진동에 의한 레이디얼(radial) 응력이 베어링에 작용하면 볼홈(4g)에 의하여 회전궤도가 구속되어 있는 볼에 응력이 집중하게 되고, 이것에 의해 스러스트 볼 베어링(4c)의 볼(4e) 및/또는 볼 리테이너(4f)가 한쪽으로 쏠린 응력을 받아서 파손될 우려가 있다고 하는 문제점이 예측된다.The generation of vortices due to such peeling flow causes unwanted vibrations in the tube 7 and the tube plate 8, and in some cases, cracks or breakages occur in the tube 7 and the tube plate 8 during use of the apparatus. In addition, fretting corrosion and stress corrosion may occur in the inner wall of the tube near the vortex generating area. In addition, in the conventional tube expander, as shown in FIG. 8, the ball groove 4g of the predetermined track in which the ball 4e of the thrust ball bearing 4c is formed in the collar front wheel 4a and the collar rear wheel 4b, respectively. Since the radial stress caused by the severe vibration of the mandrel (5) during expansion works on the bearing, the stress is concentrated on the ball whose rotational trajectory is constrained by the ball groove (4g). As a result, the problem that the ball 4e and / or the ball retainer 4f of the thrust ball bearing 4c may be damaged due to stress exerted to one side is predicted.

본 고안은 이상과 같은 종래의 튜브 확관기의 각종 과제를 감안하여 이루어진 것으로서 확관대상의 튜브 내면에 파손 및 부식원인이 될 수 있는 결점을 주지않고, 또 그 자신도 치명적인 구조상의 트러블의 발생을 힘을 다하여 회피할 수 있는 튜브 확관기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the various problems of the conventional tube expander as described above, and does not give a defect that can cause damage and corrosion to the inner surface of the tube to be expanded, and also causes a fatal structural trouble itself. An object of the present invention is to provide a tube expander that can be avoided by using the same.

본 고안에 의하면 상기한 목적을 달성하기 위하여 끝이 가는 테이퍼형상의 회전맨드릴의 주면위에 복수의 확관로울러를 대략 평행하게 설치하고 통형상 로울러프레임에 의해 마주 대하여 회전가능하게 유지하고, 관판내에 배치하여 설치된 확관대상인 튜브내에 상기한 맨드릴위의 확관로울러를 삽입하고, 맨드릴의 회전에 따른 확관로울러에 의하여 튜브를 내면으로부터 압력바꿈함으로써 확관하는 튜브 확관기에 있어서, 통형상 로울러프레임의 외주면, 특히 로울러프레임의 선단으로부터 확관에 의해 튜브 내면에 형성되는 내경천이부를 포함하는 범위까지의 부분에 대한 프레임의 외주면의 형상이 연속적으로 완만한 끝이 가는 테이퍼형상의 원추면으로서 형성되어 있다.According to the present invention, in order to achieve the above object, a plurality of expansion rollers are installed substantially parallel on the main surface of the tapered rotary mandrel, and rotatably held opposite to each other by a cylindrical roller frame. In the tube expander which inserts the expansion roller above the mandrel into the tube to be installed, and expands by pressure-changing the tube from the inner surface by the expansion roller according to the rotation of the mandrel, the outer peripheral surface of the cylindrical roller frame, especially the roller frame The shape of the outer circumferential surface of the frame with respect to the portion including the inner diameter transition portion formed on the inner surface of the tube by expansion pipe is formed as a tapered conical surface having a thin smooth end.

본 고안의 바람직한 상태에 의하면 로울러프레임의 선단부의 외주면 형상뿐만 아니라 각 확관로울러의 상기한 내경천이부에 대응하는 선단부분의 형상도 연속적으로 완만한 끝이 가는 테이퍼형상의 원추면으로 형성되어 있다.According to a preferred state of the present invention, not only the outer circumferential surface shape of the front end portion of the roller frame but also the shape of the front end portion corresponding to the above-mentioned inner diameter transition portion of each expansion roller is formed of a tapered conical surface having a continuous smooth end.

본 고안의 또 다른 바람직한 상태에 의하면 튜브 확관기는 로울러프레임과 함께 회전하는 칼라후륜과, 이 칼라후륜에 대하여 마주 대하여 회전가능하게 조합된 칼라전륜과, 칼라전륜 및 칼라후륜의 사이에 배치하여 설치된 스러스트 볼 베어링을 포함하는 베어링 칼라를 다시 구비하고, 스러스트 볼 베어링의 복수의 베어링 볼은 칼라전륜과 칼라후륜과의 마주보는 면사이에 각각 지름방향으로 이동가능하게 배치하여 설치되어 있다.According to another preferred state of the present invention, the tube expander is disposed between the collar rear wheel rotating together with the roller frame, the collar front wheel rotatably coupled to the collar rear wheel, and disposed between the collar front wheel and the collar rear wheel. A bearing collar including a thrust ball bearing is provided again, and a plurality of bearing balls of the thrust ball bearing are disposed so as to be movable in the radial direction between the face facing the collar front wheel and the collar rear wheel, respectively.

본 고안에 의한 튜브 확관기는 회전맨드릴과, 복수의 확관로울러와, 통형상 로울러프레임을 구비하고, 회전맨드릴은 끝이 가는 테이퍼형상으로 형성되어 있다. 또 복수의 확관로울러는 회전맨드릴의 주면위에 대략 평행형상으로 설치하게 하여 배치되어 있다. 또 통형상 로울러프레임은 회전맨드릴의 주면위에 복수의 확관로울러를 마주 대하여 회전가능하게 유지하고 있다.The tube expanding machine according to the present invention includes a rotating mandrel, a plurality of expansion pipe rollers, a cylindrical roller frame, and the rotating mandrel is formed in a tapered shape with a thin end. The plurality of expansion rollers are arranged so as to be provided in a substantially parallel shape on the main surface of the rotating mandrel. In addition, the cylindrical roller frame is rotatably held to face a plurality of expansion rollers on the main surface of the rotating mandrel.

본 고안의 튜브 확관기에 의한 확관작업은 종래의 것을 사용한 경우와 동일하게 실시되고, 관판내에 배치하여 설치된 확관대상인 튜브내에 맨드릴위의 확관로울러를 삽입하여 맨드릴을 외부로부터 회전시키므로써 확관로울러를 회전시키고, 확관로울러를 외측으로 밀어내면서 튜브를 내면으로부터 압력바꿈하여서 확관한다.The expansion work by the tube expander of the present invention is carried out in the same manner as in the case of using the conventional one, and the expansion roller is rotated by inserting the expansion roller on the mandrel into the expansion tube installed in the tube plate and rotating the mandrel from the outside. The tube is pushed outward from the inner surface while pushing the expansion roller outward.

본 고안의 튜브 확관기에서는 확관작업중에 맨드릴의 축심이 튜브의 축심에 대하여 다소의 심한 진동을 일으켜도, 통형상 로울러프레임의 선단으로부터 튜브의 내면속 깊이 형성되는 내경천이부를 모두 포함하는 범위까지의 부분에 대해 로울러프레임의 외주면이 연속적으로 완만한 끝이 가는 테이퍼형상의 원추면으로서 형성되어 있기 때문에 작업중에 로울러프레임 선단부가 튜브의 내벽면에 접촉할 가능성이 극히 작아지게 되므로 통상적인 맨드릴의 심한 진동의 크기에서는 대부분의 경우에 튜브 내벽면에 흠을 입히는 일이 방지된다.In the tube expander of the present invention, even if the shaft center of the mandrel causes some severe vibration with respect to the shaft of the tube during expansion, it extends from the tip of the cylindrical roller frame to the range including all of the inner diameter transition depths formed in the inner surface of the tube. Since the outer circumferential surface of the roller frame is formed as a tapered conical surface with continuous smooth ends, the possibility of the roller frame tip contacting the inner wall of the tube during operation is extremely small. In most cases, the size prevents scratches on the inner wall of the tube.

또 본 고안의 바람직한 상태에 의한 튜브 확관기에서는 그 밖에도 각 확관로울러의 상기한 내경천이부에 대응하는 선단부분도 연속적으로 완만한 끝이 가는 테이퍼형상의 원추면으로서 형성되어 있으며, 확관작업에 의해 튜브 내면에 형성되는 내경천이부도 대응한 완만한 테이퍼형상으로 형성되므로 상기한 내경천이부에 십한 단차가 형성되는 일이 없다. 이에 따라 보일러나 열교환기 등의 기기에 있어서 튜브내를 작동유체가 흘렀을 경우에 상기한 내경천이부에 있어서의 박리류와 그것에 의한 와류의 발생을 방지할 수가 있으므로 와류에 의해 발생되는 각종 폐해, 예를 들면 상기한 튜브 및 관판의 불필요한 진동이나 와류의 발생부위에 있어서의 튜브 내벽의 부식 등을 방지할 수가 있다.In addition, in the tube expander according to the preferred state of the present invention, the tip portion corresponding to the above-mentioned inner diameter transition of each expansion roller is also formed as a tapered conical surface having a narrow smooth end continuously. Since the inner diameter transition portion formed on the inner surface is also formed in a corresponding tapered shape, no eleven steps are formed in the inner diameter transition portion. Accordingly, when the working fluid flows through the tube in a device such as a boiler or a heat exchanger, it is possible to prevent the occurrence of peeling flows and vortices due to the above-described inner diameter transition, and thus various damages caused by vortices. For example, it is possible to prevent unnecessary vibration of the tube and tube plate and corrosion of the inner wall of the tube at the vortex generation site.

본 고안의 또 다른 바람직한 상태에 의하면 스러스트 볼 베어링의 복수의 베어링 볼이 칼라전륜과 칼라후륜의 마주보는 면사이에 각각 지름방향으로 이동가능 하게 배치하여 설치되어 있기 때문에 베어링 볼의 회전궤도가 구속되지 않으므로 확관 작업중에 발생하는 맨드릴의 심한 진동에 의한 레이디얼 응력이 베어링에 작용해도 베어링 볼 및/또는 그것을 유지하는 볼 리테이너에 한쪽으로 쏠린 응력이 작용하지 않으며 따라서 이것들이 파손될 우려도 없다.According to still another preferred state of the present invention, since the plurality of bearing balls of the thrust ball bearing are disposed so as to be movable in the radial direction between the opposite surfaces of the collar front wheel and the collar rear wheel, the rotational track of the bearing ball is not restricted. Therefore, even if the radial stress caused by the severe vibration of the mandrel generated during the expansion operation acts on the bearing, the stress exerted on one side of the bearing ball and / or the ball retainer holding it does not act, and therefore, there is no fear of breaking them.

본 고안의 상기한 것과 그 이외의 특징과 이점은 한정을 의도하지 않는 단지 예로서 표시한 첨부도면을 참조하여 설명하는 이하의 바람직한 실시예에 의해 더욱 명확하게 이해할 수 있는 바이다The above and other features and advantages of the present invention are more clearly understood by the following preferred embodiments described with reference to the accompanying drawings, which are presented by way of example only and not by way of limitation.

제1(a)도 제1(b)도 및 제1(c)도에 표시하듯이 본 실시예에 관계되는 튜브 확관기는 선단에 캡너트(1)가 부착된 맨드릴(5)과, 맨드릴(5)의 원추형상의 테이퍼면에 접촉하여 회전되는 복수의 확관로울러(10)와, 각 확관로울러(10)를 회전가능하게 동등한 간격으로 유지하는 로울러프레임(11)을 구비하고 있고, 확관시의 추진력을 일정한 위치에서 받기 위하여 베어링 칼라(12)가 부가적으로 설치되어 있다. 이 베어링 칼라(12)는 부착위치를 맨드릴(5)의 축방향으로 조절함으로써 확관로울러(10)의 유효길이 또는 리이치 길이(L)를 어느 범위내에서 자유롭게 변화시킬 수가 있다.As shown in FIG. 1 (a), FIG. 1 (b) and FIG. 1 (c), the tube expander according to the present embodiment includes a mandrel 5 having a cap nut 1 attached to the tip, and a mandrel. And a plurality of expansion rollers 10 which rotate in contact with the conical tapered surface of (5), and a roller frame 11 which holds each expansion roller 10 at an equally rotatable interval. The bearing collar 12 is additionally installed to receive the propulsion force at a constant position. The bearing collar 12 can freely change the effective length or the reach length L of the expansion roller 10 within a certain range by adjusting the attachment position in the axial direction of the mandrel 5.

복수의 확관로울러(10)는 원추형상의 끝이 가는 테이퍼면으로 하여 형성된 맨드릴(5)의 주면위에 둘레방향으로 동등한 간격으로 배열되어 있고, 이들 확관로울러(10)는 맨드릴(5)의 축심에 대하여 어떤 이송각도로 경사지도록 통형상의 로울러프레임(11)내에 회전가능하게 유지되고 있다. 맨드릴(5)의 원추형상의 주면의 테이퍼각도에 대응하여 확관로울러(10)는 역(逆)테이퍼형상의 원추형상으로 형성되고, 이것에 의해 피가공튜브의 내벽면에 대하여 각 로울러가 맨드릴축심과 평행한 압력바꿈면을 부여하도록 되어 있다.The plurality of expansion rollers 10 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the main surface of the mandrel 5 formed by the tapered surface of the conical end, and these expansion rollers 10 are arranged with respect to the axial center of the mandrel 5. It is rotatably held in the cylindrical roller frame 11 so as to be inclined at a certain conveying angle. Corresponding to the taper angle of the conical main surface of the mandrel 5, the expansion roller 10 is formed in a conical shape of an inverted taper, whereby the rollers with respect to the inner wall surface of the tube to be processed It is designed to give parallel pressure changing surface.

베어링 칼라(12)는 칼라전륜(12a), 칼라후륜(12b), 스러스트 볼 베어링(12c), 스냅 링(12d)으로 주로 구성되어 있다. 칼라전륜(12a)은 예를 들면 외부로부터 적당한 수단에 의해 고정함으로써 확관작업에 있어서 비회전으로 할 수가 있고, 한편 칼라후륜(12b)은 세트 스크루(6)에 의해 로울러프레임(11)에 고정되어 있으므로 확관작업에 있어서는 로울러프레임(11)과 일체적으로 회전한다. 그러므로 칼라전륜(12a)과 칼라후륜(12b )은 세트 스크루(6)에 의해 로울러프레임(11)에 고정되어 있으므로 확관작업에 있어서는 로울러프레임(11)과 일체적으로 회전한다. 그러므로 칼라전륜(12a)과 칼라후륜(12b)은 스러스트 볼 베어링(12c)과 스냅 링(12d)에 의해서 마주 대하여 회전가능하게 체결되어 있다. 칼라후륜(12b)의 주면에 나사식 끼우기되어서 로울러프레임(11)에 체결된 세트 스크루(6)는 칼라후륜(12b)과 로울러프레임(11)과의 축방향의 상대위치를 원하는 위치로 조정하기 위한 조절기구를 구성한다. 세트 스크루(6)를 느슨하게 풀면 칼라후륜(12b)을 로울러프레임(11)위에서 축 방향으로 이동시킬 수가 있으므로, 이것에 의해 새로운 고정위치를 선택할 수가 있도록 되어 있다. 이와 같이 베어링 칼라(12)의 부착위치를 맨드릴(5)의 축방향으로 조절할 수 있으며 피가공튜브를 부착하기 위한 관판의 두께에 따라 확관로울러(10)의 유효길이 또는 리이치길이(L)를 어느 범위내에서 자유롭게 변경해서 조절할 수가 있다.The bearing collar 12 mainly consists of the collar front wheel 12a, the collar rear wheel 12b, the thrust ball bearing 12c, and the snap ring 12d. The collar front wheels 12a can be non-rotated in the expansion operation by, for example, fixed by appropriate means from the outside, while the collar rear wheels 12b are fixed to the roller frame 11 by the set screw 6. Therefore, in expansion operation, it rotates integrally with the roller frame 11. Therefore, since the collar front wheel 12a and the collar rear wheel 12b are fixed to the roller frame 11 by the set screw 6, it rotates integrally with the roller frame 11 in expansion operation. Therefore, the collar front wheel 12a and the collar rear wheel 12b are rotatably fastened oppositely by the thrust ball bearing 12c and the snap ring 12d. The set screw 6 which is screwed onto the main surface of the collar rear wheel 12b and fastened to the roller frame 11 is used to adjust the relative position in the axial direction between the collar rear wheel 12b and the roller frame 11 to a desired position. Configure the adjustment mechanism for When the set screw 6 is loosened, the collar rear wheels 12b can be moved in the axial direction on the roller frame 11, whereby a new fixed position can be selected. In this way, the attachment position of the bearing collar 12 can be adjusted in the axial direction of the mandrel 5, and the effective length or the reach length L of the expansion pipe roller 10 can be adjusted according to the thickness of the tube plate for attaching the workpiece tube. You can change it freely within the range.

이상 설명한 전반적인 구성은 종례예와 기본적으로는 대략 동일하지만 본 실시예에서 종례예와 다른점은 복수의 확관로울러(10), 로울러프레임(11), 베어링 칼라(12)의 구성에 있다. 구체적으로는 확관로울러(10)와 로울러프레임(11)에 대해서는 그것들의 형상이 종례예와 다르고, 베어링 칼라(12)에 대해서는 베어링 칼라(12)를 구성하는 칼라전륜(12a)과 칼라후륜(12b)에 있어서의 베어링 볼의 전동면(轉動面)의 형상이 종래예와 다르게 되어 있다.The overall configuration described above is basically the same as the example example, but the difference from the example example in this embodiment lies in the configuration of the plurality of expansion roller 10, the roller frame 11, the bearing collar 12. Specifically, the shape of the expansion roller 10 and the roller frame 11 is different from those in the conventional example, and the bearing collar 12 constitutes the collar front wheel 12a and the collar rear wheel 12b constituting the bearing collar 12. ), The shape of the raceway surface of the bearing ball is different from the conventional example.

먼저 로울러프레임(11)의 형상에 대해 설명한다. 로울러프레임(11)의 형상은 제2(a)도에 표시하듯이 로울러프레임(11)의 선단부분(11a)의 외주면이 선단으로부터 확관로울러(10)의 선단부분(10a)을 넘는 범위까지, 바꾸어 말하면 확관에 의해 튜브(7)내면에 형성되는 내경천이부(9)(제2(b)도 참조)를 모두 포함하는 범위에 걸쳐서 연속적인 완만한 끝이 가는 테이퍼형상의 원추면을 형성하고 있다.First, the shape of the roller frame 11 will be described. As shown in FIG. 2 (a), the shape of the roller frame 11 is such that the outer circumferential surface of the tip portion 11a of the roller frame 11 exceeds the tip portion 10a of the expansion roller 10 from the tip, In other words, a tapered conical surface with a thin, continuous tip is formed over a range including all the inner diameter transition portions 9 (see also the second (b)) formed on the inner surface of the tube 7 by expansion. .

이 결과 확관작업중에 맨드릴(5)이 심한진동을 일으켜도 로울러프레임(11)의 선단이 종래예보다도 가늘게 되어 있으므로, 심한 진동에 의한 지름방향으로의 치우친 위치에 의해 로울러프레임 선단부가 튜브(7)의 내벽면에 부딪힐 염려가 적어지므로 그 만큼 튜브 내벽에 흠을 입히는 일이 방지된다. 일반적으로 확관작업중의 맨드릴(5)의 심한 진동의 크기는 각도로 해서 수도의 범위이며 이 정도의 심한 진동에서는 본 고안에 의한 원추면형상을 선단부에 구비한 로울러프레임(11)은 튜브 내벽에 접촉하는 일이 없다.As a result, even if the mandrel 5 causes severe vibration during expansion, the tip of the roller frame 11 is thinner than the conventional one. Therefore, the roller frame tip is not allowed to reach the tube 7 due to the radially biased position due to severe vibration. It is less likely to hit the inner wall of the tube, so that it is prevented from damaging the inner wall of the tube. In general, the magnitude of the severe vibration of the mandrel 5 during the expansion operation is in the range of water as an angle. In this severe vibration, the roller frame 11 having the conical surface shape according to the present invention is in contact with the inner wall of the tube. There is no work.

복수의 확관로울러(10)에 대해서는 상기한 내경천이부(9)에 대응하는 선단부분(10a)이 역시 연속적으로 완만한 끝이 가는 테이퍼형상의 원추면으로 형성되어 있다. 그러므로 확관작업에 의해 튜브(7)의 내면에 형성되는 내경천이부(9)는 제2(b)도에 표시하듯이 전후의 튜브 내벽면과 완만한 곡선으로 연속하는 테이퍼형상이 되어서 튜브(7)에 유체를 유출했을 때 상기한 내경천이부(9)에 있어서 유체의 박리가 발생되기 어려우므로 박리류에 의한 와류도 발생하지 않게된다.For the plurality of expansion rollers 10, the tip portion 10a corresponding to the inner diameter transition portion 9 is formed of a tapered conical surface having a thinly continuous tip. Therefore, the inner diameter transition portion 9 formed on the inner surface of the tube 7 by expanding the tube 7 is tapered continuously in a smooth curve with the inner and outer wall surfaces of the front and rear tubes as shown in FIG. 2 (b). When the fluid is flowed out into the), peeling of the fluid hardly occurs in the above-described inner diameter transition portion 9, so that no vortex due to the peeling flow occurs.

베어링 칼라(12)에 대해서는 제3도에 표시하듯이 칼라전륜(12a)과 칼라후륜(12b)과의 마주보는 면에 베어링 볼(12e)의 전동(轉動)에 의한 궤도를 구속하는 안내홈(예를 들면 제8도에 표시한 볼홈(4g))이 형성되어 있지 않다. 칼라전륜(12a)과 칼라후륜(12b)과의 마주보는 면은 평탄한 면이고, 이와 같은 평탄면에 끼워진 베어링 볼(12e)은 볼 리테이너(12f)와 함께 레이디얼 방향으로 어떤 치수 범위내의 이동의 자유가 부여되어 있다. 따라서 확관작업중에 맨드릴(5)에 심한 잔동이 발생해도 베어링 볼(12e) 및 볼 리테이너(12f)가 그것에 대응하여 레이디얼 방향으로 도피하므로, 베어링 볼(12e)에 편중된 응력이 집중하는 일은 없으므로 베어링 볼(12e)에 편중된 응력이 집중하는 일은 없으므로 베어링 볼(12e)이나 볼 리테이너(12f)가 손상될 우려가 없게 된다. 이것은 한편으로는 베어링 칼라(12)의 제조, 조립을 용이하게 한다고 하는 이점도 가지고 온다.About the bearing collar 12, as shown in FIG. 3, the guide groove which restrains the track | orbit by the rolling of the bearing ball 12e on the surface which faces the collar front wheel 12a and the collar rear wheel 12b ( For example, the ball groove 4g shown in FIG. 8 is not formed. The surface facing the collar front wheel 12a and the collar rear wheel 12b is a flat surface, and the bearing ball 12e fitted to such a flat surface, along with the ball retainer 12f, is used for radial movement in a certain dimension range. Freedom is granted. Therefore, even if a severe residual occurs in the mandrel 5 during expansion, the bearing ball 12e and the ball retainer 12f will respond in the radial direction correspondingly, so that the stress unbalanced in the bearing ball 12e does not concentrate. Since the stress biased to the bearing ball 12e does not concentrate, there is no fear that the bearing ball 12e or the ball retainer 12f may be damaged. This also brings the advantage of facilitating the manufacture and assembly of the bearing collar 12 on the one hand.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면 통형상 로울러프레임의 선단부 외주면의 형상을 튜브 내면에 형성되는 내경천이부를 모두 포함하는 범위에 걸쳐서 연속적으로 완만한 끝이 가는 테이퍼형상의 원추면으로 형성함으로써 확관작업중에 맨드릴의 심한 진동이 발생하여 로울러프레임의 선단부가 지름방향으로 다소 어긋나도 로울러프레임의 선단부가 튜브 내면에 접촉할 우려가 적어지므로 튜브 내면에 손상을 입힐 가능성이 감소된다고 하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the shape of the outer peripheral surface of the front end portion of the cylindrical roller frame is formed into a tapered conical surface having a continuous smooth edge over a range including all the inner diameter transition portions formed on the inner surface of the tube, thereby mandrel during expansion. Even if the leading edge of the roller frame is slightly displaced in the radial direction due to severe vibration, the possibility of damage to the inner surface of the tube is reduced since the tip of the roller frame is less likely to come into contact with the inner surface of the tube.

또 복수의 확관로울러의 선단부도 연속적으로 완만한 끝이 가는 테이퍼형상의 원추면으로 하여 형성함으로써 확관후의 튜브 내면에 형성되는 내경천이부가 완만한 테이퍼부로 앞뒤로 연속하는 면형상이 되기 때문에 확관후의 튜브 내에 유체를 유입시킨 경우에 내경천이부에 있어서 유체의 박리에 의한 와류의 발생을 감소시킬 수가 있으며, 그 결과 튜브 및 관판의 불필요한 진동은 물론 와류발생부에 있어서의 튜브의 부식까지도 방지할 수가 있다.In addition, the tip ends of the plurality of expansion rollers are also formed in a tapered conical surface with a gentle end, so that the inner diameter transition portion formed on the inner surface of the tube after expansion becomes a planar shape that is continuous back and forth with a tapered portion. When the fluid is introduced into the inside, the generation of the vortex due to the peeling of the fluid in the inner diameter transition portion can be reduced. As a result, unnecessary vibration of the tube and the tube plate can be prevented as well as corrosion of the tube in the vortex generation portion. .

그리고 또 스러스트 볼 베어링의 복수의 베어링 볼을 칼라전륜과 칼라후륜과의 마주보는 면 사이에 각각 지름방향으로 이동가능하게 배치하여 설치함으로써, 베어링 볼의 회전궤도가 구속되지 않고 확관작업중에 발생하는 맨드릴의 심한 진동에 의한 레이디얼 응력이 베어링에 작용해도 베어링 볼 및/또는 그것을 유지하는 볼 리테이너에 편중된 응력이 작용하지 않게 되고 따라서 이것들이 파손될 우려도 없다.In addition, by arranging and installing a plurality of bearing balls of the thrust ball bearing in the radial direction between the face facing the collar front wheel and the collar rear wheel, the mandrel generated during expansion operation without constraining the rotational trajectory of the bearing ball. Even if the radial stress caused by the severe vibration of the bearing acts on the bearing, the biased stress does not act on the bearing ball and / or the ball retainer holding it, and thus there is no fear that these will be broken.

Claims (3)

끝이 가는 테이퍼형상의 회전맨드릴(5)의 주면위에 복수의 확관로울러(10)를 평행형상으로 설치하고 통형상 로울러프레임(11)에 의해 마주 대하여 회전가능하게 유지해서, 관판(8)내에 배치하여 설치된 확관대상의 튜브(7)내에 상기 한 맨드릴(5)위의 확관로울러(10)를 삽입하고 맨드릴(5)의 회전에 의해 확관로울러(10)에 의하여 튜브(7)를 내면으로부터 압력바꿈함으로써 확관하는 튜브 확관기에 있어서, 상기한 로울러프레임(11)의 선단부(11a)으로부터 확관에 의해 튜브 내면에 형성되는 내경천이부(9)에 대응하는 각 확관로울러의 선단부분을 전부 포함하는 범위까지의 부분에 대한 프레임의 외주면의 형상이, 연속적으로 완만한 끝이 가는 테이퍼형상의 원추면으로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 확관기.On the main surface of the tapered rotary mandrel 5, a plurality of expansion pipe rollers 10 are installed in a parallel shape and rotatably held opposite to each other by a cylindrical roller frame 11, and arranged in the tube plate 8. Insert the expansion roller (10) on the mandrel (5) in the tube (7) of the expansion object to be installed and the pressure of the tube (7) from the inner surface by the expansion roller (10) by the rotation of the mandrel (5) In the tube expander which expands by doing so, the range which includes the front-end | tip part of each expansion roller corresponding to the inner diameter transition part 9 formed in the tube inner surface by expansion from the front-end | tip part 11a of the said roller frame 11 is expanded. A tube expander characterized in that the shape of the outer circumferential surface of the frame with respect to the portion up to is formed as a tapered conical surface having a gradual smooth edge. 제1항에 있어서, 로울러프레임(11)의 선단부(11a)의 외주면형상 외에도 각 확관로울러(10)의 상기한 내경천이부(9)에 대응하는 선단부분(10a)의 형상도 연속적으로 완만한 끝이 가는 테이퍼형상의 원추면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 확관기.The shape of the tip portion 10a corresponding to the above-mentioned inner diameter transition portion 9 of each expansion roller 10 in addition to the outer circumferential surface shape of the tip portion 11a of the roller frame 11 is continuously smooth. A tube expander characterized in that it is formed by a tapered conical surface with a thin tip. 제1항 또는 제2항에 있어서, 로울러프레임(11)과 함께 회전하는 칼라후륜(12b)과, 이 칼라후륜(12b)에 대하여 마주 대하여 회전가능하게 조합된 칼라전륜(12a)과, 칼라전륜(12a) 및 칼라후륜(12b) 사이에 배치하여 설치된 스러스트 볼 베어링(12c)을 포함하는 베어링 칼라(12)를 다시 구비하고, 스러스트 볼 베어링(12c)의 복수의 베어링 볼(12e)이 칼라전륜(12a)과 칼라후륜(12b)과의 마주보는 면사이에 지름방향으로 이동가능하게 배치하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 확관기.3. The collar front wheel 12a according to claim 1 or 2, wherein the collar rear wheel 12b that rotates together with the roller frame 11, the collar front wheel 12a, and the collar front wheel that are rotatably combined with respect to the collar rear wheel 12b. The bearing collar 12 which includes the thrust ball bearing 12c arrange | positioned and arrange | positioned between 12a and the collar rear wheel 12b is again provided, and the several bearing ball 12e of the thrust ball bearing 12c is a collar front wheel. A tube expander (12a) and a collar rear wheel (12b) disposed between each other so as to be movable in a radial direction.