TWI279264B - An apparatus for manufacturing of tapered pipe - Google Patents

Description

1279264 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明領域 乂斤係有關於-種在常溫將電阻銲鋼管、 管、不鏽_管進行⑽力m置及枝，特別 於-種鋼管之外徑於軸向逐漸改變之： 及製造方法。 ^之〜裝置 _ 〔先前技術】 發明背景 1〇 姆之外徑於轴向逐漸改變，且鋼管之稜線相對於車由 傾斜之錐狀鋼管作為道路照明用柱等使用。藉引伸加工製 ^此種錐狀鋼官之裝4揭示於諸如日本專利公開公報特開 平10-24323號、特開平^祝號、特開2〇〇2_192225號、 特開 2002-292432號、特開 2002-292433號。 15 f㈣為使鋼管兩端分別保持於台車上之旋轉軸而使其 • 旋轉，並在軸線方向移動，而藉中間之加工輕，進行引伸 力口工’以使其呈錐狀之錐狀鋼管製造裝置。此外，鋼管是 藉加熱爐全體加熱，或藉設置於加工親之進入側之加熱裝 置部份加熱，引伸加工則是在數百。c之溫間進行。 〇 通常在錐狀鋼管之製造裝置中，如第15圖所示，將加 工幸&28之》疋轉軸没置成與鋼管p之旋轉軸平行。此時，一曰 以高速進行溫間之引伸加工，則有外形無法呈圓形而變形 成多角形之問題點或大量產生厚度偏差及因此造成之表面 fe糙之問題點。 5 1279264 ”日㈣雏關管稜線之轴方向之角度（錐 加工軸往從鋼管外周朝向中心軸之方向(半徑線二= :速:與往鋼管之長向(轴線方向)之移動速度 吊，鋼管為一方之台車拉出，另一方之台車則隨复移動 管之形狀完好，另—方台車：適 於任—方之台車上之旋轉轴賦與鋼 轉m 台車之旋轉轴亦隨鋼管之旋轉而旋 10 :广鋼管以一定速度旋轉，與加工輥接觸，以進行 j申加工。此外，有不賦與加工_動力，而藉 接觸而旋轉之自由旋轉型。 &之 、古猎此製造裝置，將全長超過版之長尺狀電阻焊鋼管 k進仃引伸加jlk ’如第16圖所示，鋼管之焊缝線扭 曲…旦此焊縫線之扭曲嚴重時，便易產生截面多角形化、 15 :又形、芎折等加工不良。扭曲之原因係因對鋼管之加 、㈡周速度之變化，慣性力矩大之加工輕之圓周速度無 • 差2隧而產生之鋼管加工部圓周速度與加工輥圓周速度之 ^異。因此，將長尺狀鋼管進行引伸加工時，則必須^鋼 之轴向之移動速度紐，以脑管之加工部目周速度變 2〇化小，而有生產性降低之問題。 、考寸別疋使用外徑為〗6〇mm以下之原管與製造外徑最大 *為50mm以下之錐狀鋼管時，加工不良率高。這是由鋼 g徑較加工輥之徑小，而使鋼管之截面變形阻力相對減 弱而使加工不穩定性增加之故。又，當將厚度未達4 〇111 切之未加工鋼管進行引伸加工及製造厚度最大值未達4.0m 1279264 m之錐狀鋼管時，加工不良率亦高。這是由於當厚度變薄， 則鋼管之截面變形阻力亦絕對減弱，而最終亦使加工不穩 定性增加之故。又，錐狀鋼管之外徑最小值為未加工鋼管 外徑之20%以下時，加工不良率亦高。這是由於錐率，即， 5 引伸加工之增加率亦高，而使加工不穩定性增加之故。 又，將鋼管進行引伸加工時之最適加工溫度（最適當加 工溫度)依鋼種而不同，宜控制在適當之範圍内。從鋼管之 強度變化率計算時，特別以控制加熱裝置，而使加熱後， 到達加工輥時之鋼管溫度在最適當加工溫度±20°C之範圍 10 為佳。以往，在溫間將鋼管進行引伸加工時，調整加熱裝 置之輸出，而使在加熱裝置之出口側，鋼管溫度達最適當 加工溫度。 一般，由於在錐狀鋼管之製造裝置之加熱裝置與加工 輥間配置防振環等其他設備，故加熱裝置與加工輥之距離 15 為約600mm。又，製造錐狀鋼管時之鋼管軸向之移動速度 為0.5〜0.7m/分。因此，以加熱裝置將鋼管加熱後，至到達 加工輥需1分鐘以上之時間，而以空冷將鋼管溫度降至1〇〇 °C以上。如此，當溫度大幅降低時，由於加熱裝置之溫度 控制之回應時間長，故溫度控制困難。因而，調整加熱裝 20 置之輸出，而使加熱裝置之出口側之鋼管溫度達最適當加 工溫度之方法並不適合錐狀鋼管之製造。 相對於此，亦考慮假設將鋼管加熱後至加工為止空冷 之溫度下降量為一定，而設定一定之溫度下降常數，以控 制加熱裝置之出口側之鋼管溫度。然而，為破保加工穩定 1279264 性，一般使加工速度一定，例如，當引伸量大時，則進入 側之鋼管速度，即通過加熱裝置之鋼管速度與之成反比而 變慢。因而，由於進行引伸加工，溫度亦隨之大幅下降， 故即使將溫度下降常數設為一定，亦不易維持適當之加工 5 溫度。 此外，因季節或時間造成之製造裝置周圍之溫度變化 亦對溫度下降常數造成影響。又，由於鋼管藉與經水冷之 加工輥之接觸而冷卻，故引伸加工之條件之鋼管體積變化 亦對温度下降常數造成影響。由以上可知，設定一定之溫 10 度下降常數，以控制加熱裝置出口側之溫度的方法不易維 持適當之加工溫度。再者，製造錐率不固定之鋼管時，即 使進行目標溫度一定之控制，仍產生波動。 由以上可知，調整加熱裝置之輸出，而使到達加工輥 時之鋼管溫度達最適當加工溫度（目標溫度）極為困難，以 15 往，加熱溫度之控制端賴作業員之經驗。因此，無法確保 穩定作業，而有在加熱裝置之出口側，鋼管過熱，而使鋼 管之變形阻力降低，導致在達加工輥前變形等之問題。 【發明内容】 發明概要 20 本發明即是解決上述習知之問題點，以提供可以高速 製造具無薄弱部之均一厚度，且無表面粗糙之高品質錐狀 鋼管之錐狀鋼管製造裝置為目的而完成者。又，本發明之 另一目的為使超過10m之長尺形錐狀鋼管亦不致產生扭 曲，而可生產性佳地製造。又，本發明再另一目的為依加 1279264 工 條件’調整加熱裝置之輸出，而使 熱部份之溫度達最適t加卫溫度 之鋼管加 適當之錐狀加工。 铩/皿度），而可進行最 本發明之錐狀鋼管之製造裝 保持於台車上之__使其旋轉，—岐鋼管兩端分別 動，以藉中^工輥，畴===線方向移 其特徵在於：使前述加工_ 使，、王錐狀者， 更月过加工秦匕之方疋轉轴 轉軸傾斜20〜4〇。，並使前述力 “鋼官之旋 ,.π%之輪廓呈輥圓周速度差 Λ)之凸曲面。用以安裝加丄輥之面板―… 10 15 4牵機禮子J；i古# + 、；本粗。卩宜以绞 鏈栊射U切g，幻晴財 151宁。7 4 I * 丨且以螺絲構件予以 固1又近鋼管之轴承宜為較遠離鋼管之軸承 小里者，且以繫桿將該等2軸承連結。 該錐狀崎之製造裝置宜具有··鋼讀轉機構、轉速 檢測機構、控制機構，該鋼管旋轉 、 機構係使在用以保持鋼 吕兩^之:車上之旋轉軸中至少—者旋轉者；該轉速檢測 機構係測|因與前述鋼管之接_旋轉之加卫輥之轉速Θ r者；該控制機構係依前述鋼管之加卫部圓周速度外盘加工 輥之加工部_速度制前述鋼管旋轉機構者， 加工輥之轉速檢測機構宜為非接觸型之感測哭。 於加工輥之進入側宜具有加熱袭置，於前述加敎裝置 之後及前述加4之前宜具有溫度檢測機構，並具有依前 述溫度檢誠制量之溫度與依h條件奴之溫度下降 常數，調整前述加熱裝置之輸出之運算機構。 又，上述製造裝置之錐狀鋼管之製造方法宜為測量因 20 1279264 引伸加工時與鋼管之接觸而旋轉之加工輥之轉速，從該 轉速Θ r求出加工輕之加工部圓周速度^，從鋼管之轉速^ P求出鋼管之加工部圓周速度Vp，且控制鋼管之轉速 俾使該鋼管之加工部圓周速度Vp與前述加工輥之加工部圓 5周速度Vr之差Δ的絕對值不超過容許範圍，鋼管之加工部圓 周速度Vp與前述加工輥之加工部圓周速度％之差△的絕對 值宜滿足| Δ| $〇,〇45心。 宜測量加熱裝置後及加工輥前之鋼管溫度，以調整加 熱裝置之輸出，而使測量值之差與從依加工條件設定之溫 10度下降常數計算之溫度下降量一致，以進行引伸加工。再 者’宜使溫度下降常數之設定值依引伸量變化。又，宜使 溫度下降常數之設定值於鋼管之長向階段性變化。 圖式簡單說明 第1圖係顯示本發明實施形態之全體正面圖。 15 第2圖係顯示本發明加工輥之正面圖。 第3圖係顯示本發明面板之開片結構之平面圖。 苐4圖係顯示本發明加工親之支撐構造之正面圖。 第5圖係顯示本發明加工輥之支撐構造之平面圖。 第6圖係標號說明圖。 20 第7圖係實施形態之錐狀鋼管製造設備之全體圖。 第8圖係另一實施形態之錐狀鋼管製造設備之全體圖。 第9圖係顯示空氣壓式轉速檢測機構之說明圖。 第10圖係顯示光學式轉速檢測機構之説明圖。 第11圖係錐狀鋼管製造設備之全體圖。 1279264 第12圖係i員示進行加長材料之錐狀加工時之鋼管移動 速度=溫度下降常數之_者。 5 10 15 第13圖係_示進行一般之錐狀加工時之鋼管移動速度 與溫？下降常數之關係者。 第14圖係顯示第13圖之變形例者。 第15圖顯示加工輥之習知例之正面圖。 第Θ係、順示焊縫線之扭曲者。 【實施冷式】 用以實施發明之最佳形態 以下，参照圖式，顯示本發明之較佳形態。 首先就可以高速製造具無薄弱部之均一厚度，且無 、；、之巧口口貝錐狀鋼管之錐狀鋼管製造裝置及製造方 法作說明。第1圖係顯示本發明實施形態之全體正面圖 係顯示本發明加工親之正面圖。在第i圖中，P為鋼管， u為保持及使鋼管p之兩端旋轉之旋轉轴，藉台車，在 執逼2上於軸線方向在第 為m 门㈣社則圖所不之實施形態中，la 讀馬達之旋轉祕側，lb& ； 3為鋼管之承接輥，4為加埶裝置， 構成藉位於中間之加工輥6，進行為防振裝置， 習知之錐狀鋼管之製造裝相基本上 本發明人致力研究錐狀鋼警之制ρ l m . 、之防止外形變形、 方止厚度偏離及表面粗糙以作為高速 士丁圭 對朿。結果發現， j輥之旋轉軸不是如習知趣設置成與麵管

仃’而是藉稍微傾斜，有防止變形及防正表面嶋J 20 1279264 果。且，藉此，亦3達成加工速度之提高。然而，可知使 用如第15圖般之加工輥25，使旋轉軸傾斜時，輥25與鋼管p 外表面之接觸面積減少，且進行引伸加工而呈銳角，而產 生厚度減少。 5 針對此點，發現加工輥之形狀受到厚度減少之影響， 而致力研究最適當形狀。結果，如第2圖所示，令6d為報圓 周速度差小之凸曲面，可有效防止厚度減少，而可製造均 一厚度之錐狀鋼管。即，可充份確保輥與鋼管P之外表面之 接觸面積，且為傾斜和緩之輥輪廓6d，可防止在第15圖所 10 示習知之輥輪廓25d無法防止之厚度減少之產生。 具體而言，如第2圖所示，使加工輥6之旋轉轴相對於 鋼管P之旋轉軸傾斜20。S0S4O。之範圍而安裝。此交又 角度（Θ)若未達2〇。’便不易謀求充份之變形防止或表面粗 鍵，大於40。雖可獲得效果，但在設備剛性上不佳 15 本增加。 取 再者，如第2圖所示， 差小之凸曲面。I昆圓届技兵 不，加工輥6之輪廓6d呈輥圓周速度

度之錐狀鋼管。 等而可防止厚度減少， 緩之水平線，無 而可製造均一厚 之外形變形、 此外，為防止更嚴重 防止厚度偏差及表 12 1279264 面粗糖以作為高速化對策，以減少加4之— 於鋼管之圓周方向均等配置3個加工負何’且 然而，由於加工輥6因與鋼管之接%觸而摩損 定時間便必須更換。以往，加工輥 、文母隔- 5 15 20 連面板7-起於水平方向卸除 _ 從本體部 作業空間，如本發明―有交又^ 作業空間。再者，f知在㈣構件9 業中’需以起重機卸除面板 :作，更換作 而使作業料佳。且亦有在絲㈣ 諸十根， 度再現性下降之問題。 τ *裳位置之精確 針對此，如第μ - 於本趙部_:構;:二::蓋加工—為相對 等螺絲構件9予以二相對於本體部以螺检 面板7為呈L字形狀者 々例甲 邱 叙鏈機構8將其基部連結於本體 π，而可以該鉸鏈機構為 重機，而僅以開關動作關自如。猎此，不藉由起 之固定亦僅以螺检鎖固=，而使作業性佳，且面板7 予以定位支撐，故可使安=可確實固定，並以鉸鏈機構8 之女衣位置之精確度提高。 又’通常，由於力口 去今亡 孝叱於引伸加工時從鋼管Ρ承受相當 Χ之反作用力，故加工和 播、& Α之旋轉軸為兩端以大軸承支撐之 =然而’由於本發”，加难之旋轉條相對於鋼 裝，故若直接㈣習知之大軸承，便 曰坻接鋼管P之外表 用小型者，而小:故，靠近嫌之軸祕必須使 鐵“後得充夠之剛性。結果，產生用 13 1279264 以冷卻加工輥周圍之内部冷卻油滲漏之問題。 是故，在本發明中，如第4圖及第5圖所示，令靠近加 工輥6之鋼官P之軸承6b為較遠離鋼管之承軸6c小型者，並 藉由繫桿10將該等軸承6b、6c連結。藉此，可提高加工輥 5之支樓剛性，而防止漏油等現象。此外，圖中為轴承 托架。 接著，就使超過10m之長尺形錐狀鋼管亦不致產生扭 曲，而可生產性佳地製造之裝置及方法作說明。第6圖係例 不地顯示製造錐狀鋼管時之鋼管及加工輥轉速及圓周速度 10者。令鋼管之轉速為0P ’令加工輥之轉速為0r，令鋼管 之加工部圓周速度為Vp，加工輥之加工部圓周速度為Vr。 鋼管之加工部圓周速度Vp為鋼管之加工部半徑Rp與鋼管 之轉速θρ之積，加工輥之加工部圓周速度Vr為加工輥半經 Rr與加工輥之轉速01<之積。此外，如第6圖所示，加工輕 15 之輪廊為報圓周速度差小之凸曲面，加工輥半徑Rr為加工 輥之軸與接觸鋼管之曲面之距離的最大值。 引伸加工之初期，加工輥接觸以定速旋轉之鋼管而藉 摩擦驅動，加工輥之加工部圓周速度Vr加速至與鋼管之加 工部圓周速度Vp幾乎一致為止。當引伸加工進行時，鋼管 20 之加工部半徑Rp逐漸減小，鋼管之轉速ΘΡ一定，而鋼管之 加工部圓周速度Vp亦逐漸減小。然而，由於加工輥具重量， 慣性旋轉力矩大，故加工輥之轉速Θγ不易降低。因而，加 工幸昆之加工部圓周速度Vr之降低較鋼管之加工部圓周速度 Vp之降低慢。 14 1279264 由以上可知，在引伸加工初期，加工輥之旋轉較鋼管 之疑轉k，在？丨伸加工之終期，加工輥之旋轉較鋼管之旋 、。因此，與在圓周方向作用於鋼管之表面之加工輥之 …力相對於鋼管之旋轉方向在引伸加工之前半為反向， 中力工之後半為正向。因此’鋼管之加工部扭曲，如 第16圖所示，為焊缝線變形者。 由於本實施形態抑制因上述原因產生之焊缝線之變 ^欠連、’、賣控制鋼管之轉速0 P ’俾使鋼管之加工部圓周速 I 度Vp與加1之加工部圓周速度力之差△不超過容許範 10圍。以下，加以詳細說明。 第7圖係顯示錐狀鋼管製造設備全體者，6為設置於裝 置中央部之加工輥。於加工輥6兩側將台車用軌道2a及2b配 置成直線狀。於該等台車用軌道2a及2b配置作為拉出之台 車12b及送入之台車12a。於該等台車12a及12b搭載旋轉轴i l5 a及lb。一面將鋼管p之兩端部卡於該等旋轉軸“及沁而使 其旋轉’ 一面藉加工輥6前方之加熱裝置將之加熱至數百 φ ，藉加工輥6，進行引伸加工。 作為拉出之台車12b具有軸移動馬達13，可在台車用軌 道2b上行走’以使鋼管p於軸線方向移動。另一方面，作為 2〇 送入之台車12a—面賦與鋼管P適當之張力，一面隨之移 動。又’於送入側之台車12a設置轴移動馬達，而較位於拉 出側之台車12b移動快，亦可賦與鋼管p壓縮力。 又’在第7圖所示之實施形態中，於送入側之台車12a 上搭載旋轉馬達14，從其旋轉軸la給予鋼管p旋轉力。給予 15 Ϊ279264 鋼官p之旋轉力如第8圖所示，於拉出側之台車i2b上搭載旋 轉馬達14,而從拉出側給予亦可。如第7圖所示之例，根據 從送入側之台車給予鋼管？旋轉力之方法，在加工輥6與 •驅動之旋轉轴間，加熱至高溫之部份縮短，而可更有效地 5抑制鋼管P之扭曲。 如第7圖所示，本實施形態之加工輥6使加工輥之旋轉 轴如相對於鋼管P之軸線傾斜。又，加工糙6係不具驅動源， 而是藉與鋼管P之摩擦，隨鋼管之旋轉而旋轉之自由旋轉式 輥。加工輥6藉汽缸等驅動機構16從鋼管P之外周往中心軸 10之方向（半從綠方向）進退移動，進退移動之位置於平時檢 測此外，加工輥6宜於鋼管p之軸線周圍以間隔配置 3個。 在本實施形態中，於引伸加工進行時，經常藉轉速檢 測機構15實測與鋼管p接觸而自由旋轉之加工報6之轉速θ 15 r…、而，此加工棍6之轴如傾斜，而位於靠近鋼管p之位置， 且周圍環境溫度亦高。因此，一般之轉速檢測機構不易安 =’且4間-久便無法使用。因此，宜使用非接觸型感測 裔作為轉速檢測機構15。 測出之加工輥6之轉速〜輸入至控制裝置”。又，於 2〇控制裝置17經常將加工轉6之半徑線方向之壓入量從加工 輕6之驅動機構16輸入。根據此加工輥6之半徑線方向之壓 入量’控制裝置17可經握鋼管之加卫部半徑Rp。又， 由於控制裝置η控制旋轉馬達14之轉速，故可掌握鋼管之 轉速心。再者，亦將加卫輥半徑Rr預先輸人控制裝置η。

16 1279264 ‘部伤之镜半彳iRr為具有凸曲面之 此外’如弟6圖所示，加工， 加工輥之半徑之最大值 控制裝置17於鋼管之加工部丰 kRp乘上鋼管之轉速(9 P，而求出鋼管之加工部圓周速度 、， P，亚於加工輕6之轉速 h乘上加卫輥半㈣，而求出加^之力㈣圓周速度v P再者’控難则_信號傳送至旋轉馬達i4，連續 控制鋼管之轉速ΘΡ，俾使加讀之加I部圓周速度％與鋼 管之加工部圓周速度Vp之差△之絕對值不超過加工部圓周 速度Vr之4.5%。即，滿屈| Λ | Λ〜 丨=〇-〇45Vr。當超出此範圍 10 15 20 時，之扭轉便增大，而多成為不自口 夕风钓+艮口口。另，亦與鋼管之種 類或全長、錐角等有關，而只要|Δ|別·G2Vr，便可製造 更品質而之錐狀鋼管。 —又，上述實施形態為僅於加工輥6安裝轉速檢測機構i 5 ’實測其轉速之例，而亦可進行以下之控制，#，即時測 量承接台3a、3b、3e(鋼管支撐輥)之轉速或拉出側之旋轉軸 lb之轉速，於引伸加工時，以更高度之程度檢測鋼管p之各 部份產生之扭曲，同時，使全體之扭曲最小化。 於弟9圖及弟1 〇圖顯示測量加工輕6之轉速0 r之非接 觸型感測器之實施形態之例。如第9圖所示，於加工報6之 側面之一定半徑部份形成適當數目之凹部21，從設置於稍 遠之位置之喷嘴22將空氣流喷出至該半徑線上。由於在有 凹部21之部份及平坦之部份，空氣流之反射狀態產生變 化’故壓力感測裔23依加工輕*6之旋轉檢測出如第9圖所示 之波形。可從此波形求出加工輕6之轉速Sr。第圖所干 17 !279264 之例為於加工輥6之_軸安裝葉片或細縫等光線遮斷機 構24，於加工輥6旋轉時，利用光線週期性地遮斷而以光學 求出加工輥6之轉速0r。 如以上所說明，根據本發明之錐狀鋼管製造方法，可 5 =非接觸型感測器於引伸加卫進行時經常實測習知無法測 量之自由旋轉型加工報之轉速0 r，而求出加工棍之加工部 圓周速度I另一方面，從加工報對鋼管中心轴方向之壓 入量求出广管之加工部半徑Rp’與鋼管之轉物相乘，而 :、出鋼g之加j!#圓周速度Vp。'然後，連續控制鋼管之轉 10速θρ，俾使鋼管之加工部圓周速度Vp與加工輕之加工部圓 周速度Vr之差不超過容許範圍。因此，提高生產速度時， 亦可使鋼管從加：η輥承受之反作用力減小，使超過i〇m之長 尺錐狀鋼管*致產生扭曲，而可生產㈣地製造。 X，將外㈣16mm以下之未加卫鋼管進行引伸加工之 錐狀鋼官、最大外徑為⑼麵以下之錐狀鋼管、將厚度為 $達4.〇mm之未加工鋼管進行引伸加卫之錐狀鋼管其截面 變形阻力減弱，而最小外徑為未加工鋼管外徑20%以下之 錐狀鋼管由於錐狀率高，故外力增加，且加工不穩定性增 扣大自知不易穩定製造，而藉本發明可穩定製造。 20、接著，就依加工條件，調整加熱裝置之輸出，而使到 達加工輕之鋼管加熱部份之溫度達最適當加工溫度（目e ㈣)之方法作說明。第_係顯示製造錐狀鋼管之設^ 全體者，基本之結構與第7圖及第8圖所示之態樣幾乎相 同。配置於加讀6“獻加Μχ4㈣應加熱裝置， 18 1279264 將送入加工輥6之鋼管P加熱至數百°C。以下，就此加熱裝 置4之輸出控制方法詳細說明。另，3a、3b及3c為以輥支撐 鋼管P之承接台。 在本實施形態中，至少於加熱裝置4之後方與加工輥6 5 之前方分別設置溫度檢測機構18、19。溫度檢測機構18、1 9宜為非接觸式者，例如放射溫度計，以檢測各位置之鋼管 溫度。然後，藉運算機構27，求出藉溫度檢測機構18、19 測出之溫度之差，將之作為從加熱裝置4至加工位置之鋼管 P之溫度下降量。此外，溫度檢測機構18宜設置於可測量距 10 加熱裝置4之出口側50mm以内之範圍之溫度，溫度檢測機 構19宜設置於可測量距加工輥6之進入側50mm以内之範圍 之溫度。 當加工輥6之引伸加工量一定時(錐率零且速度一定時) ，溫度下降量一定，加熱裝置出口側之鋼管溫度=最適當 15 加工溫度（目標溫度)+溫度下降量。因此，實測出之鋼管P 之溫度及溫度下降量根據來自運算機構20之指令，調整加 熱裝置4之輸出而與此式一致即可。然而，進行引伸加工量 連續變化之錐狀加工時，因伴隨引伸加工量之變化之加工 輥進入側之鋼管軸向之移動速度變化、藉已水冷之加工輥 20 冷卻之鋼管體積變化等，溫度下降量隨鋼管之加工位置變 化。 因此，在本發明中，依加工條件，隨時選擇適切之溫 度下降常數作為鋼管P從加熱裝置4移動至加工輥6間之溫 度下降量之預測值。此加工條件中主要者為引伸量。當令 19 Ϊ279264 力口工速度一定時，由於引伸加工量愈大，在加工親進入側 往鋼管p之軸向之移動速度降低’故可選擇更大之溫度下降 常數。因此，隨引伸加工量之連續變化’溫度下降常數之 值宜連續變化，而實際上，只要使溫度下降常數之設定值 5 於鋼管之長向階段性變化即可。 舉例言之，當進仃如第12圖之加長材料之錐狀加工 時，加工輥之進入側之鋼管往軸向之移動速度隨錐狀部之 鲁 ㈤始加工而下降，當通過中央部時再增加。此時，錐狀加 I之前半鋼管P從加熱裝置移動至加工輥6所需之時間增 10長，空冷造成之溫度下降量亦增大。針對此，若選擇較大 之溫度下降常數’即使溫度下降量大，使加熱裝置4之輸出 增加，引伸加工位置之鋼管溫度仍可維持最適當加工溫度 (目標溫度）。又’檢測實測之溫度下降量與設定之溫度下 降常數是否-致，若有偏差時，便—面作業，—面適當修 15正溫度下降常數，或為使加之鋼管溫度之溫度測定 餘近目標溫度，藉適當調整加錄置4之輸出，可使偏差 接近零。 另一方面，錐狀加工之後半鋼管p從加熱裝置4移動至 加工位置，即加工輕所需之時間逐漸縮短，空冷之溫度下 加降量亦縮小。且，鋼管p已加熱之部份多，而保有熱度。因 此，選擇較小之溫度下降常數，使加熱裝置4之輸出降低， L制使引伸加工位置之鋼管溫度不超過最適當加工溫度， 防止過度。此溫度下降常數之切換宜考慮時間常數，提早 進订，貝際上，於鋼管長向間隔數百誦設定溫度下降常數 20 1279264 即充夠。 另根據錐狀加工條件，設定適切之溫度下降常數之 有如第13圖所示，將溫度下降常數設定為

L正/JDL度下卩+ $數，或為使加工輥6之前之溫度測定值接近 1〇 :標溫度’而調整加熱裝置4之輸出，將加J1溫度維持在適 sfe圍内。藉繼續進行此溫度下降常數之修正，可依加工 條件選擇最適當之溫度下降常數。 方法各式各樣，有如 隨引伸量之增加於鋼 如上述，在本發明中，可依加工條件（引伸量、鋼管位 置）設定溫度下降常數，對應此，調整加熱裝置4之輸出， 使力口熱裝置出口側之溫度上升下降，而將力口工位置之鋼管 溫度維持在最適當加工溫度（目標溫度）。檢測實測之溫度 下降s與設定之溫度下降常數是否一致，調整加熱裝置4之 輸出，而使偏差接近零。藉此，可進行最適當之錐狀加工。 又，在本發明中，由於經常測量加熱裝置出口側之鋼 20官溫度，故在加熱裝置4中，亦可防止鋼管P過熱之問題。 即，亦可發揮加熱裝置4之加熱上限之互鎖的功能。 再者，g鋼管P之初溫測量值為高溫時，便使溫度下降 常數減少，低溫時，使溫度下降常數增加，藉此，可因應 因季節或時間造成之空冷溫度下降量的變動。在夏季與冬 21 1279264 季’鋼管P之初溫變化耽是習以為㈣，而在溫度回應性 錐狀加卫中，無法純此温度差，故藉本發明可不 論季節，進行穩定之錐狀加工。

Examplei 5使用物所示之製造裝置，以外徑165.2mm、厚度4· -、長度9__之電阻焊鋼管為未加卫鋼管，如第ΐ2圖所 不，加工成可_2根錐狀鋼管之形狀，，可娜錐狀長 度為4500随，外徑由134·-變化至89. _，厚度為4. $咖 之錐狀鋼官2根。在無控制鋼管及加工輥之圓周速度之習知 10 ^法中，截面多角形或扭曲變形以發生率5〇%以上之高機率 I生。相對於此，採用控制鋼管加工部圓周速度％與加工 輥之加工部圓周速度ν Γ之差△之絕對值的本發明製造方 法，結果，在| △ | <0.045Vr之條件下，不良發生率遽降 至0.8%，在丨△丨<〇.〇2Vr之條件下則可完全抑止。 15 藉採用控制鋼管加工部圓周速度Vp與加工輥之加工部 φ 圓周速度矸之差△之絕對值的本發明製造方法，亦以習知 超過50%之不良率製造之外徑160mm以下之未加工鋼管製造 的錐狀鋼管、最大外徑為150mm以下之錐狀鋼管、由厚度未 達4· 0mm製造之錐狀鋼管、最大厚度未達4· 〇_之錐狀鋼 20管、最小外徑為未加工鋼管外徑20%以下之錐狀鋼管不良率 同樣遽減至0. 8%。 再者’藉採用此製造方法’在習知因加工不良率汽， 而僅可以極低效率製造實質上無法製造之由外徑139 8職 之原管製造之錐狀鋼管、最大外徑為114mm之錐狀鋼管、由

22 1279264 厚度3.5_未加工鋼管製造之錐狀鋼管、最大厚度為3 5職 之錐狀鋼管、最小外㈣未加工鋼f外彳Η默錐狀钢管亦 可製造。料錐狀鋼以处時，呈不僅全體輕量，且上 部亦輕量之形狀，由於對地震可抑制振動，不易崩壞，且 5 施加之力距小，疲勞強度優里 "、ι /、，故為極具劃時代意義形狀 之錐狀鋼管。

Example2 使用第11圖所7F之裝置’以錐率3/1_外徑之 鋼管引伸至280mm之錐狀加工。列定此鋼管之最適當加工温 1〇度為7航，選測(TC作為加工中溫度下降常數初始值（理 想計算值），調整加熱裝置4之輪出，使加熱裝置出口侧之 鋼管溫度達8齡。由於加工後期溫度下降量之實測值為19 〇°C ’故令溫度下降常數為19『c，使加熱裝置出口側之鋼 管溫度提高至890t。結果，可將送入加工親之鋼管溫度控 15制在7〇〇°C±2〇°C之範圍，而可進行錐狀加工。 【圖式^簡單^明】 第1圖係顯示本發明實施形態之全體正面圖。 第2圖係顯示本發明加工輥之正面圖。 第3圖係顯不本發明面板之開片結構之平面圖。 2〇 第4圖係顯不本發明加工輥之支撐構造之正面圖。 第5圖係頒示本發明加工輥之支撐構造之平面圖。 第6圖係標號說明圖。 第7圖係實施形態之錐狀鋼管製造設備之全體圖。 第8圖係另一實施形態之錐狀鋼管製造設備之全體圖。 23 1279264 第9圖係顯示空氣壓式轉速檢測機構之說明圖。 第10圖係顯示光學式轉速檢測機構之說明圖。 第11圖係錐狀鋼管製造設備之全體圖。 第12圖係顯示進行加長材料之錐狀加工時之鋼管移動 5 速度與溫度下降常數之關係者。 第13圖係顯示進行一般之錐狀加工時之鋼管移動速度 與溫度下降常數之關係者。 第14圖係顯示第13圖之變形例者。 # 第15圖顯示加工輥之習知例之正面圖。 10 第16圖係顯示焊缝線之扭曲者。 【主要元件符號說明】 la...旋轉轴 6b…軸承 lb...旋轉軸 6c...軸承 2...執道 6d···報輪靡 2a...台車用執道 7…面板 2b···台車用執道 8...较鍵機構 3...鋼管承接輥 9...螺絲構件 3a...承接台 10…繫桿 3b...承接台 11...軸承托架 3c...承接台 12a...台車 4...加熱裝置 12b...台車 5...防振裝置 13...軸移動馬達 6…加工幸昆 14...旋轉馬達 6a...旋轉轴 15...旋轉檢測機構 24 1279264 16驅動機構 17.. .控制裝置 18.. .溫度檢測機構 19.. .溫度檢測機構 20.. .運算機構 21…凹部 22.. .喷嘴 23···壓力感測器 24...光線遮斷機構 25···輥 25d...親輪廊 28···加工幸昆 P...鋼管

25

Claims (1)

1279264 10 15 20 十、申請專利範圍： 1· 一種錐狀鋼管之梦 車上之旋轉_使錢# ^錢管兩端分聽持於台 之加^行 轉，並在軸線方向移動，以藉中間 前述加工輥之’叫其呈錐狀者，其特徵在於： 。，且么 對於丽述鋼管之旋轉軸傾斜20〜40 2·如申：:：第::呈咖咖 安裝前述加錐狀鋼管之製造裝置，其中用以 且以螺反係以鉸鏈機構支撐定位於本體部， f4構件固定於本體部上。 前述加卫或2項之錐狀鋼f之製造裝置，其中 並且該等2轴:鋼官之轴承為較遠離鋼管之軸承小型者， 、 承係以繫桿連結。 旋轉軸係使在用以保持前述鋼管兩端之台車上之 甲至^〜者旋轉者； : = 測量因與前述鋼管之接觸而旋轉之力° 前述鋼管之加工部圓周速度VP與前述加」 5•如 貝Q速度^之差Δ’控制前述鋼管旋轉機構者 述加工 利範圍第A項之錐狀鋼管之製造裝置，其中 6女 轉速檢測機構為非接觸型之感測器。 圍第1項之錐狀鋼管之製造 側具有加熱裝置，前述加熱裝置之後及 工 工 m 前

26 1279264 It工ί之前具有溫度檢職構，並具有依前述溫度檢測 ri/則里^皿度與依加工條件設定之溫度下降常數，調整 月’J ’L加熱裝置之輸出之運算機構。 5

10 15

種錐狀鋼官之製造方法，係申請專利範圍第邮項記 2狀鋼管製造裝置之缝鋼㈣製造方法，該方法係 ^因引伸加卫時與鋼管之接觸而旋轉之加工輥之轉速θ r攸邊轉速θ !·求出加工輥之加工部圓周速度々，並從鋼管 之轉速ΘΡ求出鋼管之加工部圓周速度Vp’且控制鋼管之轉 速^俾使該鋼管之加工部圓周速度Vp與前述加工輕之加 韻周速度Vr之差△的絕對值不超過容許範圍者。 8.如申請專利範圍第7項之錐狀鋼管之製造方法，其中n 鋼管之加工部_速度VP與前述加工歡加工部圓周Z 心之差△的絕對值滿則△丨^.〇撕。 〜度 9· -種錐狀鋼管之製造方法，係申請專利範圍第蜱 之錐狀鋼管製妓置之錐狀鋼造枝，該方法 量^前述加熱裝置後及在前述加痛前之鋼管溫度，以調 整前述加熱裝置之輸出，而使測量值之差與從依加工條件 設定之溫度下降常數運算出之溫度下降量—致，再進行引 伸加工者。 20 η·如申叫專利範圍第9項之錐狀鋼管之製造方法，係使前 述溫度下降常數之設定值依引伸量變化。 11·如申請專利範圍第9項之錐狀鋼管之製造方法，係使前 述溫度下降常數之設定值於鋼管之長向階段性地變化。 27