JP6580935B2 - Pipe expansion machine - Google Patents
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Description
本発明は、金属製の管の内側に挿入して当該管を拡管するための拡管機に関する。 The present invention relates to a tube expander for inserting inside a metal tube and expanding the tube.
一般的に、UOE鋼管に代表される溶接管は、管の内外面を溶接することで、溶接の熱影響による残留応力に起因して管の真円度や真直度が悪化する。そのため、残留応力を除去して真円度や真直度を矯正するために、拡管処理が施される。
この拡管処理については、例えば非特許文献1に記載されている。図1(a)および図1(b)は、非特許文献1に開示された図に基づくものである。その拡管工程では、内外面よりサブマージアーク溶接を施された鋼管1の内側に、拡管機100の拡管ヘッド13を通す。次に、図1(b)に示すように、拡管ヘッド13のコーン17が軸方向に引かれた際に、コーン17およびジョー18の楔作用によってジョー18が径方向に広がり、ジョー18の外側に取り付けたダイ19が鋼管1を押し広げる。
このような拡管処理では、図1(b)に示すように、コーン17とジョー18との接触面である滑り面において摺動することで、ジョー18が径方向に広がる。
In general, a welded pipe typified by a UOE steel pipe welds the inner and outer surfaces of the pipe, and the roundness and straightness of the pipe deteriorate due to residual stress due to the thermal effect of welding. Therefore, in order to remove residual stress and correct roundness and straightness, tube expansion processing is performed.
About this pipe expansion process, it describes in the
In such tube expansion processing, as shown in FIG. 1B, the
近年では、鋼管1が高強度化するにつれて、コーン17が軸方向に引かれる際に過大な力が掛かり、コーン17およびジョー18の間の滑り面においても面圧が過大となり、使用するにつれて、コーン17およびジョー18の滑り面において焼き付きが発生する。焼き付きが発生すると、拡管が不可能となる。このような焼き付きが鋼管の高強度化によって比較的に短期間で発生し易くなる。焼き付きが生じると、コーン17およびジョー18の滑り面のメンテナンスが必要となる。
これに対し、特許文献1では、コーン17の表層に窒化処理にて0.05〜1.5mm深さの硬化層を形成することが提案されている。また、特許文献2では、ジョー18の硬さがHRC45〜52とし、表面に浸硫窒化処理を施すことが提案されている。また、特許文献3では、コーン17およびジョー18の滑り面における焼き付きを低減させるために、コーン17およびジョー18の滑り面に潤滑油を供給することが提案されている。
In recent years, as the strength of the
On the other hand,
しかしながら、滑り面の焼き付きは、特許文献1のようにコーンだけ硬くして、ジョーとの硬度差が20HS程度では焼き付きを十分に防ぐことはできない。これは、硬度差が20HS以下だと硬い部材と柔らかい部材の間でアブレシブ摩耗が小さいためである。また、特許文献2のように、ジョーを硬くして、コーンとの硬度差が45〜50HS程度では焼き付きを十分に防ぐことはできない。これは、硬度差が45HS以上かつ硬度値の絶対値が低いと、硬い部材と柔らかい部材の間でアブレシブ摩耗が大きすぎるためである。そして、特許文献3のように潤滑油を供給するだけでは、十分に防ぐことができない。これは、摺接面の全面において潤滑油の油膜が生成されているとは限らないからである。
ここで、本明細書において、HSは、JIS Z 2246ショア硬さ試験による硬度HSを指す。
本発明は、このような問題点に対してなされたものであり、メンテナンスの間隔をより長くすることが可能な拡管機を提供することを目的とする。
However, the seizure of the sliding surface cannot be sufficiently prevented if the cone is hardened as in
Here, in this specification, HS refers to the hardness HS according to JIS Z 2246 Shore hardness test.
This invention is made | formed with respect to such a problem, and it aims at providing the pipe expander which can make the maintenance interval longer.
発明者らは、上記した課題を達成するために、鋭意研究を重ねた。その結果、PVD(物理気相蒸着法)やCVD(化学気相蒸着法)等の方法で硬質皮膜を形成することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の一態様は、金属製の管の内側に挿入して当該管を拡管するための拡管機であって、軸方向に進退可能な軸体と、上記軸体に同軸に取り付けられ上記軸方向の一方向に向かうにつれて径が大きくなるテーパ面を有するコーンと、上記軸方向に沿って上記テーパ面と摺動可能な摺接面を有する拡径セグメントと、を備え、上記テーパ面又は上記摺接面の一方の面に、TiN膜またはTiAlN膜からなる物理気相蒸着膜が形成されてなり、その物理気相蒸着膜が形成されてなる上記面の硬度は150HS以上であり、上記テーパ面の硬度と上記摺接面の硬度との硬度差が50HS以上120HS以下の範囲にあることを特徴とする。
Inventors repeated earnest research in order to achieve the above-mentioned subject. As a result, the present inventors have found that the above problems can be solved by forming a hard film by a method such as PVD (Physical Vapor Deposition) or CVD (Chemical Vapor Deposition), and have completed the present invention.
That is, one embodiment of the present invention is a tube expansion machine for expanding a tube by inserting the tube into a metal tube, and is attached to the shaft body coaxially with a shaft body that can advance and retreat in the axial direction. A cone having a tapered surface whose diameter increases toward one direction in the axial direction; and a diameter-expanding segment having a sliding contact surface slidable with the tapered surface along the axial direction. Alternatively, a physical vapor deposition film made of a TiN film or a TiAlN film is formed on one surface of the sliding contact surface, and the hardness of the surface on which the physical vapor deposition film is formed is 150 HS or more, The hardness difference between the hardness of the taper surface and the hardness of the sliding contact surface is in the range of 50 HS or more and 120 HS or less.
本発明の一態様である拡管機は、拡管の際に摺動する接触面の一方を、TiN膜またはTiAlN膜からなる硬質皮膜を物理気相蒸着法で形成し、その物理気相蒸着膜が形成された面(テーパ面または摺接面)の硬度が150HS以上であり、他方の接触面との硬度差が50〜120HSであるため、摺動部の焼付きを抑えることが可能となる。
このように、本発明の一態様では、接触面同士の硬度レベルが高いために摩耗の耐久性が高く、メンテナンスの間隔をより長くすることが可能となる。このことはまた、交換頻度も少なくなり、低コストに繋がる。
In the pipe expanding machine which is one embodiment of the present invention, one of the contact surfaces that slide during pipe expansion is formed by a physical vapor deposition method using a hard film made of a TiN film or a TiAlN film. Since the hardness of the formed surface (tapered surface or sliding contact surface) is 150 HS or more and the hardness difference with the other contact surface is 50 to 120 HS, it is possible to suppress seizure of the sliding portion.
Thus, in one embodiment of the present invention, since the hardness level between the contact surfaces is high, the durability of wear is high, and the maintenance interval can be made longer. This also reduces the frequency of replacement, leading to lower costs.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。また本実施形態では、金属製の管として鋼管を挙げて説明するが、他の金属からなる管であっても適用可能である。
<第一実施形態>
(構成)
本実施形態の拡管機の基本構成は、図1で代表される従来の拡管機と同様な構成となっている。すなわち、拡管機100は、図1(a)に示すように、拡管機本体14、アキシャルインフィード15、クロスフィード16を有している。
拡管機本体14は、シリンダ11、ホーン12、および拡管ヘッド13を有している。
クロスフィード16は、ウォーキングビーム式により、紙面に直交する方向に鋼管1の搬送を行う。アキシャルインフィード15は、クロスフィード16によって搬送された鋼管1を、拡管機本体14側に押し込む。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. In this embodiment, a steel pipe will be described as a metal pipe, but a pipe made of another metal is also applicable.
<First embodiment>
(Constitution)
The basic configuration of the pipe expander of this embodiment is the same as that of a conventional pipe expander represented by FIG. That is, the
The pipe expander
The
拡管ヘッド13は、鋼管1が拡管機本体14側に搬送されることによって、鋼管1の内部に挿入される。シリンダ11は、ホーン12の先端に設けられた拡管ヘッド13を軸方向に牽引する。拡管ヘッド13は、外周が径方向に拡大することで、鋼管1の径を内側から押し広げる。
拡管ヘッド13は、図1(b)に示すように、コーン17、ジョー18、及びダイ19を有している。コーン17は、シリンダ11に連結されたドローバー21の先端側に同軸に取り付けられている。ドローバー21が軸体を構成する。ジョー18、及びダイ19が拡径セグメントを構成する。
The
As shown in FIG. 1B, the
コーン17は、軸方向の一方に向かうにつれて大径となるテーパ面17aを有する。本実施形態では、図3に示す断面図のように、コーン17の外周面が、角錐台形状の場合を例示している。図3では、正十角形状の場合を例示しているため、テーパ面17aが10方向に向いている。この各テーパ面17aに後述のジョー18を構成する各セグメントが径方向で対向するようにそれぞれ配置される。コーン17は、シリンダ11が伸縮することで軸方向に移動する。
ジョー18は、周方向に並ぶ複数のセグメントにより構成され、複数のセグメントが組み合わされて管状に配置されている。管状のジョー18の内側に、コーン17が配される。ジョー18の内側は、コーン17の外周に沿った形状に配置されている。そして、ジョー18を構成する各セグメントの内周面はそれぞれ、コーン17の各テーパ面17aと径方向で対向し、相互に軸方向に沿った方向に摺動可能な摺接面18aが形成されている。ここで、テーパ面17a及び摺接面18aを、滑り面と呼ぶ場合もある。
The
The
ジョー18を構成する各セグメントの外周面にはダイ19が取り付けられている。このダイ19の外周面が拡径に伴い管の内面に当接する。
潤滑油供給管20は、コーン17とジョー18の滑り面に潤滑油を供給する。
本実施形態のコーン17のテーパ面17aには、TiN膜またはTiAlN膜からなる物理気相蒸着膜171が形成されている。その物理気相蒸着膜171が形成されたテーパ面17aの硬度は150HS以上である。
また、本実施形態では、ジョーの摺接面18aの硬度を、テーパ面17aの硬度よりも50HS以上120HS以下の範囲だけ小さな硬度に設定する。例えばテーパ面17aの硬度が150HSであれば、摺接面18aの硬度は、30HS以上100HS以下の範囲の硬度となる。
A die 19 is attached to the outer peripheral surface of each segment constituting the
The lubricating
A physical
In the present embodiment, the hardness of the
但し、摺接面18aの硬度は、70HS以上となるように調整することが好ましい。すなわち、テーパ面17aの硬度が150HSであれば、摺接面18aの硬度は、70HS以上100HS以下の範囲の硬度が好ましい。テーパ面17aの硬度が180HSであれば、摺接面18aの硬度は、70HS以上130HS以下の範囲の硬度が好ましい。
ジョー18の硬度は、公知の炭素合金鋼などの高強度鋼を使用することで、硬度が70HS以上となるように調整すればよい。
However, it is preferable to adjust the hardness of the sliding
The hardness of the
(動作その他)
このように構成された拡管機100では、シリンダ11の伸縮によって、コーン17が軸方向に移動することにより、コーン17とジョー18との滑り面(テーパ面17a及び摺接面18a)において互いに乗り上げる(楔作用)。これによって、ジョー18の外周に設けられたダイ19が放射状に同径に広がる。ダイ19の外周面は、鋼管1の内周面に同軸に当接するため、ダイ19が放射状に広がることで、鋼管1が内側から押し広げられ、鋼管1の拡径が行われる。
従来の拡管機では、短期間の使用で、コーン17のテーパ面17aとジョー18の摺接面18aの間で焼き付きが発生する。このとき、コーン17の表面に生じる焼き付きは、コーン17の交換を必要とする。コーン17は高額なため、コーン17の交換は、鋼管の製造コストを大幅に上昇させる。
(Operation other)
In the
In the conventional pipe expander, seizure occurs between the
これに対し、本実施形態では、コーン17のテーパ面17aに対し硬度150HS以上の硬質皮膜である物理気相蒸着膜171を物理気相蒸着法で形成し、物理気相蒸着膜171が形成されたテーパ面17aの硬度を150HS以上とし、テーパ面17aと摺接面18aとの間に50〜120HSの硬度差を設ける。この結果、接触面同士の硬度レベルが高いために摩耗の耐久性が高く、摺動部の焼付きを抑えることが可能となる。このため、メンテナンスの間隔をより長くすることが可能となる。このことはまた、コーン17などの交換頻度も少なくなり、低コストに繋がる。
ここで、硬質皮膜を形成するために、コーン17のテーパ面17aを加熱する必要がある。このような加熱および皮膜形成後の冷却過程での変形を抑止するために、本実施形態では、加熱温度が比較的低い物理気相蒸着法によって、硬質皮膜である物理気相蒸着膜171を形成する。
In contrast, in the present embodiment, a physical
Here, it is necessary to heat the tapered
また、物理気相蒸着膜171は、接触面における面圧に耐えるように1470HV以上の硬度とすることが好ましい。なお、物理気相蒸着膜171の硬度は特に上限を設けるものではないが、皮膜の硬度が高くなりすぎると脆くなるため、物理気相蒸着膜171の硬度は200OHV以下とすることが望ましい。ここでは、JIS Z 2244ビッカース硬さ試験による硬度を指標とした。なお、皮膜の硬度については、皮膜を形成したコーンなどの工具の断面を研磨し、そのようにして得られた皮膜断面について、マイクロビッカース硬度測定を実施して皮膜硬度とすることができる。
The physical
次に、摺動するテーパ面17aと摺接面18aの硬度差の範囲を50HS以上120HS以下の範囲に限定した理由を説明する。
硬度差が小さいと、軟質側の面だけでなく硬質皮膜にも損傷が生じる場合あるため、硬度差の下限を50HSとした。また、硬度差が大きい場合、軟質側の面の硬度が低く軟質側の磨耗量が大きいと、ダイ19の外周に段差が生じ、鋼管1にその形状が転写されて製品の寸法形状を損なうこととなる。そのため硬度差の上限を120HSとした。
ここで、上記説明では、コーン17のテーパ面17aに物理気相蒸着膜171を形成する場合で説明した。物理気相蒸着膜171を形成する面を、ジョー側の摺接面18aとしても良い。
Next, the reason why the range of the hardness difference between the sliding tapered
If the hardness difference is small, not only the soft side surface but also the hard film may be damaged. Therefore, the lower limit of the hardness difference is set to 50 HS. Further, when the hardness difference is large, if the hardness of the soft side surface is low and the wear amount on the soft side is large, a step is generated on the outer periphery of the
Here, in the above description, the case where the physical
ただし、硬質皮膜の形成に物理気相蒸着法を適用しても、わずかに熱変形が生じることがある。この観点からは、コーン17の物理気相蒸着膜171を形成した場合、潤滑油供給管20やドローバー21を取り付けできなくなり、これらの部分の寸法仕上げ工程が必要となる場合がある。一方、ジョー18の摺接面18aに物理気相蒸着膜171を形成した場合には、ダイ19を取り付ける平滑な面のみの寸法仕上げだけでよいので、仕上げ工程が簡単であり部品の製造が容易である。
しかし、軟質側の面が摩耗し製品の寸法形状を損なうようになると、これらの部材を再度製造することになる。この観点からは、大型部材であるコーン17側の摩耗を抑止するためにはコーン17に硬質皮膜処理を施す方が優れている。
However, slight thermal deformation may occur even when physical vapor deposition is applied to the formation of the hard film. From this point of view, when the physical
However, when the soft side surface is worn and the dimensional shape of the product is damaged, these members are manufactured again. From this viewpoint, in order to suppress wear on the
次に、軟質側の面の硬度を70HS以上とすることが好ましい理由を説明する。
コーン17とジョー18の接触面には接触圧が作用する。このとき、局部的な接触となるとその部分の接触圧が大きくなり軟質側面に塑性変形が生じる場合がある。このような塑性変形を防止するためには、軟質側の部材に所定の強度が必要である。このような観点から軟質側の滑り面の硬度を、70HS以上とした。
ここで、図4は、硬質側と軟質側の硬度差それぞれの硬度とそれらの硬度差の関係の位置づけを模式的に示す図である。図4の2つの囲い部である硬度差HSは、硬度差レベル低の方は、軟質側の硬度を40〜60HSまで変化させた場合に硬度差20〜50HSの関係で硬質側の硬度が変化した囲い図である。硬度差レベル高の方は、軟質側の硬度を70〜130HSまで変化させた場合に硬度差50〜120HSの関係で硬質側の硬度が変化した囲い図である。
Next, the reason why the hardness of the soft side surface is preferably 70 HS or more will be described.
Contact pressure acts on the contact surface between the
Here, FIG. 4 is a diagram schematically showing the positions of the respective hardness differences between the hard side and the soft side and the relationship between the hardness differences. The hardness difference HS which is the two enclosures in FIG. 4 is that the hardness difference level is lower, the hardness on the hard side changes due to the hardness difference of 20 to 50 HS when the soft side hardness is changed from 40 to 60 HS. FIG. The higher hardness difference level is an enclosure diagram in which the hardness on the hard side is changed due to the hardness difference of 50 to 120 HS when the hardness on the soft side is changed from 70 to 130 HS.
したがって、物理気相蒸着膜171を形成して硬質側の硬度を150HS以上とするのに併せ、軟質側も70HS以上と硬度レベルを高くすると、軟質側も摩耗の耐久性が高くなる。更に、上記の硬度差を50〜120HSの範囲に調整すれば、交換頻度をさらに抑えることができる。なお、物理気相蒸着法で形成した物理気相蒸着膜171は、処理温度が低いため、歪みが少なく、他の硬質皮膜に比べて望ましい。
Accordingly, when the physical
<第二実施形態>
次に、第二実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、第一実施形態と同様な部材には同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、第一実施形態と同様である。
本実施形態のコーン17は、図5に示すように、コーン本体170と、そのコーン本体170の外周面に着脱可能に取り付けられたライナー172を有する。そして、ライナー172の表面がテーパ面17aを形成する。ライナー172の表面には、物理気相蒸着膜171が形成されている。
各ライナー172は、図6に示すように、コーン本体170に対してボルト30で固定されている。
ここで、図6(b)に示すように、コーン本体170が正十角形状の場合、該正十角形の各辺が1個のセグメント17Aから構成されることで、このコーン本体170は10個のセグメント17Aにより構成される。なお、図3(b)に示すとおり、各セグメント17Aの、コーン17の外周側の各面には、コーン17の軸方向に延びる溝170aが形成されている。溝170aは中央部が最も深くなっており、両端にそれぞれ段差面170bを有する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member similar to 1st embodiment.
The basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
As shown in FIG. 5, the
Each
Here, as shown in FIG. 6B, when the cone
図5,6に示すコーン17において、ライナー172は、コーン17の軸方向に延びる板状であり、コーン本体170の各セグメント17Aに2枚ずつ固定される。図5,6に示すコーン17では、各段差面170bに沿って、それぞれライナー172がボルト30で固定される。なお、ボルト30により、ライナー172は着脱可能になっている。
ここで、ボルト30は、コーン本体170上にライナー172を着脱可能に固定できる固定具の一例であり、固定具はボルト30に限定されない。
5 and 6, the
Here, the
本実施形態においては、コーン17の外表面のうちジョー18との接触面の全てにライナー172が存在しなくてもよく、コーン17に焼き付きによる問題が生じないのであれば、接触面の一部にライナー172の存在しない領域があってもよい。
このライナー172は単純な板状部材であり、硬質皮膜処理のための加熱、冷却過程における熱変形の抑止が容易であるため、このライナー172に第一実施形態と同様の硬質皮膜を形成する場合、仕上げ工程が不要となる。この場合であっても、硬質皮膜として物理気相蒸着膜171を使用した方が精度が向上する。
なお、ここではコーン本体170にライナー172を取り付ける場合を例としたが、ジョー18側をライナー172としても同様の効果が得られる。しかし、コーン17の方が厚みが大きいため、ボルト30で取り付けるのが容易である。
その他の作用効果は、上記第一実施形態と同様である。
In the present embodiment, the
This
Here, the case where the
Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
<実施例1>
次に、本発明の実施例について説明する。
本発明例として、図7に示す研究実験用の引き抜き試験機を使用して実験を行った。
この引き抜き試験機による試験は、板試験片51をビード工具50で所定の押し付け力Nで押さえ付けた状態で、引き抜き荷重Fで板試験片51を引き抜く試験である。
試験の押付け圧Nは、面圧20kgf/mm2とした。
ここで本試験では、板試験片51を図1における軟質側のジョー18、ビード工具50を図1における硬質側のコーン17とみなすと、本試験は、拡管機と同様のすべり挙動が評価できる。
本実施例では、板試験片51の硬度を80HSとした。またビード工具50の板試験片51と当接する部分の硬度として、100HS、130HS、200HSのものを用意して引き抜き試験を行った。
<Example 1>
Next, examples of the present invention will be described.
As an example of the present invention, an experiment was conducted using a pull-out tester for research experiments shown in FIG.
The test by the pull-out tester is a test in which the
The pressing pressure N in the test was a surface pressure of 20 kgf / mm 2 .
Here, in this test, if the
In this example, the hardness of the
なお、130HSのビード工具硬度は、物理気相蒸着膜TiN(皮膜硬度1470HV)を表面に皮膜形成して130HSの硬度とした。また、200HSのビード工具硬度は、物理気相蒸着膜TiAlN(皮膜硬度2000HV)を表面に皮膜形成して200HSの硬度とした。皮膜の膜厚は2〜4μmの範囲とした。なお、皮膜の硬度は、皮膜を形成したコーンなどの工具の断面、あるいは、同条件で皮膜を形成したテストピースの断面を研磨し、そのようにして得られた皮膜断面について、マイクロビッカース硬度測定を実施することにより求めた。皮膜のビッカース硬さ試験は、JIS Z 2244(2009) ビッカース硬さ試験−試験方法に準拠して実施した。そして、板試験片と各ビード工具の摺接面18aとの摩擦係数について調査した。
The bead tool hardness of 130HS was set to 130HS by forming a physical vapor deposition film TiN (film hardness 1470HV) on the surface. The bead tool hardness of 200 HS was set to a hardness of 200 HS by forming a film on the surface with a physical vapor deposition film TiAlN (film hardness 2000 HV). The film thickness was in the range of 2-4 μm. The hardness of the coating is measured by micro Vickers hardness measurement on the cross section of a tool such as a cone on which the coating is formed or the cross section of a test piece on which the coating is formed under the same conditions. It was calculated by carrying out. The Vickers hardness test of the film was performed according to JIS Z 2244 (2009) Vickers hardness test-test method. Then, the friction coefficient between the plate test piece and the sliding
また、物理気相蒸着膜を表面に皮膜形成したビード工具の硬度は、皮膜表面に対してJIS Z 2244(2009) ビッカース硬さ試験−試験方法に準拠して測定したビッカース硬度HVを、公知の硬度換算表から線形近似して求めた下記の式(1)をビッカース硬度が高い方向に外挿して計算した換算ショア硬さVHSをもって、ショア硬さHSとした。
VHS = 0.0919HV + 17.305 ・・・(1)
ここで、VHSは換算ショア硬さ、HVはビッカース硬度である。
The hardness of a bead tool having a physical vapor-deposited film formed on the surface is a known Vickers hardness HV measured according to the JIS Z 2244 (2009) Vickers hardness test-test method with respect to the film surface. The following equation (1) obtained by linear approximation from the hardness conversion table was extrapolated in the direction in which the Vickers hardness is high, and the converted Shore hardness VHS was defined as the Shore hardness HS.
VHS = 0.0919HV + 17.305 (1)
Here, VHS is converted Shore hardness, and HV is Vickers hardness.
そして、板試験片と各ビード工具の摺接面18aとの摩擦係数について調査した。
その試験結果を、図8に示す。
図8から分かるように、硬質側のビードの硬度が100HS(板試験片との硬度差20HS)である場合には、摩擦係数が0.4となり高く、比較的短期間に焼き付きが発生しやすいことが分かる。
一方、ビードの硬度を130HS(板試験片との硬度差50HS)に変化させたところ、摩擦係数は小さくなり、焼き付きは発生しにくくなることが分かった。更に、ビードの硬度を200HS(板試験片との硬度差120HS)に変化させたところ、さらに摩擦係数は小さくなり、更に焼き付きが発生しにくくなることが分かった。スムーズに拡管できるようになった。
このように、コーン17の硬度を150HS以上とし、ジョー18との硬度差を50〜120HSとすることで、焼き付きを抑制できることが確かめられた。
但し、さらに硬度を上げると、コーン17ついては材質が脆くなるので、剥がれて焼き付きを起こす原因となると推定される。
Then, the friction coefficient between the plate test piece and the sliding
The test results are shown in FIG.
As can be seen from FIG. 8, when the hardness of the bead on the hard side is 100 HS (a hardness difference of 20 HS from the plate test piece), the friction coefficient is as high as 0.4, and seizure is likely to occur in a relatively short time. I understand that.
On the other hand, when the hardness of the bead was changed to 130 HS (hardness difference of 50 HS with respect to the plate test piece), it was found that the friction coefficient decreased and seizure hardly occurred. Furthermore, when the hardness of the bead was changed to 200 HS (a hardness difference of 120 HS with respect to the plate test piece), it was found that the friction coefficient was further reduced and seizure was less likely to occur. The tube can be expanded smoothly.
Thus, it was confirmed that seizure could be suppressed by setting the hardness of the
However, if the hardness is further increased, the material of the
1 鋼管
11 シリンダ
12 ホーン
13 拡管ヘッド
14 拡管機本体
15 アキシャルインフィード
16 クロスフィード
17 コーン
17A セグメント
17a テーパ面
18 ジョー(拡径セグメント)
18a 摺接面
19 ダイ
20 潤滑油供給管
21 ドローバー(軸部)
30 ボルト
50 ビード工具
51 板試験片
100 拡管機
170 コーン本体
171 物理気相蒸着膜
172 ライナー
DESCRIPTION OF
18a Sliding
30
Claims (4)
軸方向に進退可能な軸体と、
上記軸体に同軸に取り付けられ上記軸方向の一方向に向かうにつれて径が大きくなるテーパ面を有するコーンと、
上記軸方向に沿って上記テーパ面と摺動可能な摺接面を有する拡径セグメントと、を備え、
上記テーパ面又は上記摺接面の一方の面に、TiN膜またはTiAlN膜からなる物理気相蒸着膜が形成されてなり、その物理気相蒸着膜が形成されてなる上記面の硬度が150HS以上であり、
上記テーパ面の硬度と上記摺接面の硬度との硬度差が50HS以上120HS以下の範囲にあり、
上記テーパ及び上記摺接面のうち、上記物理気相蒸着膜が形成されていない面の硬度が70HS以上であることを特徴とする拡管機。 A pipe expander for inserting the pipe inside the metal pipe and expanding the pipe;
An axial body that can advance and retract in the axial direction;
A cone having a tapered surface that is coaxially attached to the shaft body and has a diameter that increases in one direction of the axial direction;
A diameter-expanding segment having a sliding surface slidable with the tapered surface along the axial direction,
A physical vapor deposition film made of a TiN film or a TiAlN film is formed on one surface of the tapered surface or the sliding contact surface, and the hardness of the surface on which the physical vapor deposition film is formed is 150 HS or more. And
The hardness difference between the hardness of the tapered surface and the hardness of the sliding contact surface is in the range of 50 HS or more and 120 HS or less ,
Of the taper and the sliding surface, the surface of the surface on which the physical vapor deposition film is not formed has a hardness of 70 HS or more .
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