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JPS63127B2 - - Google Patents
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JPS63127B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS63127B2
JPS63127B2 JP13587079A JP13587079A JPS63127B2 JP S63127 B2 JPS63127 B2 JP S63127B2 JP 13587079 A JP13587079 A JP 13587079A JP 13587079 A JP13587079 A JP 13587079A JP S63127 B2 JPS63127 B2 JP S63127B2
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bending
strip
roll
spiral
rolls
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Yoshito Tsuyama
Kozo Shimazaki
Kazutoshi Kakita
Wataru Mizutani
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、ストリツプをスパイラル状に巻きな
がら製管するに際し、正負の領域に亙つて任意の
残留モーメントを付与することの可能なスパイラ
ル管の製管装置に関する。
Detailed Description of the Invention <Industrial Field of Application> The present invention is directed to a spiral tube that can apply any residual moment in the positive and negative regions when manufacturing a tube while winding a strip in a spiral shape. Regarding pipe manufacturing equipment.

<従来の技術> スパイラル管の製管装置として従来から知られ
ているものは、その概略構造を表す第1図a,
b,cに示すように、何れも管周方向に沿つて隣
り合う第一及び第二の曲げ成形ロール3,4と、
これら曲げ成形ロール3,4の中間にストリツプ
1を挾んで当該曲げ成形ロール3,4と対向する
第三の曲げ成形ロール5とを有する曲げ成形装置
を具えており、この曲げ成形装置によつてスパイ
ラル状に巻かれたストリツプ1の螺旋状接合部を
図示しない溶接装置で溶接するようにしている。
<Prior art> A conventionally known spiral pipe manufacturing device is shown in Fig. 1a, which schematically shows its structure.
As shown in b and c, first and second bending rolls 3 and 4 are adjacent to each other along the tube circumferential direction,
A bending device is provided between these bending rolls 3 and 4, which has a third bending roll 5 that sandwiches the strip 1 and faces the bending rolls 3 and 4. The helical joint of the spirally wound strip 1 is welded by a welding device (not shown).

一般に、スパイラル管の管径はストリツプの螺
旋状接合部に段差が発生しない状態で一定に保持
されるが、ストリツプの板厚や材質にむらがある
場合には、螺旋状接合部に段差が発生して管径が
増減し易くなる傾向を有する。特に、第1図cに
示したものではストリツプの板厚や材質に多少の
変動があつても管径がこれに伴つて狂つてしま
い、寸法安定性が極めて悪いばかりか、製管不可
能となるような事態も発生する。
In general, the diameter of a spiral pipe is kept constant without any step at the helical joint of the strip, but if the thickness or material of the strip is uneven, a step may occur at the helical joint. Therefore, the pipe diameter tends to increase or decrease easily. In particular, in the case shown in Fig. 1c, even if there is a slight change in the strip thickness or material, the pipe diameter will be distorted accordingly, and not only will the dimensional stability be extremely poor, but it may also become impossible to make pipes. Situations like this also occur.

そこで、第1図aに示すもの(例えば「日本鋼
管技報」No.73の25ページ〜32ページ参照)では常
に大きめの管径に曲げられたストリツプ1を外面
押えロール6で所定の管径にまで押し縮め、管径
の変動を防止するようにしており、又、第1図b
に示すもの(例えば「日本鋼管技報」No.73の25ペ
ージ〜32ページ参照)では常に小さめの管径に曲
げられたストリツプ1を内面押えロール6′で所
定の管径にまで押し拡げ、管径の変動を防止する
ようにしている。
Therefore, in the case shown in Fig. 1a (for example, see pages 25 to 32 of "Nippon Kokan Giho" No. 73), the strip 1 bent to a larger pipe diameter is always bent to a predetermined pipe diameter using the outer surface presser roll 6. It is compressed to prevent the pipe diameter from fluctuating.
In the method shown in (for example, see pages 25 to 32 of "Nippon Kokan Giho" No. 73), the strip 1, which is always bent to a smaller pipe diameter, is pressed and expanded to the specified pipe diameter with the inner pressing roll 6'. This is to prevent fluctuations in the pipe diameter.

このようにして得られた第2図aに示すような
スパイラル管2にその長手方向に沿つた切込み1
7を入れてスパイラル管2を切断した場合、第1
図aの造管装置で得られたスパイラル管2ではス
プリングバツクにより第2図bに示すような状態
に変化する。
A cut 1 is made along the longitudinal direction of the spiral tube 2 as shown in FIG. 2a obtained in this way.
7 and cut the spiral tube 2, the first
The spiral tube 2 obtained by the pipe-making apparatus shown in FIG. 2A changes to the state shown in FIG. 2B due to spring back.

ここで、リング開口度γ≡α/Dpで定義する
と、γは γ=ρp/ρpsinρp/ρpπ=sinωπ/ω で表される。但し、ρpはスパイラル管2の曲率半
径、ρpは切断後の曲率半径をそれぞれ表し、ω≡
ρp/ρp、α=2ρpsinθ/2、2πρp=(2π−θ)ρ
pである。
Here, when the ring opening degree is defined as γ≡α/Dp, γ is expressed as γ=ρ pp sinρ pp π=sinωπ/ω. However, ρ p represents the radius of curvature of the spiral tube 2, ρ p represents the radius of curvature after cutting, and ω≡
ρ pp , α=2ρ p sinθ/2, 2πρ p = (2π−θ)ρ
It is p .

一方、スパイラル管2の切断(リング開口)に
伴うその曲げモーメントと曲率との関係を表す第
3図に示すように、例えば、最大曲率1/ρiのA
点まで曲げられたストリツプ1はスプリングバツ
クの途中のB点の製品曲率1/ρpで縁部を溶接さ
れてスパイラル管2となり、残留モーメントMp
が残る。このスパイラル管2の長手方向に沿つて
切込み17を入れてリング開口すると、残留モー
メントMpが開放されてリング開口後の曲率はC
点の1/ρpとなる。又、最大曲率を更に大きくし
てA′まで曲げ成形し、負の残留モーメントMp′を
与える場合も全く同様であるが、この場合、C′か
らB′の製品曲率にするためには第1図bに示す
装置を用いて曲げ成形後に内面から逆曲げを与え
ることが必要である。この場合、リング開口する
と第3図からも分かるように曲率半径は製品の曲
率半径より小さくなり、第2図bに示したαは
負、即ちγは負となる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, which shows the relationship between the bending moment and the curvature when the spiral tube 2 is cut (ring opening), for example, A with the maximum curvature 1/ρ i
The strip 1 bent to a point is welded at the edge with a product curvature 1/ρ p at point B in the middle of springback to become a spiral tube 2, and the residual moment Mp
remains. When the ring is opened by making a cut 17 along the longitudinal direction of the spiral tube 2, the residual moment Mp is released and the curvature after the ring is opened is C.
It becomes 1/ρ p of the point. The same is true when bending to A' with the maximum curvature further increased and giving a negative residual moment Mp', but in this case, in order to make the product curvature from C' to B', It is necessary to apply a reverse bend from the inside after bending using the apparatus shown in Figure b. In this case, when the ring is opened, the radius of curvature becomes smaller than the radius of curvature of the product, as shown in FIG. 3, and α shown in FIG. 2b is negative, that is, γ is negative.

実験と理論的な考察とから、ストリツプ1のヤ
ング率と降伏点と板厚及びスパイラル管2の曲率
半径ρpと曲げの最大曲率1/ρiとが決まると、リ
ング開口度γが導かれる。因に、正の残留モーメ
ントとなるω≦1の領域では、γ≧0、ρp≧ρp
ρiであり、負の残留ーメントとなるω≧1の領域
では、γ≦0、ρp≧ρp≧ρiである。
From experiments and theoretical considerations, once the Young's modulus, yield point, and plate thickness of the strip 1, the radius of curvature ρ p of the spiral tube 2, and the maximum bending curvature 1/ρ i are determined, the ring opening degree γ can be derived. . Incidentally, in the region of ω≦1 where there is a positive residual moment, γ≧0, ρ p ≧ρ p
ρ i and in the region of ω≧1 where the residual is negative, γ≦0 and ρ p ≧ρ p ≧ρ i .

<発明が解決しようとする問題点> ガスや水や油等の流体のパイプラインとして上
述したスパイラル管を用いる場合、これら流体の
圧力が高いと管の内周面にはこれを押し拡げよう
とする力が作用するため、第1図aに示した装置
で作られたもともと正の残留モーメントを有する
スパイラル管2では強度が低下する虞がある。こ
のため、第1図bに示した装置で作られた負の残
留モーメントを有するスパイラル管2を使用し、
流体圧と負の残留モーメントとを釣合わせるよう
にしている。
<Problems to be Solved by the Invention> When the above-mentioned spiral tube is used as a pipeline for fluids such as gas, water, oil, etc., when the pressure of these fluids is high, the inner circumferential surface of the tube tends to expand. Because of this force, there is a risk that the strength of the spiral tube 2 made with the apparatus shown in FIG. 1a and originally having a positive residual moment may be reduced. For this purpose, a spiral tube 2 with a negative residual moment made with the device shown in FIG. 1b is used,
The fluid pressure and negative residual moment are balanced.

従つて、第1図aに示した装置では負の残留モ
ーメントを有するスパイラル管2は製管できず、
このような要求に対しては残留モーメントを可能
な限り0に近付けたスパイラル管で代用させてい
るが、本質的な対応が不可能であることに変わり
はない。しかも、残留モーメントを0に近付ける
ほど外面押えロール6とストリツプ1との接触が
不安定となり、管径を一定に保持することが困難
となつて来る。
Therefore, the spiral tube 2 having a negative residual moment cannot be manufactured using the apparatus shown in FIG.
In order to meet such requirements, a spiral tube with a residual moment as close to zero as possible is used as a substitute, but it is still essentially impossible to meet this requirement. Furthermore, as the residual moment approaches zero, the contact between the outer pressing roll 6 and the strip 1 becomes unstable, and it becomes difficult to maintain the pipe diameter constant.

又、鋼管杭としてスパイラル管を用いる場合、
第1図bに示した装置で作られた負の残留モーメ
ントを有するスパイラル管2では矢板の溶接に伴
う熱収縮により真円度が低下する上に矢板の間隔
が狭まつてしまい、施工トラブルを招来する虞が
ある。このため、第1図aに示した装置で作られ
た適当な正の残留モーメントを有するスパイラル
管2を使用し、溶接時の収縮応力と正の残留モー
メントとを釣合わせるようにしている。
In addition, when using spiral pipes as steel pipe piles,
In the spiral pipe 2 with a negative residual moment made with the device shown in Fig. 1b, the roundness decreases due to heat shrinkage due to welding of the sheet piles, and the spacing between the sheet piles narrows, causing construction troubles. There is a possibility that it will be invited. For this reason, a spiral tube 2 having an appropriate positive residual moment made with the apparatus shown in FIG. 1a is used to balance the shrinkage stress during welding with the positive residual moment.

従つて、第1図bに示した装置では正の残留モ
ーメントを有するスパイラル管2は製管できず、
このような要求に対しては残留モーメントを可能
な限り0に近付けたスパイラル管で代用させてい
るが、本質的な対応が不可能であることに変わり
ない。しかも、残留モーメントを0に近付けるほ
ど内面押えロール6′とストリツプ1との接触が
不安定となり、管径を一定に保持することが困難
となつて来る。
Therefore, the apparatus shown in FIG. 1b cannot produce a spiral tube 2 having a positive residual moment.
In order to meet this requirement, a spiral tube with a residual moment as close to 0 as possible is used instead, but it remains essentially impossible to meet this requirement. Moreover, as the residual moment approaches zero, the contact between the inner pressing roll 6' and the strip 1 becomes unstable, and it becomes difficult to maintain the pipe diameter constant.

このように、従来の製管装置は正負いずれか一
方の領域の残留モーメントを有するスパイラル管
しか作れないため、パイプライン及び鋼管杭に代
表されるような逆の特性が要求されるスパイラル
管をユーザが満足し得るように作り分けるために
は、第1図a,bに示す二つの設備を用意しなけ
ればならず、設備稼動率の低下によるコスト高を
招来し、経済上不利である。
In this way, conventional pipe manufacturing equipment can only make spiral pipes that have residual moments in either the positive or negative range, so users can create spiral pipes that require the opposite characteristics, such as pipelines and steel pipe piles. In order to manufacture different parts so as to satisfy the requirements, it is necessary to prepare two pieces of equipment as shown in FIG.

しかも、残留モーメントが0近傍となるスパイ
ラル管を安定した管径で高精度に作ることが根本
的に難しい。
Moreover, it is fundamentally difficult to manufacture a spiral tube with a stable diameter and high precision in which the residual moment is close to zero.

本発明はかかる知見に基づき、従来の設備を小
改造するだけで残留モーメントが正でも負でも一
台の製管設備で任意に設定可能な上、管の長手方
向に沿つた残留モーメントを必要に応じて正から
負に亙り漸次変化させることもでき、しかも残留
モーメントが0近傍となるように設定しても管径
を高精度に保持し得る製管装置を提供することを
目的とする。
Based on this knowledge, the present invention allows the residual moment to be set arbitrarily, whether positive or negative, with a single pipe manufacturing equipment by simply modifying the conventional equipment, and also eliminates the need for residual moment along the longitudinal direction of the pipe. It is an object of the present invention to provide a pipe manufacturing device which can gradually change the pipe diameter from positive to negative depending on the situation and can maintain the pipe diameter with high accuracy even when the residual moment is set to be near zero.

<問題点を解決するための手段> 第一番目の本発明のスパイラル管の製管装置に
かかる構成は、管周方向に沿つて隣り合う第一及
び第二の曲げ成形ロールと、これら曲げ成形ロー
ルの中間にストリツプを挾んで当該曲げ成形ロー
ルと対向する第三の曲げ成形ロールと、これら少
なくとも三つの曲げ成形ロールを有する曲げ成形
装置に送り込まれてスパイラル状に巻かれる前記
ストリツプの螺旋状接合部を溶接する溶接装置
と、スパイラル状に巻かれた前記ストリツプの内
側或いは外側に設けられてこのストリツプの内周
面或いは外周面に当接する一つの押えロールとを
具えたスパイラル管の製管装置において、前記曲
げ成形装置よりも前記ストリツプの通板方向下流
側にこの曲げ成形装置に隣接し且つ前記ストリツ
プを挾んで前記押えロールの反対側に位置させて
曲げモーメント付与ロールを設け、前記スパイラ
ル管があらかじめ設定された管径となるように前
記ストリツプを押圧すべく前記曲げモーメント付
与ロールを前記スパイラル管の径方向に変位可能
としたことを特徴とするものである。
<Means for Solving the Problems> The configuration of the first spiral pipe manufacturing device of the present invention includes first and second bending rolls adjacent to each other along the circumferential direction of the pipe, and a third bending roll facing the bending roll with the strip sandwiched between the rolls; and a spiral joining of the strip that is fed into a bending device having at least three of these bending rolls and wound into a spiral shape. A device for manufacturing a spiral pipe, comprising a welding device for welding the parts, and a presser roll provided on the inside or outside of the spirally wound strip and abutting on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the strip. A bending moment imparting roll is provided adjacent to the bending device on the downstream side of the bending device in the sheet passing direction of the strip, and is positioned on the opposite side of the presser roll with the strip between the strips, The present invention is characterized in that the bending moment imparting roll is movable in the radial direction of the spiral tube in order to press the strip so that the strip has a preset diameter.

又、第二番目の本発明のスパイラル管の製管装
置にかかる構成は、管周方向に沿つて隣り合う第
一及び第二の曲げ成形ロールと、これら曲げ成形
ロールの中間にストリツプを挾んで当該曲げ成形
ロールと対向する第三の曲げ成形ロールと、これ
ら少なくとも三つの曲げ成形ロールを有する曲げ
成形装置に送り込まれてスパイラル状に巻かれる
前記ストリツプの螺旋状接合部を溶接する溶接装
置とを具えたスパイラル管の製管装置において、
前記曲げ成形装置よりも前記ストリツプの通板方
向下流側にこの曲げ成形装置に隣接し且つ前記ス
パイラル管の内側及び外側に位置させて一対の曲
げモーメント付与ロールを設け、前記スパイラル
管があらかじめ設定された管径となるように前記
ストリツプを押圧すべく前記一対の曲げモーメン
ト付与ロールを前記スパイラル管の径方向にそれ
ぞれ変位可能としたことを特徴とするものであ
る。
Further, the configuration of the spiral pipe manufacturing device according to the second aspect of the present invention includes first and second bending rolls adjacent to each other along the circumferential direction of the pipe, and a strip sandwiched between the bending rolls. a third bending roll facing the bending roll; and a welding device for welding the helical joint of the strip that is fed into a bending device having at least three bending rolls and wound into a spiral shape. In a spiral tube manufacturing device equipped with
A pair of bending moment imparting rolls are provided adjacent to the bending device on the downstream side of the bending device in the strip passing direction and located inside and outside of the spiral tube, and the spiral tube is set in advance. The spiral tube is characterized in that the pair of bending moment imparting rolls are respectively movable in the radial direction of the spiral tube in order to press the strip so that the strip has the same diameter.

<作 用> ストリツプは曲げ成形装置によつて予定した製
品管の半径と同じか或いは小さい曲率半径に曲げ
られる。ここで、曲げ成形装置により曲げられる
ストリツプのスプリングバツク後の曲率半径が製
品管の半径よりもどれだけ小さいか或いは大きい
かで残留モーメントの正負と大きさとが決定され
る。
<Function> The strip is bent by a bending device to a radius of curvature that is equal to or smaller than the radius of the intended product tube. Here, the sign and magnitude of the residual moment are determined by how much smaller or larger the radius of curvature of the strip bent by the bending device after spring back is than the radius of the product tube.

しかる後、ストリツプを挾んで対向すると共に
半径方向に移動可能な一対の曲げモーメント付与
ロールは或いはストリツプを挾んで対向する押え
ロール及び曲げモーメント付与ロールにてストリ
ツプの位置が規制され、製品管の半径に保持或い
は修正されつつ溶接装置により螺旋状接合部が順
次溶接されて行く。
Thereafter, the position of the strip is regulated by a pair of bending moment imparting rolls that are opposed to each other and are movable in the radial direction, or by a presser roll and a bending moment imparting roll that are opposed to each other while sandwiching the strip. The helical joints are successively welded by the welding device while being held or corrected.

<実施例> 外面押えロールを具えた製管装置に本発明を応
用した一実施例の概略構造を表す第4図及びその
一部の側面構造を表す第5図に示すように、二個
の外面曲げ成形ロール3,4と一個の内面曲げ成
形ロール5とで構成される曲げ成形装置(3ロー
ルベンダ)により、ストリツプ1は曲げられてス
パイラル管2となる。このストリツプ1をスパイ
ラル状に成形するに際しては、スクリユー8によ
つて可動的に支えられ且つ製品管の径に応じて移
動する多数の外面押えロール6を備えたローラ型
フオーミングケース9と曲げモーメント(残留モ
ーメント)付与ロール7とで行う。この曲げモー
メント付与ロール7は、曲げ成形装置の出側の外
面曲げ成形ロール4の後に、スパイラル管2の内
面側に位置するように設置されている。該ロール
7は内面曲げ成形ロール5と同じスタンド10に
取付けられており、鋸歯状滑面を有する楔状のロ
ール支持台11と楔状の移動子12との組合せに
よつてスパイラル管2の半径方向に移動可能に設
けられている。つまり、半径方向(第5図中、上
下方向)にのみ移動可能にスタンド10と一体の
ガイド18に収納されたロール支持台11が、油
圧ジヤツキ13と一体のロツド14を介してスパ
イラル管2の長手方向(第5図中、左右方向)に
移動させられる移動子12との間の楔作用で押出
される。従つて、成形作業中にストリツプ1から
の反力を受けて押込まれるようなことはない。な
お、この場合には移動子12をスクリユーで移動
させることも当然可能である。
<Example> As shown in FIG. 4, which shows the schematic structure of an example of applying the present invention to a pipe manufacturing apparatus equipped with an external pressure roll, and FIG. 5, which shows the side structure of a part of the same, two The strip 1 is bent into a spiral tube 2 by a bending device (three roll bender) comprising outer bending rolls 3, 4 and one inner bending roll 5. When forming this strip 1 into a spiral shape, a roller-type forming case 9 is used, which is movably supported by a screw 8 and equipped with a large number of external pressing rolls 6 that move according to the diameter of the product tube, and a bending moment. (Residual moment) is performed using the imparting roll 7. This bending moment imparting roll 7 is installed so as to be located on the inner surface side of the spiral tube 2 after the outer surface bending roll 4 on the exit side of the bending device. The roll 7 is attached to the same stand 10 as the internal bending roll 5, and is moved in the radial direction of the spiral tube 2 by a combination of a wedge-shaped roll support 11 having a serrated smooth surface and a wedge-shaped slider 12. It is set up so that it can be moved. That is, the roll support 11, which is housed in a guide 18 that is integrated with the stand 10 so as to be movable only in the radial direction (vertical direction in FIG. It is pushed out due to the wedge action between it and the mover 12, which is moved in the longitudinal direction (in the left-right direction in FIG. 5). Therefore, the strip 1 will not be pushed in by the reaction force from the strip 1 during the molding operation. In this case, it is of course possible to move the mover 12 using a screw.

斯様に構成されているので、負の残留モーメン
トを与える場合には、その作業原理を表す第6図
に示すように、所定の負の残留モーメントが生ず
る最大曲げ曲率となるように内面曲げ成形ロール
5の圧下を調整し、曲げ成形装置にて破線で示さ
れる曲率に曲げたものを曲げモーメント付与ロー
ル7で内側から押戻して実線の如く修正し、予定
の管径のスパイラル管2とする。つまり、第3図
に示すMp′なる負の残留モーメントを有するスパ
イラル管2を作るには、ストリツプ1のヤング率
をE、その板厚を2tとすると、 Mp=2E・t3/3ρp・γ/π+γ なる関係に基づいてストリツプ1をA′点まで曲
げ成形するが、t/ρiに対応する材料の変形抵抗
をσi、σ*をその1.15倍の値とすると、 ρp/ρi=π/π+γ+3/2・σ*・ρp/E・t なる関係に基づいて第3図に示す1/ρiなる曲率
の曲げがストリツプ1に与えられる。なお、これ
らの数式は後述する正の残留モーメントを与える
場合にもそのまま適用できる。これをスプリング
バツクさせると、第3図に示す曲率1/ρp′を有
する管となり、製品とすべき管2の曲率1/ρp
りも大きな曲率(小さな直径)を有する管となつ
てしまう。そこで、本実施例では曲げモーメント
付与ロール7により製品管の曲率1/ρpと等しい
曲率となるB′点まで曲げ成形後のストリツプ1
を曲げモーメント付与ロール7にて押拡げる。こ
の状態で溶接を行い、所定の曲率1/ρpを有する
スパイラル管2とすることによつて、このスパイ
ラル管2はMp′なる負の残留モーメントを有する
ことになる。
With this structure, when applying a negative residual moment, as shown in Figure 6, which shows the working principle, the inner surface is bent to the maximum bending curvature that produces a predetermined negative residual moment. The reduction of the rolls 5 is adjusted, and the product is bent to the curvature shown by the broken line using the bending device, and then pushed back from the inside by the bending moment imparting rolls 7 to correct the shape as shown by the solid line to form the spiral pipe 2 with the planned pipe diameter. . In other words, in order to make the spiral tube 2 having a negative residual moment Mp' shown in FIG . Strip 1 is bent to point A' based on the relationship γ/π+γ. If the material deformation resistance corresponding to t/ρ i is σ i and σ * is 1.15 times that value, then ρ p /ρ Based on the relationship: i =π/π+γ+3/2·σ * ·ρ p /E·t, the strip 1 is given a bend with a curvature of 1/ρ i as shown in FIG. Note that these formulas can be directly applied to the case of giving a positive residual moment, which will be described later. If this is spring-backed, the tube will have a curvature 1/ρ p ' shown in Figure 3, and the tube will have a larger curvature (smaller diameter) than the curvature 1/ρ p of the tube 2 to be made into a product. . Therefore, in this embodiment, the strip 1 is bent by the bending moment imparting roll 7 to point B' where the curvature is equal to the curvature 1/ρ p of the product pipe.
is pressed and expanded by a bending moment imparting roll 7. By performing welding in this state to form the spiral tube 2 having a predetermined curvature 1/ρ p , this spiral tube 2 will have a negative residual moment Mp'.

又、正の残留モーメントを加える場合にはその
作業原理を表す第7図に示すように、曲げ成形装
置で破線に示す曲率に曲げたものを外面押えロー
ル6で押し込み、実線に示した形状の如く修正し
て予定の製品管径とする。つまり、第3図に示す
Mpなる正の残留モーメントを有するスパイラル
管2を得ようとする時は、曲げモーメント付与ロ
ール7は必要なく、この場合には第1図aに示し
た従来のものと同様にして第3図に示すA点に対
応した1/ρiなる曲率の曲げをストリツプに与え
る。これを外面押えロール6によりスプリングバ
ツクさせ、B点に対応した1/ρpなる曲率を有す
る予定の管径で溶接を行つてスパイラル管2とす
れば、このスパイラル管2は第3図に示すMpな
る正の残留モーメントを有することになる。
In addition, when applying a positive residual moment, as shown in Fig. 7, which shows the working principle, the product is bent to the curvature shown by the broken line using the bending device and pressed by the outer pressing roll 6 to form the shape shown by the solid line. Correct the required diameter to obtain the planned product pipe diameter. In other words, as shown in Figure 3
When trying to obtain a spiral tube 2 having a positive residual moment Mp, the bending moment imparting roll 7 is not necessary, and in this case, the bending moment imparting roll 7 is not required. Give the strip a bend with a curvature of 1/ρ i corresponding to point A shown. If this is spring-backed by the outer pressing roll 6 and welded with a planned pipe diameter having a curvature of 1/ρ p corresponding to point B to form a spiral pipe 2, this spiral pipe 2 will be as shown in Fig. 3. It has a positive residual moment Mp.

このように、曲げ成形装置で与えられる曲げの
最大曲率がA点からA′点の間で変わるようにこ
の曲げ成形装置の圧下量を調整すれば、B点から
B′点の範囲つまりMp点からMp′点の範囲で残留
モーメントを任意に設定することが可能である。
なお、残留モーメントを0近傍に設定する必要が
ある場合には、外面押えロール6と曲げモーメン
ト付与ロール7とを同時にストリツプ1に当接さ
せ、ストリツプ1の材質や板厚むらによる管径変
動を抑制することが望ましい。
In this way, if the reduction amount of the bending device is adjusted so that the maximum curvature of the bending given by the bending device changes between point A and point A', the bending amount can be adjusted from point B to
It is possible to arbitrarily set the residual moment within the range of point B', that is, the range from point Mp to point Mp'.
If it is necessary to set the residual moment close to 0, the outer surface pressing roll 6 and the bending moment imparting roll 7 are brought into contact with the strip 1 at the same time to prevent variations in the pipe diameter due to unevenness in the material of the strip 1 or the plate thickness. It is desirable to suppress it.

次に、内面押えロールを具えた製管装置に本発
明を応用した一実施例の概略構造を表す第8図に
示すように、外面曲げ成形ロール3,4と内面曲
げ成形ロール5とで構成される曲げ成形装置によ
りストリツプ1は曲げられてスパイラル管2とな
る。このストリツプ1をスパイラル状に成形する
に際しては、前述した鋸歯状滑面を有するロール
支持台と移動子とを組合せた架台15によつて多
数の内面押えロール6′を可動的に支持した内面
押えロール支持台16と曲げモーメント付与ロー
ル7とで行われる。前記曲げモーメント付与ロー
ル7は曲げ成形装置の出側の外面曲げ成形ロール
4の後に、スパイラル管2の外面側に位置するよ
うに設置されている。該ロール7は外面押え方式
のものと同様の楔作用を利用した移動機構となつ
ている。
Next, as shown in FIG. 8, which schematically shows the structure of an embodiment in which the present invention is applied to a pipe manufacturing apparatus equipped with an inner pressing roll, the structure is composed of outer bending rolls 3 and 4 and an inner bending roll 5. The strip 1 is bent into a spiral tube 2 by a bending device. When forming this strip 1 into a spiral shape, a large number of inner presser rolls 6' are movably supported by a pedestal 15 which is a combination of a roll support having a serrated smooth surface and a slider. This is performed using the roll support stand 16 and the bending moment applying roll 7. The bending moment imparting roll 7 is installed so as to be located on the outer surface side of the spiral tube 2 after the outer surface bending roll 4 on the exit side of the bending device. The roll 7 is a moving mechanism that utilizes a wedge action similar to that of the external pressing type.

斯様に構成されているので、正の残留モーメン
トを与える場合には、その作業原理を表す第9図
及び第3図に示すように、曲げ成形装置でA点の
圧下を加えて破線の形状にした後に、曲げモーメ
ント付与ロール7で内方へ押し込み、実線の状態
にして溶接する。つまり、スプリングバツクさせ
ればC点の曲率1/ρpとなるものをB点まで押戻
して予定の製品管径とし、その状態で溶接する。
これにより、Mpなる正の残留モーメントが生じ
る。
With this structure, when applying a positive residual moment, as shown in Figures 9 and 3, which show the working principle, a bending device is used to apply pressure at point A to create the shape indicated by the broken line. After that, it is pushed inward by the bending moment imparting roll 7 and welded in the state shown by the solid line. That is, if spring-backed, the curvature at point C will be 1/ρ p , and it will be pushed back to point B to obtain the intended product pipe diameter, and welded in that state.
This results in a positive residual moment Mp.

又、負の残留モーメントを加える場合、その作
業原理を表す第10図に示すように、第1図bに
示した従来のものと同様にして曲げ成形装置で破
線に示す曲率に曲げたものを曲げモーメント付与
ロール7を使用せずに内面押えロール6′で内か
ら押し拡げ、実線の曲率に修正して予定の製品管
径とする。つまり、第3図に示すように、A′点
の曲率に曲げ成形装置で曲げたものをB′点にま
で内面押えロール6′でスプリングバツクさせた
後、逆曲げを与えて押拡げた状態のまま溶接を行
い、Mp′なる負の残留モーメントを加える。
In addition, when applying a negative residual moment, as shown in Figure 10, which shows the working principle, a piece is bent to the curvature shown by the broken line using a bending machine in the same way as the conventional one shown in Figure 1b. Without using the bending moment imparting roll 7, it is pressed and expanded from the inside with the inner pressing roll 6', and the curvature is corrected to the solid line to obtain the intended product pipe diameter. In other words, as shown in Fig. 3, the product is bent to the curvature at point A' using a bending device, then spring-backed to point B' using the inner pressing roll 6', and then reversely bent and expanded. Welding is performed as it is, and a negative residual moment Mp′ is applied.

このように、圧下量をA点からA′点の範囲で
変更することにより、残留モーメントをB点から
B′点の範囲で変えることができる。なお、残留
モーメントを0近傍に設定する必要がある場合に
は、前述の場合と同様に内面押えロール6′と曲
げモーメント付与ロール7とを同時にストリツプ
1に当接させ、ストリツプ1の材質や板厚むらに
よる管径変動を抑制することが望ましい。
In this way, by changing the reduction amount in the range from point A to point A', the residual moment can be changed from point B to
It can be changed within the range of point B′. If it is necessary to set the residual moment close to 0, the inner pressing roll 6' and the bending moment imparting roll 7 are brought into contact with the strip 1 at the same time, as in the case described above, and the material and plate of the strip 1 are It is desirable to suppress variations in pipe diameter due to uneven thickness.

以下、これらの実施例に基づく具体的な実験結
果を記しておく。
Specific experimental results based on these Examples will be described below.

鋼種SS41(降伏応力=30Kg/mm2) 製品管寸法 外径800mm、肉厚9.0mm 曲げ成形ロール:3ロールによる圧上(下)制御 以上の諸元によつて、初期曲げを種々の水準に
よつてスパイラル管を製造した結果を第11図に
示す。この実験例では、残留モーメントの大きさ
をリング開口度γで表示しているが、このリング
開口度γと残留モーメントとの関係を第12図に
示しておく。なお、平均押上量Smは内面曲げ成
形ロール5とストリツプ1との接触点におけるス
パイラル管2の接線を基準として外面曲げ成形ロ
ール3,4とストリツプ1との接触点の位置S1
S2の平均値である。
Steel type SS41 (yield stress = 30Kg/mm 2 ) Product pipe dimensions Outer diameter 800mm, wall thickness 9.0mm Bending rolls: Rolling up (lower) control with 3 rolls Initial bending can be made to various levels based on the above specifications FIG. 11 shows the results of manufacturing a spiral tube. In this experimental example, the magnitude of the residual moment is expressed by the ring opening degree γ, and the relationship between the ring opening degree γ and the residual moment is shown in FIG. The average push-up amount Sm is determined by the position S 1 of the contact point between the outer bending rolls 3 and 4 and the strip 1, with the tangent to the spiral tube 2 at the contact point between the inner bending roll 5 and the strip 1 as a reference.
This is the average value of S2 .

次に、曲げ成形装置のみ有する第1図cに示す
ような製管装置に本発明を応用した別の実施例の
概略構造を表す第13図に示すように、曲げ成形
装置の後にストリツプ1を挾んでスパイラル管2
の内側と外側とに対向状態で一対の曲げモーメン
ト付与ロール7が設置されている。この一対の曲
げモーメント付与ロール7をスパイラル管2の半
径方向に操作して残留モーメントの制御を行う
が、その操作方法等については前述した二つの実
施例と本質的に変わりないので、その説明は省略
する。なお、管径を一定に保持する必要から、常
に一対の曲げモーメント付与ロール7をストリツ
プ1の内側と外側とに当接させておくことが望ま
しい。
Next, as shown in FIG. 13, which shows the schematic structure of another embodiment in which the present invention is applied to a pipe making apparatus as shown in FIG. Sandwich the spiral tube 2
A pair of bending moment imparting rolls 7 are installed oppositely on the inside and outside of the. The residual moment is controlled by operating the pair of bending moment imparting rolls 7 in the radial direction of the spiral tube 2, but since the operating method is essentially the same as in the two embodiments described above, the explanation thereof will be omitted. Omitted. In addition, since it is necessary to maintain a constant pipe diameter, it is desirable to always have a pair of bending moment imparting rolls 7 in contact with the inside and outside of the strip 1.

ところで、上述した三つの実施例における曲げ
モーメント付与ロール7の位置を曲げ成形装置の
後方に設定することは当然であるが、通常はスパ
イラル管2を基準として曲げ成形装置からストリ
ツプ1の出側およそ90度の範囲内にすることによ
り、残留モーメントの制御を安定して行うことが
可能となる。又、曲げ成形装置及び曲げモーメン
ト付与ロール7の制御には、ストリツプ1の変形
抵抗の変化がスパイラル管2に対してどの程度の
影響を及ぼすかを知ることが必要である。これ
は、板材の曲げ理論並びにスパイラル管2の製造
に先立つ検査によつて知ることができる。この検
査から、残留モーメント、変形抵抗、曲げ成形装
置の計器上の圧下量と真の圧下量、それと曲率と
の関係等がどのようになつているか判断できる
し、グラフ或いは表で結果を見出すことが可能な
これらの実験から、物理的な性質が変動した場
合、曲げ成形装置の圧下量を上記グラフや表を基
に調節することによつて残留モーメントが予定値
にあるスパイラル管2を作ることができる。
By the way, it is natural that the bending moment imparting roll 7 in the three embodiments described above is set at the rear of the bending device, but usually it is located approximately at the exit side of the strip 1 from the bending device with the spiral tube 2 as a reference. By keeping it within the 90 degree range, it becomes possible to stably control the residual moment. Furthermore, in order to control the bending device and the bending moment imparting rolls 7, it is necessary to know how much influence a change in the deformation resistance of the strip 1 has on the spiral tube 2. This can be determined by the bending theory of plate materials and by inspection prior to manufacturing the spiral tube 2. From this inspection, it is possible to determine the relationship between residual moment, deformation resistance, the amount of reduction on the instrument of the bending machine, the amount of actual reduction, and the curvature, and to find the results in a graph or table. From these experiments, it has been found that when the physical properties change, it is possible to create a spiral tube 2 with the residual moment at the expected value by adjusting the reduction amount of the bending device based on the above graphs and tables. Can be done.

<発明の効果> 本発明のスパイラル管の製管装置によると、ス
トリツプを挾んで押えロールと対向する曲げモー
メント付与ロールを設けるか、或いはストリツプ
を挾んで一対の曲げモーメント付与ロールを設け
たので、一台の製管設備でそれぞれ良好な特性の
パイプライン用或いは鋼管杭用のスパイラル管を
作り分けることができる。このため、一端側から
他端側へ向けて漸次正の残留モーメントから負の
残留モーメントへ変化するような長尺管の製造も
可能である。又、これらのロールでストリツプの
内側と外側とを同時に押えることにより、ストリ
ツプの内厚変動や材質むらがあつても管径を一定
に保持することが可能となり、残留モーメントが
0近傍であつても寸法精度の高いスパイラル管を
安定して製造することができる。
<Effects of the Invention> According to the spiral pipe manufacturing apparatus of the present invention, a bending moment imparting roll is provided which sandwiches the strip and faces the presser roll, or a pair of bending moment imparting rolls is provided which sandwich the strip. Spiral pipes for pipelines and steel pipe piles, each with good characteristics, can be manufactured using a single pipe manufacturing facility. Therefore, it is also possible to manufacture a long tube in which the residual moment gradually changes from positive to negative from one end to the other. In addition, by simultaneously pressing the inside and outside of the strip with these rolls, it is possible to maintain a constant tube diameter even if there are variations in the inner thickness of the strip or unevenness in the material, and the residual moment is close to 0. It is also possible to stably manufacture spiral tubes with high dimensional accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図aは従来の外面押え方式のスパイラル管
の製管装置の概念図、第1図bは従来の内面押え
方式のスパイラル管の製管装置の概念図、第1図
cは従来の押えロールのない形式のスパイラル管
の製管装置の概念図、第2図a,bはリング開口
度を説明するためのスパイラル管の切断前後の幾
何図、第3図はこの切断前後のスパイラル管の曲
率と曲げモーメントとの関係を表すグラフ、第4
図は本発明を外面押え形式の製管装置に応用した
一実施例の外観を表す概念図、第5図はその曲げ
モーメント付与ロールの駆動機構を表す機構概念
図、第6図及び第7図はその残留モーメントの付
与方法をそれぞれ表す作業原理図、第8図は本発
明を内面押え形式の製管装置に応用した一実施例
の外観を表す概念図、第9図及び第10図はその
残留モーメントの付与方法をそれぞれ表す作業原
理図、第11図は本発明による実験結果の一例を
表すグラフ、第12図はそのリング開口度と残留
モーメントとの関係を表すグラフ、第13図は本
発明を押えロールのない製管装置に応用した一実
施例の外観を表す概念図である。 又、図中の符号で、1はストリツプ、2はスパ
イラル管、3,4は外面曲げ成形ロール、5は内
面曲げ成形ロール、6は外面押えロール、6′は
内面押えロール、7は曲げモーメント付与ロール
である。
Figure 1a is a conceptual diagram of a conventional external press type spiral pipe manufacturing apparatus, Figure 1b is a conceptual diagram of a conventional internal presser type spiral pipe manufacturing apparatus, and Figure 1c is a conventional presser. A conceptual diagram of a spiral pipe manufacturing device without rolls. Figure 2 a and b are geometric diagrams of the spiral pipe before and after cutting to explain the ring opening degree. Figure 3 shows the spiral pipe before and after cutting. Graph showing the relationship between curvature and bending moment, 4th
The figure is a conceptual diagram showing the external appearance of an embodiment in which the present invention is applied to an external press type pipe manufacturing device, FIG. 5 is a mechanical conceptual diagram showing the drive mechanism of the bending moment imparting roll, and FIGS. 6 and 7. 8 is a conceptual diagram showing the external appearance of an embodiment in which the present invention is applied to an internal pressing type pipe manufacturing device, and FIGS. Fig. 11 is a graph showing an example of experimental results according to the present invention, Fig. 12 is a graph showing the relationship between ring opening degree and residual moment, and Fig. 13 is a graph showing the method of applying residual moment. FIG. 2 is a conceptual diagram showing the appearance of an embodiment in which the invention is applied to a pipe manufacturing device without a presser roll. Also, in the figures, 1 is a strip, 2 is a spiral tube, 3 and 4 are external bending rolls, 5 is an internal bending roll, 6 is an external press roll, 6' is an internal press roll, and 7 is a bending moment. It is a grant role.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 管周方向に沿つて隣り合う第一及び第二の曲
げ成形ロールと、これら曲げ成形ロールの中間に
ストリツプを挾んで当該曲げ成形ロールと対向す
る第三の曲げ成形ロールと、これら少なくとも三
つの曲げ成形ロールを有する曲げ成形装置に送り
込まれてスパイラル状に巻かれる前記ストリツプ
の螺旋状接合部を溶接する溶接装置と、スパイラ
ル状に巻かれた前記ストリツプの内側或いは外側
に設けられてこのストリツプの内周面或いは外周
面に当接する押えロールとを具えたスパイラル管
の製管装置において、前記曲げ成形装置よりも前
記ストリツプの通板方向下流側にこの曲げ成形装
置に隣接し且つ前記ストリツプを挾んで前記押え
ロールの反対側に位置させて曲げモーメント付与
ロールを設け、前記スパイラル管があらかじめ設
定された管径となるように前記ストリツプを押圧
すべく前記曲げモーメント付与ロールを前記スパ
イラル管の径方向に変位可能としたことを特徴と
するスパイラル管の製管装置。 2 管周方向に沿つて隣り合う第一及び第二の曲
げ成形ロールと、これら曲げ成形ロールの中間に
ストリツプを挾んで当該曲げ成形ロールと対向す
る第三の曲げ成形ロールと、これら少なくとも三
つの曲げ成形ロールを有する曲げ成形装置に送り
込まれてスパイラル状に巻かれる前記ストリツプ
の螺旋状接合部を溶接する溶接装置とを具えたス
パイラル管の製管装置において、前記曲げ成形装
置よりも前記ストリツプの通板方向下流側にこの
曲げ成形装置に隣接し且つ前記スパイラル管の内
側及び外側に位置させて一対の曲げモーメント付
与ロールを設け、前記スパイラル管があらかじめ
設定された管径となるように前記ストリツプを押
圧すべく前記一対の曲げモーメント付与ロールを
前記スパイラル管の径方向にそれぞれ変位可能と
したことを特徴とするスパイラル管の製管装置。
[Claims] 1. First and second bending rolls adjacent to each other along the pipe circumferential direction, and a third bending roll facing the bending roll with a strip sandwiched between these bending rolls. a welding device for welding the helical joint of the strip that is fed into a bending device having at least three bending rolls and wound into a spiral shape; In a spiral tube manufacturing apparatus, the spiral pipe forming apparatus is provided with a presser roll that is provided and comes into contact with the inner circumferential surface or the outer circumferential surface of the strip. In addition, a bending moment applying roll is provided sandwiching the strip and positioned on the opposite side of the presser roll, and the bending moment applying roll is used to press the strip so that the spiral pipe has a preset pipe diameter. A device for making a spiral tube, characterized in that the spiral tube can be displaced in the radial direction. 2. First and second bending rolls adjacent to each other along the pipe circumferential direction, a third bending roll facing the bending roll with a strip sandwiched between these bending rolls, and at least three of these bending rolls. A welding device for welding the helical joint of the strip that is fed into a bending device having bending rolls and wound into a spiral shape, wherein the welding device welds the helical joint of the strip, which A pair of bending moment imparting rolls are provided adjacent to this bending device on the downstream side in the sheet passing direction and located inside and outside of the spiral tube, and the strip is bent so that the spiral tube has a preset diameter. A device for making a spiral pipe, characterized in that the pair of bending moment imparting rolls are respectively movable in the radial direction of the spiral pipe in order to press the spiral pipe.
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DE102012212713A1 (en) * 2012-07-19 2014-01-23 Otto Bihler Handels-Beteiligungs-Gmbh Method for bending ring bending structures e.g. rings for use as lock washer, involves expanding extending portion of to-be-weighed material against initial curvature in continued advancement of bending material

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