高圧ガス容器の壁厚制御加工法

• 研究課題/領域番号: 63550502
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 金属加工
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 葉山 益次郎 横浜国立大学, 工学部, 教授 (90017864)
• 研究分担者: 工藤 洋明 横浜国立大学, 工学部, 助手 (80017912)
• 研究期間 (年度): 1988
• 研究課題ステータス: 完了 (1988年度)
• 配分額: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 1988年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: クロージング / 圧力容器 / 壁厚制御 / ローラパス / ロール送り速度

研究概要

本研究においては、高圧ガス容器製造のために管材の端部をローラによって徐々に加工し、遂に完全に閉じてしまうクロージングについて研究を行った。クージングの差異にでき上がる管端製品の壁厚制御が本研究の主題である。
著者らはクロージングの加工方法を二つに大別し、その両方について加工が行える数値制御の装置を作成し、ロールの送り速度、素材の回転数、ロールのパスピッチなど加工条件パラメータの大きさが壁厚に及ぼす影響を明らかにした。一つの方法は管の中心軸の一点を中心にしてロールを円弧状に回転し、1ピッチ毎にロールの相対位置を動かす方法である。この方法では壁を曲げる加工が主となるために壁厚を左右する事ができず、半径の減少による壁厚増加を招く丈で、外周から管の中心のに向かって壁厚が次第に厚くなって、中心部は極めて厚い壁となって接合される。これに対し、他の方法はロールを軸方向に直角に置きながら円弧滋養に移動させるものである。ロールの移動は数値制御によりコンピュータによりその位置や速度を制御した。その結果、ロール速度が小さすぎると壁部が亀裂を生じ、水平ピッチを大きくすれば破断してしうまことが判明し、ある範囲のピッチで、小さすぎないロール送り速度を採用すれば加工ができる成功範囲を指定することができた。
壁厚はロール送り速度が小さいものほど壁厚が薄くなる。また、ロール丸み半径が製品を作る上に重要な因子となり、ロール進行前面に生ずる環節のコントロールが、製品の壁厚を制御するのであるという一つの結論が得られた。
以上、二つの異なった方法のどちらが、軽量化、強度の両面を含めて壁厚制御に役立つかを判定する目安が得られた。今後、社会適に役立つには具体的な工具寸法、加工条件の指示が必要である。