Устройство для резки непрерывно движущихся труб

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для резки движущихся труб на заготовки мерной длины, например, в линиях непрерывных трубоэлектросварочных станов. Устройство содержит каретку, движущуюся по направляющим станины и несущую механизм зажима трубы, механизм резания с индивидуальным приводом вращения шпинделя и привод перемещения каретки. На торце шпинделя механизма резания закреплены подпружиненные резцедержатели, взаимодействующие с выступами размещенного внутри шпинделя полого штока, оснащенного подшипниковым узлом и кинематически связанного с кареткой и механизмом зажима трубы. Механизм зажима трубы выполнен в виде двух параллелограммных механизмов, содержащих шатуны-губки, кинематически связанные между собой, и кривошипы, один из которых подпружинен и снабжен копирным роликом. Привод перемещения каретки выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма, включающего кривошип, связанный кинематически одним концом с валками трубосварочного стана посредством вала с муфтой, а другим концом - с ползуном-кареткой посредством шатуна с подпружиненной втулкой. Кроме того, привод вращения шпинделя механизма резания трубы выполнен в виде связанных с электродвигателем трех находящихся в зацеплении шестерен. 1 з. п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для резки движущихся труб на заготовки мерной длины, например, в линиях непрерывных трубоэлектросварочных станков.

Известно устройство для резки непрерывно движущихся труб, содержащее станину с направляющими и расположенную на них с возможностью перемещения каретку, несущую полый шпиндель с размещенными на нем подпружиненными блоками дисковых ножей, установленный с возможностью осевого перемещения, механизм радиального перемещения блоков ножей и привод (пневмоцилиндр) перемещения каретки (1).

Недостатками этого устройства являются неизбежные дополнительные отклонения по длине отрезаемых заготовок и низкое качество концов отрезаемых труб вследствие отсутствия в устройстве механизма зажима трубы. При перемещении каретки в процессе реза за счет внедрения подпружиненных в осевом направлении дисковых ножей в тело трубы и при циклическом скачкообразном колебательном движении трубы относительно каретки происходит сминание концов отрезаемых заготовок.

Наиболее близким к предлагаемому является станок, содержащий станину, подвижную каретку, несущую механизм зажима трубы, и механизм реза с индивидуальным приводом вращения шпинделя дисковых ножей, привод перемещения каретки, быстродействующий захват, установленный на тележке, системы управления кареткой и захватом и импульсный измеритель длины отрезаемой трубы (2).

Недостатками этого устройства являются низкая производительность, вызванная массивностью и инерционностью каретки, несущей на себе электродвигатель привода вращения шпинделя дисковых ножей, и низкий выход годного за счет того, что дисковые ножи механизма реза трубы, внедряясь в тело трубы, сминают концы отрезаемых заготовок. Кроме того, на работе станка отрицательно сказывается то, что, в момент захвата трубы тележка, стоящая неподвижно, испытывает значительные ударные нагрузки, которые увеличиваются с ростом скорости движения трубы, что снижает срок службы, то есть надежность работы устройства.

Цель изобретения повышение производительности, выхода годного и надежности работы устройства.

Цель достигается тем, что в устройстве для непрерывной резки труб, содержащем каретку, выполненную с возможностью перемещения по направляющим станины и содержащую механизм зажима трубы и механизм реза с индивидуальным приводом вращения шпинделя и привод перемещения каретки, на торце шпинделя механизма реза трубы закреплены с возможностью радиального перемещения подпружиненные резцедержатели, выполненные с возможностью взаимодействия скошенными торцами с Г-образными выступами размещенного внутри шпинделя полого штока, оснащенного подшипниковым узлом, с возможностью взаимодействия с подпружиненным рычагом, один конец которого выполнен в виде вилки, а другой снабжен копирным роликом, связанным с шарнирно закрепленным на двух стойках поворотным копиром с осью вращения, параллельной продольной оси шпинделя, оснащенным пазами, выполненными с возможностью взаимодействия копирными поверхностями с копирными роликами каретки и механизма зажима трубы. Механизм зажима трубы выполнен в виде двух оппозитно расположенных параллелограммных механизмов, содержащих шатуны-губки, кинематически связанные между собой, и кривошипы, один из которых подпружинен и снабжен копирным роликом. Привод перемещения каретки выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма, связанного с приводом валков трубосварочного стана и включающего кривошип, на конце которого закреплена с возможностью перемещения вдоль кривошипа шлицевая втулка, снабженная двумя пальцами, на одном из которых расположен копирный ролик, контактирующий с копиром, неподвижно установленным на станине, а на другом шарнирно закреплен конец шатуна, связанный противоположным концом с подпружиненной втулкой, шарнирно закрепленной на ползуне-каретке. Привод вращения шпинделя механизма реза трубы выполнен в виде связанных с электродвигателем трех шестерен, одна из которых ведущая закреплена на двух стойках, расположенных на станине, с возможностью взаимодействия с промежуточной шестерней, установленной в подшипниковых опорах на каретке с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси ведущей шестерни и находящейся в зацеплении с шестерней, закрепленной на шпинделе.

Использование привода вращения шпинделя механизма реза трубы, выполненного в виде связанных с электродвигателем, установленным на станине, трех шестерен, снизит массу каретки, ее инерционность, что позволит повысить производительность устройства. Применение вращающихся резцедержателей с режущим инструментом, например резцами, устранит возможность сминания концов труб, что позволит повысить выход годного, снижение ударных нагрузок при захвате трубы механизмом зажима позволит увеличить ресурс работы предлагаемого устройства, то есть повысить надежность его работы.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство для резки непрерывно движущихся труб; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2 (механизм зажима трубы условно показан в плоскости разреза); на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2 (поперечный разрез механизма зажима трубы и поворотного копира); на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 1. (продольный разрез подпружиненной втулки); на фиг. 6 вид Г на фиг. 3; на фиг. 7 разрез Д-Д на фиг. 3 (крепление резцедержателей на торце шпинделя и резца в резцедержателе); на фиг. 8 разрез Е-Е на фиг. 6 (продольный разрез подпружиненного резцедержателя); на фиг. 9 разрез Ж-Ж на фиг. 4 (продольный разрез поворотного копира).

Устройство для резки непрерывно движущихся труб содержит станину 1 с закрепленными на ней с помощью стоек 2 направляющими 3, между которыми расположена с возможностью перемещения по ним каретка 4, несущая механизм 5 зажима трубы 6, выполненный в виде двух оппозитно расположенных параллелограммных механизмов, содержащих шатуны-губки 7, кинематически связанные между собой, и кривошипы 8, один из которых снабжен подпружиненным кривошипом 9 с закрепленным на его конце копирным роликом 10. На каретке 4 расположен также механизм реза трубы 6, содержащий оснащенный шестерней 11 шпиндель 12, на торце которого закреплены с возможностью радиального перемещения подпружиненные резцедержатели 13 с закрепленными в них режущими инструментами, например резцами 14, с возможностью взаимодействия скошенными торцами с Г-образными выступами 15 полого штока 16, размещенного внутри шпинделя 12. Шток 16 оснащен подшипниковым узлом 17 с возможностью взаимодействия с концом подпружиненного рычага 18, выполненным в виде вилки. На другом конце рычага 18 выполнен копирный ролик 19. Каретка 4 снабжена установленным на пальце 20 роликом 21. Устройство оснащено копирами 22 и 23, закрепленными неподвижно относительно станины 1, и шарнирно закрепленным на стойках 2 поворотным копиром 24 с осью вращения, параллельной продольной оси шпинделя 12, и тремя пазами 25, 26 и 27, копирные поверхности которых находятся во взаимодействии с копирными роликами 10, 19 и 21 соответственно. Копирные поверхности пазов 25 и 26 поворотного копира 24 имеют продолжения на неподвижных копирах 22 и 23. Привод перемещения каретки 4 выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма. На конце кривошипа 28, оснащенном шлицами, закреплена с возможностью перемещения вдоль кривошипа 28 шлицевая втулка 29, снабженная двумя пальцами. На одном из пальцев расположен копирный ролик 30, контактирующий с копирной поверхностью паза 31 копира 32, расположенного неподвижно относительно станины 1. На другом пальце шарнирно закреплен конец шатуна 33, на противоположном конце которого установлена с возможностью перемещения подпружиненная втулка 34, шарнирно связанная с ползуном-кареткой 4. Кривошип 28 закреплен на валу 35, установленном с возможностью вращения в стойках 36. Вал 35 оснащен фрикционной, например электромагнитной или пневматической, муфтой 37 со встроенным тормозом, связанной, например, кинематически с приводом валков трубоэлектросварочного стана. Привод вращения шпинделя 12 механизма реза трубы 6 выполнен в виде трех шестерен, одна из которых 38 ведущая, закреплена на стойках 2, кинематически связана, например, клиноременной передачей 39 с электродвигателем, с возможностью взаимодействия с промежуточной шестерней 40, установленной в подшипниковых опорах 41 на каретке 4 с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси ведущей шестерни 38. Промежуточная шестерня 40 выполнена в зацеплении с шестерней 11, закрепленной на шпинделе 12.

Устройство работает следующим образом.

Каретка 4 в исходном положении находится на направляющих 3 станины 1 в крайнем левом положении. Труба 6, двигаясь в правом направлении, проходит через полый шток 16. При этом шатуны-губки 7 и резцедержатели 13 с резцами 14 разведены, шпиндель 12 вращается с постоянной скоростью. После сварки трубы заданной длины срабатывает фрикционная муфта 37 и приводит во вращение вал 35 с закрепленным на нем кривошипом 28, который приводит в движение шлицевую втулку 29 и связанную с ней при помощи шатуна 33 и подпружиненной втулки 34 каретку 4. Ролик 30, закрепленный на втулке 29, вступает во взаимодействие с копирной поверхностью паза 31 копира 32, профиль которой позволяет каретке 4 при рабочем ходе вправо большую часть пути, проходимого ею, двигаться с постоянной скоростью, причем на 2-3% большей скорости движения трубы 6, а втулке 29 перемещаться вдоль кривошипа 28. Как только скорость передвижения каретки 4 превысит скорость движения трубы 6, шатун 33 начинает перемещаться вправо относительно подпружиненной втулки 34, сжимая пружину 42 и компенсируя разность скоростей каретки 4 и трубы 6. При этом ролик 10, выходя из паза (на чертежах не показан) неподвижного копира 22, поворачивает подпружиненный кривошип 9 по часовой стрелке, благодаря чему шатуны губки 7 подходят друг к другу, образуя самотормозящийся захват трубы 6. В это время поворотный копир 24 находится в крайнем правом положении (фиг. 4) и взаимодействует копирными поверхностями своих пазов 26 и 27 с роликами 19 и 21, а ролик 10 перемещается вне копира 24. Передвигаясь по пазу 26, ролик 19 поворачивает подпружиненный рычаг 18 против часовой стрелки, противоположный конец которого, выполненный в виде вилки, взаимодействуя с подшипниковым узлом 17, перемещает вращающийся шток 16 вправо. Скошенные выступы 15 штока 16 подводят резцедержатели 13 с закрепленными в них резцами 14 к трубе 6, производится отрезка мерной заготовки. При дальнейшем движении ролика 19 по пазу 26 поворотного копира 24 шток 16 перемещается влево, а подпружиненные резцедержатели 13 под действием центробежных сил и пружин 43 разводятся. В конце хода каретки 4 ролики 19 и 10 входят в пазы неподвижного копира 23, после чего ролик 21, движущийся по пазу 27, переводит поворотный копир 24 в крайнее левое положение. В это время пружина 42 подпружиненной втулки 34 разжимается, и втулка 34 перемещается вправо относительно шатуна 33. Фиксация поворотного копира 24 в крайних положениях может быть произведена любым известным способом, например, с помощью подпружиненного шарика. При обратном ходе каретки 4 ролики 10 и 21 двигаются по пазам 25 и 27 поворотного копира 24, а ролик 19 вне копира. В конце обратного хода ролики 10 и 19 входят в пазы неподвижного копира 22, а ролик 21 возвращает поворотный копир 24 в исходное положение. После того как кривошип 28 совершит полный оборот, устройство приходит в исходное положение. Цикл повторяется.

Предложенное устройство позволяет повысить производительность, надежность работы, снизить брак при резке труб, за счет чего увеличивается выход годного.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ НЕПРЕРЫВНО ДВИЖУЩИХСЯ ТРУБ, содержащее станину, каретку, выполненную с возможностью перемещения по направляющим станины, установленные на каретке механизм зажима трубы и механизм резания с индивидуальным приводом вращения шпинделя, привод перемещения каретки, отличающееся тем, что на торце шпинделя механизма резания трубы закпреплены с возможностью радиального перемещения подпружиненные резцедержатели, выполненные с возможностью взаимодействия скошенными торцами с Г-образными выступами размещенного внутри шпинделя полого штока, оснащенного шпиндельным подшипниковым узлом с возможностью взаимодействия с подпружиненным рычагом, один конец которого выполнен в виде вилки, а на другом установлен копирный ролик, связанный с шарнирно закрепленным на двух стойках поворотным копиром с осью вращения, параллельной продольной оси шпинделя, оснащенным пазами, выполненными с возможностью взаимодействия копирными поверхностями с копирными роликами каретки, и механизма зажима трубы, выполненного в виде двух оппозитно расположенных параллелограммных механизмов, содержащих шатуны-губки, пневматически связанные между собой, и кривошипы, один из которых подпружинен и имеет копирный ролик, привод перемещения каретки выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма, включающего кривошип, на конце которого закреплен с возможностью перемещения вдоль кривошипа шлицевая втулка с двумя пальцами, на одном из которых расположен копирный ролик, контактирующий с копиром, неподвижно установленным на станине, а на другом шарнирно закреплен конец шатуна, связанный противоположным концом с подпружиненной втулкой, шарнирно закрепленной на ползуне-каретке.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод вращения шпинделя механизма резания трубы выполнен в виде связанных с электродвигателем трех шестерен, одна из которых, ведущая, закреплена на двух стойках, расположенных на станине с возможностью взаимодействия с промежуточной шестерней, установленной в подшипниковых опорах на каретке с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси ведущей шестерни и находящейся в зацеплении с шестерней, закрепленной на шпинделе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9