Роликовый конвейер для продольного перемещения и вращения длинномерных цилиндрических изделий

,БО,в с ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ РОДОЛЬ- ДЛИННО-иссле аботки и экруб ловых СС 79 ьство/00,Э ик. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научнотельский институт разрсплуатации нефтепромыс(54) РОЛИКОВЫЙ КОНВЕЙЕР ДЛЯ ПНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ВРАЩЕНИЯМЕРНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к транспортирующим устройствам. Цель -повышение произ-сти и обеспечениерасположения на одном уровне осидлинномерных цилиндрических изделийразличных типоразмеров. На основании 8 конвейера попарно симметричноотносительно оси конвейера жесткозакреплены стойки (С) 9 и перпенди1456336Составитель И,ИдковаБобкова Текред Л.Олийнык Корректор М,Демчикедактораказ 7516/16 Тираж 722 Подписное ПЖПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп ГКНТ С113035, Иосква, Ж, Раущская наб., д, й,5 ,роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 41456336 кулярно к основанию 8 в ряд вдольпродольной оси конвейера установленыцентральные С 10. На С 9 установленыопоры в виде жестко закрепленнойна С 9 цилиндрической направляющей(ЦН) 11, телескопически установлен"ной с возможностью возвратно-поступательного перемещения и поворотаотносительно ЦН 11, гильзы 12 с дном13 в верхней части и расположенно"го с наружной стороны дна 13 гильзы12 и жестко связанного с ней корпуса 15. Причем ЦН 11 каждой пары С 9расположены под углом одна к дру"гой, вершина которого расположена навертикальной оси С 10. В корпусе 15установлены опоры роликов 16. Конвейер имеет привод возвратно"поступательного перемещения гильз 12 относительно ЦН 11 и привод поворотаопор в виде жестко закрепленных на Изобретение относится к транспортирующим устройствам, служащим для перемещения, вращения и перемещения по винту с изменяемым шагом при обра. ботке цилиндрических изделий, преимущественно труб, и может быть использовано для проведения неразрушающего контроля стенок труб, контроля спиральных и прямых сварных швов, про изводства сварки поворотных и фасонных стыков трубопроводов, контроля резьбовых элементов калибрами бурильных, обсадных и НКТ труб, очистки и нанесению защитных покрытий на на ружную и внутреннюю поверхности труб при строительстве распределительных сетей в городских условиях и на нефтяных и газовых промыслах.Цель изобретения - повышение про изводительности и обеспечение расположения на одном уровне от длинно- мерных цилиндрических изделий различных типоразмеров.На фиг.1 представлен конвейер, общий вид сверху (ролики приводного и поддерживающего блоков изображены в положении, обеспечивающем вращение изделий вокруг оси, - номинальное гильзах 12 червячных колес 17 и 18и входящих с ним в зацепление приводных червяков 20 и 21, кинематически связанных между собой. Припроизводстве, например, сварочныхработ опоре роликов 16 через коническую пару 17 и 18 передается крутящий момент. С помощью привода опоры 16 устанавливаются под углом оОбщая геометрическая ось изделияне меняет своего положения, когда"валик" сварного шва при вращенииизделияпроходит под опору ролика,Последний отходит от изделия, пропуская "препятствие". Аналогично с помощью опор осуществляются работы поконтролю сварного шва, контролю засостоянием резьбовых элементов нефтепромысловых труб калибрами и очистка поверхностей труб. 1 з.п, ф-лы,13 ил. положение); на фиг,2 - кинематиче,ская схема приводного блока ; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2;на фиг,4 - кинематическая схема поддерживающего блока; на фиг.5 - устройство донной части гильзы; на фиг.б - положение роликов приводного и поддерживающего блоков, обеспечивающих вращение изделий вокруг собственной оси (номинальное положение роликов); на фиг.7 - вид Б на фиг.б;на фиг.8 - положение роликов приводного и поддерживающего блоков, обеспечивающих винтовое перемещение изделия вправо (пунктиром - перемещение изделия влево от номинального положения);на фиг.9 - вид В на фиг,8 на фиг.10 - положение роликов приводного и поддерживающего блоков, обеспечивающих перемещение изделий вдоль оси вправо или влево; на фиг,11 - вид Г на фиг.10; на фиг,12 - кинематическая схема привода поворота роликовОна угол + 90 от номинального положения; на фиг.13 - кинематическая схема датчика угловых и вертикальных перемещений обрабатываемых изделий.Цилиндрические направляющие каж- . дой пары стоек расположены под углом одна к другой, вершина которого расположена на вертикальной оси центральной стойки,В основании подвижного корпуса 15 (фиг.5) закреплены центрирующие пальцы 22, препятствующие произвольному повороту корпуса относительно гильзы 12, а в донной части 13 установлены втулки 23, подвижно сопряженные с пальцами 22. Привод возвратно-поступательного перемещения гильз 12 выполнен в виде жестко закрепленного на гильзе 12 червячного колеса 24, находящегося в постоян 45 Роликовый конвейер содержит ряд приводных 1 и попдерживающих 2 блоков (фиг.1), объединенных рамой-основанием 3, причем приводные и под 5 держивающие блоки выставлены в одну линию на некотором расстоянии друг от друга и соединены общими, синхронизирующими поворот роликов блока 2, валами 4, объединенными в один при вод 5,включающий блок-программу 6, карданные валы 7.Приводной блок 1 имеет основание 8 с жестко закрепленными на нем стойками 9 коробчатой формы, расположен ными попарно симметрично относительно продольной оси конвейера, и центральные стойки 10, установленные перпендикулярно основанию в ряд вдоль продольной оси конвейера. На стой ках 9 коробчатой формы закреплены две опоры, выполненные в виде цилиндрических направляющих 11 с телескопически установленными на них с возможностью поворота и осевого пе ремещения гильзами 12, в донной части 13 которых установлены газовые амортизаторы 14. На жесткое основание последнего опирается подвижный вдоль оси гильзы корпус 15, жестко 30 связанный с ней и расположенный с наружной стороны гильзы. В корпусе 15 установлены опорные ролики 16, На валу корпуса 15 закреплено коническое зубчатое колесо 17 с шестерней 18, шлицевой вал 19, входящий шлицами в подвижное сопряжение с шестерней 18, на другом конце которого жестко закреплено зубчатое колесо- сателлит 20, находящееся в постоян О ном зацеплении с центральным колесом 21. ном зацеплении с червяком 25, установленным в подвижной траверсе 26.На стойках 9 соосно цилиндрическимнаправляющим 11 установлены две направляющие 27 цилиндрической формы, оси которых паралЛельны другдругу и оси направляющей 11. Верхнейчастью направляющие 27 закрепленыв центральной стойке 1 О. На траверсе 26 закреплена гайка 28 ходового винта 29Ходовые винты 29 верхней частью закреплены в стойке 10,а вторым концом в стойке 9.На верхних концах ходовых винтов29 жестко установлены зубчатые колеса 30, находящиеся в постоянном зацеплении с центральной приводной шестерней 31, вал которой связан с ручным или механическим приводом, обеспечивающим ход вдоль оси направляющей 11, гильз 12, несущих опорныеролики 16, при настройке конвейерана другой диаметр обрабатываемыхизделий. В стойках 9 установленыконические колеса 32, валы 33 кото"рых закреплены в цилиндрическихнаправляющих 11. Шлицевое сопряжение34 соединяет соосно расположенныевалы 33 и 35. Шестерня 36 находитсяв постоянном зацеплении с колесами32, а валы 37 соединены с приводом38 бесступенчатого регулирования,установленным на основании 8 в центральной стойке 10,1Подвижные траверсы 26 закрепленына соединительном кольце 39, жест -ко связанном с гильзой 12, в корпусе 15 которой расположены опорныеролики 16 для перемещения изделия40. Привод возвратно-поступательного перемещения гильз 12 приводитсяв действие от рукоятки 41. Подвижныетраверсы 26 установлены на направляющих 27 при помощи хомутов 42,Поддерживающий блок 2 (фиг.4 и 5)имеет основание 8 с жестко закрепленными на нем стойками 9 и центральной стойкой 10.На стойках 9 закреплены направляющие 11, с установленными наних гильзами 12, в донной части 13которых установлены газовые амортизаторы 14. На жесткое основание амортизатора 14 опирается подвижный корпус 15 с опорными роликами 6. Восновании подвижного корпуса 15 закреплены центрирующие пальцы 22, ав донной части 13 установлены втул 5 "4 ки 23, подвижно сопряженные с пальцами 22 (фиг.5). Е 1 а гильзе 12 жестко закреплено червячное колесо 24, находящееся в постоянном зацеплении с червяком 25, установленным в подвижной траверсе 26 (фиг.3). На стойках 9 соосно цилиндрическим направ" ляющим 11 установлены дв". направляющие 27 цилиндрической формы, оси которых параллельны друг другу и оси направляющей 11. На траверсе 26 закреплена гайка 28 ходового винта 29.Плоскость 00 вращения роликов приводного и поддерживающего блоков,Г обеспечивающих вращение изделия вокруг собственной оси (фиг,6 и 7),перпендикулярна продольной оси обрабатываемых иэделий. Такое положение принято за номинальное или "нулевое".При вращении изделий роликами, находящимися в номинальном положении, осуществляют следующие технологические операции; производят сварку поворотного стыка ручным, полуавтоматическим, автоматическим способами; формируют фаску на торце изделия с помощью сазовой горелки, плазмотрона или резца; производят обрезку деформированного конца изделия, снятие внутреннего и наружного грата после контактно-стыковой сварки, упрочнение торцов на насосно-ксмпрессорных и бурильных трубах и контроль качества сварного шва.Ролики блоков 1 и 2, обеспечивающие винтовое положение изделия вправо (пунктиром - перемещение, влево), могут быть повернуты на угол + й. от номи 1 ального положения (фиг,8 и 9).Положение роликов, повернутых на угол с фиксированным их положением или поворот с изменяемым угловым шагом, позволяет производить наибольшее количество технологических операций, наиболее трудоемких, требующих качественного исполнения, например защита наружной и внутренней поверхностей труб против коррозии.Ролики, обеспечивающие линейное перемещение изделий в межоперационных и послеоперационных случаях используются для удаления готовых изделий с технологических линий на склад или погрузку (фиг.10 и 11).Привод 5 (фиг,12) предназначен для поворота роликов приводных 156336 и поддерживающих 2 блоков (фиг.1)на заданный постоянный угол с жестким фиксированием данного положения. Угол поворота роликов имеет предельные величины +90 от номинального о положения. За номинальное положениепринято вращение роликов в плоскости 00, перпендикулярной оси враще"ния иэделия (фиг,6), Поворот роликов16 может производиться с переменным,10 15 20 25 30 35 45 50 55 изменяемым угловым шагом, определяемым преобразователем с глобоидным сердечником.Привод 5 поворота роликов 16 содержит шаговый двигатель 43, содержащий тормоз, цилиндрический редукрез жесткие муфты 45 установленычервячные редукторы 46 и 47. Червячный редуктор 47 отличается от редуктора 46 только направлением винтовой линии червяка. На валу 48 установлен колесо-якорь, вращающийсявместе с валом 48. Червячные редукторы имеют валы 49. Червяк-сердечник 50 с рсположенными на нем обмотками 5 1 состоит из двух половин.Витки резьбы одной половины сдвинуты относительно другой на половинушага. Между колесом-якорем и червяком-сердечником 50 имеется небольшой воздушный зазор. Катушки, расположенные на сердечнике, включаются в одну из известных дифференциальных мостовых. схем. Зависимость тока от угла поворота, определенная при вращении червячного колеса относительно глобоиднсго сердечника, представляет собой периодическую функцию с периодом,равным шагу червячного колеса, Выходные валы червячных редукторов 46 и 47 соединены с валами 7 шарниром 52. Валсвоим подвижным шлицевым концом 53 через шарнир 54 соединен с валом 4.Вал 4 последовательнс соединяет червяки 25 приводных 1 и поддерживающих 2 блоков с помощью жестких муфт 55 в один жесткий вал 4, Червяки 25 находятся в беззазорном зацеплении с червячными колесами 24, Последние жестко закреплены на гильзе12. С левосторонних выходных концоввалов 49 червячных редукторов привод на поворот роликов может осуществляться на другом, стоящем в одной линии, роликовом конвейере. тор, на выходном валу 44 которого че7 1456336 8Преобразователь для измеренияугловых величин предназначен для измерения фактического угла подъемавинтовой линии при движении изделияпо винту с постоянным или переменным в момент движения шагом и автоматической коррекции в случае егоотклонения от наперед заданной величины. Преобразователь угловых величин контролирует положение роликов в перпендикулярной к оси изделияплоскости, т.е. номинальное положение. Преобразователь для измерениялинейных величин в вертикальной плос"кости предназначен для измерения ипостоянного контроля положения горизонтальной оси обрабатываемых иэделий и автоматической коррекции вслучае ее отклонения от номинального положения в результате изменениямасс обрабатываемых изделий, Обапреобразователя скомпонованы в одинагрегат (конструкцию), изображенныйна фиг.13Индуктивный преобразователь угловых величин содержит два обрезиненных ролика 56, установленных на осяхкоромысла 57. Коромысло 57 с помощьюоси 58 смонтировано на головке 59шлицевого нала 60,соосно с высокойточностью, установленного в вертикальном валу 61. Последний легкоподвижен благодаря установке его в подшипниках 62 и 63. На валу 61 жесткозакреплен якорь (диск) 64, выполненный в виде зубчатого колеса с зубцами наружного зацепления, а сердечники 65 выполнены в виде секторов,на которых выполнены внутренние зубцы (аналогично шестерни с внутренним зацеплением),На сердечниках намотаны катушки 66 и 67. Сердечники расположены так, что зубцы сдвинуты относительно друг друга на ширину зуба, благодаря чему создается дифференциальность индуктивной системы. Между наружными окружностями зубцов якоря и сердечников имеется небольшой воздушный зазор. Пружина 68, установленная междуголовкой 59 и торцом вала 61, удерживает ролики 56 в постоянном контакте с изделием 40, Для ограничения вертикальных осевых перемещений роликов 56 установлены регулируемые упоры 69,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Преобразователь для измерения линейных величин содержит магнитопровод 70 цилиндрической формы, неподвижно -установленный на корпусе 71,якорь 72 плунжерного типа, консольно закрепленный на втулке 73Последняя имеет возможность вместес валом 60 перемещаться в вертикальной плоскости, не оказывая тормозных эффектов на вал 61 благодаряподшипникам 74, регулируемые упоры69 определяют граничные положенияякоря 72.1Преобразователь для измеренияи контроля угловых величин поворота роликов является обратной связьюпривода 5.Преобразователь для измерения иконтроля линейных величин является обратной связью для агрегатовпневмосхемы, автоматически поддерживающих давление в газовых амортизаторах.Роликовый конвейер работает,осуществляя необходимые движения длявыполнения технологических операций, следующим образом.Исходное положение при производстве стыкосварочных работ (фиг.7 и6), Приводом шестерни 31 опорныеролики настраивают на обрабатываемый диаметр изделия так, что размер Н остается неизменным, так каквсе технологическое оборудование впоточной линии установлено на данномуровне от нулевой плоскости, уголохвата 3 остается неизменным, газовые амортизаторы заправлены газомна давление, равное весу части изделия, приходящегося на данный опорный ролик, опорные ролики установлены перпендикулярно оси иэделия (о= О) и зафиксированы приводом 5. Стыкдвух труб предварительно собран напредшествующем переходе с помощьюцентратора, головка сварочного автомата подведена к стыку (сварочныйавтомат и центратор не показаны).Приводы 38 на всех блоках синхронизированы,Выполнение операции осуществляется следующим образом.Включают привод 38, крутящий момент с вала 37 через коническую пару 36 и 32 приходит на соосные валы 33 и 35, вращая центральное колесо 21 и далее через колесо-сателлит 20, вал 19 момент приходит через9 14коническую пару 17 и 18 на приводной опорный ролик 16 (Фиг.5). Данной кинематической цепью ролику 16сообщается окружная скорость, необходимая для выполнения операциисварки автоматом, например, в среде защитных газов, при этом скоростьпривода 38 может быть сс.-пасоваласо скоростью подачи присадочного материала в зону сварки, процесс сварки идет автоматически,Узаконенная кривизна трубы, например 3 мм на один метр длины, привращении изделия поглощается газовым амортизатором 14 путем отхода ролика 16 (если это спинка) или подхода ролика 16 (если эта корыто)благодаря этому геометрическая асьвращения свариваемых изделий усредцяется, что способствует стабильному ведению процесса сварки.Осуществление сварочных работ припроизводстве труб из листа са спиральным швом осуществляется следующим образом (фиг.8 и 9).Исходное положение аналогичное,дополнительным условием являетсяустановка опорных роликов 16 на уголы. с помощью приводя 5, размер шагасппрали регламентируется блак-программой 6. Датчик, установленныйперед сварочной головкой, своим сигналом корректирует изменение угласпирали с помощью привода 5, не прерывая процесса сварки. Передача крутящего момента и скорости вращенияопорным роликом 16 происходит аналогично. Общая геометрическая асьизделия не изменяет своего пслакения, когда валик сварного шва(возвышение над, образующей) привращении изделия проходит псд опорный ролик 16. Последний отходит отизделия, пропуская "препятствие".,при этом возможные удары и вибрацияпоглощаются газовым амортизатором,Осуществление операции контролякачества спирального сварного шва спомощью дефектоскапа, основанногона ультразвуковом методе, магнитномили токавихревам способе контроляпроизводится аналогично, тольковместо сварочной головки устанавливается дефектоскоп.При производстве работ, связанных с контролем состояния резьбавыхэлементов нефтепрамыславых труб калибрами, процесс осуществляегся ана 10 56336 З 0 35 40 45 50 55 5 10 15 г 0 г 5 логично. Угол ы, настраивается приводам 5 и блок-программой 6 на шагвинта, равный шагу резьбы калибров.Например, в диапазоне диаметров обрабатываемых труб, равных с 57 до530 мм, устройство способно воспроизводить любой необходимый шаг винта от 1 до 2500 мм.Труба винтовым перемещением подходит к неподвижно установленному калибру и ввинчивается в него да определенного, наперед заданного момента, датчик момента переключает привод 38 на реверс, а датчик линейного перемещения опорного торца (набурильных трубах) регистрирует величину зазора и выдает команду на выбраковку трубы с нанесением меткина изношенный резьбавай конец трубы,Аналогично осуществляется процессупрочцения винтов резьбы на нефтепромысловых трубах с помощью лазерного луча. Винтовое движение резьбовагс участка (витка) относительнонеподвижного луча осуществляет устройства с гамащью совокупной работыдвух приводов 38 и 5,Операции очистки (фиг.8 и 9) наружной и внутренней поверхностей и нанесение защитных покрытий труб производится с использованием винтовага движения изделий в технологическом процессе.Известна чта трудности в технологическом плане представляет операция очистки до оснавногс металла" труб бальшага диаметра связаны с большими площадями очистки и малой стойкостью очистного инструмента. В этом случае поточная линия может быть скомпонована только из приводных блоков для получения значительного крутящего момента при вращении на обрабатываемой трубе, тогдаоперация очистки наружной и внутренней поверхностей совмещают ва времени, Труба с заданным шагом и окружной скоростью движется относительна устройств очистки, установленныхнеподвижно, Ролики 16 одного из приводных блоков заменяют ня шлифавальные круги, таких же фарм и размеров,изменяют вращение его на противоположное (встречнае относительно поверхности),а давление в газовом амортизаторе 14 снижают да величины,обеспечивающей пастсянный контакт11 14563 шлифовального круга с обрабатываемой поверхностью из условий режима обработки при грубом (обдирочном) шлифовании.5По окончании работ изделие удаляют из зоны обработки, причем с предельной и безопасной скоростью (фиг.10 и 11). Оси роликов устанавливают приводом 5 в перпендикулярное 10 положение к оси трубы, включают привод 38 и труба перемещается вдоль своей оси без вращения.Поддерживающий блок 2 (фиг,4) отличается от приводного блока 1 от сутствием привода 38 на вращение роликов. Ролики 16 вращаются за счет сил трения в контакте от перемещающейся трубы. Назначение его - воспринимать долю нагрузки от изделия, 20 не препятствуя при этом всем формам движения изделия от приводных блоков.Блочно-модульное исполнение роликовых конвейеров с высокой степенью 25 унификации и широким диапазоном технических характеристик (универсальностью) позволяет компоновать паточные технологические линии для выполнения различных технологических 30 процессов над трубами в любой отрасли народного хозяйства. Формула изобретения 36 12сти и обеспечения расположения на одной уровне оси длинномерных цилиндрических изделий различных типоразмеров, стойки расположены попарно симметрично относительно продольной оси конвейера, который снабжен установленными перпендикулярно основанию в ряд вдоль продольной оси конвейера центральными стойками, а каждая из опор выполнена в виде жестко закрепленной на стойке цилиндрической направляющей, гильзы с дном в верхней части, телескопически установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения и поворота относительно цилиндрической направляющей и расположенного с наружной стороны дна гильзы и жестко связанного с ней корпуса, причем цилиндрические направляющие каждой пары стоек расположены пад углом одна к другой, вершина которого расположена на вертикальной оси центральной стойки, при этом конвейер снабжен приводом возвратна-поступательного перемещения гильз относительна цилиндрических направляющих, а привод поворота опор выполнен в виде жестко закрепленных на гильзах червячных колес и входящих с ними в зацепление приводных червяков, кинематически связанных между собой.1. Роликовый конвейер для продоль 35 нога перемещения и вращения длинно- мерных цилиндрических изделий, содержащий ряд установленных на основании на стойках опор с приводом их40 поворота, приводные с приводом их вращения и поддерживающие ролики, а т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительно 2. Роликовый конвейер па п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что привод возвратно-поступательного перемещения гильз выполнен в виде жестко закрепленных на гильзах приводных траверс и приводных шестерней, каждая из которых кинематически связана с соответствующей парой приводных траверс.