Устройство для удаления внутреннего грата в прямошовных электросварных трубах

СО 03 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУВЛИК 03 А 1 68 1 С 370 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМПО ИЗОЕРЕТЕНИЯМ И ОТПРИ ГКНТ СССР 51) ЕТЫТИЯМ 00 еДдй ЕТЕНИ таллургическии ономарев, Е,Н. в, В.Г. Сова, В,Г, А,Г, Сипиев тво СССР 08, 1986.,(54) УСТРОЙСТВ РЕННЕГО ГРА ЭЛЕКТРОСВАР (57) Изобретени прямошовных эл быть использов него грата со св Я ВНУТО ВНЪХ О ДЛЯ У ТАВП НЫХ ТРУотносит ектросва но для у рных шво АЛ ЯМ я к производству ных труб и может аления внутрен- в, Цель изобретеОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетел ьсМ 1467846, кл. В 21 С 37/ Изобретение относится к производству прямошовных электросварных труб и может быть использовано для удаления внутреннего грата со сварного шва трубы,Цель изобретения - повышение надежности работы устройства для удаления внутреннего грата.На фиг. 1 представлено устройство для удаления внутреннего грата из прямошовных электросварных труб, общий вид; на фиг, 2-6 - устройство в рабочем состоянии с различными положениями нижнего опорного ролика относительно внутренней поверхности движущейся трубы; на фиг, 7 и 8 - результаты расчетов величин отношения размеров кривизны к радиусу г (фиг. 7) и радиусу К; на фиг. 9 - график перемещения резцов в зависимости от положения опорного ролика,ния - повышение надежности работы устройства, При работе устройства движущейся трубой 1 приводятся во вращение верхние ролики 6 и 5, а также рабочий ролик 7, имеющий зону постоянного максимального радиуса Я, обеспечивающую контакт резцов 4 с гратом и удаление последнего, зону минимального постоянного радиуса г, обеспечивающую отвод резцов и "отдых" резцов, а также переходные зоны, спрофилированные переходящими радиусами, выбранными из условий оптимальной стойкости инструмента и плавного без ударных нагрузок входа и выхода режущего инструмента в рабочий цикл, Устройство позволяет повысить производительностьа непрерывных трубоэлектросварочных агрегатов за счет снижения простоев оборудования для удаления внутреннего грата. 9 ил. Устройство для удаления внутреннего грата из трубы 1 состоит из штанги 2, шар- а нирно соединенного с ней корпуса много- Ос, резцового инструмента 3, жестко (р закрепленных на нем резцов 4, верхних опорных роликов 5 и 6, нижнего опорного ролика 7.Нижний опорный ролик выполнен в виде эксцентрика с рабочим и холостым уча- Ос стками, обозначенными на чертежах соответственно точками аЬ и асЬ (фиг. 1 - 6), Рабочий участок выполнен в виде сектора с а постоянно максимальным радиусом В,Холостой участок имеет три зоны: с постоянным минимальным радиусом г(бс); переходная от рабочего участка постоянного максимального радиуса й к зоне постоянного минимального радиуса г(аб); переходная от зоны постоянного минимального радиусаг к рабочему участку постоянного максимального радиуса Я(СЬ).Устройство работае.г следуощим образом.При движении свариваемой трубы 1 верхние опорные ролики 5, 6 и нижний опорный ролик 7 своей поверхностью контактирует с внутренней поверхностью трубы 1 и получают вращательное движечие,Начиная с момента касания точки а нижнего Опорноо ролика 7 с внутоенней поверхност ю трубы 1 (фиг. 2) до моменте Отрыва точки Ь от нее,фиг. 3) нижний опорный ролик 7 контактирует с внутренней поверхностью трубы 1 своим рабочим участком, описанным постоянным максимальным радиусом й, При этом верхние ролики каса 10 тся внутренней поверхности трубы в зоне сварного шва, а резцы, находясь в контакте с внутренним гратом, срезаЮт ЕГО.При дальнейшем движении трубы нижний опорнь 1 й ролик проворачивается и начинает контактировать с внутренней поверхностью трубы точками переходной зоны Ьс холостого участка фиг, 4), Гак как расстояние от оси вращения нижнего опорного ролика до точки е"о контура псоехог:,- ной зоны Ос холостого у 1 астка уменьшается по мере проворота этого ролика 7, жестко закрепленного на Оси в корпусе гратосниииэтезя ТО ПОСЛЕВНИй ВМЕГТЕ С РЕЗЦаМИ На 4 инает Отходить От зоны сварнОГО шва тоуоы и пойц 8 сс срезания в УтОенн 8 ГО Гра"еи П лгиК Пцги гсииДалее, начинаямомента касания точИ Л 1 К Го ОП НГО СОЛИ"ЧВЬЮ РЧ- ней поверхностью тоубы 1 фиг, 4) до момента отрыва точки б от нее(фиг, 5), нижний опорный ролик 7 контактирует с внутренней поверхностью трубы 1 своей зоной, описанной постоянным минимальным радиусом г. При этом корпус 1 гратоснимателя, верхний опорный ролик и резцы находятся на максимальном удалении от зоны сварного шва трубы, не касаясь внутреннего грата, чем обеспечивается охлаждение режущих кромок резцов, При дальнейшем движении трубы 1 нижний Опорный ролик начинает контактировать с внутренней поверхнОстью труоы точками второй пеоеходной зоны Оа холостОГО участка фиг. 6), 1 ак как расстояние от оси вращения нижнео ОпорноГО рОлика 7 до точек 8 ГО контура перехолной зоны Да Оло ОГО участка увеличиваегся по мере ппвооота этого ролика 7, корпчс гпатоснима 4 теля с резцами начинает.3П," и /,;,Я.ии. Ля,и Р ТОЧРд Д)и,. :,Л ПЙЯГ 1 ГДИГ 5 10 15 20 2 Г 30 35 40 45 5) Г,.,тельно, вращении нижнего опорного ролика, цикл работы гратоснимателя повторяет- СЯ.Выражение для спределения величины минимального радиуса определено из требований гарантированного выхода режущей кромки первого относительно нижнего опорного ролика резца иэ взаимодействия со срезаемым гратом и геометрических параметров корпуса гратоснимателя.В этом выражении величина коэффициента 0,05 - 0,1 выбирается исходя из величины необходимого отвода резцов от грата, которая для гратоснимателя, предназначенного для удаления внутреннего грата из труб наружным диаметром О свь 1 ше 200 мм. равна 0,05 О, а для тоуб с наружным диаметром О менее 200 мм - 0,1 О.При значении коэффициента К меньше 0,5 для всех диаметров труб не будет отвода резцов от грата на необходимую величину, что скакется на их стойкости.При значениях коэффициента К больше 0,1 величина отвода резцов от грата становится чрезмерно большой, что увеличивает динамические нагрузки на узлы устройства,Указанные соотношения для радиусов а переходных зон нижнего опорного ролика корпуса записаны в полярных координатах, т,е. в наиболее удобной для расчета и последующего изготовления профиля ролика,Закон, описывающий контур переходных эон этого ролика, выбран исходя иэ требований минимальных динамических нагрузок, возникаощих в деталях гратоснимателя.Выражения для Огределения радиусов, Описывающих герехсдные зоны, определены таким образом, чтобы выполнялись следующие требования к профилю переходных зон никнего опорного ролика корпуса:"- д. сов ( - ," ц, + и+ри Г 5, Правильное плавное сопряхение кривых в точках=0; = фоВ полЯрных координатах угол м 8 жду рау.иусам-вектором и касательной к кривой Оп;8;иеЛЯРТСЯ( д) Для участков ролика, описанных радиусами Я и г из одного центра тд,и= оо, так как,и=90 о. Соответственно для переходных зон в точках р=О и р= ъ должно выполняться равенство;с 3 Й- ь / РЬ-г й,ТЬп - 0 Ф 1Оч. 1 ц.-гвт) Оа ч. ч,б. Минимизация центрального угла уЪ при отсутствии перегибов и выпуклость кривой, описывающей кочтур ролика в переходных зонах.В полярных координатах это требование выражается соотношениемр+ 2 (р 1) - рр 0Учитывая, чтор"=( - ")","- ( - "+ ), после необходимых преобразований получаемЯ - гфо2 г - фомин7. Возможна меньшая разность между радиусами кривизны участков с постоянными радиусами г, Я и соответствующими радиусами р 1 и р 2 кривизны переходных зон в точках сопряжения.В полярных координатах радиус кривизны любых кривых описываегся выраже- ниемр 2+2 М) рРВ точках сопряжения переходных эон с участками постоянного радиуса г и ЯЧа.г -.1 ч,На фиг, 7 и 8 представлены результаты проведенных расчетов величин отношения радиусов кривизны к радиусу г (фиг. 7) и радиусу Я (фиг, 8) в точках р = уъ и у=О соответственно. Как следует иэ полученных данных. применяемый интервал значений центральных углов р 1 о и р 2 о, на которые опираются дуги первой и второй переходных эон холостого участка ролика, равен.Применение для сопряжения рабочего и холостого участков нижнего опорного ролика центральных углов переходных зон 4 Я - ггр 1 о =а 2 о 1,4 л гприводит к увеличению динамлческихусилий, возникающих в деталях гратоснима 5 теля и обусловленных значительной разностью в радиусах кривизны сопрягающихсякривых, а значит,и большим ускорением(замедлением) при совершении корпусом многорезцовсго инструмента колебательного10 движения.Выбор для этих переходных зон центральных у;ловЯ - гд 71 о = оло2.0 л2 Г15 нецелесообразен, так как разница в радиусах кривизны сопряженных кривых мала именяется незначительно. Однако с увеличением центральных углов р 1 о и р 2 о происходит сокращение времени отсутствия20 взаимодействия резцов с гратом. что снижает их стойкость,При применении нижнего опорного ролика корпуса с профилем, описанным предлагаемыми зависимостями(фиг,8, кривая 2),25 в многорезцовом устройстве для удалениявнутреннего грата отвод резцов из рабочегоположения в нерабочее и последующий ихвозврат в рабочее положение осуществляется быстрее, чем при применении нижнего30 спорногс ролика с профилем, выполненнымв соответствии с существующими техническими решениями (фиг. 9 кривая 1), что всвою очеоедь существенно повышает времяотдыха" резцов и их стойкость.35 П р и м е р, Устройство для удалечиявнутреннего гоата из электросварных прямашовных труб ф 114 и 3,5 мм испытано вусловиях Таганрогского металлургическогозавода. При этом нижний опорный ролик40 имел следующие геометрические размеры(фиг. 1); постоянный максимальный радиусЯ=44 мм; центральный угол а =85 о.Постоянный минимальный радиус определяется по формуле45 1 120г = Я -О - = 44 -0,1 х 90 -- = 39,5 ммэ240Центральные углы нижнего опорногоролика корпуса, на которые опираются дугиодной и другой переходных зоч этого роли 50 каО 1 ЯЪо = 1,5 х 180 2 39 г44 - 395 оРасчет текущих радиусов р и р 2 первой и второй зон производился по указанным формулам через каждые 5 о,Устройство позволяет существенно псвыси 1 ь надежность работы гратоснимателя.Это связано в первую очередь с повышением стойкости резцов иэ-эа улучшения тем 1680403пературного режима их работы, Кроме того, выполнение переходных зон, описанных выражениями р и р 2, позволяет снизить динамические нагрузки на узлы гратоснимателя, что также повышает срок его межремонтной работы. Формула изобретения устройство для удаления внутреннего грата в прямошовных злектросвэрных трубах, включающее штангу, шарнирно соединенный с ней корпус многорезцового инструмента с жестко закрепленными на нем резцами, режущие кромки которых установлены с равным шагом, верхние опорные ролики корпуса и нижний опорный ролик с рабочим участком постоянного максимального радиуса В и с холостым участком,отл ичающееся тем,что,сцелью повышения надежности в работе устройства, холостой участок нижнего опорного ролика выполнен с зоной постоянного минимального радиуса, равногог=-В - КО - ,.И2де О - диаметр корпуса грэтоснимателя, ,л м,11 - расстояние. между осями ближнегок штанге верхнего и нижнего опорных роликов корпуса, мм;1 - расстояние между осью ближнего к5 штанге верхнего опорного ролика корпуса ирежущей кромкой ближайшего к нему резца, мм;К- козффициент пропорциональностиравный 0,05 - 0,1,и двумя переходными зо 10 гнами, при этом переходная зона от рабочегоучастка постоянного максимального радиуса В к зоне холостого участка постоянногоминимального радиуса г определяется выражением15 В - г Др - В - 2 совф 10,+й)+1,а переходная зона холостого участка от зоны постоянного минимального радиуса г крабочему участку постоянного максималь 20 ного радиуса В - выражениемр = г +сов , а; + л) + цгде рю и ого " соответственно центральные углы нижнего опорного ролика корпуса,25 на которые опираются дуги первой и второйпереходных зон зтого ролика, рад;рп и Ъ-текущие значения центральных углов, рад.1680403 Фиг.стэвитель А. Сушкихред М,Моргентал орректор С. Шевк орват акто Заказ 3267 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откритйям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., 45 инат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101