Устройство для обработки и отрезки труб

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик . 1948561(22) Заявлено 260181 (21) 3239745/25-27 РМ Кз В 23 0 21/10 В 26 О 1/40 с присоединением заявки Мо -Государствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТ БЗКИ ТРУБ 10 н,25 тносится к областиов давлением, войствам для формовкии может быть испольения патрубков и втуИзобретение ообработки металлчастности к устри отрезки труб,эовано для получлок.Известно устройство для обработки отрезки труб, содержащее корпус,размещенные в корпусе обойму и зубчтое колесо, связанные с приводнымвалом, отрезной инструмент, размещеный на обойме, формующий инструментс буртиком, смонтированный на валу,установленном на каретке с возможностью продольного перемещения посрством силового цилиндра .и радиальноперемещения посредством привода, раположенного в зубчатом колесе, имеханизм удаления отрезанной заготовки 13.Недостатком известного устройствявляется то, что наряду с безусловно необходимыми для функционированиустройства приводом вращения обоймыи зубчатого колеса и приводом перемещения каретки вдоль корпуса оносодержит еще привод и сложный механизм. радиального перемещения формующего инструмента, а также привод имеханизм удаления отрезанной заготовки. Кроме того, отрезной инструмент установлен консольно, а формующий инструмент размещен на валу.Вал консольно закреплен в ползуне,направляющими для которого служатстенки зубчатого колеса, консольноустановленного в каретке, размещенной в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдольнего. Сам ползун через коническийролик опирается на конус, консольнорасположенный в цилиндрической направляющей зубчатого колеса и соединенный со штоком силового цилиндра.Наличие такого количества. приводови механизмов усложняет устройствои требует довольно сложной системыуправления ими и блокировки. Консольное закрепление элементов устройства друг в друге и размещение двухсиловых Цилиндоов последовательновдоль оси устройства существенноувеличивает габариты устройства.К тому же консольное креплениеопорных элементов для инструментаснижает жесткость конструкции,качество резки заготовок и надежность устройства. Подвижная частьустройства установлена с возможностью возвратно-поступательного пере/мещения по двум направляющим одно-временно - каретки по направляющимкорпуса и зубчатого колеса по ведущей шестерне приводного вала.Это. еще одн 9 усложение в конструкции устройства, 5Цель изобретения - сокращениегабаритов и упрощение конструкцииза счет уменьшения числа элементовмеханизмов.Цель достигается тем, что в устройстве для обработки и отрезкитруб, содержащем корг.ус, размещенные в корпусе обойму и зубчатоеколесо, связанные с приводным валом,.отрезной инструмент, размещенный 15на обойме, Формующий инструмент сбуртиком, смонтированный на валу,установленном на каретке с возможностью продольного перемещения посредством силового цилиндра и радиаль ного перемещения посредством привода,расположенного в зубчатом колесе, и механизм удаления отрезанной заготовки, обойма снабженанаправляющими, зубчатое колесовыполнено с эксцентричной расточкой,а каретка размещена в эксцентричнойрасточке зубчатого колеса и установлена с воэможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль упомянутых направляющих, при этом валформующего инструмента жестко закреплен на каретке, соединенной с силовым цилиндром посредством вращательной пары, а обойма и. зубчатоеколесо выполнены с разным 1 ередаточным отношением. Каретка выполнена сотверстиями, оси которых параллельныее оси, а механизм удаления отрезан-ной заготовки выполнен в виде толкателей, соединенных между собою кольцом, охватывающим буртик формующегоинструмента, и установленных в отверстиях каретки с возможностьювзаимодействия с корпусом и возвратно-поступательного перемещения вдоль 45оси каретки. С целью повышения надежности удаления коротких заготовокиз внутренней полости обоймы кольцоснабжено закрепленным на нем пальцеми подпружиненным относительно обоймыкоромыслом с роликом, выполненным .с пазом, охватывающим палец,На фиг. 1 схематично иэображно устройство в исходном положении (когда радиальный зазор между инструментами максимален), общий вид; на фиг. 2 - разрез Л-А на Фиг. 1; на фиг, 3 - устройство в положении, когда радиальный зазор между инструментами минимален (при максимальной 60 радиальной подаче), общий вид; на Фиг. 4 - вариант соединения каретки с силовым цилиндром; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. б устройство при втянутом положении што.65 ка силового цилиндра; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. б,Устройство содержит корпус 1, обойму 2, зубчатое колесо 3, каретку 4,отрезной инструмент 5, формующий инструмент б, приводной вал 7, силовойцилиндр 8 и толкатель 9. Обойма 2и зубчатое колесо 3 размещены на подшипниках 10 в корпусе 1 и .связаны сприводным валом 7 шестернями. Шестерня 11 связана с зубчатым венцом12 обоймы 2, а шестерня 13 - с зубчатым колесом 3. Предаточные числа этихпар близки по величине, например1=2, 1 =2,087 при принятой длительности цикла с=1 с и угловой скорости приводного вала 7 ц)=300 р/с. Неодинаковость передаточных чисел обеспечивает асинхронное вращение обоймы2 и зубчатого колеса 3. В обойме 2на оси 14 .установлены отрезные инструменты 5 в виде ролика с эаходнымконцом 15 для ориентирования подаваемой трубы 16 и с торцовой режущейкромкой 17. В обойме 2 жестко закреплены один или несколько пальцев 18,передающих вращающий момент на каретку 4 и обеспечивающих асинхронноевращение каретки 4 с обоймой 2.В зубчатом колесе 3 в эксцентричной расточке 19 с эксцентриситетоме - расположена каретка 4, котораясоединена со штоком 20 силового цилиндра 8 при помощи пяты 21, обеспечивающей передачу усилия со штока20 на вращающуюся каретку 4. Взаимодействующие поверхности обоймы 2,зубчатого колеса 3, каретки 4, пяты21 выполнены в виде подшипников скольжения.В каретке 4 жестко закрепленвал 22, на котором на подшипниках23 установлен Формующий инструментб с режущей кромкой 24 на торце втулки. Вал 22 смещен относительно осикаретки 4 на величину а, необходимую для замыкания отрезного инструмента 5 и формующего инструмента б черезстенку разрезаемой трубы 16 в процессе ее обработки и отрезки. В каретке 4 выполнены сквоэные отверстия25 и 26Причем отверстия 25 предназначены для размещения пальцев 18,а отверстия 26 - для размещения пальцев 27 толкателя 9, служащего для удаления отрезанной заготовки с Формующего инструмента б. Пальцы 27 соединены между собой кольцом 28, котороеохватывает буртик 29 формующего инструмента б и предназначено дляобеспечения взаимодействия толкателя9 со всей торцовой поверхностью отрезанной заготовки. Отверстие 25выполнено диаметром большим, чем диаметр пальца 18 на величину двойногоэксцентриситета е. Зазоры между пятой 21, штоком 20 и кареткой 4 выполнены большими, чем двойная величинащего инструмента 6, прижимают кольцо 28 к каретке 4. Затем труба 16 Фиксируется в устройстве зажимом, и устройство подготовлено к следующему циклу.При подаче трубы 16 механизмом подачи она ориентируется заходными конусами 15 вра цающихся инструментов 5, частично калибруется и правится. Инструмент 6 прижимает стенку трубы 16 к инструменту 5 без изгиба трубы.С целью повышения надежности удаления коротких отрезанных заготовок 33 из внутренней полости обоймы 2 кольцо 28 снабжено коромыслом 34 с роликом 35 на оси 36. Коромысло 34 на кольце 28 закреплено шарнирно с помощью оси 37 и имеет ограничитель поворота в виде пальца 38, закрепленного на кольце 28 и размещенного в пазу 39, выполненного в коромысле 34. Коромысло 34 подпружинено относительно обоймы 2 пружиной 40, закрепленной на оси 14. Ограничитель поворота в исходном положении обоймы 2, зубчатого колеса 3 и каретки 4 обеспечивает зазор между роликом 25 и Формузощим инструментом 6, который по величине не меньше максимального радиального зазора между инструментами 5 и 6 в этом положении, Пружина 40 выполнена многовитковой эксцентриситета е. Все это обеспечивает возможность поступательного плоско-параллельного движения всех точек каретки 4 относительно обоймы 2 по траектории в виде окружности диаметром 2 е при синхронном враще нии отрезного 5 и формующего 6 инструментов в паре.В корпусе 1 выполнен проем 30, в зубчатом колесе 3 - проем 31, а в каретке 4 - проем 32. Это обеспе чивает возможность удаления отрезанной заготовки 33 из рабочей зоны под действием силы тяжести и центробежной силы.Для подачи трубы 16 до упора в 15 буртик 29 формующего инструмента 6 предназначен механизм подачи (не показан), а для фиксации трубы 16 устройство снабжено зажимом (не показан).20Устройство работает следующим образом.В исходном положении шток 20 силового цилиндра 8 выдвинут, каретка 4 упирается в обойму 2, радиальный. зазор между отрезным 5 и формующим 6 инструментами, образующими пару рабочих инструментов, максимален. Механизмом подачи труба 16 подается до упора в буртик 29 Формующего инструмента 6 и фиксируется в устройстве зажимом. При вращении приводного вала 7 вращение передается на обойму 2, зубчатое колесо 3, каретку 4. Отрезной 5 и формующий 6 инструменты, образуя рабочую пару, вращаются синхронно, так как обойма 2 и каретка 4 соединены между собой пальцем 18. Асинхронное вращение обоймы 2 и зубчатого колеса 3 приводит к поступательному перемещению всех точек ка ретки 4 относительно обоймы 2 по траектории в виде окружности диаметром 2 е. В результате этого происходит изменение положения формующего инструмента 6 относительно отрезного 45 инструмента 5. Одновременно вращение инструментов 5 и 6 и приближение инструмента 5 к инструменту 6 создает движение, в результате которого инструмент 6, начиная контактировать с трубой 16 изнутри, совместно с инструментом 5 производит обкатку трубы 16 изнутри и снаружи. Постепенно углубляясь в стенку трубы 16, инструмент 6 осуществляет рас катку ее изнутри, производя радиальный сдвиг стенки трубы 16 в плоскости, ,оораэованной торцовыми режущими кромками инструментов 5 и 6. В некоторый момент раскатки происходит отделение заготовки 33 от трубы 16.После достижения минимального радиального зазора между инструментами 5 и 6 инструмент 6 отдаляется от инструмента 5, проходя расстояние, равное величине радиальной 65 подачи и составляющее двойную величину эксцентриситета е.К моменту достижения минимального радиального зазора между инструментами 5 и 6 срабатывает силовой цилиндр 8, шток 20 втягивается и каретка 4 выдвигается из расточки 19 зубчатого колеса 3, вынося отрезанную заготовку 33 на формующем инструменте 6 из внутренней полости обоймы 2. При этом пальцы 27 перемещаются совместно с кареткой 4 до момента взаимодействия их с корпусом 1, после чего они останавливаются, и кольцо, 28, воздействуя на торец отрезанной заготовки 33, сталкивает ее с формующего инструмента 6. К этому моменту проем 31 совмещен с проемом 32 и оба они вращаются в пространстве, совмещаясь с проемом 30 при каждом обороте зубчатого колеса 3, Под воздействием сил тяжести и центробежной силы заготовка 33 через проемы 30, 31 и 32 удаляется из устройства. После этого силовой цилиндр 8, выдвигая шток 20, перемещает каретку 4 в исходное положение - до упора в обойму 2, совместно с кареткой 4 перемещается кольцо 28. К моменту достижения максимальногорадиального зазора между инструментами 5 и 6 срабатывают зажим и механизм подачи, разжимая трубу 16 и подавая ее до упора в буртик 29 Формую948561 с отогнутыми концами, служащими ловителями коромысла 34 при перемещении каретки 4 относительно пружины 40. Деформация пружины 40 при ходе каретки 4 до упора в обойму 2 позволяет избежать удара каретки 5 4 об обойму 2, обеспечить совместное движение кольца 28 с кареткой 4 при втягивании штока 20 за счет отталкивания коромысла 34 этой пружи- . ной 40, осуществить прижатие отрезанной заготовки 33 роликом 35 к инструменту бпри определенной величине смещения каретки 4 относительно обоймы 2.При врацении .приводного вала 7 каретка 4 смещается относительно обоймы 2 и при определенной величине смещения пружина 40 прижимает ролик 35 К трубе 16. Родик 35 обкатывает трубу 16 по ее поверхности. После отделения заготовки 33 ролик 35 прижимает эту заготовку к формующему инструменту б, таким образом, к моменту удаления формуюцего инструмента б иэ внутренней полости обоймы 2 заготовка 33 зафиксирована отно 5 сительно этого инструмента 6, что повышает надежность удаления заготовок 33 из рабочей зоны.. В этом варианте исполнения устройства возврат кольца 28 и пальцев 27 в исходное положение осуцествляется пружиной 40, которая при выдвижении штока 20 перемещает кольцо 28 до упора в каретку 4.С целью уменьшения сил трения и 35 износа взаимодействующих поверхностей каретки 4 и пяты 21 между ними помецены шарики 41, заменяющие трение скольжения трением качения.Двухопорное крепление отрезного 40 инструмента, сведение до минимума числа подвижных соединений и консольных креплений в опорных конструкциях формующего инструмента повышают жесткость крепления инстру мента и обуславливают высокое качество отреэаемых заготовок, упрощают конструкцию всего устройства по сравнению с прототипом.Формула изобретения 501. Устройство для обработки и отРезки труб, содержащее корпус, разме 8щенные в корпусе обойму и зубчатоеколесо, связанные с приводным валом,отрезной инструмент, размещенный наобойме, формующий инструмент с буртиком, смонтированный на валу, установленном на каретке с воэможностью .продольного перемецения посредствомсилового цилиндра и радиальногоперемещения посредством привода, расположенного в зубчатом колесе, имеханизм удаления отрезанной заготовки, о т л и ч а ю ц е е с я тем,что, с целью сокращения габаритови упрощения конструкции за счет уменьшения числа элементов механизмов,обойма снабженанаправляющими, зубчатое колесо выполнено с. эксцентричной расточкой, а каретка размеценав эксцентричной расточке зубчатогоколеса и установлена с воэможностьювозвратно-поступательного перемещения вдоль упомянутых направляющих,при этом вал формующего инструментажестко закреплен на каретке, соединенной с силовым цилиндром йосредством вращательной пары, а обоймаи зубчатое колесо выполнены с разным передаточным отношением.2, УстрОйство по п.1, о т л и ч аю ц е е с я тем, что каретка выполнена с отверстиями, оси которых параллельных ее оси, а механизм удаления отрезанной заготовки выполненв виде толкателей, соединенных междусобою кольцом, охватывающим буртикформуюцего инструмента, и установленных в отверстиях каретки с возможностью взаимодействия с корпусом ивозвратно-поступательного перемещения вдоль оси каретки.3. Устройство по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности удалениякоротких заготовок из внутреннейполости обоймы, кольцо снабженожестко закрепленным на нем пальцеми подпружиненным относительно обоймы коромыслом с роликом, выполненным с пазом, охватываюцйм палец,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 617183,. кл. В 23 0 21/10, 1976