Станок для обработки концов труб

(19) ( 23 В 5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.М.Лящин21.774.77.06(0 осудАРст 8 енный комитет сссРпо делАм изоБРетений и ОтнРытй 4 6) 1. Авторское свидетельство СССР411943, кл, В 21 В 41/02, 1971рототип).(54)(57) 1. СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИКОНЦОВ ТРУБ, содержащий станинус установленными на ней механизмомзакрепления труб и смонтированнойс воэможностью перемещения о;,собственного привода бабкой, несущей планшайбу с плансуппортом, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения технологических возможностей путем обеспечения торцовки и обработки квасок на торцах скошенных под углом к оси труб,он снабжен следящим золотником,жестко закрепленным на бабке, и копировальным устройством, состоящимиз копира, связанного со следящимзолотником, и копирного пальца,кинематически связанного с планшайбой, а привод перемещения бабкиснабжен гидроцилиндром, шток которого кинематически связан с планшайбой и плансуппортом, и несет копировальное устройство,2. Станок по п.2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что плансуппортснабжен фрезерной головкой, кинематически связанной со шпинделеми копировальным устройством.Изобретение относится к станко-"строению.Известен станок для обработкиконцов труб, содержащий станину сустановленными на ней механизмомзакрепления труб и смонтированнойс воэможностью перемещения от соб-.ственного привода бабкой, несущейпланшайбу с плансуппортом (1( .Недостатком известного станкаявляются его ограниченные технологические возможности, так как обработка фасок и торцовка труб осуществляется только в плоскости перпендикулярной оси трубы,Цель изобретения - расширение тех нологических возможностей станкапутем обеспечения торцовки и обработки фасок на торцах скошенныхпод углом к оси труб.Поставленная цель достигается г 0тем, что станок для обработки концов труб, содержащий станину с установленными на ней механизмом закрепления труб и смонтированной своэможностью пе-емещения от собственного привода бабкой, несущейпланшайбу с плансуппортом, снабжен следящим золотником, жесткозакрепленным на бабке, и копировальным устройством, состоящим иэ копира, связанного со следящим золотником, и копирного пальца кинематически связанного с планшайбой, апривод перемещения бабки снабженгидроцилиндром, шток которого кинематически связан с планшайбой иплансуппортом,. и несет копировальное устройство.Плансуппорт снабжен фрезернойголовкой, кинематически связаннойсо шпинделем и копчровальным устройством,(О 30 50 На фиг.1 изображен предагаемыйстанок, общий вид; на фиг.2 - тоже, кинематическая схема; на 45фиг.З - скошенный торец трубы; нафиг. 4 - разрез А-А на фиг.З; нафиг.5 - вид Б на фиг,1; на фиг.бсечение Б-В на фиг.5,Станок состоит из станины 1,механизма закрепления трубы 2, подвижной бабки 3. механизма перемещения бабки 4, копировального устройства 5, гидроцилиндра 6, планшайбы 7, несущей плансуппорт 8,следящего золотника 9.Приводом станка является насосная установка 10, расположенная ьовнутренней полости станины 1, Планшайба 7 установлена на бабке 3 исвязана с гидродвигателем 11 через 60коробку скоростей 12 и зубчатую пару 13 и 14.Плансуппорт 8 с закрепленной нанем кареткой 15 с резцом 16 установлен на планшайбе 7 и связан с гидро усилителем с шаговым электроприводом (не обозначен) и рукояткой ручных подач 17 через зубчато-реечнуюпару 18 и 19, червячную пару 20и 21, зубчатое зацепление 22-25,дифференциалы 26 и 27 и червячныепары 28-31.Механизм перемещения бабки 4 состоит из дифференциала 32, связанного через червячную пару 33 и 34с гидрсусилителем 35 с шаговымэлектроприводом (не обозначен) черезчервячную пару Зб и 37 с рукояткойручного привода 38 и винтовой парой 39 и 40 со штоком 41 гидроцилиндра б, расположенного на однойоси с механизмом перемещения бабки 4.Копировальное устройство 5 состо, -ит из копира 42, на стержне 43 которого установлена втулка 44, шарнирно связанная с копирным пальцем 45через ось 46. Копир 42 установленна корпусе 47, который связан с полэуном 48 осью 49 и зафиксирован внем специальным устройством (непоказано). Ползун 48 расположенсоосно с осью вращения кольца 50и диска 51 и связан зубчато-реечнойпередачей 52-55 со следящим золотником 9 Ось полэуна 48, ось поворота копира 42, ось 56 вращения копира 42 и ось вращения кольца 50и диска 51 пересекаются в одной точке. Кольцо 50 кинематически связано через зубчатые пары 57 и 58,.валы 59 и 60, зубчатую пару 61 и 13с планшайбой 7. Диск 51 имеет на торце спиральную канавку 6, входящую вцилиндрические канавки Ьа и связан кинематически с плансуппортом 8через зубчатые пары 62 и 63, теле-.скопические валы 64 и 65, зубчатыепары 66, 24, 22 и 23,. червячнуюпару 20 и 21 и зубчато-реечную пару 19 и 18. Золотник 9 расположенв корпусе 67, жестко связанном сбабкой 3. Золотник 9 связан трубопроводами 68-71 с насоснсй. установкой 10 и полостями 3, С гидроцилиндра б, Гидродвигатель 11 связан с насосной установкой 10 трубопровоцами 72 и 73 через регулятор скорости 74. Гидроусилителисвязаны с насосной установкой 10трубопроводами 75 и 76.На станке установлена коробкаподач 77 с гидромотором 78,Коробка подач 77 включает в себячетыре блока шестерен 79-86, управляемых электромагнитными муфтами87-90, Гидромотор 78 связан с коробкой подач 77 через червячнуюпару 91 и 92.Коробка подач 77 предназначенадля осуществления одновременногоперемещения плансуппорта 8 и бабки 3 с рабочими подачами0 50 Передаточное отношение каждойзубчатой передачи 79-86 равно тангенсу соответствующего угла наружной фаски. Коробка подач 77 кинематически связана с плансуппортом 8по следующей цепи: 93, 94, 30 и 31через дифференциал 27, зубчатое зацепление 25, 24,22,23,20,21,19 и 18.Коробка подач 77 кинематическисвязана с бабкой 3 по следующейцепи: 95, 96, 33 и 34, дифференциал 32, винтовую пару 39 и 40,Электромагнитные муфты 97 и 98предназначены для управления совместным перемещением плансуппорта 8и бабки 3. 15Гидрораспределитель 99 предназначен для реверсирования подачиплансуппорта 8 и бабки 3. Регулятор расхода 100 предназначен длябесступенчатого изменения величиныподачи.Во внутренней полости плдншайбы 7установлен шпиндель 101 с гидроприводом 102.Шпиндель 101 кинематически связан через зубчатые пары 103-108 сосъемной фрезерной головкой 109,установленной на плансуппорте 8. ВоФрезерной головке 109 установленафреза 110. Позицией 111 обозначена обрабатываемая заготовка -труба.Кинематика станка обеспечиваетвыполнение следующих операций: обработку наружной фаски на прямоми скошенном конце трубы и сектора,торцовку прямого и скошенного концатрубы и сектора.Кроме того, на станке выполняется обработка уплотнительных поверхностей Фланцев и колец, приваренных к трубам. Операции выполняются как точением, так и фрезерованием.Обработка наружной фаски напрямом конце трубы 111 точением 45осуществляется следующим образом.Труба 111 устанавливается в механизме закрепления трубы 2 и центрируется относительно оси вращенияпланшайбы 7.Ось 56 копира 42 совмещается сосью ползуна 48. В коробке подач 77одной из электромагнитных муфт, например 88, включаются зубчатыешестерни 81 и 82, передаточное отношение которой равно тангенсуугла наружной фаски.Резец 16 с помощью рукояток 17и 38 или гидроусилителей с электрошаговым двигателем при максимальнойчастоте вращения выводится в исходное положение. Включаются электромагнитные муфты 97 и 98.Регулятором потока 100 устанавливается необходимая величина подачи резца 16Включается насосная установка 10. Обеспечивается вращение планшайбы 7 гидрсдвигателем 11 через коробку скоростей 12 и зубчатую пару 14 и 13. Гидрораспределите.ем 99 включается гидромотор 78, который персмещает одновременно плансуппорт 8 и бабку 3.При торцовке обрабатываемой заготовки 111 электромагнитная муфта 97 отключается и гидромотор 78 перемещает только плансуппорт 8 по указанной выше цепи. При отклонении электромагнитной муфты 98 гидромотор 78 перемещает только бабку 3 по цели 91,92,81,82,95,96, 33 и 34. Коробка подач 7 предназначена для выполнения наружных фасок, величина которых нормализована. Для выполнения фасок, отличающихся от нормализованных, используются гидроусилители с щаговыми электродвигателями, управляемыми электронными коммутаторами через соответ- ствующую аппаратуру (не показано).Электромагнитные муфты 97 и 98 при этом отключаются. На шаговые электроприводы гидроусилителей через электронный коммутатор подается соответствующее количество импульсов.При этом их соотношение равно тангенсу угла наружной Фаски трубы 111.Обработка точением торца трубы 111 под углом М осуществляется следующим образом.Резец 16 с помощью рукояток 17 и 38 выводится в исходное положение. Копир 42 поворачивается на угол , не превышающий 15 . Вклюо чается вращение планшайбы 7 и ра" диальная подача плансуппорта 8, которая может осуществляться как гидромотором 78, через коробку подач 77, так и гидроусилителем с электрошаговым двигателем по цепи подач плансуппорта 8. Электромагнитная муфта 97 в данном случае отключена. При вращении планшайбы 7 с той же частотой вращается кольцо 50, кинематически сязанное с план- шайбой 7 цепью 13, 6, 58, 57, и установленный на нем копирный палец 45. При отсутствии подачи плансуппорта 8 диск 51 вращается с той же частотой, что и кольцо 50. При перемещении плансуппорта 8 по цепи 24, бб, 63, 62 перемещается в радиальном направлении копирный палец 45, за счет изменения частоты вращения диска 51 относительно кольца 50.Копир 42, вращаясь вокруг оси 56 под воздействием копирного пальца 45, шарнирно связанного с ним через втулку 44, совераает возвратно-по 1065088ступательные движения, которые через зубчато-реечную передачу 52, 53, 54,55 передаются на золотник 9. В нейтральном положении золотника 9 масло, поступающее от насосной установки 10 по трубопроводу 70, за 5 пирается в полости , При смещении золотника 9 относительно корпуса 67, масло из полостипо трубопроводу 69 поступает в полость е гидроцйлиндра 6 и бабка 3 перемещается за золот-о ником 9 с той же скоростью.Масло из полостигидроцилиндра 6 поступает по трубопроводу 68 в полостьзолотника 9 и по трубопроводу 71 сливается в бак насосной 15 установки 10. При изменении направления движения золотника 9 изменяется направление движения бабки 3. За один оборот планшайбы 7 бабка 3 и соответственно резец 16 совершает 2 О один двойной ход в осевом направлении, величина которого зависит от заданного угла скоса 6 и диаметра обрабатываемой трубы 111.Обработка точ нием наружной фаски на скошенном торце трубы 111 осуществляется следующим образом.Резец 16 рукоятками 17 и 38 выводится в исходное положение и устанавливается необходимая глубина резания. Копир 42 поворачивается на угол М, равный углу, скоса на трубе 111, но не более 15 . Отключаютсяйэлектромагнитные муфты 9/ и 98.Устанавливается величина подачи плансуппорта 8 и бабки 3, для чего на электрошаговые двигатели гидроусилителей задается необходимое количество импульсов на единицу времени, соотношение между которыми равно тангенсу номинального угла4 О разделения(Фиг.4).Управление подачами плансуппорта 8 и бабки 3 осуществляется электронными коммутаторами через соответствующую аппаратуру (не показаны). 45Гидроусилители с электрошаговыми двигателями при этом обеспечивают стабильность заданных величин подач, независимо от нагрузки. После установки необходимой подачи 5 О включается насосная установка 10, вращение планшайбы 7 и вращение гидроусилителей. При обработке резец 16 перемещается вдоль образующей фаски трубы 111 за счет одновременного перемещения плансуппорта 8 и бабки 3, При этом бабка 3, кроме перемещения с рабочей подачей, совершает возвратно-поступательное движение, задаваемое копировальным устройством 5, один двойной ход бабки 3 за один оборот планшайбы 7.По окончании обработки перемещение плансуппорта 8 с резцом 16 прекращается, Это происходит следующим образом.В диске 51 имеются две цилиндрические канавки Ъ и С , при попадании в которые копирный палец 45 останавливается , а вращение диска 51 относительно кольца 50 продолжается, Такое положение копирного пальца 45 имитирует выход рейки 18 из зацепления с шестерней 19, при котором перемещение плансуппорта 8 прекращается при включенном приводе подач плансуппорта 8 гидроусилителем,С целью уменьшения габаритов копировального устройства 5 копир 42 связан со следящим золотником 9 через двухступенчатую зубчато- реечную передачу 52-55, Так как копировальное устройство 5 выполняет не силовые функции, то размер копира 42 может быть уменьшен относительно максимального диаметра обрабатываемой трубы 111 в несколько раз. Соответственно уменьшается радиальный ход копирного пальца 45 по отношению к максимальному ходу плансуппорта 8. При этом частота вращения планшайбы 7 и кольца 50 одинаковы, а осевой ход копира 42 относительно перемещения бабки 3 уменьшен за счет двухступенчатой зубчато-реечной передачи 52-55.Несиловой характер этой передачи позволяет выполнить ее с минимальным модулем и соответственно с минимальными габаритами. При выполнении операции по расточке, проточке, обработке наружных и внутренних Фасок на торце заготовки в плоскости перпендикулярной ее оси копир 42 выводится в плоскость, перпендикулярную оси вращения копирного пальца 45, при котором прекращается его возвратно-поступательное движение под воздействием копирного пальца 45, Перемещение плансуппорта 8 и бабки 3 при этом с рабочими подачами и установочными перемещениями осуществляются гидроусилителями и рукоятками 17 и 38. Шток 41 гидроцилин.цра 6 Фиксируется относительно бабки 3 в крайнем положении и бабка 3 перемещается в осевом направлении только от механизма ее перемещения 4.Обработка наружной фаски на скошенном торце трубы 111 может выполняться так же фрезерованием, Для этого на плансуппорт 8 устанавливается Фрезерная головка 109 с Фрезой 110.Копир 42 устанавливается на необходимый угол скоса М . Включается вращение Фреэы 110 от гидромотора 102 через зубчатую передачу 103,104, 105, 106, 107, 108. Круговая подача фреэы 110 осуществляется за счет вращения планшайбы 7 от гидродвигателя. 11. Величина круговой подачи изменяется бесступенчато регулятором 74.Совместная подача плансуппорта 8 соответственно, фреэы 110, бабки 3 осуществляется гидроусилителями, на шаговые электродвигатели которых выдается соответствующее количество импульсов, обеспечивающих перемещение вращающейся фрезы 110 вдоль образующей фаски трубы 111. Бабка 3 эа один оборот планшайбы 7 совершает двойной ход, управляемый копировальным устройством 5.Выбор способа обработки фаски на скошенном торце трубы 111 зависит от ее диаметра.Обработка точением с эффективной скоростью резания труб малого диаметра, например менее 200 мм, ограничивается из-за инерционных сил, возникающих при возвратно-поступательном движении бабки 3, которые влияют на работу следящего золотника 9, увеличивая рассогласование движений и снижая точность слежения. 10152025 При фрезеровании с той же производительностью, что и при точении, частота вращения планшайбы 7(круговая подача) значительно меньше, чем при точении и соответственно скорость возвратно-поступательного движения бабки 3 невелика,что повышает точность слежения и,соответственно, точность обработки.При выполнении наружной фаски на 40скошенном торце заготовки 111 (точением или фрезерованием) шириналенточки Н (фиг.З) одинакова повсему периметру, а угол фаски,) переменный: наибольшее значение - ,45наименьшее э.начение - , номинальное значение(сечение А-А).Величина значений углов , тзависит от величины номинальногоугла. При изменении номинальногоуглаизменяются и углы ),(3. Величина подач плансуппорта 8 и бабки 3 для обработки наружной фаскина скошенном торце трубы (точениемили фрезерованием) перемещениемрежущего инструмента вдоль образую 55щей фаски назначается для номинального угла, т.е. соотношение коли 1 чества импульсов в единицу времени,выдаваемых на шаговые электродвигатели гидроусилителей, соответствует 60тангенсу номинального угла(а, Приноминальных значениях угла фаскиР углы 3 2 изменяются в пределахдопуска ТЗа, в соответствии стребованиями ОСТ 5.9089-81 для углов 651/11 15 31 27 24 33 30 3 32 18 27 33 15 Так как изменение частоты вращения гидроусилителей с электрошаговыми двигателями осуществляется бес ступенчато электронными коммутаторами через специальную аппаратуру, обеспечивающую высокую стабильность назначенных подач, на станке можно практически получить любой уголфаски трубы.для получения стандартизированных углов разделки фасок, например 30 , при стандартизованных углахоскоса 11 15 и 15 , в коробку поо одач 77 станка вводятся зубчатые пары, передаточное отношение которых равно тангенсу углов 3, указанных в таблице. При обработке фасок на прямом торце трубы эти зубчатые пары также могут использоваться,Такое выполнение станка расширяет его технологические возможности за счет обеспечения обработки наружных фасок на скошенных под углом до 15 торцах труб и сектоаров.Кинематика станка обеспечивает два метода обработки - точение и фреэерование, а также бесступенчатое регулирование режимов резания параметрами выполняемых углов (угол фаски, угол скоса), что позволяет обрабатывать трубы и сектора различных диаметров в оптимальном режиме и с высокой производительностью. Использование одних и тех же элементов кинематики станка для об.работки как скошенных, так и прямых торцов труб исключает необходимость создания специализированного оборудования.Разделка кромки на скошенном торце с постоянной шириной фаски и переменным углом, выполняемая предлагаемым станком, имеет технологические преимущества по сравнению с разделкой с постоянным углом относительно плоскости скоса и перемен 1065088 1 Оиой шириной фаски, заключающиесяв том, что объем снимаемого металЛа и, соответственно, объем сварногошва равномерен по всему периметру,так как площадь прямоугольников(фиг,З) одинакова в любом сечении,Это дает воэможность автоматизировать процесс сварки,1065088 Составитель В.СеменовРедактор Н.Киштулинец Техред А.Ач КоРРектоР В. Бутяг Вака лиал ПП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 0928/11 Тираж 1042ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Раушск Подписноетета СССРкрытийнаб , д. 4/5