Устройство для обработки труб под сварку

(51) 5 В КОМИТЕТОТНРЫТИЯМ УДАРСТВЕННЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГКНТ СССРИСАНИ БРЕТЕНИ ВИДЕТЕПЬСТ ВТОРСН(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИТРУБ ПОД СВАРКУ(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для обработки и подготовки труб под сварку,преимущественно стыков на остающихсяподкладных кольцах в местах с ограниченным пространством, при монтаже и капитальном ремонте оборудования и трубопроводов. Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства, повышение удобства его работы в стесненных условиях путем обеспечения возможности устранения эллипсности отрезаемого кольца и установки устройства для работы в трубных пучках, например, тепло- обменных аппаратов. В корпусе 9 закрепляют вкладыш 57 под необходимый диаметр подкладного кольца 58, которое вводят канавкой в держатели 56, и щуп 55 спицы 54. Фиксатором 47 сквозь паз винта 51, фиксируют спицу 54 относительно гильзы 52, прижатой пружиной 53 относительно винта 51, таким образом, чтобы фрикционная поверхность втулки 46, сопряженная с фрикционной поверхностью стакана, обеспечивала вращение втулки 46 относительно фиксатора 47 и стакана 45 при повороте винта 51. Подкладное кольцо вынимают и осуществляют проверку и устра нение эллипсности всей партии. Эллипсность кольца выявляют поворотом винта 51 по и против часовой стрелки на 25 - 35 и одновременным вращением кольца относительно щупа 55, при этом втулка 46 вращается относительно молоточков 48, сигнализируя о соответствии размеров кольца исходным. Исчезновение сигнала обуславливается появлением зазора между втулкой 46 и стаканом 45, что показывает наличие эллипс- насти, которая устраняется путем вращения винта 51. 11 ил.1556828 610 3Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для обработки и подготовки труб под сварку, преимущественно штыков на остающихся подкладных кольцах в местах с ограниченным пространством при монтаже и капитальном ремонте оборудования и трубопроводов.Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства, повышение удобства его работы в стесненных условиях путем обеспечения возможности устранения эллипсности отрезаемого кольца и установки устройства для работы в трубных пучках, например, тепло- обменных аппаратов. На фиг. 1 изображено устройство, общийвид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1 (зачистное устройство); на фиг. 4 - вид В на фиг. 2 (корпусустройства); на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1;на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг, 5; на фиг. 7 - 20вид Е на фиг.4; на фиг. 8 - вид Ж на фиг,4(стыковка трубных деталей на остающемсяподкладном кольце); на фиг. 9 - установкарезца для изготовления подкладных колец;на фиг. 10 - подкладное кольцо; на фиг.511 - работа устройства в стесненных условиях.Устройство для обработки труб под сварку, преимущественно стыков на остающихся подкладных кольцах, содержит привод1, на выходном валу которого закреплена 30ведущая силовая шестерня 2, на конце которой выполнена конусная поверхность 3,сопряженная с ведущей шестерней 4 приводаузла обработки, подпружиненной относительно ведущей силовой шестерни 2 пружиной 5, узел обработки 6, 35Силовая ведущая шестерня 2 сопряженас ведомой силовой шестерней 7 через подшипник 8, связанный с корпусом 9,Узел обработки 6 закреплен на торцешестерни 7 и включает в себя дополнительно узлы отрезки 10 и зачистки 11 труб.Узел отрезки состоит из державки 12,фиксатора 13, соединенных с ведомой силовой шестерней 7 осью 14, прижима 15 длярегулировки глубины врезания резца 16 взависимости от диаметра и толщины стенки 45труб, подвергаемых обработке. Резец 16 закреплен болтами 17 и 18 на державке 12,Болт 17 проходит через отверстие 19 в прижиме 15, имеющее зазор, равный велйчинеэксцентриситета конусного эксцентрика 20,сквозь который проходит второй болт 18, 50фиксирующий положение эксцентрика 20 ификсатора 13 относительно державки 12. Навыступающей части фиксатора 13 в конусномотверстии закреплен механизм 21 предварительной установки резца, эксцентрично осикрепления которого установлен палец 22 спосаженным на него роликом,23.Державка 12 узла отрезки 10 сопряженароликом 23 с криволинейной копирной по 4верхностью 24 ведомой шестерни 25 привода узла обработки 6 пружиной 26 относительно шестерни 7, зафиксированной от осевого перемещения относительно шестерни 7 кольцом 27 виброгасителя 28, Для снижения вибраций узел отрезки 10 снабжен виброгасителем 28, соединенным с шестерней 7 при помощи болтов 29, при этом выступ виброгасителя 28 насажен на ось 14.Узел зачистки 11 состоит из стойки 30, которая посажена на ось 31 посредством отверстия 32, собачки 33, имеющей выступ 34. Собачка33 снабжена упором 35, который сопряжен с ограничителем 36 стойки 30, компенсируя усилие пружины 37, находящейся на оси 31 узла зачистки трубных деталей. Другая пружина обеспечивает возврат зачистного узла 11 в исходное положение.На конце стойки 30 закреплена траверса 38, на которой установлены с помощью осей 39 с возможностью самоустановки относительно поверхности заготовки по крайней мере два или более зачистных элемента 40.На периферии йривода узла обработки 6 по окружности выполнены зубья, образующие шестерню 25, благодаря чему узел обработки 6 вращается с опережением шестерни 7 на необходимое и достаточное расстояние, определяемое режимом резания и зачистки кромок, обрабатываемых под сварку, трубных деталей и регулируемое поджатием пружины 5, а также расположенные диаметрально. противоположно пазы 41, копиры 42 и механизм остановки 43 шестерни привода узла обработки 6 относительно ведомой силовой шестерни 7.Для удобства установки остающегося подкладного кольца при стыковке двух трубных деталей и прихватки их между собой в корпусе 9 устройства выполнено окно 44.С другой стороны в корпусе 9 установлен стакан 45, снабженный в торцовой части насечкой, сопряженной с втулкой 46, во внутренней полости которой установлен фиксатор 47 с молоточками 48, взаимодействующими с выступами 49 втулки 46.Фиксатор 47 сквозь паз 50 зажимного винта 51 соединен с гильзой 52, которая подпружинена пружиной 53 и размещена внутри зажимного винта 51.Сквозь зажимной винт 51 и гильзу 52 пропущена цилиндрическая спица 54, на конце которой выполнен щуп 55, регулируемый по зазору при стыковке труб.В корпусе 9 выполнены два регулируемых держателя 56. Внутри корпуса могут быть расположены и закрепляться на его внутренней поверхности вкладыши 57, с помощью которых появляется возможность закрепления труб различного диаметра.Устройство может быть снабжено прецизионным кольцом 58, входящим в комплект. Кроме того, в комплект устройства1556828 Включают привод 1, при этом за счет зубчатых передач ведущих шестерен 2 и 4 шестерни 7 и 25 начинают вращаться. 5входит специальный резец 59. Обрабатываемая труба обозначена позицией 60. На подкладном кольце выполнена канавка 61. На резце выполнена отрезная часть 62. Узел зачистки снабжен пружиной 63 его отвода от трубы.Устройство для обработки трубной сварки работает следующим образом.Держатели 56 выворачивают из корпуса 9. Устанавливают вкладыш 57 под диаметр, соответствующий диаметру трубы 60, из ко- О торой вырезается и изготавливается подкладное кольцо 64. За втулку 46 по пазу 50 зажимного винта 51 спицу 54 отводят и пропускают конец трубы 60 для изготовления из нее путем резки подкладного кольца 58. Для этого устанавливают резец 59 в державку 12 см. фиг. 9), обеспечивающий выполнение канавки и отрезки кольца 64 от трубы 60. Для этого освобождают болт 17 и устанавливают резец 59 особой конфигурации таким образом, чтобы его режущая 20 кромка была введена с торцовой части трубы на глубину канавки подкладного кольца.Сначала производят регулировку резца 59 относительно оси центра трубы при помощи эксцентрика 20, фиксатора 13 и положения ролика 23. При этом ролик 23 при регулировке положения резца 59 должен находиться в точке наибольшей толщины копира 42.Затем путем кратковременного включения З 0 привода 1 привод узла обработки 6, включающий в себя пазы 41, копиры 42, механизм остановки 43 шестерни 25, перемещают до упора ролика 23 в механизм остановки 43, обеспечивая ввод трубы 60 для обработки в режиме резки ее на подкладные кольца 64.Вручную ролик 23 переводят путем поворота державки 12 за механизм остановки 43 в сторону наименьшей толщины копира 42.Трубу 60 с помощью винта 51 закрепляют 40 в устройстве, при этом торец трубы должен находиться на одной линии с боковой гранью резца, и устройство готово к работе.Включают привод 1, при этом ведущая силовая шестерня 2 с конусной по верхностью 3, сопряженной с ведущей шестерней 4, начинают вращаться, передавая вращение ведомой силовой шестерни 7 с узлом обработки 6, узлом отрезки 1 О и узлом зачйстки 11, В, этот момент шестерня 4 начинает вращать шестерню 25 относи О тельно шестерни 7 со скоростью, опережающей на необходимое и достаточное расстояние, определяемое режимом резания и зачистки трубных деталей. При этом копиры 42 своими криволинейными поверхностями 24, закрепленные на шестерне 25, перемещаютсяотносительно ролика 23, подавая резцы на врезание до выполнения канавки 61, торцовки конца трубы 60 и попадания 6ролика 23 в механизм остановки 43 и отключения привода 1,Затем ролик 23 вручную выводят из механизма остановки 43, трубу 60 освобождают и перемещают на расстояние, равное ширине подкладного кольца 64 с припуском на ширину отрезной части резца 62. После фиксации трубы 60 винтом 5 цикл отрезки трубы 60 повторяют до получения необходимого количества подкладных колец 64. При этом узлом зачистки 11 производится очистка поверхностей подкладных колец от ржавчины и других загрязнений.В варианте обработки труб под сварку, включающем изготовление трубных деталей из целых длинномерных труб на месте монтажа, путем их перерезки на мерные отрезки, снятия фасок с обоих концов, полученных при резке мерных отрезков и зачистки околошовной зоны этих же мерных отрезков, стыкуемых впоследствии между собой электроприхваткой и сваркой, на остающихся подкладных кольцах, изготовленных также с помощью данного устройства, оно работает следующим образом,Освобождают болт 17, удаляют резец 59, предназначенный для изготовления подкладных колец, и устанавливают резец 16, предназначенный для отрезки части трубы и одновременного снятия фаски с обеих сторон относительно места отрезки. Режущую кромку резца устанавливают по центру оси трубы 60 с помощью эксцентрика 20 и фиксирует его положение болтами 17 и 18 и прижимом 15. Вкладыш 57 под соответствующий диаметр трубы 60 закрепляют в корпусе 9, предварительно вывернув держатели 56.Трубу 60 вводят в зону резки и механизмом 21 предварительной установки резца 16 и фиксатором 13 производят регулировку расстояния а, обеспечивающую перерезку трубы на трубные заготовки. Это достигается местоположением ролика 23 в точке наибольшей толщичы копира 42 и его фиксацией.Затем путем кратковременного включения привода 1 привод узла обработки 6 перемещают до упора ролика 23 в механизм остановки 43, обеспечивая ввод трубы 60 на вылет для резки, снятия фасок н зачистки кромок. При этом выступ 34 собачки. 33 узла зачистки1 находится в пазу 41 шестерни 25, а стойка 30 с траверсой 38 и зачистными элементами 40 не касаются поверхности трубы 60.Винтом 51, выведя спицу 54 и закрепив ее фиксатором 47 на гильзе 52, производят зажим трубы 60 в корпусе 9 и вручную выводят ролик 23 за пределы механизма остановки 43.Во вращение приходит также узел отрезки 10, узел зачистки 11 труб, копиры 42 с криволинейными поверхностями 24 и диаметрально противоположно расположенные пазы 41. При этом копиры 42 и пазы 41 вращаются со скоростьюопережающей вращение ролика 23 узла отрезки 10 и перемещение выступа 34 узла зачистки 11. Опережение копира 42, сопряженного с роликом 23, обеспечивает подачу резца 16 на врезание в трубу 60. А опережение паза 41 при совместном одновременном вращении с узлом зачистки 11 и его выступом 34 обеспечивает поворот зачистных элементов 40 и их прижатие к поверхности трубы 60, преодолевая усилие пружины 37.Процесс опережения скорости врацения копира 42 и пазов 41 над скоростью вращения узла отрезки 10 и узла зачистки 11 продолжается до тех пор, пока выступ 34 не войдет в следующий диаметрально противоположный паз 41, при этом пружина 63 отводит зачистные элементы 40 от поверхности трубы 69, а ролик 23, перемещаясь по копиру 42, не введет резец 16 настолько что обеспечится отрезка трубной заготовки от трубы и снятие фасок на обрабатываемых заготовках, после чего ролик 23, соскочив с копира 42, упрется в механизм остановки шестерни 25 узла обработки 6.Затем привод 1 отключают вручную, ролик 23 переводят путем поворота державки 12 за механизм остановки 43 в сторону наименьшей стороны копира 42. Поворотом винта 51 трубу 60 освобождают и перемещают устройство вдоль оси трубы 60 к месту следующей перерезки, зачистки, снятия фасок, трубу 60 зажимают с помощью винта 51, включают привод 1, и после резки трубы цикл резки повторяют.В варианте работы устройства при стыковке трубных деталей на остающихся подкладных кольцах его закрепляют стационарно, например, на штативе, столе, колонне и пр.Из партии изготовленных при помощи данного устройства на предыдущих этапах подкладных колец выбирают одно кольцо 64 и проверяют его на соответствие размерам. Эллипсность устраняют и получают прецизионное кольцо 58.Вкладыши 57 закрепляют внутри корпуса 9 под необходимый диа метр подкладного кольца 58, которое вводят своей канавкой в держатели 56 и щуп 55 спицы 54. Фиксаторы 47 сквозь паз 50 винта 51 фиксируют спицу 54 относительно гильзы 52, прижатой пружиной 53 относительно винта 51 таким образом, что фрикционная поверхность втулки 46, сопряженная с фрикционной поверхностью стакана 45, обеспечивает вращение втулки 46 относительно фиксатора 47 и стакана 45 при повороте винта 51. После этого подкладное кольцо 58, выполнявшее функцию эталона, вынимают путем отвода спи 8цы 54 с щупом 55 и подвергают проверке и устранению эллипсности всей партии подкладных колец 64.Для этого спицу 54 с щупом 55 отводят с целью ввода очередного подкладного кольца 64 своей канавкой в держатели 56, после чего спицу 54 отпускают до упора щупа 55 в поверхность подкладного кольца 64.Места отклонений, эллипсность кольца 10 выявляют поворотами винта 51 по и противчасовой стрелки на 25 - 35 и одновременным вращением вручную кольца 64 относительно держателей 56 и щупа 55, при этом втулка 46 также вращается как по, так и против часовой стрелки отчосительно молоточков 48, сигнализируя о соответствии размеров кольца 64 на участке контакта с щупом 55 требованиям, Исчезновение же сигнализации обусловлено появившимся зазором между втулкой 46 и стаканом 45 20 в связи с чрезмерной эллипсностью подкладного кольца 64 в месте его контакта с щупом 55, связанным со спицей 54 и фиксатором 47. В этот момент вращение подкладного кольца 64 прекращают и устраняют эллипсность путем вращения винта 51 относительно стакана 45, который своей торцовой поверхностью давит на эллипсную часть кольца 64 до тех пор, пока фрикционная поверхность втулки 46 не коснется фрикционной поверхности стакана 45 и не начнет вращаться, сигнализируя об устранении эллипсности кольца 64 (см. фиг. 8).Критерием соответствия размеров подкладного кольца является наличие постоянного сигнала (звукового или светового) при полном обороте подкладного кольца 64 с одновременным вращением винта 51 по и против часовой стрелки на 25 - 35.Аналогично проверяют всю партию подкладных колец, а затем вкладыш 57 под подкладное кольцо вынимают.В варианте стыковки двух трубных 40 деталей на остающемся подкладном кольцеустройство работает следующим образом.Внутри корпуса 9 закрепляют вкладыш57, соответствующий наружному диаметру стыкуемых трубных деталей.45 Проверенное на предыдущем этапе остающееся подкладное кольцо 64 устанавливают в держатели 56 и щуп 55, диаметр которого выбран равным зазору между стыкуемыми трубными деталями.Внутрь корпуса 9 вводят с двух сто рон трубные детали и насаживают их на подкладное кольцо 64 до упора в щуп 55, после чего винтом 51 оба участка зажимают, выравнивая и центрируя трубные детали между собой, а также создавая необходимый зазор между кромками, Сквозь окно 44 остающееся подкладное кольцо 64 и трубные детали 65 прихватывают сваркой.Участки стыкового соединения междудержателями 56 и щупом 55 приваривают,1556828 Формула изобретения А 1 1 И 3 У 47 Л 9затем вывинчиванием винта 51 и выводом спицы 54 с щупом 55 прихваченные трубные заготовки удаляют из устройства.Обварку прихваченных двух трубных заготовок окончательно производят вне предлагаемого устройства. Устройство для обработки труб под сварку, содержа щее установленные в корпусе ведомую силовую шестерню и ведомую шестерню узла обработки, привод вращения инструмента с установленной на его выходном валу ведущей шестерней, имеющей возможность взаимодействия с ведомой силовой шестерней, причем на ведущей шестерне выполнен конический выступ с размещенной на нем дополнительной ведущей шестерней, имеющей возможность взаимодействия с ведомой шестерней узла обработки, причем на ведомой силовой шестерне размещен узел отрезки, а на ведомой силовой шестерне узла обработки выполнены копиры, имеющие возможность взаимодействия с фиксатором узла отрезки, а также механизм остановки шестерни оузла обработки и зажимной винт, отлинаюиееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, устройство снабжено механизмом зачистки поверхности заготовки, установленным на корпусе, механизмом определения наличия и устранения эллипсности, выполненным в виде щупа, втулки с выступами, фиксатора с молоточками и гильзы, размещенной в зажимном винте, установленном во введен ном в устройство и расположенном в корпусестакане с фрикционной торцовой поверхностью, причем на гильзе установлен фиксатор с молоточками, имеющий возможность взаимодействия со шупом, а на фиксаторе расположена втулкавыступы которой имеют возможность взаимодействия с молоточками, при этом на втулкс выполнена фрикционная поверхность, предназначенная для взаимодействия с фрикционной поверхностью стакана, а механизм 20 зачистки выполнен в виде установленной наведомой силовой шестерне стойки с размещенными на ней зачистными элемента ми и собачкой, имеющей возможность взаимодействия с пазом, выполненным в ведомой шестерне узла обработки.1556828Ьг 1 тСоставитель А. КорниловРедактор Н. Швыдкая Техред И. Верес Корректор Т. ПалийЗаказ 681 Тираж 638 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101