Устройство для термической вырезки отверстий в трубах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ВЫРЕЗКИ ОТВЕРСТИЙ В ТРУБАХ, содержащее закрепленные на раме приводную головку, на шпинделекоторой смонтирована штанга с резаком, и кривошипно-кулисный механизм перемещения шпинделя вдоль его оси с регулируемым по длине кривошипом, кинематически связанный с приводом головки при отношении скоростей вращения кривошипа и шпинделя, равном 2:1, отличающееся тем, что, с целью повьшения качества обработки путем сохранения постоянным расстояния между резаком и поверхностью трубы, кулиса связана со шпинделем шарнирно с возможностью настроечного поворота и фиксации в плоскости, параллельной оси вращения шпинделя, а шпиндель соединен с кулисой с возможностью вращения относительно нее. (Л

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (б)) В 23 К 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3483883/25-27 (22) 02.07.82 (46) 30.,06.84. Бюл . У 24 (72) А. И.Петровнин и Ю.А.Петровнин (53) 621.791.945 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 360180 .кл. В 23 К 7/04, 19.05.70.

2. Патент ФРГ У 1137926, кл. 49h 37, 25.04.63 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛ (ТЕРМИЧЕСКОЙ

ВЫРЕЗКИ ОТВЕРСТИЙ В ТРУБАХ, содержащее закрепленные на раме приводную головку, на шпинделе- которой смонтирована штанга с резаком, и кривошипно-кулисный механизм перемещения шпинделя вдоль его оси с регулируемым по длине кривошипом, кинематически связанный с приводом головки при отношении скоростей. вращения кривошипа и шпинделя, равном2:1, отличающееся тем, что, с целью повышения качества обработки путем сохранения постоянным расстояния между резаком и поверхностью трубы, кулиса связана со шпинделем шарнирно с возможностью настроечного поворота и фиксации в плоскости, параллельной оси вращения шпинделя, а шпиндель соединен с кулисой с возможностью вращения относительно нее.

1 100055

Изобретение относится к газопламенной обработке металлов и может быть применено в химическом и нефтя ном машиностроении, энергетическом машиностроении и др.

Известно переносное устройство для термической вырезки отверстий в трубах, содержащее смонтированную на раме приводную головку с выход10 ным валом, на котором закреплена штанга с резаком, и кинематически связанным с выходным валом механизмом перемещения штанги .вдоль вала (1) .

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, значительная металлоемкость, ограниченный диапазон диаметров вырезаемых отверстий и диаметров труб.

Наиболее близким по. техническои 20 сущности к предлагаемому является устройство для термической вырезки отверстий в трубах, содержащее закрепленные на раме приводную голов25 ку, на выходном валу которой смонтирована штанга с резаком, и кривошипно-кулисный механизм перемещения. шпинделя вдоль его оси с регулируемым по длине кривошипом, кинематически связанный с приводом головки при отношений скоростей вращения кривошипа и шпинделя, равном 2 1 (2J, Недостаток известного устройства — нестабильность расстояния между резаком и изделием в процессе вы- З5 резки отверстия, так как одинаковая величина вертикального перемещения

t штанги с резаком соответствует нескольким сочетаниям диаметров вырезаемых отверстий в трубах различных 4О диаметров, т.е. при одинаковой величине этого перемещения синусоиды пересечения диаметров отверстия и трубы будут иметь различную полость (кривизну). Нестабильность расстоя- 45 ния между резаком и изделием при вырезке отверстия отрицательно влияет на качество вырезаемого отверстия, а если отверстие вырезается со скосбм кромок под сварку, то выреэае- 50 мое отверстие имеет овальность.

Цель изобретения — повышение качества обработки путем сохранения постоянным расстояния между резаком и поверхностью трубы 55

Указанная. цель достигается тем, что в устройстве, содержащем закрепленные на раме приводную головку, на шпинделе- которой смонтирована штанга с резаком, и кривошипно-кулисный механизм, перемещения шпинделя. вдоль его оси с регулируемым по длине кривошипом, кинематически связанный с приводом головки при отношении скоростей вращения кривошипа и шпинделя, равном 2:1, кулиса связана со шпинделем шарнирно с возможностью настроечного поворота и фиксации в плоскости, параллельной оси вращения шпинделя, а шпин,цель соединен с кулисой с возможностью вращения относительно нее.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — кинематическая схема устройства.

Устройство для вырезки отверстий в трубах и корпусах аппаратов содержит раму 1, на верхней части которой закреплена приводная голов ка 2 со штангой 3, кареткой 4, резаком 5, редуктором 6 и электродвигателем /.

На выходном валу редуктора 6 установлен блок 8 зубчатых колес. Коническое зубчатое колесо блока 8 входит в зацепление с шестерней 9 выходного вала 10. Цилиндрическое зубчатое колесо блока 8 входит в зацепление с шестерней 11 на которой размещен кривошип 12 с механизмом 13 регулировки его расстояния относительно оси вращения. На выходном валу 10 посредством скользящей шпонки 14 смонтирован шпиндель

15, в который на подшипниках качения вмонтирован корпус 16 кулисы 17 с направляющими 18 и уравновешивающими часть веса подвижных частей пружинами 19. Кулиса 17 закреплена на шпинделе в осевом направлении шарнирно с помощью оси 20 свободно в радиальном направлении, при этом кулиса имеет возможность поворота относительно шпинделя в плоскости, параллельной оси вращения шпинделя, и фиксации в заданном положении посредством. механизма 21. Кулиса 17 посредством полэуна 22, смонтированного в ее направляющих, связана с пальцем 23 кривошипа. Для установки устройства относительно центра вырезаемого отверстия в шпинделе 15 смонтирован центроискатель .24.

Кривошип 12, жестко .связанный с шестерней 11, получает вращательное

1100055 двйжение и с помощью кулисы 17 преобразует его в возвратно-поступательное движение шпинделя 15 со штангой

3 и резаком 5 в вертикальной плоскости.

Для вырезания симметричного отверстия в обечайке кривошип делает два оборота на один оборот приводного вала (резака), так как резак при вырезке отверстия дважды опускается и поднимается на величину h т.е. описывает (в развертке) синусоиду.

При вырезке отверстия в трубе резак вращается, описывая окружности заданного диаметра, и одновременно совершает возвратно-поступа, тельное движение вверх — вниз по кривой пересечения двух цилиндровпо синусоиде с амплитудой h, величина которой зависит от сочетания сопрягаемых диаметров цилиндров, один из которых равен диаметру вырезаемого отверстия, другой- диаметру трубы или корпуса аппарата.

Однако величина h соответствует нескольким сочетаниям диаметров вырезаемых отверстий в трубах или корпусах аппаратов различного диаметра, т.е. при одинаковой амплитуде синусоиды пересечения сочетаемых диаметров имеют различную кривизну.

Для обеспечения стабильного расстояния между резаком и изделием при термической вырезке отверстия в обечайках кулиса посредством механизма имеет возможность поворота на угол

gC и фиксации в этом положении (фиг. 3), чем обеспечивает корректировку (исправление) синусоиды перемещения резака в сторону совпадения с синусоидой пересечения двух сопрягаемых цилиндров.

С увеличением угла наклона кулисы о и радиуса кривошипа величина

3 растет. Величина корректировки о увеличивается при повороте крио вошипа от 0 до 90 и изменяется также по закону синусоид.

Таким образом, корректировка синусоиды, описываемой резаком осуществляется плавно, в широких пределах, с отставанием или опережением, что обеспечивает стабильное расстояние между резаком и иэделием при вырезке отверстий в широком диапазоне.диаметров.

При вырезке отверстий устройство может быть расположено как непосредственно на изделии, так и на балконе или сбоку изделия.

При работе устройства с располо10 жением его непосредственно на изделии механизмы устанавливают в исходное положение, штангу 3 с резаком 5 располагают параллельно оси трубы при положении пальца 23 кривошипа

12 кулисного механизма в верхней мертвой точке, центроискатель 24 опускают и выставляют на керну разметки вырезаемого отверстия, резак

5 выставляют по штанге 3 на диаметр вырезаемого отверстия и требуемую высоту над поверхностью обрабатываемого изделия.

Вращением маховика механизма 13 устанавливают требуемый радиус, кри25 вошипа 12 и прокручивают штангу 3 с резаком на один оборот вхолостую.

В случае неравномерного зазора между резаком 5 и изделием наклоном кулисы 17 производят корректировку, устанавливают необходимую скорость термической резки в зависимости от толщины изделия, подают газ в резак 5, зажигают пламя, включают привод вращения резака и производят

З5 вырезку отверстия по всему периметру °

В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве за счет изменения конструкции механизма пере40 мещения штанги, несущей резак вдоль выходного вала, обеспечивается ста» бильное расстояние между резаком и обрабатываемой поверхностью изделия.

Предлагаемое изобретение повышает качество вырезки за счет получения отверстия правильной геометрии, в . результате него отпадает необходимость в последующих операциях, на5Q правленных на устранение возможного искажения геометрических размеров отверстия.

1100055

8ии4

Кулиса лдерУ и .

ВНИИПИ Заказ 4465/11 T aa 103 7 По писное .к Я

Филиал НПП Патаит" ° у,Ужгород,, ул.Проектная, 4