Роликовый конвейер для продольного перемещения и вращения длинномерных цилиндрических изделий

 

Изобретение относится к транспортирующим устройствам. Цель - повышение произ-сти и обеспечение расположения на одном уровне оси длинномерных цилиндрических изделий различных типоразмеров. На основании 8 конвейера попарно симметрично относительно оси конвейера жестко закреплены стойки (С) 9 и перпенди

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 В G 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4196751/27-03 (22) 18.12.86 (46) 07.02,89, Бюл. Р 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб (72) А.А.Шавин (53) 621.867.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н - 829489, кл. В 65 G 13/00, 1979.

Патент CIA ) - 3872378, кл. С 01 R 33/12, опублик. 1970, (54) РОЛИКОВЫЙ KOHBEAEP ДЛЯ ПРОДОЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ВРАЩЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к транспортирующим устройствам. Цель— повышение произ-сти и обеспечение расположения на одном уровне оси длинномерных цилиндрических изделий различных типоразмеров. На основании 8 конвейера попарно симметрично относительно оси конвейера жестко закреплены стойки (С) 9 и перпенди1456336 кулярно к основанию 8 в ряд вдоль продольной оси конвейера установлены центральные С 10. На С 9 установлены опоры в виде жестко закрепленной на С 9 цилиндрической направляющей (ЦН) 11, телескопически установлен" ной с возможностью возвратно-поступательного перемещения и поворота относительно ЦН 11, гильзы 12 с дном

13 в верхней части и расположенного с наружной стороны дна 13 гильзы

12 и жестко связанного с ней корпуса 15. Причем ЦН 11 каждой пары С 9 расположены под углом одна к другой, вершина которого расположена на вертикальной оси С 10. В корпусе 15 установлены опоры роликов 16. Конвейер имеет привод возвратно"поступательного перемещения гильз 12 относительно ЦН il и привод поворота опор в виде жестко закрепленных на

Изобретение относится к транспортирующим устройствам, служащим для перемещения, вращения и перемещения по винту с изменяемым шагом при обработке цилиндрических изделий, преимущественно труб, и может быть использовано для проведения неразрушающего контроля стенок труб, контроля спиральных и прямых сварных швов, про- 10 изводства сварки поворотных и фасонных стыков трубопроводов, контроля резьбовых элементов калибрами бурильных, обсадных и НКТ труб, очистки и нанесению защитных покрытий на на- 15 ружную и внутреннюю поверхности труб при строительстве распределительных сетей в городских условиях и на нефтяных и газовых промыслах.

Цель изобретения — повышение про- 20 изводительности и обеспечение расположения на одном уровне от длинномерных цилиндрических изделий различных типоразмеров.

На фиг.1 представлен конвейер, общий вид сверху {ролики.приводного и поддерживающего блоков изображены в положении, обеспечивающем вращение изделий вокруг оси, — номинальное гильзах 12 червячных колес 17 и 18 и входящих с ним в зацепление приводных червяков 20 и 21, кинематически связанных между собой. При производстве, например, сварочных работ опоре роликов 16 через коническую пару 17 и 18 передается крутящий момент. С помощью привода опоры 16 устанавливаются под углом

Общая геометрическая ось изделия не меняет своего положения, когда

"валик" сварного шва при вращении изделия проходит под опору ролика.

Последний отходит от изделия, пропуская "препятствие". Аналогично с помощью опор осуществляются работы по контролю сварного шва, контролю за состоянием резьбовых элементов нефтепромысловых труб калибрами и очистка поверхностей труб. 1 з.п, ф-лы, 13 ил. положение); на фиг.2 — кинематиче,ская схема приводного блока; на фиг.3 — разрез А-A на фиг.2;на фиг.4— кинематическая схема поддерживающего блока; на фиг.5 — устройство донной части гильзы; на фиг.6 — положение роликов приводного и поддерживающего блоков, обеспечивающих вращение изделий вокруг собственной оси (номинальное положение роликов); на фиг.7 — вид Б на фиг.6;на фиг.8— положение роликов приводного и поддерживающего блоков, обеспечивающих винтовое перемещение изделия вправо (пунктиром — перемещение изделия влево от номинального положения); на фиг.9 — вид В на фиг.8;;на фиг.10— положение роликов приводного и поддерживающего блоков, обеспечивающих перемещение изделий вдоль оси вправо или влево; на фиг,11 — вид Г на фиг.10; на фиг.12 — кинематическая схема привода поворота роликов

О на угол +90 от номинального положения; на фиг.13 — кинематическая схема датчика угловых и вертикальных перемещений обрабатываемых изделий.

1456336

Цилиндрические направляющие каж- . дой пары стоек расположены под углом одна к другой, вершина которого расположена на вертикальной оси центральной стойки, 45

В основании подвижного корпуса

15 (фиг.5) закреплены центрирующие Вб пальцы 22, препятствующие произвольному повороту корпуса относительно гильзы 12, а в донной части 13 установлены втулки 23, подвижно сопряженные с пальцами 22. Привод возвратно-поступательного перемещения гильз 12 выполнен в виде жестко закрепленного на гильзе 12 червячного колеса 24, находящегося в постоянРоликовый конвейер содержит ряд приводных 1 и попдерживающих 2 блоков (фиг.1), объединенных рамой-основанием 3, причем приводные и под5 держивающие блоки выставлены в одну линию на некотором расстоянии друг от друга и соединены общими, синхронизирующими поворот роликов блока 2, валами 4, объединенными в один при- 10 вод 5,включающий блок-программу 6, карданные валы 7.

Приводной блок 1 имеет основание

8 с жестко закрепленными на нем стойками 9 коробчатой формы, расположен- 15 ными попарно симметрично относительно продольной оси конвейера, и центральные стойки 10, установленные перпендикулярно основанию в ряд вдоль продольной оси конвейера. На стой- 20 ках 9 коробчатой формы закреплены две опоры, выполненные в виде цилиндрических направляющих 11 с телескопически установленными на них с возможностью поворота и осевого пе- 25 ремещения гильзами 12, в донной части 13 которых установлены газовые амортизаторы 14. На жесткое основание последнего опирается подвижный вдоль оси гильзы корпус 15, жестко 30 связанный с ней и расположенный с наружной стороны гильзы. В корпусе

15 установлены опорные ролики 16, На валу корпуса 15 закреплено коническое зубчатое колесо 17 с шестерней

18, шлицевой вал 19, входящий шлицами в подвижное сопряжение с шестерней 18, на другом конце которого жестко закреплено зубчатое колесосателлит 20, находящееся в постоян- 4О ном зацеплении с центральным колесом 21. ном зацеплении с червяком 25, установленным в подвижной траверсе 26.

На стойках 9 соосно цилиндрическим направляющим 11 установлены две направляющие 27 цилиндрической формы, оси которых паралЛельны друг другу и оси направляющей 11. Верхней

I частью направляющие 27 закреплены в центральной стойке l0. На траверсе 26 закреплена гайка 28 ходового винта 29 ° Ходовые винты 29 верхней частью закреплены в стойке 10, а вторым концом в стойке 9.

На верхних концах ходовых винтов

29 жестко установлены зубчатые колеса 30, находящиеся в постоянном зацеплении с центральной приводной шестерней 31, вал которой связан с ручным или механическим приводом, обеспечивающим ход вдоль оси направляющей 11, гильз 12, несущих опорные ролики 16, при настройке конвейера на другой диаметр обрабатываемых изделий. В стойках 9 установлены конические колеса 32, валы 33 которых закреплены в цилиндрических направляющих 11. Шлицевое сопряжение

34 соединяет соосно расположенные валы 33 и 35. Шестерня 36 находится в постоянном зацеплении с колесами

32, а валы 37 соединены с приводом

38 бесступенчатого регулирования, установленным на основании 8 в центральной стойке 10, 1

Подвижные траверсы 26 закреплены на соединительном кольце 39, жест— ко связанном с гильзой 12, в корпусе 15 которой расположены опорные ролики 16 для перемещения изделия

40. Привод возвратно-поступательного перемещения гильз 12 приводится в действие от рукоятки 41. Подвижные траверсы 26 установлены на направляющих 27 при помощи хомутов 42.

Поддерживающий блок 2 (фиг.4 и 5) имеет основание 8 с жестко закрепленными на нем стойками 9 и центральной стойкой 10.

На стойках 9 закреплены направляющие 11, с установленными на них гильзами 12, в донной части 13 ° которых установлены газовые амортизаторы 14. На жесткое основание амортизатора 14 опирается подвижный корпус 15 с опорными роликами !6. В основании подвижного корпуса 15 закреплены центрирующие пальцы 22, а в донной части 13 установлены втул5 "4 ки 23, подвижно сопряженные с пальцами 22 (фиг.5). EIa гильзе 12 жестко закреплено червячное колесо 24, находящееся в постоянном зацеплении с червяком 25, установленным в подвижной траверсе 26 (фиг.3). Ila стойках 9 соосно цилиндрическим направляющим 11 установлены дв направляющие 27 цилиндрической формы, оси которых параллельны друг другу и оси направляющей 11. На траверсе 26 закреплена гайка 28 ходового винта 29.

Плоскость 00 вращения роликов приводного и поддерживающего блоков, l обеспечивающих вращение изделия вокруг собственной оси (фиг,6 z! 7), перпендикулярна продольной бси обрабатываемых иэделий. Такое положение принято за номинальное или "нулевое".

При вращении изделий роликами, находящимися в номинальном положении, осуществляют следующие технологические операции: производят сварку поворотного стыка ручным, полуавтоматическим, автоматическим способами; формируют фаску на торце изделия с помощью газовой горелки, плазмотрона или резца; производят обрезку деформированного конца изделия, снятие внутреннего и наружного грата после контактно-стыковой сварки, упрочнение торцов на насосно-ксмпрессорных и бурильных трубах и контроль качества сварного шва.

Ролики блоков 1 и 2, обеспечивающие винтовое положение изделия вправо (пунктиром — перемещение, влево), могут быть повернуты на угол + оь от номи1 ального положения (фиг.8 и 9).

Положение роликов, повернутых на угол с фиксированным их положением или поворот с изменяемым угловым шагом, позволяет производить наибольшее количество технологических операций, наиболее трудоемких, требующих качественного исполнения, например защита наружной и внутренней поверхностей труб против коррозии.

Ролики, обеспечивающие линейное перемещение изделий в межоперационных и послеоперационных случаях используются для удаления готовых изделий с технологических линий на склад или погрузку (фиг.10 и 11).

Привод 5 (фиг.12) предназначен для поворота роликов приводных 1

56336 и поддерживающих 2 блоков (фиг.1) на заданный постоянный угол с жестким фиксированием данного положения.

Угол поворота роликов имеет предельные величины +90 от номинального о положения. За номинальное положение

55 принято вращение роликов в плоскости 00, перпендикулярной оси вращения иэделия (фиг.6), Поворот роликов

16 может производиться с переменным, изменяемым угловым шагом, определяемым преобразователем с глобоидным сердечником.

Привод 5 поворота роликов 16 содержит шаговый двигатель 43, содержащий тормоз, цилиндрический редуктор, на выходном валу 44 которого через жесткие муфты 45 установлены червячные редукторы 46 и 47. Червячный редуктор 47 отличается от редуктора 46 только направлением винтовой линии червяка. На валу 48 установлен колесо-якорь, вращающийся вместе с валом 48. Червячные редукторы имеют валы 49. Червяк-сердечник 50 с р:::сположенными на нем обмотками 51 состоит из двух половин.

Витки резьбы одной половины сдвинуты относительно другой на половину шага. Между колесом-якорем и червяком-сердечником 50 имеется небольшой воздушный зазор.

Катушки, расположенные на сердечнике, включаются в одну из известных дифференциальных мостовых. схем.

Зависимость тока от угла поворота, определенная при вращении червячного колеса относительно глобоиднсго сердечника, представляет собой периодическую функцию с периодом,равным шагу червячного колеса, Выходные валы червячных редукторов 46 и

47 соединены с валами 7 шарниром

52. Вал 7 своим подвижным шлицевым концом 53 через шарнир 54 соединен с валом 4.

Вал 4 последовательнс соединяет червяки 25 приводных 1 и поддерживающих 2 блоков с помощью жестких муфт 55 в один жесткий вал 4. Червяки 25 находятся B беззазорном зацеплении с червячными колесами 24, Последние жестко закреплены на гильзе

12 ° С левосторонних выходных концов валов 49 червячных редукторов привод на поворот роликов может осуществляться на другом, стоящем в одной линии, роликовом конвейере.

7 1456336 8

Преобразователь для измерения угловых величин предназначен для измерения фактического угла подъема винтовой линии при движении изделия по винту с постоянным или переменным в момент движения шагом и автоматической коррекции в случае его отклонения от наперед заданной величины. Преобразователь угловых величин контролирует положение роликов в перпендикулярной к оси изделия плоскости, т.е. номинальное положение. Преобразователь для измерения линейных величин в вертикальной плос" кости предназначен для измерения и постоянного контроля положения горизонтальной оси обрабатываемых иэделий и автоматической коррекции в случае ее отклонения от номинального положения в результате изменения масс обрабатываемых изделий. Оба преобразователя скомпонованы в один агрегат (конструкцию), изображенный на фиг.13..

Индуктивный преобразователь угловых величин содержит два обрезиненных ролика 56, установленных на осях коромысла 57. Коромысло 57 с помощью оси 58 смонтировано на головке 59 шлицевого нала 60,соосно с высокой точностью, установленного в вертикальном валу 61. Последний легкоподвижен благодаря установке его в подшипниках 62 и 63. На валу 61 жестко закреплен якорь (диск) 64, выполненный в виде зубчатого колеса с зубцами наружного зацепления, а сердечники 65 выполнены в виде секторов, на которых выполнены внутренние зубцы (аналогично шестерни с внутренним зацеплением).

На сердечниках намотаны катушки

66 и 67. Сердечники расположены так, что зубцы сдвинуты относительно друг друга на ширину зуба, благодаря чему создается дифференциальность индуктивной системы. Между наружными окружностями зубцов якоря и сердечников имеется небольшой воздушный зазор.

Пружина 68, установленная между головкой 59 и торцом вала 61, удерживает ролики 56 в постоянном контакте с изделием 40. Для ограничения вертикальных осевых перемещений роликов 56 установлены регулируемые упоры 69.

Преобразователь для измерения линейных величин содержит магнитопровод 70 цилиндрической формы, неподвижно -установленный на корпусе 71, якорь 72 плунжерного типа, консольно закрепленный на втулке 73 ° Последняя имеет возможность вместе с валом 60 перемещаться в вертикальной плоскости, не оказывая тормозных эффектов на вал 61 благодаря подшипникам 74, регулируемые упоры

69 определяют граничные положения якоря 72.

Преобразователь для измерения и контроля угловых величин поворота роликов является обратной связью привода 5.

Преобразователь для измерения и контроля линейных величин является обратной связью для агрегатов пневмосхемы, автоматически поддерживающих давление в газовых амортизаторах.

Роликовый конвейер работает,осуществляя необходимые движения для выполнения технологических операций, следующим образом.

Исходное положение при производстве стыкосварочных работ (фиг.7 и

6). Приводом шестерни 31 опорные ролики настраивают на обрабатываемый диаметр изделия так, что размер Н остается неизменным, так как все технологическое оборудование в поточной линии установлено на данном уровне от нулевой плоскости, угол охвата 3 остается неизменным, газовые амортизаторы заправлены газом на давление, равное весу части изделия, приходящегося на данный опорный ролик, опорные ролики установлены перпендикулярно оси иэделия (о

= О) и зафиксированы приводом 5. Стык двух труб предварительно собран на предшествующем переходе с помощью центратора, головка сварочного автомата подведена к стыку (сварочный автомат и центратор не показаны).

Приводы 38 на всех блоках синхронизированы.

Выполнение операции осуществляется следующим образом.

Включают привод 38, крутящий момент с вала 37 через коническую пару 36 и 32 приходит на соосные валы 33 и 35, вращая центральное колесо 21 и далее через колесо-сателлит 20, вал 19 момент приходит через

9 14 коническую пару 17 и 18 на приводной опорный ролик 16 (фиг.5). Данной кинематической цепью ролику 16 сообщается окружная скорость, необходимая для выполнения операции сварки автоматом, например, в среде защитных газов, при этом скорость привода 38 может быть сс.-ласовапа со скоростью подачи присадочного материала в зону сварки, процесс сварки идет автоматически.

Узаконенная кривизна трубы, например 3 мм на один метр длины, при вращении изделия поглощается газовым амортизатором 14 путем отхода ролика 16 (если это спинка) или подхода ролика 16 (если это корыто)„ благодаря этому геометрическая ссь вращения свариваемых изделий усредняется, что способствует стабильному ведению процесса сварки.

Осуществление сварочных работ при производстве труб из листа со спиральным швом осуществляется следующим образом (фиг.8 и 9).

Исходное положение аналогичное, дополнительным условием является установка опорных роликов 16 на угол с помощью приводя 5, размер шага сппрали регламентируется блок-программой 6. Датчик, установленный перед сварочной головкой, своим сигналом корректирует изменение угла спирали с помощью привода 5, не прерывая процесса сварки. Передача крутящего момента и скорости вращения опорным pvJIHKQM 16 происходит аналогично. Общая геометрическая ась изделия не изменяет своего псла>кения, когда валик сварного шва (возвышение над, образующей) при вращении изделия проходит псд опорный ролик 16. Последний отходит от изделия, пропуская "препятствие"., при этом возможные удары и вибрация поглощаются газовым амортизатором.

Осуществление операции контроля качества спирального сварного шва с помощью дефектоскапа, основанного на ультразвуковом методе, магнитном или токавихревом способе контроля производится аналогично, только вместо сварочной головки устанавливается дефектоскоп.

При производстве работ, связанных с контролем состояния резьбавых элементов нефтепрамыславых труб калибрами, процесс осуществляегся ана56336

5

25 логично. Угол настраивается приводом 5 и блок-программой 6 на шаг винта, равный шагу резьбы калибров.

Например, в диапазоне диаметров обрабатываемых труб, равных с 57 до

530 мм, устройство способно воспроизводить любой необходимый шаг винта от 1 до 2500 мм.

Труба винтовым перемещением подходит к неподвижно установленному калибру и ввинчивается в него да определенного, наперед заданного момента, датчик момента переключает привод 38 на реверс, а датчик линейного перемещения опорного торца (на бурильных трубах) регистрирует величину зазора и выдает команду на выбраковку трубы с нанесением метки на изношенный резьбовай конец трубы.

Аналогично осуществляется процесс упрочнения винтов резьбы на нефтепромысловых трубах с помощью лазерного луча. Винтовое движение резьбовогс участка (витка) относительно неподвижного луча осуществляет устройство с rýìoùüþ совокупной работы двух приводов 38 и 5.

Операции очистки (фиг.8 и 9) наружной и внутренней поверхностей и нанесение защитных покрытий труб производится с использованием винтового движения изделий в технологическом процессе.

Известно., что трудности в технологическом плане представляет операция очистки до основногс металла" труб большого диаметра связаны с большими площадями очистки и малой стойкостью очистного инструмента.

В этом случае поточная линия может быть скомпонована талька из приводных блоков для получения значительного крутящего момента при вращении на обрабатываемой трубе, тогда операции очистки наружной и внутренней поверхностей совмещают во времени. Труба с заданным шагом и окружной скоростью движется относительно устройств очистки, .установленных неподвижно. Ролики 16 одного из приводных блоков заменяют ня шлифовальные круги, таких же форм и размеров, изменяют-вращение его на противоположное (встречнае относительно поверхности),а давление в газовом амортизаторе 14 снижают до величины, обеспечивающей пастсянный контакт

)1 14563 шлифовального круга с обрабатываемой поверхностью из условий режима обработки при грубом (обдирочном) шлифовании.

IIo окончании работ изделие удаляют из зоны обработки, причем с предельной и безопасной скоростью (фиг.10 и 11). Оси роликов устанавливают приводом 5 в перпендикулярное положение к оси трубы, включают привод 38 и труба перемещается вдоль своей оси без вращения.

Поддерживающий блок 2 (фиг.4) отличается от приводного блока 1 отсутствием привода 38 на вращение роликов. Ролики 16 вращаются за счет сил трения в контакте от перемещающейся трубы. Назначение его — воспринимать долю нагрузки от изделия, 20 не препятствуя при этом всем формам движения изделия от приводных блоков.

Блочно-модульное исполнение роликовых конвейеров с высокой степенью 25 унификации и широким диапазоном технических характеристик (универсальностью) позволяет компоновать паточные технологические линии для выполнения различных технологических 30 процессов над трубами в любой отрасли народного хозяйства. формула изобретения

36 12 сти и обеспечения расположения на одной уровне оси длинномерных цилиндрических изделий различных типоразмеров, стойки расположены попарно симметрично относительно продольной оси конвейера, который снабжен установленными перпендикулярно основанию в ряд вдоль продольной оси конвейера центральными стойками, а каждая из опор выполнена в виде жестко закрепленной на стойке цилиндрической направляющей, гильзы с дном в верхней части, телескопически установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения и поворота относительно цилиндрической направляющей и расположенного с наружной стороны дна гильзы и жестко связанного с ней корпуса, причем цилиндрические направляющие каждой пары стоек расположены пад углом одна к другой, вершина которого расположена на вертикальной оси центральной стойки, при этом конвейер снабжен приводом возвратно-поступательного перемещения гильз относительна цилиндрических направляющих, а привод поворота опор выполнен в виде жестко закрепленных на гильзах червячных колес и входящих с ними в зацепление приводных червяков, кинематически связанных между собой.

1. Роликовый конвейер для продоль35 нога перемещения и вращения длинномерных цилиндрических изделий, содержащий ряд установленных на основании на стойках опор с приводом их

40 поворота, приводные с приводом их вращения и поддерживающие ролики, а т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительно2. Роликовый конвейер па п.1, отличающийся тем, что привод возвратно-поступательного перемещения гильз выполнен в виде жестко закрепленных на гильзах приводных траверс и приводных шестерней, каждая из которых кинематически связана с соответствующей парой приводных траверс.

1456336

1456336

Ф-A

27

27

Ры4

12 i456336

1456336

1456336

Составитель И.Идкова

Редактор H.Áoáêîâà Текред Л.Олийньпс

Корректор И,Демчик

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7516/16 Тираж 722 Подписное

ВШП(ПЦ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5