Устройство для удаления внутреннего грата в прямошовных электросварных трубах
Изобретение относится к производству прямошовных электросварных труб и может быть использовано для удаления внутреннего грата со сварных швов. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства . При работе устройства движущейся трубой 1 приводятся во вращение верхние ролики 6 и 5, а также рабочий ролик 7, имеющий зону постоянного максимального радиуса R, обеспечивающую контакт резцов 4 с гратом и удаление последнего, зону минимального постоянного радиуса г, обеспечивающую отвод резцов и отдых резцов, а также переходные зоны, спрофилированные переходящими радиусами, выбранными из условий оптимальной стойкости инструмента и плавного без ударных нагрузок входа и выхода режущего инструмента в рабочий цикл. Устройство позволяет повысить производительность непрерывных трубоэлектросварочных агрегатов за счет снижения простоев оборудования для удаления внутреннего грата. 9 ил. СО с
СО!ОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУВЛИК (лайз В 21 С 37/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОЕРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
> - ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4686502/27 (22) 03.05.89 (46) 30.09.91. Бюл. М 36 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) В.Н, Данченко, А.К. Пономарев, Е.Н. Панюшкин, С.В. Кондратьев, В.Г. Сова, В.Г. Поярков, В.Ф, Коваленко и А,Г, Сипиев (53) 621.774.21(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР М 1467846, кл. В 21 С 37/08, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ГРАТА В ПРЯМОШОВНЫХ ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ ТРУБАХ (57) Изобретение относится к производству прямошовных электросварных труб и может быть использовано для удаления внутреннего грата со сварных швов, Цель изобретеИзобретение относится к производству прямошовных электросварных труб и может быть использовано для удаления внутреннего грата со сварного шва трубы. Цель изобретения — повышение надежности работы устройства для удаления внутреннего грата. На фиг. 1 представлено устройство для удаления внутреннего грата из прямошовных электросварных труб, общий вид; на фиг. 2-6 — устройство в рабочем состоянии с различными положениями нижнего опорного ролика относительно внутренней поверхности движущейся трубы; на фиг, 7 и 8 — результаты расчетов величин отношения размеров кривизны к радиусу r (фиг. 7) и радиусу R; на фиг. 9 — график перемещения резцов в зависимости от положения опорного ролика, „„Я3 ÄÄ 1680403 Al ния — повышение надежности работы устройства. При работе устройства движущейся трубой 1 приводятся Во вращение верхние ролики 6 и 5, а также рабочий ролик 7, имеющий зону постоянного максимального радиуса R, обеспечивающую контакт резцов 4 с гратом и удаление последнего, зону минимального постоянного радиуса r, обеспечивающую отвод резцов и "отдых" резцов, а также переходные зоны, спрофилированные переходящими радиусами, выбранными из условий оптимальной стойкости инструмента и плавного без ударных нагрузок входа и выхода режущего инструмента в рабочий цикл. Устройство позволяет повысить производительность непрерывных трубоэлектросварочных агрегатов за счет снижения простоев оборудования для удаления внутреннего грата. 9 ил. Устройство для удаления внутреннего грата из трубы 1 состоит из штанги 2, шарнирно соединенного с ней корпуса многорезцового инструмента 3, жестко закрепленных на нем резцов 4, верхних опорных роликов 5 и 6, нижнего опорного ролика 7. Нижний опорный ролик выполнен в виде эксцентрика с рабочим и холостым участками, обозначенными на чертежах соответственно точками аЬ и асЬ (фиг. 1 — 6). Рабочий участок выполнен в виде сектора с постоянно максимальным радиусом R. Холостой участок имеет три зоны: с постоянным минимальным радиусом г(бс); переходная от рабочего участка постоянного максимального радиуса R к зоне постоянного минимального радиуса r(ad); переходная от зоны постоянного минимального радиуса 1680403 r к рабочему участку постоянного максимальног0 радиуса К(СЬ). Устоойство работаег следу)ошим образом. При движении свариваемой трубы 1 верхние опорные ролики 5, 6 и нижний Опорный ролик 7 своей поверхностью контакт)ирует с внутренней поверхностью трубы 1 и получают вращательное движечие. Начиная с момента касания точки а нижнего Опорного ролика 7 с внутоенней поверхност ю трубы 1 (фиг. 2) до моменте отрь)ва точки Ь от нее (фиг. 3) нижний опорный ролик 7 контактирует с внутренней поверх))ость)о трубы 1 своим раба l;Iм учасгком, описанным постоянным максимальным радиусом ?). При этом верхние ðîлики каса )Отся B H )IÒp8)4 ней по верх н Ости трубы в зоне сварного шва, а резцы, HBxÎ" дясь в контакте с BHótp8HHèì гратом, срезают е-а. При дальнейшем движении трубы нижний опорный ролик проворачивается и начинает контактировать с внутренней поверхностью трубы точками переходной зоны bc холостого участка (фиг, 4). Гак как расс )Ой?)ие Gt ocl Вращения нижнего Опорного рол, ка до точки е"О контура пеоехо.-:,ной зоны Ос îëî=..òîãî у )астка уменьшается т)о мере проворота этого ролика 7, жестко закрепленного на Оси в корпусе гратосниикэТЕ;1R ТО П 30))85 4ИЙ ВМВСТ8 С РЕЗЦаМИ HB" 4инает Отходить GT зонь! сва)3нОГО шва тоуоы и и Ооц8сс ср8зания в? УтОенн8ГО ГраП,л.и Gg)I i Bentñèè Далее, начиная момента касания тОЧКИ )IC Н))>Кк)8ГО 0)qg! IHGEG ООЛИ)(а 7 С Bj;I!-j р -, -lней поверхностью тоубы 1 (фиг, 4) до момента отрыва точки б от нее (фиг. 5), нижний опорный ролик 7 контактирует с внутренней поверхностью трубы 1 своей зоной, описанной постоянным минимальным радиусом r. При этом корпус I гратоснимателя, верхний опорный ролик и резцы находятся на максимальном удалении от зоны сварного шва трубы, Н8 касаясь внутреннего грата, чем обеспечивается охлаждение режугцих кромок Г)ез))ов, При дальнейшем дг)ижении трубы 1 ни>кй4ий Опорный рОлик начи)488T ко )TBKTNPOBBть с ьнУтРенн8Й пов8)рхностью трубы точками в ropGÉ пеоеходнОЙ зоны ()а холостОГО участка (фиг. 6). j Bj(;;:-)к расстояние GT оси вращения нижне о 0 lapHOI рОЛИКа 7 до TG IBK 8ГО КО)4тура 08реходной зоны ()а холостогa участка увелиЧ)и ваеТГ Я П() МииР8 гчп)иг>пота I j)j 3 }\ОЛИКа ) :)0))1-!; ). иг)ато(НИМ: .Геля С )3880)а),1?) Наяинаеti », Пl )и; ) ) Я и Р ТОЧК ъ )())И.-;:; j Пia 4t!!. j Г)ОЛИГ5 2Г(30 5)) И )-, тельно, вращении нижнего опорного ролика, цикл работы гратоснимателя повторяетСЯ. Выражение для спределения величины минимального радиуса определено из требований гарантированного выхода режущей кромки первого относительно нижнего опорного ролика резца иэ взаимодействия с0 срезаемым гратом и геометрических параметров корпуса гратоснимателя. В этом выражении величина коэффициента 0,05 — 0,1 выбирается исходя из величины необходимого отвода резцов от грата, которая для гратоснимателя, предназначенн6го для удаления внутреннего грата из труб наружным диаметром D свыше 200 мм, равна 0,05 D, а для труб с наружным диаметром Dмен,ее 200 мм — 0,1 D. При значении коэффициента К меньше 0,5 для всех диаметров труб не будет отвода резцов от грата на необходимую величину, что ска>кется на; х стойкости. При значениях коэффициента К больше 0,1 величина отвода резцов от грата становится черезмерно большой, что увеличивает динамические нагрузки на узлы устройства. Указанные соотношения для радиусов а переходных зон нижнего опорного ролика корпуса записаны в полярных координатах, т,е. в наиболее удобной для расчета и последующего изготовления профиля ролика, Закон, описывающий контур переходных эон этого ролика, выбран исходя иэ требований минимальных динамических нагрузок, возника)ощих E) деталях гратоснимателя. Выражения для огределения радиусов, описываю цих герехсдные зоны, определены таким образом, чтобы выполнялись следу)ощие требования к профилю переходных зон ни>кнего опорного ролика корпуса: l,j,p. ();,=с; р,-);,так как }>, и 4 - — (CO5(— 0+ I! +)) =К а. j)p ч„=v = к - — to 5 (—. q I.. } )-! } ) то 3,}>g=) I )III ()I<, ио, Iaк как Г» t> = + jCI>5(— - .0+ И)+ lj и И . йи ,"2 "- )) 5) II () » - U ))и - ) —,- (05 (—," (j!+!I ) + )j = )) и У 5. Правигьное плавное сопрях(ение кривых в точках < >i=0 (Ij>1= ())3о . В полЯрных координатах УГОЛ между ра у.иусо))-вектором v,!(Bcàò8ëüíîé к кривой Оп:", 8 "- 8 q Я Ги.). C Я 1б80403 mu --+(д) Для участков ролика, описанных радиусами R u r из одного центра tg è= оо, так как,и=90о. Соответственно для переходных зон в точках р=О и p= фо должно выполняться равенство; dp R . я Яг Ф (6 и — 0 4 r a o Ч о М и — — ь —,+ ) =0 2. q„ 9, б. Минимизация центрального угла фо при отсутствии перегибов и выпуклость кривой, описывающей кочтур ролика в переходных зонах. В полярных координатах это требование выражается соотношением ,а +2 9>) — рр" а Учитывая, что 2 после необходимых преобразований получаем R — r фо > 2г — фомин 7. Возможна меньшая разность между радиусами кривизны участков с постоянными радиусами r, R и соответствующими радиусами р< ир2 кривизны переходных зон в точках сопряжения. В полярных координатах радиус кривизны любых кривых описываегся выражением р+2 М) РР В точках сопряжения переходных зон с участками постоянного радиуса r u R R ! ц. г (ч.) На фиг, 7 и 8 представлены результаты проведенных расчетов величин отношения радиусов кривизны к радиусу r (фиг. 7) и радиусу R (фиг. 8) в точках р = фо и у=О соответственно. Как следует из полученных данных. применяемый интервал значений центральных углов ф о и ф2о, на которые опираются дуги первой и второй переходных зон холостого участка ролика, равен. Применение для сопряжения рабочего и холостого участков нижнего опорного ролика центральных углов переходных зон 4Я вЂ” г ф1с = p20 < 1,4 л 2г приводит к увеличению динамических усилий, возникающих в деталях гратаснима5 теля и обусловленных значительной разностью в радиусах кривизны сопрягающихся кривых, а значит,и большим ускорением (замедлением) при совершении корпусом MHQ горезцовсго инструмента колебательного 10 движения. Выбор для этих переходных зон центральных у;лов R — г фю =фло >2.0л 2г 15 нецелесообразен, так как разница в радиусВх кривизны сопряженных кривых мала и меняется незначительно. Однако с увеличением центральных углов p1Q и ф2о праисxoäèT сокращение времени отсутствия 20 взаимодействия резцов с гратом. что снижает их стойкость. При применении нижнего опорного ролика корпуса с профилем, описанным предлагаемыми зависимостями (фиг, 8, кривая 2), 25 в многорезцовом устройстве для удаления внутреннего грата отвод резцов из рабочего положения в нерабочее и последующий их возврат в рабочее положение осуществляется быстрее, чем при применении нижнего 30 спорногс ролика с профилем, выполнeííûì в соответствии с существующими техническими решениями (фиг. 9 кривая 1), чта в свою очередь существенно повышает время отдыха" резцов и их стойкость. 35 Пример. Устройство для удалечия внутреннего грата из электрасварных прямашовных труб ф 114 и 3,5 мм испытано в условиях Таганрогского металлургического завода. При этом нижний опорный ролик 40 имел следующие геометрические размеры (фиг. 1); постоянный максимальный радиус R=44 мм; центральный угол а=85 . Постоянный минимальный радиус определяется по формуле 45 l 120 r =- R — k 0 — = 44 -0,1х90 — — = 39,5 мм ! з 240 Центральные углы нижнего опорного ролика корпуса, на которые опираются дуги одной и другой переходных зоч этого роли50 ка а=ф2 44 — 395 о Расчет текущих радиусов р1 и р2 первой и второй зон производился по указанным формулам через каждые 5о, Устройство позволяет существенно псвыси. ь надежность рабаты гратоснимателя. Это связано в первую очередь с павыLUåíviем стойкости резцов из-за улучшения тем1680403 пературного режима их работы, Кроме того, выполнение переходных зон, описанных выражениями pi и о, позволяет снизить динамические нагрузки на узлы гратоснимателя, что также повышает срок его межремонтной работы. Формула изобретения Устройство для удаления внутреннего грата в прямошовных злектросвэрных трубах, включающее штангу, шарнирно соединенный с ней корпус многорезцового инструмента с жестко закрепленными на нем резцами, режущие кромки которых установлены с равным шагом, верхние опорные ролики корпуса и нижний опорный ролик с рабочим участком постоянного максимального радиуса R и с холостым участком,отл ичаю щееся тем,что,сцелью повышения надежности в работе устройст="à, холостой участок нижнего опорного ролика выполнен с зоной постоянного минимального радиуса, равного г =- R — K D —, I1 2 ! де D -- диаметр корпуса гратоснимателя,, Л t" ), 1 — расстояние. между осями ближнего к штанге верхнего и нижнего опорных роликов корпуса, мм; Iz — расстояние между осью ближнего к 5 штанге верхнего опорного ролика корпуса и режущей кромкой ближайшего к нему резца, мм; К- козффициент пропорциональности,, равный 0,05 — 0,1, и двумя переходными зо10 гнами, при этом переходная зона от рабочего участка постоянного максимального радиуса R к зоне холостого участка постоянного минимального радиуса r определяется выражением 15 R — r д р — R — 2 (сов (ф10.+И) +1), а переходная зона холостого участка от зоны постоянного минимального радиуса r к рабочему участку постоянного максималь20 ного радиуса R — выражением р = r + (cos (, ; +л) + ц где рю и ао " соответственно центральные углы нижнего опорного ролика корпуса, 25 на которые опираются дуги первой и второй переходных зон зтого ролика, рад; рп и pz — текущие значения центральных углов, рад. 1680403 У вЂ”,:у г 2:7р, т 22. лг у Й Я, V / / Фиг, Ф б. 2 а.с27 Д Ь, Уи, Г ) ! (... 1680403 Редактор Н, Горват Заказ 3267 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откритйям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5 П". ::-:;вп,:,,;,ò." в:.е.- нс-açäàòeëüñêèé комбинат "Патент", г, ужгород, ул.Гагарина, 101 Ж ° ,дg ф /О /2 1М 16 l8 ЯО К 80 fN /И Мд Ид ИР ЛФ уд 9804 йбб(фова 9, храд Фиг. У Составитель A. Сушкин Техред M,Ìîðãåèòàë Корректор С. Шевкун
