Устройство для разрезания длинномерной заготовки

 

Изобретение может быть использовано в машиностроении, нефтехимической, строительной и других отраслях промышленности для резки как труб, так и других профилей некруглого сечения. Устройство содержит установленные в корпусе симметрично относительно разрезаемой заготовки с возможностью одновременного поворота вокруг своей оси валы механизма реза. Параллельно им на расстоянии заданного плеча эксцентриситета установлены валы режущего инструмента. Каждый вал механизма реза оснащен звеном, жестко с ним связанным и образующим кинематическую связь с валом режущего инструмента. Режущий инструмент выполнен в виде отрезных дисков, расположенных в одной плоскости и закрепленных на валах режущего инструмента. Каждое плечо эксцентриситета развернуто на угол относительно разрезаемой заготовки, позволяющий отрезным дискам последовательно осуществлять рез. Изобретение позволяет упростить конструкцию и расширить технологические возможности предлагаемого устройства, обеспечив резание длинномерных заготовок любого профиля. 5 ил.

Изобретение относится к механизмам резания длинномерных заготовок и может быть использовано в машиностроении, в нефтехимической, строительной и других отраслях промышленности, связанных как с резкой труб, так и других профилей некруглого сечения.

Известно устройство для резки труб (а.с. СССР 1581482, кл. В 23 D 21/04, oп. 30.07.90 г., бюл. 28, 1990 г.), которое включает установленные в корпусе симметрично разрезаемой трубе с возможностью одновременного поворота вокруг своей оси валы механизма реза, выполненные в виде кривошипов с режущим инструментом, который, в свою очередь, выполнен в виде отрезных дисков, расположенных в одной плоскости и находящихся на расстоянии заданного плеча эксцентриситета относительно валов режущего инструмента, привод механизма реза, привод режущего инструмента, механизм зажима трубы, выполненный в виде тисков с отдельным приводом.

Известное устройство включает также дополнительные кинематические звенья, посредством которых согласуется поворот вокруг своей оси валов механизма реза, обеспечивающий подачу режущего инструмента - отрезных дисков в зону реза по дуге и планетарное движение самих отрезных дисков вокруг разрезаемой трубы, осуществляемое от привода режущего инструмента. При этом привод механизма реза посредством цепи передаточных элементов преобразует поступательное движение во вращательное.

Недостатком устройства является сложность кинематической схемы, влияющая на надежность работы всей конструкции.

Другим недостатком данной конструкции является то, что она не подходит, в частности, для резки труб с большой толщиной стенки, а также профилей, имеющих сплошное сечение.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в расширении арсенала существующих устройств для резки длинномерных заготовок, в том числе труб.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в упрощении конструкции и расширении технологических возможностей применения предлагаемого устройства, обеспечивающих резание длинномерных заготовок круглого и профильного сечения как полых, так и сплошных.

Поставленная задача решается с помощью заявляемого устройства для поперечного разрезания длинномерных заготовок, которое имеет, по меньшей мере, признаки, содержащиеся в формуле изобретения, а именно установленные в корпусе симметрично относительно разрезаемой заготовки с возможностью одновременного поворота вокруг своей оси валы механизма реза, валы режущего инструмента, каждый из которых установлен параллельно на расстоянии заданного плеча эксцентриситета соответствующему валу механизма реза, оснащенному звеном, жестко с ним связанным и образующим кинематическую связь с валом режущего инструмента, режущий инструмент, выполненный в виде отрезных дисков, расположенных в одной плоскости и закрепленных на валах режущего инструмента, привод механизма реза, привод режущего инструмента, механизм зажима заготовки, причем каждое плечо эксцентриситета развернуто на угол относительно разрезаемой заготовки, позволяющий отрезным дискам последовательно осуществлять рез.

Наличие валов привода режущего инструмента позволяет отрезным дискам совершать индивидуальное вращательное движение, поскольку по определению вал передает вращающий момент закрепленным на них деталям.

Установив каждый вал привода режущего инструмента параллельно соответствующему валу механизма реза с заданным плечом эксцентриситета появилась возможность одновременно совершать индивидуальное вращательное движение отрезных дисков и поворот вокруг своей оси валов механизма реза без использования дополнительных кинематических звеньев.

Для обеспечения подачи режущего инструмента в зону реза заготовки каждый вал механизма реза оснащен звеном, жестко с ним связанным и образующим кинематическую связь с валом режущего инструмента. При этом отрезные диски, расположенные в одной плоскости, совершают движение по круговой траектории с радиусом, равным плечу эксцентриситета, что определяет зону реза, совпадающую с поперечным сечением заготовки.

Развернув каждое плечо эксцентриситета на определенный угол относительно разрезаемой заготовки при одновременном повороте отрезных дисков вокруг соответствующих осей валов механизма реза, исключается возможность столкновения отрезных дисков как в зоне реза, так и вне этой зоны, причем каждая зона реза отрезного диска последовательно перекрывает друг друга, что и обеспечивает рез заготовки.

Анализ известных технических решений, касающихся механизмов для разрезания длинномерных заготовок, позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение не известно из уровня техники, что свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

Заявляемая совокупность существенных признаков изобретения, предопределяющая получение указанного технического результата, для специалиста явным образом не следует из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию "изобретательский уровень".

Предпочтительный пример выполнения изобретения поясняется более подробно с помощью приложенных чертежей: фиг. 1 - кинематическая схема устройства (на один отрезной диск, разрез А-А на фиг.2); фиг. 2 - схематичный вид устройства в исходном положении, вид на режущий инструмент; фиг. 3 - схематичный вид устройства при повороте валов механизма реза на 90^o, вид на режущий инструмент; фиг. 4 - схематичный вид устройства при повороте валов механизма реза на 180^o, вид на режущий инструмент; фиг. 5 - схематичный вид устройства при повороте валов механизма реза на 270^o, вид на режущий инструмент.

Устройство для разрезания длинномерной заготовки, предназначенное, в частности, для резки труб, содержит установленные в корпусе 1 симметрично относительно разрезаемой трубы 2 с возможностью одновременного поворота вокруг своей оси валы 3 механизма реза, валы 4 режущего инструмента, каждый из которых установлен параллельно на расстоянии заданного плеча эксцентриситета е, соответствующего валу 3 механизма реза. Каждый вал 3 механизма реза оснащен звеном, выполненным в виде рычагов 5, жестко закрепленных на валах 3 механизма реза, вращающихся в подшипниковых узлах 6, и образуют кинематическую связь с валом 4 режущего инструмента через подшипниковые узлы 7. Режущий инструмент 8 выполнен в виде отрезных фрез 8', 8'', 8''', расположенных в одной плоскости и неподвижно закрепленных на валах 4 режущего инструмента, привод 9 механизма реза, привод 10 режущего инструмента 8, механизм (на чертежах не показан) зажима трубы 2. При этом каждое плечо эксцентриситета е развернуто соответственно на угол α₁, α₂, α₃. В данном примере указанные углы образованы пересечением линии продолжения каждого плеча эксцентриситета е с вертикальной осью трубы 2.

Устройство работает следующим образом. Механизм зажима захватывает трубу 2, предотвращая ее перемещение относительно корпуса 1 в течение времени внедрения режущего инструмента 8 и реза. При этом согласно фиг.2 в исходном положении отрезные фрезы 8', 8'', 8''' занимают разное положение относительно разрезаемой трубы, определяемое углами α₁, α₂, α₃. Для осуществления реза одновременно приводятся в движение от привода 9 валы 3 механизма реза, поворачивающиеся вокруг своей оси в подшипниковых узлах 6, и валы 4 режущего инструмента с отрезными фрезами 8', 8'', 8''' от привода 10, вращающиеся в подшипниковых узлах 7.

При повороте вокруг своей оси валов 3 механизма реза последние при помощи рычагов 5, связанных с валом 4 режущего инструмента, производят подачу режущего инструмента 8 в зону реза. Согласно фиг.3 при повороте валов 3 механизма реза на 90^o происходит внедрение в тело трубы 2 вращающейся первой отрезной фрезы 8', далее упомянутый инструмент проходит свою зону реза, продолжая поворотное движение. Одновременно вторая отрезная фреза 8'' поворачивается относительно оси соответствующего вала 3 механизма реза, приближаясь к трубе 2, в то время как третья отрезная фреза 8'''с отставанием от второй также приближается к разрезаемой трубе 2.

Фиг. 4 отражает, что при дальнейшем повороте валов еще на 90^o (суммарно на 180^o) в тело трубы внедряется вращающаяся вторая отрезная фреза 8'', осуществляя рез, проходит свою зону реза и частично перекрывает зону реза первой фрезы 8'.

Наконец, из фиг. 5 видно, что при дальнейшем повороте валов еще на 90^o (суммарно на 270^o) в тело трубы 2 внедряется вращающаяся третья отрезная фреза 8''', проходя свою зону реза и частично перекрывая зоны реза первой и второй отрезных фрез 8, завершает рез. Валы 3 механизма реза делают полный поворот вокруг своей оси, отрезные фрезы 8', 8'', 8''' занимают исходное положение, при котором каждое плечо эксцентриситета е развернуто на соответствующий угол α₁, α₂, α₃ относительно оси разрезаемой трубы. Следующий цикл подачи, зажима и резки трубы осуществляется в той же последовательности.

Возможность использования заявляемого устройства для разрезания длинномерной заготовки позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "промышленная применимость".

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает следующие технические преимущества: повышение надежности устройства за счет упрощения конструкции, расширение технологических возможностей устройства, дополняющего арсенал существующих средств подобного назначения.

Формула изобретения

Устройство для разрезания длинномерной заготовки, включающее установленные в корпусе симметрично относительно разрезаемой заготовки с возможностью одновременного поворота вокруг своей оси валы механизма реза с режущим инструментом, режущий инструмент, выполненный в виде отрезных дисков по числу валов механизма реза, находящихся на расстоянии заданного плеча эксцентриситета относительно валов механизма реза и расположенных в одной плоскости, привод механизма реза, привод режущего инструмента, механизм зажима заготовки, отличающееся тем, что привод режущего инструмента снабжен валами режущего инструмента, каждый из которых установлен параллельно на расстоянии заданного плеча эксцентриситета валу механизма реза, оснащенному звеном, жестко с ним связанным и образующим кинематическую связь с валом режущего инструмента, при этом отрезные диски закреплены на валах привода режущего инструмента, причем каждое плечо эксцентриситета развернуто на угол относительно разрезаемой заготовки, позволяющий отрезным дискам последовательно осуществлять рез.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5