Устройство для удаления грата внутри трубы

 

(I ц 737056

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.78 (21) 2562487/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.80. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 30.05.80 (51) М. Кл.в

В 21С 37/08

Государственный комитет

Г;ССР (53) УДК 621.924.8 (088.8) ll0 делам изобоотеиий и открытий (72) Авторы изобретения Г. Л. Канов, П. Н. Калинушкин, В. Н. Зарицкий и А. H. Заикин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ГРАТА ВНУТРИ ТРУБЫ

Изобретение относится к области сварки, а именно, к вспомогательному оборудованию для удаления грата на трубах большого диаметра.

Известно устройство для удаления грата, содержащее дисковый резец, установленный наклонно к оси корпуса устройства (1).

Недостатком устройства является низкое качество удаления грата и малая производительность за счет частой замены резцов.

Известно также устройство для удаления грата внутри трубы, содержащее корпус с установленными попарно-последовательно вдоль его оси дисковыми резцами, оси которых расположены под углом друг к другу (2).

В этом гратоснимателе первый по ходу движения трубы дисковый резец производит подрезку грата с одной боковой стороны, а второй подрезает с другой стороны, и т. д. до полного удаления грата.

Гратосниматель имеет ряд недостатков.

Так, первый по ходу движения трубы резец воспринимает основную долю усилия резания, что приводит к его износу и поломкам.

Кроме того, в момент начала резания, когда в работе находится только первый резец, силы резания создают окручивающий момент, в результате которого оправка срезцами может поворачиваться вокруг продольной оси, а резец отходит от шва в сторону, что исключает его работу. При наличии винтообразного смещения шва вдоль трубы исключается возможность снятия грата по всей длине трубы из-за смещения шва от оси резания. Так как установка резцов относительно поверхности трубы осуществлена при помощи верхних и нижних направляющих роликов, то при колебании диаметра трубы и толщины стенки в пределах допуска неизбежна неточная установка резцов по высоте, что также приведет к неполному снятию грата, Целью изобретения является повышение

15 надежности конструкции и улучшение качества удаления грата.

Цель достигается тем, что устройство снабжено кассетой, шарнирно закрепленной на корпусе с возможностью радиального перемещения, оси каждой пары резцов смонтированы в кассете и размещены в плоскостях, перпендикулярных к плоскости ее симметрии, углы между осями вращения резцов и углы наклона плоскостей осей резцов к продольной оси для каждой пары резцов различны и составляют от первой пары до последней в направлении перемещения трубы от 10 до 90, при этом расЗо стояние между точками резания для каж737056

3 дой последующей пары резцов меньше, чем для каждои предыдущей.

На фиг. 1 показана схема устройства для удаления грата;

На фиг. 2 схема расположения од»ой пары дисковых резцов относительно стыка кромок трубы; на фиг. 3 — узел 1 фиг. 2; на фиг. 4 — схема расположения дисковых резцов относительно грата; на фиг, 5 — схема расположения осей вращения дисковых резцов; на фиг, 6 — схема расположения зон резания каждой пары резцов относительно грата.

Устройство для удаления грата состоит из подвижной симметричной кассеты 1, которая размещена в корпусе 2. Плоскость симметрии А, проходящая через продольную ось Е кассеты 1 и продольную ось Л шарнира крепления 3 кассеты 1 к корпусу

2, делит кассету 1 на две зеркально рас»оложенные части. В кассете 1 последовательно размещены несколько пар дисковых резцов 4, оси 5 которых закреплены в кассете 1 при помощи подшипниковых узлов.

Оси 5 закреплены в кассете 1 попарно так, что их продольные оси D (оси вращения дисковых резцов) наклонены друг к другу и к продольной оси f кассеты 1 и пересекаются в точке С. Оси вращения D каждой пары резцов 4 лежат в плоскостях Вь перпендикулярных к плоскости симметрии А (углы р равны 90 ) . .Плоскость В каждой пары резцов наклонена к продольной ocrr F кассеты 1 под углом а, расположенным между линией Е пересечения плоскости В с плоскостью А и продольной осью F. Положение дисковых резцов 4 каждой пары в пространстве задается координатами точки

С на плоскости симметрии А. Координатами точки С задается также соотношение углов у и а — углов наклона резцов друг к другу и продольной оси F кассеты 1. Зги углы имеют постепенное увеличение от начала к концу резания от 10 до 90 . Величины углов в пределах 10 — 90 являются рабочим диапазоном, так как при угле наклона меньше 10 возможна поломка режущих кромок 9, а при угле более 90 rre будет происходить процесса реза»ия. От этого соотношения углов зависит также профиль торцовых граней б резцов, которые сопрягаются с поверхностью трубы 7 в районе грата 8.

Дисковые резцы 4 каждой пары закреплены на осях 5 так, что расстояние М между режущими кромками 9, в месте их касания с поверхностью трубы, от первой пары к последней последовательно уменьшается до соприкосновения кромок. Расстояние М между режущими кромками 9 первой пары резцов устанавливается в зависимости от максимальной ширины грата 8 и составляет

110 — 150 /о его ширины. Выбранный диапазон расстояний является оптимальным, так как при расстоянии между резцами меньше

4

110 /о от ширины грата, возможно непопадание грата между резцами, что приведет к неполному снятию грата. При расстоянии между резцами более 150 /о от ширины грата первые пары резцов не будут работать, т. е. снятия грата не произойдет, Разность расстояний между режущими кромками соседних пар резцов ограничивается условиями захвата краевых участков грата и установлена такой, чтобы зона Б работы последующего резца перекрывала зону Ár работы предыдущего резца на 10—

25 ее ширины. Зона Б работы каждого дискового резца зависит от его диаметра и для обеспечения стабильной работы устройства диаметр дисковых резцов по режущим кромкам должен быть максимально возможным и ограничиваться лишь размерами трубы. Перекрытие зои работы резцов менее 10 приводит к неполному захвату грата, а более 25% — к излишнему увеличению количества резцов.

Режущие плоскости 10, проходящие через режущие кромки дисковых резцов, расположены перпендикулярно их осям вращения

D. Угол а, характеризующий наклон осей вращения D к продольной оси F кассеты 1, а следовательно, и к поверхности трубы 7, определяет углы встречи ср режущих плоскостей 10 резцов 4 каждой пары с поверхностью трубы и с гратом в продольном направле»ии. Угол у, характер»зующий наклоп осей вращешгя 0 резцов данной пары друг к другу в плоскости Л, определяет углы встречи ф режущих плоскостей 10 с поверх»остью трубы и гратом в вертикальном

»аправлении.

Установка резцов по отношению к грату осушествляется при помощи гидроцилиидров ll, обеспечивающих перемещение кассеты с резцами поперек грата, и гидроцилиидрами 12, обеспечивающими перемещение в направляющих 13 кассеты 1 к грату 8.

Корпус 2 удерживается в заданном положе»ии при помощи опорных роликов 14.

Устройство работает следующим образом.

Конец трубы 7 задается в первую пару резцов 4 и выставляется гидр оцилиндром

11 так, чтобы грат 8 разместился между резцами 4, т. е., чтобы плоскость симметрии

А устройства проходила через центр грата

8 (ось Г на фиг. 3). Далее с началом движения трубы 7 резцы 4 прижимаются гидроцилиидрами 12 к поверхности трубы 7 с усилием, исключающим их пробуксовку, и за счет снл трения начинают катиться по поверхности трубы в месте размещения грата 8. Гидроцнлиндр 11 с началом резания выключается из работы. 3а счет расположения плоскостей 13 резцов 4 первой пары под большим углом встречи к грату 8 эта пара захватывает наиболее широкий участок Ár поверхности трубы 7 в непосредст737056 венной близости к краевым участкам грата

8, а также, кроме зачистки околошовной зоFIbI, отделяет и отгибает от поверхности трубы 7 наиболее широкие участки грата 8.

Последующие пары резцов 4, установленные с последовательно уменьшающимися углами встречи ср и с последовательно увеличивающимися углами ф, частично перекрывают зоны работы Б друг друга, последовательно отделяют от поверхности трубы 7 и подгибают к плоскости симметрии А краевые участки грата 8, приближаясь к его центру, т. е. по мере продвижения трубы вперед грат задается в конусообразный рабочий участок устройства, образованный сходящимися режущими гранями 10 дисковых резцов 4.

Таким образом, каждая предыдущая пара резцов, последовательно подрезая и отгибая от поверхности трубы свой участок грата, формирует его для последующей пары резцов, прн этом ширина грата 8 уменьшается, а высота увеличивается. Последняя пара резцов окончательно перерезает сформированный грат 8 под основание и отделяет его от поверхности трубы 7.

При подходе заднего конца трубы к последней паре резцов гидроцилиндры отводят резцы от поверхности трубы в исходное положение.

В случае ухода грата в какую-либо сторону от первоначального положения, за счет плотного контакта с поверхностью трубы сохраняется положение резцов относительно грата, а вся кассета 1 с резцами 4 поворачивается на шарнире 3 и отклоняется в ту же сторону вслед за гратом 8.

Внедрение резцов в тело трубы (ниже уровня поверх!!ости) исключается за счет большой площади контакта торцовых граней 6 дисковых резцов, сопряжеш!ых с поверхностью трубы.

Предлагаемое устройство может быть использовано при производстве сварных труб диаметром 220 — 1620 мм с толщинами стенок 12,0 — 20,5 мм для снятия грата, образующегося при высокочастотной сварке технолог!!ческих !ивов. При таком способе сварки образуется грат большого сечения.

Учитывая, что бперация снятия грата в данном случае должна осуществляться непосредственно на сварочном стане, скорости резания, определяемые скорость!о сварки, могут достигать 18 — 20 м/мп!!. В этих условиях, как показа.пп предварительные опыты, использование предлагаемого уст5 ройства обеспечивает качественное удаление грата.

Кроме того, прп реализации предлагаемого устройства требуются значительно меньшие усилия резания, чем при срезании

Ip стружки одновремеппо го всей ширине грата, так как уменыпается ссчеште реза; снижаются случаи поломки режущего !!нструмента, так как уменьп!ается нагрузка а него; уве,пичпвается производительность (5 сварочного стана за счет уменьше!шя случаев остановки стана для замены инструмента; улучшается качество труб, так как за счет стабильной работы режу!пего инструмента улучшается поверхность трубы после отделения грата, т. е. устраняются зарезы, взрывы, заусенцы, надрывы и другие дефекты.

Формула изобретения

Устройство для удаления грата внутри трубы, содержащее корпус с чстаповлеппыми попарно-последовательно вдоль его осн дисковыми резцамп, осп которых расположены под углом друг к другу, о тл и ч а ю30 щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности конструкции и улучшетпгя качества удаления грата, устройство снабжено кассетой, шарнирно закрепленной на корпусе с возможностью радиального перемеще35 гптя, осн каждой пары резцов сътонтпрованы в кассете и размещены в плоскостях, перпендикулярных к плоскости ее симметрии, углы между осями вращения резцов п углы наклона плоскости осей резцов к про40 дольпой оси для каждой пары резцов различны и составляют от первой пары до последней в направлении перемещеш!я трубы от 10 до 90, при этом расстояние между точками резания для каждой последующей

45 пары резцов меньше, чем для каждой предыдущей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

5p № 150469, кл. В 21С 43/00, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 278607, кл. В 21С 43/04, 1968.

737056 фл. S

Фиг. F

Составитель В. Власова

Редактор Г. Улыбина

Техред А, Камышникова

Корректор О. Иоанесян

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1202/13 Изд. № 351 Тираж 995 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5