Устройство для фасонной резки труб
ec-u +
-.- гг".1 Чн т ЖК."
О -A - -И- -O -А Н И Е
HSGSPЕТЕНИЯ (i ц 7438 ОЗ
Соеа Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.11.76 (21) 2422033/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (51) М. Кл.2
В 23К 7/04
Государственный комитет
С лр ло делам нзебретений (53) УДК 621.792.945 (088.8) н Открь:тнй (72) Авторы изобретения
Л. П. Неструев, К. А. Савчак, P. И. Хомяк, О. К. Панькив и М. А. Скоропад
Дрогобычское проектно-конструкторское бюро Всесоюзного промышленного объединения «Союзгазмашремонт» (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАСОННОЙ РЕЗКИ ТРУБ
Устройство относится к области газоплазменной обработки металлов и может быть использовано в химическом и нефтяном машиностроении, судостроении, строительстве и других отраслях народного хозяйства.
Известно устройство для резки цилиндрических заготовок, содержащее механизмы вращения заготовки и перемещения резака вдоль ее оси, выполненные в виде системы рычагов, концы которых взаимодействуют с кулисами (1).
Известен также станок для фасонной резки труб, содержащий механизм вращения обрабатываемой трубы, связанный с ним кулисно-рычажный механизм с тягой, на которой установлена подвижная каретка, неподвижную направляющую и газовьш резак, где на подвижной каретке шарнирно установлен несущий газовый резак рычаг, в котором смонтирована ось, связанная через поводок с неподвижной направляющей и жестко фиксируемая на ней в начальный момент реза (2).
Известно также устройство для фасонной резки труб, содержащее размещенные на фундаменте приводные механизмы вращения трубы и перемещения суппорта с резаком вдоль оси трубы (3).
Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает переменный скос кромок под сварку при сохранении стабильного расстояния между резаком и трубой.
Целью изобретения является обеспечение переменного скоса кромок под сварку при сохранении стабильного расстояния между резаком и трубой.
Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено направляющей с ползуном, жестко закрепленной на суппорте, и кареткой, шарнирно установленной на суппорте, на каретке смонтированы две параллельные рейки и связывающие их между собой зубчатые колеса, причем резак закреплен на одной из реек, а другая шарнирно соединена с упомянутым ползуном, при этом механизм перемещения суппорта вдоль оси трубы выполнен в виде размещенной на фундаменте рамы, на которой смонтированы корпус с реечным дифференциалом, два шарнирно соединенных друг с другом коромысла и тяга, соединяющая одну из реек дифференциала с коромыслами, причем другая рейка дифференциала шарнирно связана с упомянутой кареткой, корпус дифференциала — с суппортом, а расстояние между осями поворота коромысел с точкой их шарнирного соеЗр динения равны радиусам внутренних по743803 верхностей соответственно обрабатываемой и сопрягаемой труб.
На фиг. 1 изображена кинсматическая схема станка; на фиг. 2 — механизм-построитель, узел 1 на фиг, 1; на фиг. 3— суппорт, узел ll на фиг. 1; на фиг. 4— механизм реверса, поз. 3 на фиг. 1; на фиг.
5 — 12 — типы тройниковых соединений (прямоугольные и косоугольные, соосные и несоосные), патрубки для которых изготовлены на предлагаемом устройстве.
Устройство состоит из привода 1 заготовки 2, механизма 3 реверса, представляющего собой зубчатый механизм с неполными цилиндрическими зубчатыми колесами и подпружиненными зубчатыми секторами, механизма 4 перемещения суппорта, реечного дифференциала 5 и суппорта 6 с установленным на ней резаком 7.
Механизм перемещения суппорта выполнен в виде двух шарнирно соединенных между собой в точке 8 коромысел 9 и 10, установленных с возможностью вращения и возвратно-поступательного перемещения вдоль осей соответственно 11 и 12. В точке
8 шарнирно с коромыслом 9 и составляя прямой угол с коромыслом 10 закреплена тяга 13. Длины коромысел 9 и 10 соответственно равны радиусу r внутренней цилиндрической поверхности патрубка и радиусу R наружной цилиндрической поверхности трубы в тройниковом соединении, в которое входит вырезаемый на станке патрубок (см. фиг. 1 и 2), ось 12 перпендикулярна к оси 11. Коромысло 9 кинематически соединено с механизмом привода 1 посредством цепной передачи 14, механизма 3 реверса и цепной передачи 15. Общее передаточное отношение i этой кинематической связи определяется уравнением з I s> Pl где а — угловая скорость коромысла 9; а, — угловая скорость заготовки 2;
cp — угол поворота заготовки 2; sing — абсолютная величина sing, т, е. за один полный оборот заготовки 2 коромысло 9 совершает одно двойное возвратно-поступательное движение на угол д радиан.
Реечный дифференциал 5 выполнен в виде двух круглых зубчатых реек 16 и 17 и входящего с ними в зацепление зубчатого колеса 18 с неподвижной осью 19, закрепленной в корпусе 20. Рейка 16 в точке 21 шарнирно соединена с тягой 13 и установ. лена с возможностью возвратно-поступательного перемещения и совместного с тягой 13 и коромыслом 9 вращения вокруг оси
11. Рейка 17 установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в корпусе 20 вдоль оси 22, параллельной оси заготовки 2. Корпус 20 шарнирно соединен
65 с коромыслом 9 и установлен с возможностью совместного с коромыслом 9 возвратно-поступательного перемещения вдоль оси
11. Передаточное отношение i j дифференциала 5 равно — 1.
Суппорт 6 выполнен в виде кругового сектора 23 и каретки 24 с установленными в ней с возможностью возвратно-поступательного перемещения параллельными рейками 25 и 26, входящими в зацепление с жестко соединенными между собой зубчатыми колесами 27 и 28, установленными с возможностью вращения вокруг неподвижной оси 29, жестко закрепленной в каретке
24, Рейка 25 шарнирно соединена с ползуном 30, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль жестко закрепленной на круговом секторе 23 прямолинейной направляющей
31, параллельной оси заготовки 2. К рейке
26 жестко прикреплен резак 7. Центр кривизны 32 кругового сектора 23 установлен в точке пересечения оси резака 7 с внутренней цилиндрической поверхностью заготовки 2. Плоскость, в которой лежат ось рейки 26 и ось резака 7, проходит через центр
32. Ось рейки 25 параллельна оси резака
7. Передаточное отношение i реечно-зубчатой передачи рейка 25 — колесо 27— колесо 28 — рейка 26 равно k.
Направляющая 31 установлена на расстоянии ks (см. фиг. 1, 3) от центра 32, где S — толщина стенки заготовки 2. Резак 7 установлен на расстоянии b (см. фиг. 3), вдоль оси резака 7, от наружной цилиндрической поверхности заготовки 2.
Круговой сектор 23 (см. фиг. 1, 3) жестко соединен с корпусом 20 (см. фиг. 1, 2, 3) реечного дифференциала 5 (см. фиг. 1).
Каретка 24 соединена с рейкой 17 реечного дифференциала 5 посредством планки 33, жестко закрепленной на рейке 17 и шарнирно соединенной с кареткой 24, в точке
34, Расстояние от центра 32 до точки 34 равно расстоянию между точками 8 и 21 кулисы 13.
Устройство работает следующим образом.
Суппорт 6 устанавливают в положение начала резки, когда центр 32 находится на одной из осей развертки фасонного профиля патрубка, например в наинизшей точке развертки. При этом коромысло 9 находится в крайнем нижнем положении и параллельно оси 12, коромысло 10 — в крайнем правом положении и параллельно оси
11, тяга 13 размещена горизонтально, линия, соединяющая точки 32 и 34, горизонтальна, расстояние l (см. фиг. 1) от точки
8 до точки 21 равно расстоянию l> (см. фиг. 1, 3) от точки 34 до центра 32, резак
7 составляет с заготовкой 2 максимальный угол скоса крОМОК 6@ggy 743803 14, механизма 3 реверса и цепной передачи 15 — коромыслу 9. При повороте заготовки 2 на угол «р от положения начала резки коромысло 9 также поворачивается на угол «р от своего начального положения и, будучи шарнирно соединенным в точке 8 с коромыслом 10, перемещается вдол; оси 11 вверх на величину у (см. фиг. 2), определяемую уравнением У = R — РМ вЂ” r*stn e Корпус 20 реечного дифференциала 5 ду ITi шарнирно соединенным с коромыслом 9, также перемещается вдоль оси 11 вверх на величину у. Суппорт 6, так как его круговой сектор 23 жестко соединен с корпусом 20, также перемешается вдоль оси, параллельной оси зяготовт<тт 2, вверх на величину у. Резак 7, а зна тит и точка 32 фасонного профиля трубы, также перемещается вверх на величину у. Одновременно коромысло 10 отклоняется от своего начального положения и перемещается вдоль оси 12 влево. Точка 8 соединения коромысел 9 и 10, таким образом, воспроизводит линию пересечения внутренней цилпндрттческой поверхности патрубка и наружной цилиндрической поверхности трубы тройникового соединения, в которое входит обрезаемый ня станке патрубок. Тяга 13, будучи закрепленной в точке 8 шарнирно с коромыслом 9 и составляя прямой угол с коромыслом 10, в процессе поворота заготовки 2 воспроизводит положения касательной к трубе, проведенной из точек пересечения внутренней цилиндрической поверхности патрубка и наружной цилиндрической поверхности трубы в плоскостях. радиальных к патрубку, в тройниковом соединении, в которое входит обрезаемьтй на станке патрубок. При этом повороте заготовки 2 на угол «р тяга 13 вместе с коромыслом 9 поворачивается вокруг осп 11 па угол «р и, одновременно, поворач:твается от своего начального горизонтального положения вокруг точки 8 против часовой стрелки на угол а, определяемый урявнстптсм r. cos - = arctg gRа — r cos ð Точка 21, принадлежащая тяге 13 и рейке 16, при этом также поворачивается вокруг оси 11 на угол «р и, одновременно, перемещается вдоль оси 11 вниз на величину h (см. фиг. 2), определяемую уравнением h=l tg = 1/ Яа — ra. cos а Зубчатое колесо 18 поворачивается вокруг оси 19 по часовой стрелке. Так как передаточное отношение реечного дифференциала 5 равно минус единице, то рейка 17 перемещается вдоль оси 22 вверх также на ве10 20 65 личину h. Каретка 24, совместно с резаком - 7, будучи шарнирно соединенной в точке 34 с жестко закрепленной на рейке 17 планкой 33, поворачивается вокруг центра 32 против часовой стрелки на угол б, определяемый уравнением h h В = arctg = arctg — =1 г.cos = arctg = ««. y/R -- r cos"-а Ползун 30 при этом перемещается вдоль направляющей 31 вверх на расстояние h — y l а шарнирно соединенная с нпм рейка 25 перемещается вдоль своей оси к центру 32 на расстояние йЯ kS сов В„„„, cos (б„ໄ— 3) и поворачивает входящее с нею в зацепление зубчатое колесо 27 против часовой стрелки вокруг оси 29. На такой же угол против часовой стрелктт вокруг оси 29 проворачивается и жестко соединенное с колесом 27 колесо 28. Рейка 26 вместе с закрепленным на ней резаком 7 перемещается вдолт своей осп к центру 32 на расстояние 1 (kS kS \, СОЯ макс СОЯ (макаке ) сохраняя расстояние b от сопла резака 7 до наружной цилиндрической поверхности заготовки постоянным. При повороте заготовки 2 на угол «р=..«/> радиан центр 32 перемещается в наивысшую точку развертки фясонного профиля патрубка, механизм 3 реверса изменяет направление вращения коромысла 9 на противоположное, и все движущиеся звенья станка начинают перемещаться в обратных описанному направлениях. На заготовке 2 выполняются вторая и третья четверти развертки фасонного профиля. 3» Прп повороте заготовки 2 на угол «р= —" 2 радттан механизм 3 реверса снова изменяет направление вращения коромысла 9 на противоположное, и на заготовке 2 выполняется последняя четвертая четверть фасонного профиля. При повороте заготовки 2 на угол «р=2ч радиан механизм привода 1 отт«лючается— резка прекращается. Аналогично про тзводится резка патрубков, входящих в косоугольное соосное, в прямоугольное и косоугольное несоосные тройштковые сосдинения. Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить производительность труда, улучшить качество изготовляемых изделий. 743803 Формула изобретения Устройство для фасонной резки труб, содержащее размещенные на фундаменте приводные механизмы вращения трубы и перемещения суппорта с резаком вдоль оси трубы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения переменного скоса кромок под сварку при сохранении стабильного расстояния между резаком и трубой, устройство снабжено направляющей с ползуном, жестко закрепленной на суппорте, и кареткой, шарнирно установленной на суппорте, на каретке смонтированы две параллельные рейки и связывающие их между собой зуб- 15 чатые колеса, причем резак закреплен на одной из реек, а другая шарнирно соединена с упомянутым ползуном, при этом механизм перемещения суппорта вдоль оси трубы выполнен в виде размещенной на фундаменте рамы, на которой смонтированы корпус с реечным дифференциалом, два шарнирно соединенных друг с другом коромысла и тяга, соединяющая одну из реек дифференциала с коромыслами, причем другая рейка дифференциала шарнирно связана с упомянутой кареткой, корпус дифференциала — с суппортом, а расстояние между осями поворота коромысел и точкой их шарнирного соединения равны радиусам внутренних поверхностей соответственно обрабатываемой и сопрягаемой труб. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка ФРГ ¹ 3246838, кл. В 23К 7/04, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР ¹ 341615, кл. В 23К 7/04, 1970. 3. Авторское свидетельство СССР ¹ 243565, кл. В 23К 7/04, 1968 (прототип). 743803 Риг. Х ь7ыг. 7 Диг. Б Риг. 8 Рь г. 71 Риг, Я Фиг. 10 Рзиг. Я Составитель В. Шишловский Техред Л. Куклина Корректор О. Иоанесян Редактор T. Морозова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1455/2 Изд. № 383 Тираж 1160 Подписное НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5
