Устройство для обработки и отрезки труб

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик . (it>948561 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2601.81 (21) 3239745/25-27

Р М К„з

В 23 0 21/10

В 26 О 1/40 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (S3) УДК 621. 967. .3(008.8) Опубликовано 070882. Бюллетень ¹29

Дата опубликования описания 070882 (72) Авторы изобретения

Ю.В. Гявгянен и Е.С. Новак (71) Заявитель

Ростовский-на-Дону научно-исследовател институт технологии машиностроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЧ ОБРАБОТКИ И ОТРБЗКИ ТРУБ,.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к устройствам для формовки и отрезки труб, и может быть использовано для получения патрубков и втулок.

Известно устройство для обработки и отрезки труб, содержащее корпус, размещенные в корпусе обойму и зубча- 10 тое колесо, связанные с приводным валом, отрезной инструмент, размещенный на обойме, формующий инструмент с буртиком, смонтированный на валу, установленном на каретке с возможностью продольного перемещения посредством силового цилиндра .и радиального перемещения посредством привода, расположенного в зубчатом колесе, и

° механизм удаления отрезанной заго- 2О товки 1).

Недостатком известного устройства является то, что наряду с безусловно необходимыми для функционирования устройства приводом вращения обоймы и зубчатого колеса и приводом перемещения каретки вдоль корпуса оно содержит еще привод и сложный механизм. радиального перемещения формую- щего инструмента, а также привод и механизм удаления отрезанной заготовки. Кроме того, отрезной инструмент установлен консольно, а формующий инструмент размещен на валу.

Вал консольно закреплен в ползуне, направляющими для которого служат стенки зубчатого колеса, консольно установленного в каретке, размещенной в .корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль него. Сам ползун через конический ролик опирается на конус, консольно расположенный в цилиндрической направляющей зубчатого колеса и соединенный со штоком силового цилиндра.

Наличие такого количества. приводов и механизмов усложняет устройство и требует довольно сложной системы управления ими и блокировки. Консольное закрепление элементов устройства друг в друге и размещение двух силовых Цилиндров последовательно вдоль оси устройства существенно увеличивает габариты устройства.

К тому же консольное крепление опорных элементов для инструмента снижает жесткость конструкции, качество резки заготовок и надежность устройства. Подвижная часть устройства установлена с возможностью возвратно-поступательного переI

948561

4 мещения по двум направляющим одно- временно — каретки по направляющим корпуса и зубчатого колеса по ведущей шестерне приводного вала.

Это. еще однд усложение в конструкции устройства. 5

Цель изобретения — сокращение габаритов и упрощение конструкции за счет уменьшения числа элементов механизмов.

Цель достигается тем, что в уст- 10 ройстве для обработки и отрезки труб, содержащем коргус, размещенные в корпусе обойму и зубчатое колесо, связанные с приводным валом,. отрезной инструмент, размещенный 15 на обойме, формующий инструмент с буртиком, смонтированный на валу, установленном на каретке с возможностью продольного перемещения посредством силового цилиндра и радиаль-20 ного перемещения посредством привода,: . расположенного в зубчатом колесе, и механизм удаления отрезанной заготовки, обойма снабжена направляющими, зубчатое колесо выполнено с эксцентричной расточкой, а каретка размещена в эксцентричной расточке зубчатого колеса и установлена с воэможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль упомянутых направляющих, при этом вал формующего инструмента жестко закреплен на каретке, соединенной с силовым цилиндром посредством вращательной пары, а обойма и. зубчатое колесо выполнены с разным передаточным отношением. Каретка выполнена с отверстиями, оси которых параллельны ее оси, а механизм удаления отрезан- ной заготовки выполнен в виде толкателей, соединенных между собою коль- 40 цом, охватывающим буртик формующего инструмента, и установленных в отверстиях каретки с возможностью взаимодействия с корпусом и возвратно-поступательного пеРемещения вдоль 45 оси каретки. С целью повышения надежности удаления коротких заготовок из внутренней полости обоймы кольцо снабжено закрепленным на нем пальцем и подпружиненным относительно обоймы 50 коромыслом с роликом, выполненным с пазом, охватывающим палец, На фиг. 1 схематично иэображно устройство в исходном положении (ког» да радиальный зазор между инструментами максимален), общий вид; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — устройство в положении, когда радиальный зазор между инструментами минимален (при максимальной О0 радиальной подаче), общий вид; на Фиг. 4 — вариант соединения каретки с силовым цилиндром; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 устройство при-втянутом положении што-65 ка силового цилиндра; на фиг. 7 — разрез В-В на фиг. 6.

Устройство содержит корпус 1, обойму 2, зубчатое колесо 3, каретку 4, отрезной инструмент 5, формующий инструмент б, приводной вал 7, силовой цилиндр 8 и толкатель 9. Обойма 2 и зубчатое колесо 3 размещены на подшипниках 10 в корпусе 1 и .связаны с приводным валом 7 шестернями. Шестерня 11 связана с зубчатым венцом

12 обоймы 2, а шестерня 13 — с зубчатым колесом 3. Предаточные числа этих пар близки по величине, например

i =2, i =2,087 при принятой длительностй цикла t<=1 с и угловой скорости приводного вала 7м)=300р/с. Неодинаковость передаточных чисел обеспечивает асинхронное вращение обоймы

2 и зубчатого колеса 3. В обойме 2 на оси 14 .установлены отрезные инструменты 5 в виде ролика с эаходным концом 15 для ориентирования подаваемой трубы 16 и с торцовой режущей кромкой 17. В обойме 2 жестко закреплены один или несколько пальцев 18, передающих вращающий момент на каретку 4 и обеспечивающих асинхронное вращение каретки 4 с обоймой 2.

В зубчатом колесе 3 в эксцентричной расточке 19 с эксцентриситетом е — расположена каретка 4, которая соединена со штоком 20 силового цилиндра 8 при помощи пяты 21, обеспечивающей передачу усилия со штока

20 на вращающуюся каретку 4. Взаимодействующие поверхности обоймы 2, зубчатого колеса 3, каретки 4, пяты

21 выполнены в виде подшипников скольжения.

В каретке 4 жестко закреплен вал 22, на котором на подшипниках

23 установлен формующий инструмент б с режущей кромкой 24 на торце втулки. Вал 22 смещен относительно оси каретки 4 на величину а, необходимую для замыкания отрезного инструмента 5 и формующего инструмента б через стенку разрезаемой трубы 16 в процессе ее обработки и отрезки. В каретке 4 выполнены сквоэ ные отверстия

25 и 26. Причем отверстия 25 предназначены для размещения пальцев 18, а отверстия 26 — для размещения пальцев 27 толкателя 9, служащего для удаления отрезанной заготовки с формующего инструмента б. Пальцы 27 соединены между собой кольцом 28, которое охватывает буртик 29 формующего инструмента 6 и предназначено для обеспечения взаимодействия толкателя

9 со всей торцовой поверхностью отрезанной заготовки. Отверстие 25 выполнено диаметром большим, чем диаметр пальца 18 на величину двойного эксцентриситета е. Зазоры между пяТогг 21, штоком 20 и кареткой 4 выполнены большими, чем двойная величина

948561 щего инструмента 6, прижимают кольцо 28 к каретке 4. Затем труба 16 фиксируется в устройстве зажимом, и устройство подготовлено к следующему циклу.

При подаче трубы 16 механизмом подачи она ориентируется заходными конусами 15 вра цающихся инструментов 5, частично калибруется и правится. Инструмент 6 прижимает стенку трубы 16 к инструменту 5 без изгиба трубы.

С целью повышения надежности удаления коротких отрезанных заготовок

33 из внутренней полости обоймы 2 кольцо 28 снабжено коромыслом 34 с роликом 35 на оси 36. Коромысло

34 на кольце 28 закреплено шарнирно с помощью оси 37 и имеет.ограничитель поворота в виде пальца 38, закрепленного на кольце 28 и размещенного в пазу 39, выполненного в коромысле 34. Коромысло 34 подпружинено относительно обоймы 2 пружиной 40, закрепленной на оси 14. Ограничитель поворота в исходном положении обоймы 2, зубчатого колеса 3 и каретки

4 обеспечивает зазор между роликом

25 и формудощим инструментом 6, который по величине не меньше максимального радиального зазора между инструментами 5 и 6 в этом положении.

Пружина 40 выполнена многовитковой эксцентриситета е. Все это обеспечивает возможность поступательного плоско-параллельного движения всех точек каретки 4 относительно обоймы

2 по траектории в виде окружности диаметром 2 е при синхронном вращении отрезного 5 и формующего 6 инструментов в паре.

В корпусе 1 выполнен проем 30, в зубчатом колесе 3 — проем 31, а в каретке 4 — проем 32. Это обеспе- 10 чивает возможность удаления отрезанной заготовки 33 из рабочей зоны под действием силы тяжести и центробежной силы.

Для подачи трубы 16 до упора в буртик 29 формующего инструмента 6 предназначен механизм подачи (не показан), а для фиксации трубы 16 устройство снабжено зажимом (не показан).

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении шток 20 силового цилиндра 8 выдвинут, каретка 4 упирается в обойму 2, радиальный. зазор между отрезным 5 и формующим 6 инструментами, образующими пару рабочих инструментов, максимален. Механизмом подачи труба 16 подается до упора в буртик 29 формующего инструмента 6 и фиксируется в устройстве зажимом. При вращении приводного вала 7 вращение передается на обойму

2, зубчатое колесо 3, каретку 4. Отрезной 5 и формующий 6 инструменты, образуя рабочую пару, вращаются синх-35 ронно, так как обойма 2 и каретка 4 соединены между собой пальцем 18.

Асинхронное вращение обоймы 2 и зубчатого колеса 3 приводит к поступательному перемещению всех точек ка- 40 ретки 4 относительно обоймы 2 по траектории в виде окружности диаметром 2е. В результате этого происходит изменение положения формующего инструмента 6 относительно отрезного 45 инструмента 5. Одновременно вращение инструментов 5 и 6 и приближение инструмента 5 к инструменту 6 создает движение, в результате которого инструмент 6, начиная контактировать с трубой 16 изнутри, совместно с инструментом 5 производит обкатку трубы 16 изнутри и снаружи.

Постепенно углубляясь в стенку трубы 16, инструмент 6 осуществляет рас- 5 катку ее изнутри, производя радиальный сдвиг стенки трубы 16 в плоскости,,оораэованной торцовыми режущими кромками инструментов 5 и 6. В некоторый момент раскатки происходит отделение заготовки 33 от трубы 16.

После достижения минимального радиального зазора между инструментами 5 и 6 инструмент 6 отдаляется от инструмента 5, проходя расстояние, равное величине радиальной 65 подачи и составляющее двойную величину эксцентриситета е.

К моменту достижения минимального радиального зазора между инструментами 5 и 6 срабатывает силовой цилиндр 8, шток 20 втягивается и каретка 4 выдвигается из расточки

19 зубчатого колеса 3, вынося отрезанную заготовку 33 на формующем инструменте 6 из внутренней полости обоймы 2. При этом пальцы 27 перемещаются совместно с кареткой 4 до момента взаимодействия их с корпусом 1, после чего они останавливаются, и кольцо . 28, воздействуя на торец отрезанной заготовки 33, сталкивает ее с формующего инструмента 6. К этому моменту проем 31 совмещен с проемом 32 и оба они вращаются в пространстве, совмещаясь с проемом 30 при каждом обороте зубчатого колеса 3. Под воздействием сил тяжести и центробежной силы заготовка 33 через проемы

30, 31 и 32 удаляется из устройства.

После этого силовой цилиндр 8, выдвигая шток 20, перемещает каретку 4 в исходное положение — до упора в обойму 2, совместно с кареткой

4 перемещается кольцо 28.

К моменту достижения максимального радиального зазора между инструментами 5 и 6 срабатывают зажим.и механизм подачи, разжимая трубу 16 и подавая ее до упора в буртик 29 формую948561 с отогнутыми концами, служащими ловителями коромысла 34 при перемещении каретки 4 относительно пружины 40. Деформация пружины 40 при ходе каретки 4 до упора в обойму

2 позволяет избежать удара каретки 5

4 об обойму 2, обеспечить совместное движение кольца 28 с кареткой 4 при втягивании штока 20 за счет отталкивания коромысла 34 этой пружиной 40, осуществить прижатие отрезан-10 ной заготовки 33 роликом 35 к инстРументу б при опреде.пенной величине смещения каретки 4 относительно обоймы 2.

При вращении .приводного вала 7 ка-)5 ретка 4 смещается относительно обоймы 2 и при определенной величине смещения пружина 40 прижимает ролик

35 M трубе 16. Рохьик 35 обкатывает трубу 16 по ее поверхности. После отделения заготовки 33 ролик 35 прижимает эту заготовку к формующему инструменту б. таким образом, к моменту удаления формующего инструмента б иэ внутренней полости обоймы 2 заготовка 33 зафиксирована отно5 сительно этого инструмента 6, что повышает надежность удаления заготовок 33 из рабочей зоны. . В этом варианте исполнения устройства возврат кольца 28 и пальцев

27 в исходное положение осуществляется пружиной 40, которая при выдвижении штока 20 перемещает кольцо

28 до упора в каретку 4.

С целью уменьшения сил трения и 34 износа взаимодействующих поверхностей каретки 4 и пяты 21 между ними помещены шарики 41, заменяющие трение скольжения трением качения.

Двухопорное крепление отрезного 40 инструмента, сведение до минимума числа подвижных соединений и консольных креплений в опорных констРукциях формующего инструмента повышают жесткость крепления инстру- 45 мента и обуславливают высокое качество отреэаемых заготовок, упрощают конструкцию всего устройства по сравнению с прототипом.

Формула изобретения 50

1.* Устройство для обработки и отРезки трУб, содержащее корпус, разме8 щенные в корпусе обойму и зубчатое колесо, связанные с приводным валом, отрезной инструмент, размещенный на обойме, формующий инструмент с буртиком, смонтированный на валу, установленном на каретке с воэможностью . продольного перемещения посредством силового цилиндра и радиального перемещения посредством привода, расположенного в зубчатом колесе, и механизм удаления отрезанной заготовки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения габаритов и упрощения конструкции за счет уменьшения числа элементов механизмов, обойма снабжена направляющими, зубчатое колесо выполнено с эксцентричной расточкой, а каретка размещена в эксцентричной расточке зубчатого колеса и установлена с воэможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль упомянутых направляющих, при этом вал формующего инструмента жестко закреплен на каретке, соединенной с силовым цилиндром йосредством вращательной пары, а обойма и зубчатое колесо выполнены с разным передаточным отношением.

2. УстрОйство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что каретка выполнена с отверстиями, оси которых параллельных ее оси, а механизм удаления отрезанной заготовки выполнен в виде толкателей, соединенных между собою кольцом, охватывающим буртик формующего инструмента, и установленных в отверстиях каретки с возможностью взаимодействия с корпусом и возвратно-поступательного перемещения вдоль оси каретки.

3. Устройство по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности удаления коротких заготовок из внутренней полости обоймы, кольцо снабжено жестко закрепленным на нем пальцем и подпружиненным относительно обоймы коромыслом с роликом, выполненным с пазом, охватывающйм палец.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 617183,. кл. В 23 0 21/10, 1976 (прототип).

948561

Составитель Л.Лялинова

Редактор Н. Багирова Техреду Е.Харитончик

Корректор, М. лароши

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6072/11 Тираж 1153

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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