УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ШАРОВОЙ ПРОБКИ КРАНА Российский патент 1997 года по МПК B24B11/00 

Изобретение относится к области механообработки деталей запорной арматуры и может быть использовано на ремонтных предприятиях нефтяной, газовой, химической, энергетической и угольной промышленности.

Известно устройство для шлифования шаровой пробки с использованием основных установочных баз (Приспособление для шлифования сферической поверхности диаметром 570 800 мм. В альбоме: "Приспособления для обработки сферических поверхностей" М. 1971, с.20).

Недостаток известного устройства для шлифования состоит в использовании основных установочных баз пробки, вследствие погрешности установки на которые невозможна локальная обработка зоны повреждения шаровой пробки, имеющей проходное отверстие. При использовании основных установочных баз возможна только полная обработка сферической поверхности восстанавливаемой шаровой пробки, что недопустимо вследствие уменьшения диаметрального размера и снятия защитного покрытия.

Известно устройство для обработки шаровых заготовок, содержащее корпус, оправку с инструментом и приводные ролики, причем оправка установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения, а в оправке установлен с возможностью осевого перемещения дополнительный прижимной ролик (А.с. СССР N 698728, кл. В 23 В 5/40, 1979).

Недостаток известной конструкции состоит в невозможности реализации схемы базирования шаровой пробки, имеющей проходное отверстие, в конических роликах, так как при попадании проходного отверстия шаровой пробки на роликовую опору, что обязательно произойдет при такой схеме базирования, нарушается трехточечный контакт роликов со сферой, а значит схема формообразования при обработке.

Наиболее близким к изобретению является способ чистовой обработки шаров, при котором их размещают равномерно по окружности в сепараторе в кольцевом желобе с торовой поверхностью нижнего диска, прижимают к нему верхний самоустанавливающийся диск и одному из дисков сообщают вращение вокруг своей оси, причем с целью повышения качества обработки разноразмерных шаров с неполными сферическими поверхностями, верхний диск берут с торовым желобом, идентичным нижнему диску, а в сепараторе размещают три детали (авт.св. СССР N 1634451, кл. В 24 В 11/02, 1991).

Недостаток известного способа состоит в невозможности локальной черновой обработки наплавленных участков шаровой пробки крана, поскольку нарушается надежное качение шара с локальными выступами наплавки на сфере по кольцевым желобам с торовой поверхностью и повреждаются их контактные поверхности. Кроме того, с увеличением диаметра шаровой пробки крана, а значит и веса, чистовая обработка шара известным способом становится неэффективной вследствие повышенной мощности привода для сообщения вращения одному из дисков.

В основу изобретения положена задача создания конструкции устройства для обработки шаровой пробки крана, в которой конструкция базирующего элемента обеспечивает трехточечную схему базирования при локальной обработке, чем достигается полное совпадение обработанных после восстановительной наплавки участков сферической поверхности пробки с неповрежденными невосстанавливаемыми участками сферы.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для обработки шаровой пробки крана, содержащем подвижную в осевом направлении инструментальную оправку и неподвижное опорное кольцо с отверстием для базирования пробки, согласно изобретению опорное кольцо расположено над инструментальной оправкой, а диаметр отверстия Дп кольца выбран из условия: Дпр < Дп < 0,9Д, где Дпр диаметр проходного отверстия шаровой пробки крана, мм; Д диаметр шаровой пробки, мм.

На фиг. 1 показано устройство для обработки шаровой пробки крана; на фиг.2 схема базирования шаровой пробки.

В корпусе 1 имеется неподвижное опорное кольцо 2 с отверстием для базирования пробки, на которое устанавливается обрабатываемая шаровая пробка 3, имеющая проходное отверстие. Подвижная инструментальная оправка 4 с абразивным кругом установлена в регулируемых опорах 5. Привод подвижной инструментальной оправки состоит из электродвигателя 6 и повышающей ременной передачи 7. Диаметр отверстия Дп опорного кольца 2 связан с геометрическими параметрами обрабатываемой шаровой пробки: диаметром проходного отверстия Дпр и диаметром Д шаровой пробки. Диаметр отверстия Дп должен превышать диаметр проходного отверстия Дпр, поскольку в противном случае при их совмещении нарушается схема базирования. Это значит, что при Дп < Дпр диаметр окружности Д', хорда которой равна Дпр, не равен диаметру окружности Д, хорда которой равна Дп, то есть в окрестности пересечения сферической поверхности шаровой пробки с цилиндрической поверхностью проходного отверстия нарушается схема формообразования. С другой стороны диаметр отверстия Дп кольца не должен превышать 0,9Д шаровой пробки, что обусловлено необходимостью устранения эффекта самоторможения при контакте шаровой пробки 3 с опорным кольцом 2, препятствующего перемещению шаровой пробки по отверстию Дп опорного кольца. Угол обхвата альфа шаровой пробки 3 диаметром отверстия опорного кольца 2 в этом случае должен быть больше удвоенного значения угла трения контактирующих поверхностей (Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник для вузов. Изд. 3-е. М. Машиностроение, 1975, с. 154 160). Устройство для обработки шаровой пробки крана работает следующим образом.

Шаровая пробка 3 с направленными локальными поврежденными участками сферы устанавливается неповрежденной кольцевой поверхностью сферы на опорное кольцо 2 так, чтобы наплавленный участок шаровой пробки был обращен к абразивному кругу подвижной инструментальной оправки 4. Включается привод подвижной инструментальной оправки и осуществляется ее подача по регулируемой опоре 5 в направлении наплавленного участка шаровой пробки до касания абразивным кругом. Возвратным поворотом шаровой пробки 3 в опорном кольце 2 и периодической подачей инструментальной оправки 4 в тело шаровой пробки осуществляется шлифование наплавленного участка сферы до совпадения его с неповрежденной базовой сферической поверхностью шаровой пробки. Учитывая, что поверхностные повреждения шаровой пробки в результате эксплуатации локализуются преимущественно в центральных боковых частях уплотнительных поверхностей в зоне размыкания этих поверхностей шаровой пробки и седел при открытии-закрытии крана, площади неповрежденной сферической поверхности шаровой пробки в этом случае достаточно для базирования ее в опорном кольце и возвратных поворотов ее при шлифовании наплавленных участков.

Технический результат заключается в том, что данное устройство позволяет осуществить локальную обработку наплавленных участков шаровой пробки, имеющей проходное отверстие, вписывая обрабатываемую поверхность в форму неповрежденной сферической поверхности пробки. Это становится возможным только в случае реализации данной схемы базирования, представляющей собой установку шаровой пробки, имеющей проходное отверстие, неповрежденной частью сферической поверхности на неподвижном опорном кольце, диаметр отверстия которого превышает диаметр проходного отверстия шаровой пробки.

Использование: изобретение относится к области механообработки деталей запорной арматуры и может быть использовано на ремонтных предприятиях нефтяной, газовой, химической, энергетической и угольной промышленности. Сущность: устройство для обработки шаровой пробки крана содержит подвижную в осевом направлении инструментальную оправку и неподвижное опорное кольцо с отверстием для базирования шаровой пробки крана. Опорное кольцо расположено над инструментальной оправкой, а диаметр отверстия Дп кольца выбран из условия: Дпр < Дп < 0,9Д, где Дпр - диаметр шаровой пробки, мм. Данное устройство позволяет осуществлять локальную обработку направленных зон повреждения восстанавливаемой шаровой пробки, имеющей проходное отверстие, вписывая обрабатываемую поверхность в форму неповрежденной сферической поверхности пробки. 2 ил.

Устройство для обработки шаровой пробки крана, содержащее подвижную в осевом направлении инструментальную оправку и неподвижное опорное кольцо с отверстием для базирования пробки, отличающееся тем, что опорное кольцо расположено над инструментальной оправкой, а диаметр отверстия D_п кольца выбран из условия:
D_п р< D_п<0,9D,
где D_п р диаметр проходного отверстия шаровой пробки крана, мм;
D диаметр шаровой пробки, мм.