УСТРОЙСТВО, УСТАНАВЛИВАЕМОЕ НА ТРУБОПРОВОДЕ, ДЛЯ ЕГО ПОПЕРЕЧНОГО РАЗРЕЗАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК B23D21/04 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, к технологическому оборудованию и может быть использовано как при монтаже трубопроводов, так и в процессе их ремонта для поперечного разрезания вращающимися вокруг них резцами.

Известен труборезный станок с разъемным корпусом и планшайбой, который надевают на трубу с ее торца и закрепляют на этой трубе перед ее поперечным разрезанием вращающимися вокруг нее резцами (см. рабочие чертежи Т-570, М., институт "Энергомонтажпроект", г. Москва, 1970 г.). В этой конструкции зубчатое колесо изготовлено за одно целое с планшайбой и установлено в закрытой полости разъемного корпуса на подшипниках качения.

Недостаток конструкции станка заключается в том, что его можно надевать на трубу только с ее торца, так как корпус станка выполнен разъемным исходя из технологических требований, а не из условий его эксплуатации. Например, станок можно собрать (разобрать) лишь при условии выполнения корпуса разъемным. Это свойство ограничивает его технологические возможности, не позволяет использовать его в полевых условиях в процессе ремонта предварительно неразрезанного поперек газонефтепровода. Другим недостатком станка является сложность конструкции и недостаточно высокая технологичность, которые обусловлены, например, наличием выполненных за одно целое зубчатого колеса с дорожками качения и планшайбы. Это препятствует его использованию в процессе ремонта трубопровода в полевых условиях и не соответствует требованиям, предъявляемым к оборудованию этого типа.

Известен другой станок с кольцеобразным разъемным корпусом, устанавливаемым и закрепляемым на трубопроводе для его поперечного разрезания (см. патент США 4624052, М.кл. 4 B 23 D 21/04; В 26 D 3/16; Н. кл.30-97, от 04 мая 1983 г.). Станок содержит корпус с планшайбой и приводом ее вращения с разъемными зубчатыми колесами, суппорт с траверсой и режущими инструментами с приводом непрерывной подачи инструмента, кинематически соединенным с приводом вращения планшайбы.

Недостаток станка заключается в сложности механизма непрерывной подачи режущего инструмента.

Известен также трубоотрезной станок (см. патент РФ 2028882, М. кл. 6 B 23 D 21/04 от 26 января 1990 г.), содержащий разъемные корпус, планшайбу, зубчатое колесо, суппорты с режущими инструментами, привод вращения планшайбы и приводы подачи суппортов с режущими инструментами, механизм закрепления станка на разрезаемом трубопроводе. Наличие опор качения с перебегающими шариками, выполненными в виде двенадцати сегментов, существенно усложняет конструкцию станка, которые в условиях нашего предприятия не могут быть изготовлены из-за отсутствия необходимого оборудования и технологического оснащения.

Из известных станков для поперечного разрезания труб, устанавливаемых и закрепляемых на разрезаемой трубе, наиболее близкими к заявляемому объекту по технической сущности и выполняемой функции является трубоотрезной станок по патенту РФ 2028882, М. кл. 6 B 23 D 21/04 от 26 января 1990 г.

Задачами изобретения являются создание простого по конструкции, технологичного в изготовлении устройства, производство которого приемлемо для условий производства на собственном предприятии, удобного и надежного в эксплуатации.

Поставленные задачи достигаются тем, что в известном устройстве, устанавливаемом на трубопроводе для его поперечного разрезания, содержащем разъемный кольцевой корпус с механизмом закрепления устройства на трубопроводе, разъемную планшайбу с приводом вращения ее, с зубчатым колесом в закрытой кольцевой полости, с суппортами, режущими инструментами, приводами перемещения суппортов с винтовыми парами, кинематически соединенными с корпусом, закрытая кольцевая полость образована на торце корпуса, в которой кроме разъемного зубчатого колеса расположено разъемное регулирующее кольцо, прилегающее своей внутренней цилиндрической поверхностью к наружной цилиндрической поверхности бурта планшайбы, причем зубчатое колесо и регулирующее кольцо выполнены в виде отдельных элементов и соединены с планшайбой при помощи крепежа, а от осевого и радиального перемещений узел вращения зафиксирован разъемным направляющим кольцом, соединенным жестко с корпусом и выполненным с наклонной поверхностью, соответствующей поверхности сопряженного с ним регулирующего кольца, а противоположная выступающая часть его, обращенная к зубчатому колесу, выполнена в виде кольцевого диска, удерживающего планшайбу за другой кольцевой диск в круглом проеме зубчатого колеса.

Закрытая кольцевая полость образована между корпусом с наружным кольцевым буртом (юбкой) и планшайбой с внутренним кольцевым буртом.

Размещение в закрытой кольцевой полости на торце корпуса, выполненных в виде отдельных элементов зубчатого колеса и регулирующего кольца, соединенных с планшайбой при помощи крепежа, удерживаемых промежуточным элементом - направляющим кольцом, жестко соединенным с корпусом крепежом, позволило создать компактную конструкцию с минимально возможным наружным диаметром, более технологичную и более простую, приемлемую для условий изготовителя на предприятии.

Выполнение наружной боковой поверхности регулируещего кольца наклонной в виде поверхности усеченного конуса и сопряженной с ним наклонной поверхности промежуточного направляющего кольца позволило точно регулировать радиальные и торцевые зазоры между поверхностями вращения вращающихся элементов, соединенных жестко с планшайбой и неподвижным промежуточным направляющим кольцом, соединенным жестко с корпусом.

Выполнение одной поверхности направляющего кольца наклонной в форме боковой поверхности усеченного конуса, сопряженной с наклонной поверхностью вращающегося регулирующего кольца, а другой поверхности - обращенной к зубчатому колесу в виде кольцевого диска, удерживающего планшайбу за другой кольцевой диск в круглом проеме зубчатого колеса, позволило создать компактную в радиальном направлении конструкцию без тел качения (шариков) и опорных колец.

Изготовление устройства без опорных колец и тел качения упростило его конструкцию, сделало ее более технологичной и приемлемой для условий производства на предприятии, где отсутствует специальное оборудование и оснастка. Учитывая разовый характер использования устройства в момент устранения аварии на трубопроводе, замена в устройстве трения качения на трение скольжения является вполне обоснованной и прогрессивной.

На приведенных чертежах иллюстрируется в качестве примера реализация предлагаемого изобретения "Устройство, устанавливаемое на трубопроводе для его поперечного разрезания", подтверждающее возможность промышленного применения при использовании всей совокупности признаков, где:
- на фиг.1 - вид на устройство сбоку,
- на фиг.2 - вид на устройство со стороны планшайбы,
- на фиг 3 - увеличенное фрагментарное изображение поперечного разреза А-А устройства.

Устройство содержит разъемный корпус 1, состоящий из двух половин (см. фиг. 1), соединенных между собой болтами. Во внутренней кольцевой полости корпуса 1 расположен механизм 2 для закрепления устройства на трубопроводе 3 (см. фиг. 3). С левой стороны торца корпуса 1 к нему присоединена кинематически разъемная планшайба 4 с приводом 5 ее вращения. На планшайбе 4 с внешней стороны ее установлены оппозитно и соединены с ней жестко суппорты 6 с резцедержателями 7, резцами 8 и каретками 9 приводов перемещения суппортов 6. Каждая из кареток 9 выполнена с винтовой парой, ходовой винт 10 которой приводится во вращение звездочкой 11 при набегании последней на упор 12 на корпусе 1 при вращении планшайбы 4.

Закрытая кольцевая полость на торце корпуса 1 образована между корпусом с наружным кольцевым буртом "a" (юбкой) и планшайбой 4 с внутренним кольцевым буртом "b". В этой полости кроме разъемного зубчатого колеса 13 как элемента привода вращения планшайбы 4 расположено разъемное регулирующее кольцо 14, прилегающее своей внутренней цилиндрической поверхностью к наружной цилиндрической поверхности бурта "b". Зубчатое колесо 13 и регулирующее кольцо 14 выполнены в виде отдельных элементов и соединены с планшайбой 4 при помощи крепежа 15. От осевого и радиального перемещений узел вращения, т.е. планшайба 4, зубчатое колесо 13 и регулирующее кольцо 14, зафиксированы разъемным направляющим кольцом 16, соединенным жестко при помощи крепежа 17 и кольцевой канавки в корпусе 1 с последним. Поверхность кольца 16, сопряженная с наклонной поверхностью кольца 14, выполнена также наклонной. При определенном положении регулирующего кольца 14 (а он установлен с гарантированным осевым ходом) между наклонными поверхностями должен быть образован гарантированный минимальный зазор, заполняемый смазкой. Этот зазор устанавливается вращением крепежа 15. Противоположная выступающая часть направляющего кольца 16, обращенная к зубчатому колесу 13, выполнена в виде диска "с", удерживающего планшайбу 4 за другой кольцевой диск "d " в круглом проеме зубчатого колеса 13. Торцевая поверхность регулирующего кольца 14 уплотнена относительно торцевой поверхности корпуса 1 манжетой 18, а торец планшайбы 4 уплотнен относительно внутренней поверхности бурта "а" уплотнительным плоским кольцом 19. Половинки корпуса 1 соединены между собой болтами 20. В открытом положении половинки корпуса 1 удерживаются одна относительно другой при помощи проушин 21, соединенных осью 22.

Устройство работает следующим образом.

Разъемные половинки корпуса 1 (болты 20 предварительно удалены) устанавливают на ремонтируемый трубопровод и закрепляют при помощи механизма 2. После этого устанавливают упор 12 таким образом, чтобы звездочки 11 суппортов 6 взаимодействовали при вращении планшайбы 4 с упором 12 и имел место рабочий ход суппорта 6 с резцедержателем 7 и резцом 8 в радиальном направлении (см. фиг. 1, 2) по направлению к трубе 3. Затем включают электродвигатель привода 5 планшайбы 4. При вращении планшайбы 4 звездочки 11, набегая на упор 12, поворачиваются и вращают ходовой винт 10. Ходовой винт 10 перемещает каретки 9 суппортов 6 с резцами 8. После окончания процесса разрезания трубы отводят упор 12 и выключают привод 5. Вращая вручную ходовой винт 10, возвращают каретки 9 суппортов 6 в исходное положение.

Правильный подбор материалов для пар трения при известных условиях и линейных скоростях пар трения и нагрузках на вращающиеся элементы в процессе резания трубы, обеспечение точно выставленных зазоров (радиальных и торцовых), подбор смазки с учетом температуры окружающей среды, при которой эксплуатируется устройство, позволили добиться устойчивой работы устройства в процессе заводских испытаний. Отсутствие в конструкции элементов качения и опор качения уменьшило габаритные размеры устройства в радиальном направлении, упростило конструкцию устройства, сделало ее более технологичной для условий изготовления на собственном предприятии.

Изобретение может быть использовано как при монтаже, так и при ремонте трубопроводов. Устройство состоит из закрепляемого на трубопроводе разъемного кольцевого корпуса, разъемной планшайбы с узлом вращения, суппортов с приводами их перемещения, режущих инструментов и винтовых пар, кинематически соединенных с корпусом. На торце корпуса имеется закрытая кольцевая полость. Узел вращения планшайбы выполнен в виде установленных в упомянутой полости разъемных зубчатого колеса и регулирующего кольца. Последние соединены с планшайбой посредством крепежа. От осевого и радиального перемещений они зафиксированы посредством жестко соединенного с корпусом разъемного направляющего кольца. Изобретение позволяет упростить конструкцию устройства. 1 з. п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для поперечного разрезания трубопровода, содержащее разъемный кольцевой корпус с механизмом закрепления устройства на трубопроводе, разъемную планшайбу с внутренним буртом и узлом вращения, суппорты с приводами их перемещения, режущие инструменты и винтовые пары, кинематически соединенные с корпусом, отличающееся тем, что торец корпуса выполнен с закрытой кольцевой полостью, а узел вращения планшайбы выполнен в виде установленных в упомянутой полости разъемных зубчатого колеса с кольцевым диском в круглом проеме и регулирующего кольца, прилегающего внутренней цилиндрической поверхностью к наружной цилиндрической поверхности внутреннего бурта планшайбы, при этом упомянутые зубчатое колесо и регулирующее кольцо выполнены в виде отдельных элементов и соединены с планшайбой посредством крепежа, а от осевого и радиального перемещений они зафиксированы посредством жестко соединенного с корпусом разъемного направляющего кольца, одна поверхность которого выполнена наклонной и сопряжена с соответствующей поверхностью регулирующего кольца, а на противоположной выполнен кольцевой диск, удерживающий планшайбу за кольцевой диск зубчатого колеса. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на корпусе выполнен наружный кольцевой бурт и упомянутая закрытая кольцевая полость образована им и внутренним буртом планшайбы.