Устройство для термической вырезки отверстий в трубах Советский патент 1984 года по МПК B23K7/04 

ел ел Изобретение относится к газопламенной обработке металлов и может быть применено в химическом и нефтя ном машиностроении, энергетическом машиностроении и др. Известно переносное устройство для термической вырезки отверстий в трубах, содержащее смонтированную на раме приводную головку с выходным валом, на котором закреплена штанга с резаком, и кинематически связанным с выходным валом механизмом перемещения штанги вдоль вала l . Недостатком этого устройства является сложность конструкции, зна чительная металлоемкость, ограниченный диапазон диаметров вырезаемых отверстий и диаметров труб. Наиболее близким по. технической сущности к предлагаемому является устройство для термической вырезки отверстий в трубах, содержащее закрепленные на раме приводную голов ку, на выходном валу которой смонтирована штанга с резаком, и кривошипно-кулисньй механизм перемещения шпинделя вдоль его оси с регулируеMbw по длине кривошипом, кинематически связанный с приводом головки при отношении скоростей вращения кривошипа и шпинделя, равном 2:1 L2 Недостаток известного устройства - нестабильность расстояния межд резаком и изделием в процессе вырезки отверстия, так как одинаковая величина вертикального перемещения штанги с резаком соответствует нескольким сочетаниям диаметров вьфезаемых отверстий в трубах различных диаметров, т.е. при одинаковой величине этого перемещения синусоиды пересечения диаметров отверстия и трубы будут иметь различную полос (кривизну). Нестабильность расстояНИН между резаком и изделием при вьфезке отверстия отрицательно влия ет на качество вырезаемого отверсти а если отверстие вырезается со скоеом кромок под сварку, то вырезавмое отверстие имеет овальность, Цепь изобретения - повышение качества обработки путем сохранения постоянным расстояния между резаком и поверхностью трубы Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем закреп ленные на раме приводную головку. на шпинделе- которой смонтирована штанга с резак-ом, и кривошипно-кулисный механизм .перемещения шпинделя, вдоль его оси с регулируемым по длине кривошипом, кинематически связанный с приводом головки при отношении скоростей вращения кривошипа и шпинделя, равном 2:1, кулиса связана со шпинделем шарнирно с возможностью настроечного поворота и фиксации в плоскости, параллельной оси вращения шпинделя, а шпиндель соединен с кулисой с возможностью вращения относительно нее. На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - кинематическая схема устройства. Устройство для вырезки отверстий в трубах и корпусах аппаратов содержит раму 1, на верхней чщсти которой закреплена приводная голов ка 2 со штангой 3, кареткой 4, резаком 5, редуктором 6 и электродвигателем 7. На выходном валу редуктора 6 установлен блок 8 зубчатых колес. Коническое зубчатое колесо блока 8 входит в зацеш1ен11е с шестерней 9 выходного вала 10. Цилиндрическое зубчатое колесо блока 8 входит в зацепление с шестерней 11, на которой размещен кривошип 12 с механизмом 13 регулировки его расстояния относительно оси вращения. На выходном валу 10 посредством скользящей шпонки 14 смонтирован шпиндель 15, в который на подшипниках качения вмонтирован корпус 16 кулисы 17 с направляющими 18 и уравновешивающими часть веса подвижных частей пружинами 19. Кулиса 17 закреплена на шпинделе в осевом направлении шарнирно с помощью оси 20 свободно в радиальном направлении, при этом кулиса имеет возможность поворота относительно шпинделя в плоскости, параллельной оси вращения шпинделя, и фиксации в заданном положении посредством механизма-21. Кулиса 17 посредством ползуна 22, смонтированного в ее направляющих, связана с пальцем 23 кривошипа. Для установки устройства относительно центра вырезаемого отверстия в пшинделе 15 смонтирован центроискатель .24. Кривошип 12, жестко .связанный с шестерней 11, получает вращательное

движение и с помощью кулисы 17 преобразует его в возвратно-поступательное движение шпинделя 15 со штангой 3 и резаком 5 в вертикальной плоскости.

Для вырезания симметричного отверстия в обечайке кривошип делает два оборота на один оборот приводното вала (резака), так как резак при вырезке отверстия дважды опускается и поднимается .на величину h, т.е. описывает (в развертке) синусоиду.

При вырезке отверстия в трубе резак вращается, описывая окружности заданного диаметра, и одновременно совершает возвратно-поступательное движение вверх - вниз по кривой пересечения двух цилиндров по синусоиде с амплитудой h, величина которой зависит от сочетания сопрягаемых диаметров цилиндров, один из которых равен диаметру вырезаемого отверстия, другой- диаметру трубы или корпуса аппарата.

Однако величина h соответствует нескольким сочетаниям диаметров вырезаемых отверстий в трубах или корпусах аппаратов различного диаметра, т.е. при одинаковой амплитуде синусоиды пересечения сочетаемых диаметров имеют различную кривизну.

Для обеспечения стабильного расстояния между резаком и изделием при термической вьфезке отверстия в обечайках кулиса посредством механизма имеет возможность поворота на угол и фиксации в этом положении (фиг. 3), чем обеспечивает корректировку (исправление) синусоиды перемещения резака в сторону совпадения с синусоидой пересечения двух сопрягаемых цилиндров.

С увеличением угдта наклона кулисы ей и радиуса кривошипа величина S растет. Величина корректировки 8 увеличивается при повороте кривошипа от О до 90 и изменяется также по закону си.нусоид.

Таким образом, корректировка .синусоиды, описываемой резаком осуществляется плавно, в широких пределах, с отставанием или опережением, что

обеспечивает стабильное расстояние между резаком и изделием при вырезке отверстий в широком диапазоне.диаметров.

При вьфезке отверстий устройство может быть расположено как непосред- ственно на изделии, так и на балконе или сбоку изделия.

При работе устройства с расположением его непосредственно на изделии механизмы устанавливают в исходное положение, штангу 3 с резаком 5 располагают параллельно оси трубы при положении пальца 23 кривошипа 12 кулисного механизма в верхней мертвой точке, центроискатель 24 опускают и выставляют на керну разметки вьфезаемого отверстия, резак 5 выставляют по штанге 3 на диаметр вьфезаемого отверстия и требуемую высоту над поверхностью обрабатьшаеиого изделия.

Вращением маховика механизма 13 устанавливают требуемый радиус, кри- . вошипа Т2 и прокручивают штангу 3 с резаком на один оборот вхолостую. В случае неравномерного зазора между резаком 5 и изделием наклоном кулисы 17производят корректировку, устанавливают необходимую скорость термической резки в зависимости от толщины изделия, подают газ в резак 5, зажигают пламя, включают привод вращения резака и производят вьфезку отверстия по всему периметру.

В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве за счет изменения конструкции механизма перемещения штанги, несущей резак вдоль выходного вала, обеспечивается стабильное расстояние между резаком и обрабатываемой поверхностью изделия.

Предлагаемое изобретение повышает качество вырезки за счет получения отверстия правильной геометрии, в результате него отпадает необходикость в последующих операциях, направленных на устранение возможного искажения геометрических размеров отверстия.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ВЫРЕЗКИ ОТВЕРСТИЙ В ТРУБАХ, содержащее закрепленные на раме приводную головку, на шпинделе- которой смонтирована штанга с резаком, и кривошипно-кулисный механизм перемещения шпинделя вдоль его оси с регулируемым по длине кривошипом, кинематически связанный с приводом головки при отношении скоростей вращения кривошипа и шпинделя, равном 2:1, отличающееся тем, что, с целью повьшения качества обработки путем сохранения постоянным расстояния между резаком и поверхностью трубы, кулиса связана со шпинделем шарнирно с возможностью настроечного поворота и фиксации в плоскости, параллельной оси вращения шпинделя, а шпиндель соединен с кулисой с возможностью вращения относительно нее. (Л

17

Куаиса rroSe M/- ,., mo HO угол oi fiyauca ВпоаожеHU(