Устройство для обработки и отрезки труб Советский патент 1982 года по МПК B23D21/10 B26D1/40 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ И ОТРЕЗКИ 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 зубчатое 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 заготовки С1J.

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 формующего инструмента, а также привод и механизм Удаления отрезанной заготонки. Креме 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

10 него. Сам ползун через конический ролик опирается на конус, консольно расположенный в цилиндрической направляющей зубчатого колеса и соединенный со штоком силового цилиндра.

15 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 1 илиндров последовательно вдоль оси устройства существенно увеличивает габариты устройства. К тому же консольное крепление

25 опорных элементов для инструмента снижает жесткость конструкции, качество резки заготовок и надежность устройства. Подвижная часть .устройства установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения по двум направляющим одновременно - каретки по направляющим корпуса и зубчатого колеса по ведущей шестерне приводного вала. Это. еще однр усложение в конструкции устройства. Цель изобретения - сокращение габаритов и упрощение конструкции за счет уменьшения числа элементов механизмов. Цель достигае1;ся тем, что в устройстве для обработки и отрезки труб, содержащем корг./с, размещенные в корпусе обойму и зубчатое колесо, связанные с приводным-валом отрегной инструмент, размещенный на обойме, формующий инструмент с буртиком, смонтированный на валу, установленном на каретке с возможностью продольного перемещения посредством силового цилиндра и радиал ного перемещения посредством привод расположенного в зубчатом колесе, и механизм удаления отрезан ной заготовки, обойма снабжена направляющими, зубчатое колесо выполнено с эксцентричной расточкой, а каретка размещена в эксцентричной расточке зубчатого колеса и установ лена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль упомянутых направляющих, при этом вал формующего инструмента жестко закреплен на каретке, соединенной с си ловым цилиндром посредством враща тельной пары, а обойма и. зубчатое колесо выполнены с разным йер.едаточ ным отношением. Каретка выполнена с отверстиями, оси которых параллельн ее оси, а механизм удаления отрезан ной заготовки выполнен в виде толка телей, соединенных между собою коль цом/ охватывающим буртик формующего инструмента, и установленных в отверстиях каретки с возможностью взаимодействия с корпусом и возврат но-поступательного перемещения вдол оси каретки. С целый повышения надежности удаления коротких заготово из внутренней полости обрймы кольцо снабжено закрепленным на нем пальцем и подпружиненным относительно обоймы коромыслом с роликом, выполненным с пазом, охватывающим палец. На фиг. 1 схематично изображно , устройство в исходном положении (ко да радиальный зазор между инструмен тами максимален), общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство в положении, когда радиальный зазор между инструментами г/ инимален (при максимальной радиальной подаче), общий вид; на фиг. 4 - вариант соединения карет ки с силовым цилиндром; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 устройство при-втянутом положении шт ка силового цилиндра; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6. Устройство содержит корпус 1, обойму 2, зубчатое колесо 3, каретку 4, обрезной инструмент 5, формующий инструмент 6, приводной вал 7, силовой цилиндр 8 и толкатель 9. Обойм 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 обойглы 2, а шестерня 13 - с зубчатым колесом З.Предаточные числа этих пар близки- по величине, например , ,087 при принятой длительности цикЛа 1ц-1 с и: угловой скорости приводного вала 7и} 300р/с. Неодинаковость передаточных чисел обеспечивает асинхронное.вращение обоймы 2 и зубчатого кодеса 3. в обойме 2 на оси 14 .установлены отрезные инструменты 5 в виде ролика с заходным 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 обесу1ечивающих 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 20на вращающуюся каретку 4. Взаимодействующие поверхности обоймы 2, зубчатого колеса 3, каретки 4, пяты 21выполнены 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 6 через стенку разрезаемой трубы 16 в процессе ее обработки и отрезки. В каретке 4 выполнены сквозные отверстия 25 и 26. Причем отверстия 25 предназначены для ра-змещения пальцев 18, а отверстия 26 - для размещения пальцев 27 толкателя 9, служащего для удаления отрезанной заготовки с формующего инструмента 6. 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 пятоп 21, штоком 20 и кареткой 4 выполнены большими, чем двойная величина .эксцентриситета е. Все это обеспечи вает 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 б инструментов в паре. В корпусе 1 выполнен проем 30, в зубчатом колесе 3 - проем 31, а в каретке 4 - проем 32. Это обеспечивает возможность удаления отрезан ной заготовки 33 из рабочей зоны по действием силы тяжести и центробежной силы. Для подачи трубы 16 до упора в буртик 29 формующего инструмента б предназначен механизм подачи (не показан), а для фиксации трубы 16 устройство снабжено зажимом (не показан.) . Устройство работает следующим образом. В исходном положении шток 20 сил вого цилиндра 8 выдвинут, каретка 4 упирается в обойму 2, радиальный, за зор между отрезнь1м 5 и формующим 6 инструментами, образующими пару рабочих инструментов, максимален. Механизмом подачи труба 16 подается до упора в буртик 29 формующего инструмента б и фиксируется в устройс ве зажимом. При вращении приводного вала 7 вращение передается на обойм 2, зубчатое колесо 3, каретку 4. От резной 5 и формующий 6 инструменты. образуя рабочую пару, вращаются син ронно, так как обойма 2 и каретка 4 соединены между собой пальцем 18. Асинхронное вращение обоймы 2 и зуб чатого колеса 3 приводит к поступательному перемещению всех точек каретки 4 относительно обоймы 2 по траектории в виде окружности диамет ром 2е. В результате этого происходит изменение положения формующего инструмента 6 относительно отрезног инструмента 5. Одновременно вращение инструментов 5 и 6 и приближение инструмента 5 к инструменту б создает движение, в результате кото рого 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 р катку ее изнутри, производя радиаль ный сдвиг стенки трубы 16 в плоскости, .ооразованной торцовыми режущими кромками инструментов 5 и 6. В неко торый 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 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 проеьы 30, 31 и 32 удаляется из устройства. После этого силовой цилиндр 8, вьщвигая 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 формующего инструмента б, 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 вращающихся 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 33из внутренней полости обоймы 2 кольцо 28 снабжено коромыслом 34 с роликом 35 на оси 36. Коромысло 34на 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 форм аощим инструментом 6, который по величине не меньше максимального радиального зазора между инструментами 5 и 6 8 этом положении. Пружина 40 выполнена многовитковой С отогнутыми концами, служащими ловителями корокисла 34 при перемещении каретки 4 относительно пружины 40. Деформация пружины 40 при ходе каретки 4 до упора в обойму 2 позволяет избежать удара каретки 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 отреза ной заготовки ЗЗ роликом 35 к инструменту 6при определенной величине смещения каретки 4 относительно обо мы 2. . При вращении приводного вала 7 к ретка 4 смещается относительно обой мы 2 и при определенной величине смещения пружина 40 прижимает ролик 35 k трубе 16. Ролик 35 обкатывает трубу 16 по ее поверхности. После отделения заготовки 33 ролик 35 при жимает эту заготовку к формующему инструменту 6, Таким образом, К моменту удаления формующего инструмента 6 из внутренней полости обоймы 2 заготовка 33 зафиксирована отн сительно этого инструмента 6, что повышает надежность удаления заготовок 33 из рабочей зоны. . В этом варианте исполнения устройства возврат кольца 28 и пальцев 27в исходное положение осуществляется пружиной 40, которая при выдвижении штока 20 перемещает кольцо 28до упора в каретку 4. С целью уменьш.ения сил трения и износа взаимодействующих поверхностей каретки 4 и пяты 21 междУ ними помещены шарики 41, заменяющие трение скольжения трением качения. Двухопорное крепление отрезного инструмента, сведение до минимума числа подвижных соединений и консольных креплений в опорных конструкциях формующего инструмента повышают жесткость крепления инструмента и обуславливают высокое качество отрезаемых заготовок, упрощают конструкцию всего устройства по сравнению с прототипом. Формула изобретения 1.Устройство для обработки и отрезки труб, содержащее корпус, разм щённые в корпусе обойму и зубчатое колесо, связанные с приводным валом, отрезной инструмент, раз1)1ещенный на обойме, формую11№1й 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 заготовки, отличающееся 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 возможностью воз врат но-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 переда точным 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, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности удаления коротких заготовок из внутренней полости обоймы, кольцо снабжено жестко закрепленным на нем пальцем и подпружиненным относительно обойNH коромыслом с роликом, выполненным с пазом, охватывающим палец. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 617183,-кл. В 23 D 21/10, 1976 (прототип). 12 10

i3 L t

J/

uzj

f8

Фиг. 2 t 3 (7 // /« « Л 26 I I /

S 33 36 JS

/fJ9Фиг. 5. it.4