ОПОРНО-ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к металлургическому машиностроению и может быть использована в агрегатах для мерной резки непрерывно движущегося проката, например труб.
Известно опорно-зажимное устройство, содержащее установленные на станине V-образные направляющие, в которых расположена труба, зажимное приспособление, расположенное на станине, в виде установленного на рычаге стакана, и размещенного в нем штока с пальцем и пружины сжатия, а также рукояткой с кулачком, взаимодействующим с пальцем штока, при этом устройство снабжено скобой, установленной на направляющей вблизи от режущего диска и охватывающей сверху отрезаемый прокат для предотвращения выброса последнего (см. патент RU №2214893, МПК B23D 33/02, B23Q 3/06, опубликованное 27.10.2003 г. «Устройство для резки труб»).
Недостатком известного устройства является применение операций зажима заготовки и фиксирования ее скобой, выполняемых вручную. Это препятствует использованию известного опорно-зажимного устройства в автоматизированных высокопроизводительных режущих устройствах, например, в летучих пилах для резки движущегося проката.
Известно опорно-зажимное устройство, содержащее механизм зажима, выполненный в виде зажимных губок расположенных с возможностью перемещения от гидроцилиндра, который установлен на каретке, расположенной на горизонтальных направляющих станины, при этом каретка снабжена вертикальными направляющими для перемещения механизма резания с помощью гидроцилиндра (см. патент RU №2240898, МПК B23D 21/00, B23D 25/02, опубликованный 27.11.2004 г. «Летучая пила для резки движущегося проката»).
Недостатком известного опорно-зажимного устройства являются высокие инерционные динамические нагрузки, действующие на режущий диск во время врезания, обусловленные поступательным движением массивной каретки с механизмами зажима и резания, что не позволяет обеспечить высокую скорость резки летучей пилы и снижает ресурс работы режущего диска.
Наиболее близким по назначению и технической сущности является опорно-зажимное устройство, содержащее опорное колесо, снабженное на периферийной поверхности пазом трапецеидальной формы, в котором расположены опорные колодки, закрепленные на опорном колесе с возможностью прохождения между ними режущего диска и приводной вал, кинематически связанный с приводом режущих дисков (см. «Достижения в теории и практике трубного производства», (Материалы 1-ой Российской конференции по трубному производству), с.306, Екатеринбург, 2004 год).
Наличие опорного колеса, кинематически связанного с приводом вращательного и плоскопараллельного движения осей режущих дисков позволяет значительно снизить динамические нагрузки и повысить производительность летучей пилы. Однако опорные колодки не обеспечивают в момент реза движущихся концов трубы надежной их опоры, так как при радиальном перемещении опорной поверхности кулачков невозможно обеспечить одновременный контакт трубы с обоими кулачками. В этом случае при больших скоростях вращения режущего диска возникают большие силы трения в контакте его торцевой поверхности с трубой, которые выталкивают короткие концы трубы после их отрезки. Это приводит к неуправляемой баллистике их движения, создавая аварийную ситуацию.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности и безопасности работы летучей пилы.
Указанный технический результат достигается тем, что в опорно-зажимном устройстве, содержащем опорное колесо, снабженное на периферийной поверхности пазом трапецеидальной формы для расположения опорного элемента, и приводной вал, кинематически связанный с приводом режущего диска, согласно полезной модели, опорный элемент выполнен в виде поджатой к торцу опорного колеса скобы с прорезью на горизонтальных полках с возможностью вхождения ее в паз опорного колеса под действием пневмоцилиндра, при этом скоба установлена на каретке, перемещающейся под действием стенки паза вдоль трубы в направляющих стола, и взаимодействует с клиновым упором, установленном на столе.
Выполнение опорного элемента в виде поджатой к торцу опорного колеса скобы, выполненной с прорезью на горизонтальных полках для прохождения режущего диска, позволяет обеспечить плоскую опору трубы на нижнюю полку скобы, на которую при резке надежно опираются оба конца разрезаемой трубы, что исключает зажим режущего диска и выброс короткого конца трубы.
Выполнение опорного элемента в виде скобы позволяет также за счет ее верхней полки ограничить свободу вертикального перемещения короткого конца трубы, что значительно повышает надежность работы летучей пилы, обеспечивая безопасность ее работы.
Установка скобы с возможностью вхождения ее под действием пневмоцилиндра в паз опорного колеса при противостоянии скобы и паза, значительно уменьшает инерционные нагрузки, что позволяет применить заявляемое устройство для высокопроизводительной резки движущегося проката, в частности труб.
Расположение скобы на подвижной каретке, перемещающейся под действием паза по направляющим стола вдоль трубы, позволяет производить резку непрерывно движущейся трубы, а также извлекать скобу из паза после резки.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о ее соответствии условию патентоспособности «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного выполнения полезной модели.
На фигуре 1 изображено опорно-зажимное устройство.
На фигуре 2 изображено вхождение опорного элемента в паз опорного колеса (вид сверху).
Опорно-зажимное устройство содержит опорное колесо 1, снабженное пазом 2 трапецеидальной формы, в котором в момент реза располагается опорный элемент, выполненный в виде скобы 3 с прорезью 4 на верхней 5 и нижней 6 горизонтальных полках. Скоба 3 установлена на каретке 7, перемещающейся в направляющих 8 стола 9 вдоль трубы 10, и соединена с пневмоцилинром 11, обеспечивающим вхождение ее в паз 2 при положении паза 2 напротив скобы 3. Каретка 7 снабжена роликами 12 для перемещения по направляющим 8. Скоба 3 взаимодействует с клиновым упором 14, расположенным на столе 9, при выходе ее из паза 2 после реза. Каретка 7 соединена с противовесом 14 для возвращения ее в исходное положение. Приводной вал 15 опорного колеса 1 кинематически связан с приводом (не показан) режущего диска 16.
Опорно-зажимное устройство работает следующим образом. Вращение от приводного вала 15 передается на опорное колесо 1. Скоба 3 под действием пневмоцилиндра 11 находится в поджатом положении к торцу опорного колеса 1. В момент, когда паз 2 занимает положение напротив скобы 3, она под действием пневмоцилиндра 11 входит в паз 2. Труба 10 занимает положение между горизонтальными полками 5 и 6 скобы 3. При этом труба 10 опирается на нижнюю горизонтальную полку 6, которая создает плоскую опору для трубы 10 при резке. Режущий диск 16 через прорезь 4 врезается в трубу 10 и движется вместе с ней. Таким образом, происходит резка непрерывно движущейся трубы. При этом верхняя полка 6 скобы 3 ограничивает отрезанный конец трубы от выброса. При дальнейшем вращении опорного колеса 1 стенка паза 2 толкает скобу 3, которая тянет за собой каретку 7, перемещающуюся по направляющим 8 вдоль трубы 10 до тех пор, пока скоба 3 не достигнет клинового упора 13. Затем скоба 3 перемещается по поверхности клинового упора 13 и извлекается из паза 2. При этом каретка 7 со скобой 3 при помощи противовеса 14 возвращается в исходное положение. Скоба 3, будучи поджата давлением пневмоцилиндра 11 к торцу опорного колеса 1, готова для вхождения в паз 2 при противостоянии с ним для создания опоры при последующем резе.