УСТРОЙСТВО ЗАЖИМНОЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ

Полезная модель относится к устройствам зажима обрабатываемых деталей и может быть использована для сборки или разборки, визуального контроля, ремонта или технического обслуживания запорно-регулирующей арматуры и иных элементов.
К запорно-регулирующей арматуре относятся клиновые задвижки, запорные, регулирующие, отсеченные клапаны, шаровые и пробковые краны. Для крепления запорно-регулирующей арматуры больших размеров и масс требуется создание большого усилия зажима, что приводит к необходимости использования пневматических или гидравлических приводов.
Известны тиски с механогидравлическим усилителем по патенту на изобретение RU №2124979 C1, МПК B25B 1/18, опубл. 20.01.1999, которые содержат корпус, неподвижную и подвижную губки, ходовой винт. Механогидравлический усилитель закреплен на ходовом винте, у рукоятки. Поршень передает силу зажима от цилиндра на подвижную губку через стержень. Плунжер подпружинен относительно цилиндра пружиной, обеспечивающей возврат плунжера при разжиме детали. Шарнирно-рычажная рама, состоящая из рычага, втулки, винта и рычага, используется в качестве опоры подвижной губки через ходовой винт. Для перевода подвижной губки на другую позицию применяются коническая зубчатая передача и рукоятка Рама устраняет изгибающий момент в корпусе, позволяя точно базировать зажимаемую деталь. Однако конструкция тисков по патенту RU №2124979 не обеспечивает надежного зажима запорно-регулирующей арматуры.
В патенте на изобретение RU №2498042 C2, МПК E21B 19/06, E21B 19/16, B2B 13/52, опубл. 10.11.2013, описано гидравлическое зажимное устройство, которое содержит зажим, установленный на опоре внутри каркаса, к которому жестко прикреплен корпус гидроцилиндра, имеющего поршень и выполненного с возможностью создания усилия, направленного по продольной оси гидроцилиндра и прикладываемого к зажиму. К поршню гидроцилиндра и к зажиму примыкает промежуточный компонент, на одном конце которого имеется сферический концевой участок, входящий в сферическую опору, находящуюся в поршне. Устройство обеспечивает ослабление усилий на поршень гидроцилиндра, действующих на зажим в направлениях, отличных от направления продольной оси гидроцилиндра. Гидравлическое зажимное устройство согласно патенту RU №2498042 особенно эффективно для использования в силовых тисках для зажима трубы по ее наружной поверхности, однако его использование для зажима запорно-регулирующей арматуры затруднено.
Гидравлическое зажимное устройстве разматывателя рулонов полосы по патенту РФ на изобретение №2455095 C1, МПК B21C 47/18, содержит два гидроцилиндра, расположенных горизонтально, и управляющую гидроаппаратуру, которая выполнена в виде трех гидрораспределителей. Первый гидрораспределитель соединен с первым гидроцилиндром и снабжен обратным и редукционным клапанами для соединения с насосом и предохранительным и обратным клапанами для соединения со сливом. Второй гидрораспределитель снабжен гидрозамком, соединяющим его со вторым гидроцилиндром, а третий гидрораспределитель снабжен дросселем для соединения его со сливом. Изобретение по патенту №2455095 позволяет повысить надежность захвата рулонов полосы, однако не обеспечивает надежный захват запорно-регулирующей арматуры.
Наиболее близким к заявляемому зажимному гидравлическому устройству является гидравлический узел питания и регулировки для подъемного устройства с двумя опорами с независимыми приводами, действующими одновременно, по патенту РФ на изобретение №2495283 C2, МПК F15B 11/22, опубл. 10.10.2013, который принят в качестве прототипа. Гидравлический узел содержит циркулирующую в нем жидкость подачи и возврата для двух гидравлических вертикальных подъемных устройств и предпочтительно содержит: балансировочный клапан, управляющий опусканием площадок; разделяющий клапан, позволяющий разделять подаваемую жидкость на два потока с одинаковой скоростью, каждый из которых обеспечивает питание одного из гидравлических подъемных устройств; и регулировочный электромагнитный гидрораспределитель, который при выполнении регулировки гидравлических подъемных устройств оператором независимо от их направления и положения изолирует одно из гидравлических устройств для его остановки, в то время как другое устройство продолжает работать. Гидравлический узел позволяет изменять и регулировать уровень поддерживаемой площадки за счет синхронизации работы гидравлических устройств, однако он не оснащен захватами для крепления запорно-регулирующей арматуры.
Задача настоящей полезной модели состоит в создании зажимного гидравлического устройства, создающего большое усилие зажима при закреплении запорно-регулирующей арматуры.
Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в повышении надежности крепления запорно-регулирующей арматуры для сборки или разборки.
Задача с достижением указанного технического результата решается тем, что устройство зажимное гидравлическое, согласно полезной модели, содержит станину, внутри которой находится узел механической синхронизации, на верхней поверхности станины расположена продольная направляющая с пазом, в который вложены два захвата, выполненные с возможностью перемещения по направляющей в горизонтальной плоскости, упор, выполненный с возможностью управляемого движения вверх и вниз в вертикальной плоскости по станине с помощью двух гидроцилиндров, цилиндры которых жестко закреплены в нижней части боковых стенок кронштейнов станины, штоки жестко закреплены вверху боковин упора, а верхние и нижние полости гидроцилиндров соединены верхними и нижними трубками с гидростанцией, выполненной с возможность синхронизации работы гидроцилиндров и регулировки усилия зажима.
Технический результат достигается также тем, что:
станина содержит основание, два боковых кронштейна станины и верхнюю балку станины;
захват содержит жестко скрепленные струбцину, снабженную ручкой, основание струбцины, ширина которого больше толщины струбцины, и прижим, при этом на верхнюю поверхность основания нанесено сетчатое рифление;
форма паза продольной направляющей соответствует форме нижней части захвата, при этом в паз вложена прокладка скольжения;
упор содержит две боковины упора и верхнюю балку упора, которая содержит два ложемента, установленных под углом 120° с зазором между ними, и накладку в центральной части, при этом ширину зазора выбирают из условия свободного перемещения захвата;
во внутренних углах боковин упора установлены направляющие вставки, в пазы которых заходят боковые ребра кронштейнов станины;
станина с лицевой стороны закрыта передним кожухом, на котором закреплена панель управления;
станина с тыльной стороны закрыта задним кожухом, на котором закреплен электронный шкаф с подключенной к нему панелью управления, педалью и гидростанцией;
панель управления содержит кнопку пуск/стоп, сигнальную лампу, манометр, переключатель вверх/вниз и кнопку аварийной остановки;
гидростанция содержит бак, снабженный сливной пробкой, гидронасос с электрическим двигателем, манометр, выведенный на панель управления и подключенный к напорной линии, которая через обратный клапан, гидрораспределитель с соленоидами, управляемый гидрозамок, первый дроссель с обратным клапаном и делитель-сумматор соединена с нижними полостями гидроцилиндров, верхние полости гидроцилиндров с помощью подводящей линии через второй дроссель с обратным клапаном, гидрораспределитель и сливной фильтр соединены с баком, а между напорной и сливной линиями включен предохранительный клапан;
узел механической синхронизации содержит вал синхронизирующий, закрепленный в подшипниках с внутренней стороны в верхней части боковых стенок кронштейнов станины, на концах которого установлены верхние звездочками, в нижней части боковых стенок кронштейнов станины установлены с возможностью вращения нижние звездочки, попарно через верхние и нижние звездочки перекинута цепь, связанная через винты натяжения с кронштейнами натяжения, прикрепленными с внутренней стороны в нижней части боковин упора.
Достижение технического результата обеспечивается тем, что фиксация закрепляемой арматуры на упоре производится за счет горизонтального перемещения захватов, а усилие зажима создается за счет вертикального подъема упора с закрепляемой арматурой при помощи гидравлического привода. Синхронность работы гидроцилиндров обеспечивается гидравлически за счет делителя-сумматора и с помощью механической синхронизации. Регулировка усилия зажима осуществляется настройкой предохранительного клапана.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - устройство, вид спереди;
на фиг. 2 - устройство, вид сверху;
на фиг. 3 - устройство, вид сбоку слева;
на фиг. 4 - устройство, продольный разрез по вертикали;
на фиг. 5 - устройство, разрез по горизонтали;
на фиг. 6 - устройство, поперечный разрез по вертикали;
на фиг. 7 - панель управления;
на фиг. 8 -структурная гидравлическая схема гидростанции;
а фиг. 9-11 - поясняют работу устройства.
Устройство гидравлическое зажимное содержит станину 1, которая содержит два боковых кронштейна 2 станины и верхнюю балку 3 станины.
На верхней поверхности балки 3 станины (см. фиг. 6) расположена продольная направляющая 4 с пазом 5, в который вложены два захвата 6, выполненные с возможностью перемещения по направляющей 4 в горизонтальной плоскости. Захват 6 содержит жестко скрепленные струбцину 7, снабженную ручкой 8, основание 9 струбцины и прижим 10. Форма паза 5 направляющей 4 соответствует форме нижней части захвата. Ширину основания захвата для обеспечения его устойчивости в пазу выбирают в пределах от 1,7 до 1,9 толщины струбцины. Перемещение захватов 6 по направляющей 4 выполняют вручную с помощью ручек 8. Для облегчения перемещения захватов 6 в паз 5 вложена прокладка 11 скольжения, которая может быть выполнена, например, из высокомолекулярного полиэтилена PE 500 (PE HMW R), который обладает низким коэффициентом трения и хорошим сопротивлением износу и истиранию.
Упор 12 содержит две боковины 13 упора и верхнюю балку 14 упора. Верхняя поверхность балки 14 упора состоит из двух ложементов 15, установленных под углом 120° с зазором 16 между ними. Ширину зазора 16 выбирают из условия свободного перемещения захватов 6. В центральной части верхней балки 14 упора установлена накладка 17, длина которой равна минимальной строительной длине устанавливаемой арматуры. Накладка 17 придает упору жесткость, а также обеспечивает центровку захватов.
Упор 12 выполнен с возможностью управляемого движения вверх и вниз в вертикальной плоскости, с помощью двух расположенных по бокам устройства гидроцилиндров 18. Для этого цилиндры 19 гидроцилиндров 18 жестко закреплены с помощью фланцев 20 в нижней части боковых стенок кронштейнов 2 станины. Штоки 21 гидроцилиндров 18 жестко закреплены вверху боковин 13 упора с помощью фланцев 22.
Для скольжения упора 12 по станине 1 во внутренних углах боковин 13 упора установлены направляющие вставки 23, в пазы 24 которых заходят боковые ребра кронштейнов 2 станины, что обеспечивает при движении штоков 21 движение упора 12 относительно неподвижной станины 1. Вставки 23 выполняют из материала, который обладает низким коэффициентом трения и хорошим сопротивлением износу и истиранию, например, из высокомолекулярного полиэтилена PE 500 (PE HMW R).
Верхние и нижние полости гидроцилиндров 18 соединены верхними 25 и нижними 26 трубками с гидростанцией 27, расположенной внутри станины 1.
Станина 1 с лицевой стороны закрыта передним кожухом 37, на котором закреплена панель 28. Панель 28 управления (см. фиг. 8) содержит кнопку 29 пуск/стоп, сигнальную лампу 30, манометр 31, переключатель 32 вверх/вниз и кнопку 33 аварийной остановки.
С тыльной стороны станина 1 закрыта задним кожухом 34, на котором закреплен электронный шкаф 35, внутри которого размещены электрические элементы.
К электронному шкафу 35 подключена панель 28 управления, педаль 36 и гидростанция 27.
Внутри станины 1 находится узел 38 механической синхронизации, который содержит вал 39 синхронизирующий, закрепленный в подшипниках 40 с внутренней стороны в верхней части боковых стенок кронштейнов станины. На концах вала 40 установлены верхние звездочки 37, жестко связанные с валом. В нижней части боковых стенок кронштейнов 2 станины установлены с возможностью вращения, например на втулках скольжения, нижние звездочки 41. Попарно через верхние 37 и нижние 41 звездочки перекинута цепь 42, связанная через винты 43 натяжения с кронштейнами 44 натяжения, прикрепленными с внутренней стороны в нижней части боковин 13 упора.
Управление движением гидроцилиндров 18 выполняется с помощью гидростанции 27, которая находится внутри станины 1 и обеспечивает плавный синхронный ход гидроцилиндров 18 с постоянной скоростью.
Гидростанция 27 может быть выполнена по схеме, приведений на фиг. 8, и содержит бак 45, снабженный сливной пробкой 46, гидронасос 47 с электрическим двигателем 48, манометр 31, подключенный к напорной линии 49, которая через обратный клапан 50, гидрораспределитель 51, гидрозамок 52, первый дроссель 53 с обратным клапаном и делитель-сумматор 54 соединена через соединительную линию 55 с нижними полостями гидроцилиндров 18. Верхние полости гидроцилиндров 18 с помощью соединительной линии 56 через второй дроссель 57 с обратным клапаном, гидрораспределитель 51 и сливной фильтр 58 соединены с баком 45. Между напорной линией 49 и сливной линией 59 включен предохранительный клапан 60, обеспечивающий защиту от гидроудара и настройку заданного давления в гидросистеме. Гидронасос 47 подает рабочую жидкость из бака 45 в систему питания гидроцилиндров 18. Переключение направления движения гидроцилиндров обеспечивается гидрораспределителем 51, который управляется переключателем 32 вверх/вниз с панели 28 управления. С помощью педали 36 осуществляется подача питающего напряжения на выбранный переключателем 32 соленоид гидрораспределителя. Делитель-сумматор 54 обеспечивает синхронную работу гидроцилиндров 18 за счет выравнивания потоков жидкости, поступающих в полости гидроцилиндров.
Дополнительная синхронизация работы гидроцилиндров 18 осуществляется с помощью узла 38 механической синхронизации. При работе гидроцилиндров 18 вместе с упором 12 начинают двигаться кронштейны 44, и в случае рассогласованного движения гидроцилиндров и перекоса сторон упора 12, перемещение одной боковины 13 упора через элементы узла 38 механической синхронизации: цепь 42, звездочки 37 и 41, вал 39 передается на противоположную сторону. Тем самым приводится в движение кронштейн противоположной стороны. При этом происходит выравнивание хода гидроцилиндров 18 и поддерживается горизонтальное положение верхней балки 14 упора 12.
Рабочей жидкостью устройства является минеральное масло с минимальным вспениванием, например, марки ВГМ3-45.
Устройство гидравлическое зажимное работает следующим образом.
Команда на пуск устройства подается с панели 28 управления кнопкой 29 пуск/стоп. Направление движения упора 12, задается переключателем 32 вверх/вниз с панели 28 управления. Педаль 36 устанавливают на безопасном для рабочего расстоянии от 1 м до 1,5 м от устройства. С помощью педали 36 осуществляется управление перемещением упора 12 в зависимости от выбранного режима работы переключателем 32 с панели 28.
Арматуру 61 устанавливают вручную или с помощью дополнительных подъемных механизмов на накладку 17, центрируя ее посередине упора 12. Осуществляют гидравлический подъем упора 12 до уровня, при котором захваты 6 будут направлены в отверстие 62 арматуры (см. фиг. 9). Затем захваты с помощью ручек 8 вводят в отверстие 62 арматуры (см. фиг. 10). После этого продолжают гидравлический подъем упора 12 до фиксации арматуры, контролируя по манометру 31 давление масла в гидравлической системе.
Фиксация арматуры 61 (см. фиг. 11) происходит между прижимами 10 захватов 6 и упором 12, при этом усилие зажима создается гидроцилиндрами 18 в вертикальном направлении. Для исключения смещения захватов в горизонтальном направлении на верхнюю поверхность основания 9 захвата нанесено сетчатое рифление.
После того, как арматура надежно закреплена в устройстве, отпускают педаль 36 и отключают питание на панели 28 управления. Оператор подходит к устройству и безопасно осуществляет сборку или разборку, визуальный контроль, ремонт или техническое обслуживание запорно-регулирующей арматуры.
Кнопка 33 аварийной остановки находится на панели 28 управления. Ее действие заключается в размыкании электрической цепи и как следствие - остановка движения штоков 21 гидроцилиндров 18. В случае отсутствия напряжения, внезапного спуска упора 12 не произойдет, гидроцилиндры 18 остановятся на текущем уровне за счет действия гидрозамка 52.
В соответствии с заявляемой полезной моделью изготовлен опытный образец устройства, которое, при габаритах длина * ширина * высота (мм), равных 1170*480*1040 и массе 500 кг, обеспечивает зажим запорно-регулирующей арматуры и иных элементов с диаметром ответных фланцев в диапазоне от 50 мм до 250 мм с массой до 1000 кг. Достигаемое усилие зажима регулируется в диапазоне от 15 до 60 кН, что обеспечивает надежное крепление различных видов запорно-регулирующей арматуры для сборки или разборки.