УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ И НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК

Полезная модель относится к механической обработке глубоких отверстий в трубных заготовках, в частности к обработке трубных заготовок гидроабразивной средой. Может использоваться при осуществлении процессов шлифования наружных и внутренних поверхностей длинномерных труб.
Известно устройство для струйно-абразивной обработки тел вращения, содержащее цилиндрический элемент для реализации эффекта Коанда, рабочую камеру с местом установки вращающейся обрабатываемой детали, в нижней части которой смонтировано плоское питающее сопло, на противоположной цилиндрическому элементу стенке которого установлен патрубок для подачи в питающую струю под действием собственного веса возвратного абразива (Пат. Ru 11128, МПК B24C 3/22, опубл. 16.09.1999).
Недостатком данного устройства является невозможность совмещения обработки наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, что снижает его производительность.
Известно устройство для обработки внутренней поверхности труб, содержащее сопловую насадку, элементы подвода рабочего вещества и энергоносителя и завихритель потока, выполненный в виде втулки с конусным и криволинейным участками на наружной ее поверхности, снабженное осевым установочным стержнем, фланцем, элементами подвода рабочего вещества и элемента подвода энергоносителя, при этом на внутренней поверхности сопловой насадки выполнен расширяющийся в сторону выхода криволинейный участок (Пат. Ru 2108903, МПК B24C 5/04, B24C 3/16, опубл. 20.04.1998).
Недостатком установки является невозможность совмещения обработки наружных и внутренних цилиндрических поверхностей труб.
Известна установка для струйной обработки внутренней поверхности трубных заготовок, содержащая накопительно-расходный узел, состоящая из двух отдельно расположенных бункеров, струйных аппаратов, внутри бункеров, и системы трубопроводов рабочего тела, с выведенными на боковые поверхности форсунками струйных аппаратов с последовательно прикрепленными к ним обрабатываемыми заготовками, и трубопроводы рабочего тела, соединенные с внутренней полостью противоположного бункера (Пат. Ru 2274540, МПК B24C 3/16, опубл. 20.04.2006).
Недостатком установки является невозможность совмещения обработки наружных и цилиндрических внутренних поверхностей трубных заготовок, что снижает его производительность.
Наиболее близким является автоматическое устройство для струйной гидроабразивной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей, являющихся телами вращения, выполненное виде нескольких изолированных камер обработки, с проходящим через них штанговым транспортером с П-образными, снабженное набором форсунок, резервуаром для пульпы, фиксирующими и прижимными элементами, позволяющее одновременно устанавливать и обрабатывать несколько деталей (А.с. SU 180109, МПК B24C 3/12, опубл. 28.11.1966).
Недостатком устройства является сложность конструкции и не возможность его использования при обработке поверхностей длинномерных трубных заготовок.
Задачей полезной модели является разработка высокопроизводительного устройства для гидроабразивной обработки наружных и внутренних цилиндрических поверхностей трубных заготовок, обеспечивающего регулировку давления и объема подаваемой гидроабразивной среды в каждую заготовку.
Техническим результатом заявленного устройства является повышение производительности устройства для гидроабразивной обработки наружных и внутренних поверхностей трубных заготовок и расширение его функциональных возможностей.
Технический результат достигается в устройстве для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок, содержащем резервуар для гидроабразивной среды, при этом оно снабжено напорным трубопроводом, сливным трубопроводом и установленными на основании левым и правым фланцами, которые выполнены с зеркально расположенными центрирующими выточками для базирования трубных заготовок и сквозными отверстиями, при этом фланцы выполнены с возможностью фиксации между ними не менее двух трубных заготовок разного диаметра, установленных соосно одна в другой, с возможностью образования камеры гидроабразивной обработки, полости которой сообщаются с упомянутыми сквозными отверстиями, выполненными во фланцах, причем сквозные отверстия правого фланца, выполнены в виде сужающихся к полости конических сопел и соединены с напорным трубопроводом, сквозные отверстия левого фланца снабжены обратными клапанами и соединены со сливным трубопроводом, а в центрирующих выточках левого фланца расположены подпружиненные сухари.
Устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок характеризуется тем, что количество центрирующих выточек на каждом фланце равно количеству обрабатываемых трубных заготовок.
Устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок характеризуется тем, количество сквозных отверстий каждого фланца не меньше количества обрабатываемых трубных заготовок.
Устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок характеризуется тем, что сквозные отверстия правого фланца соединены с напорным трубопроводом через подводы, снабженные дросселями.
Сущностью полезной модели является такая конструкция устройства, при которой установка нескольких (не менее двух) трубных заготовок осуществляется соосно в один пакет так, что в каждая полость между соседними трубными заготовками через не менее чем одно сквозное отверстие каждого фланца сообщается с напорным и сливным трубопроводами. Такая установка позволяет одновременно обрабатывать внутренние и наружные поверхности нескольких трубных заготовок, что повышает производительность устройства.
Сообщение полостей с напорным трубопроводом возможно через снабженные дросселями подводы. Это позволяет регулировать давление и объемы подаваемой гидроабразивной среды в каждой изолированной полости, для одинаковой производительности обработки, и при необходимости, применять поток гидроабразивной среды независимо, в каждой полости отдельно, что позволяет расширить функциональные возможности устройства.
Наличие обратных клапанов в сквозных отверстиях левого фланца обеспечивает защиту от противотока гидроабразивной среды при неизбежных перепадах давления в соседних камерах.
На чертеже показано продольное сечение устройства для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок.
Устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных цилиндрических поверхностей трубных заготовок состоит из основания 1 и установленных на нем левого подвижного фланца 2 и неподвижного правого фланца 3. Левый фланец 2 снабжен центрирующими выточками 4, а правый фланец 3 снабжен зеркальными выточкам 4 центрирующими выточками 5 для базирования и закрепления трубных заготовок (не менее двух): внутренней трубы 6, промежуточной трубы 7 и наружной трубы 8. Центрирующие выточки 4 и 5 предназначены для базирования трубных заготовок с образованием радиальных зазоров.
При этом в каждой центрирующей выточке 4 равномерно расположено не менее трех сухарей 9, подпружиненных пружинами 10 - для фиксации трубных заготовок: внутренней трубы 6 (трубная заготовка с минимальным диаметром), промежуточной трубы 7 (трубная заготовка с промежуточным диаметром (может отсутствовать)) и наружной трубы 8 (трубная заготовка с максимальным диаметром), при силовом перемещении левого фланца 2 вправо, например, под действием привода зажима труб (привод не показан, направления движения показаны двойной стрелкой). В результате базирования трубных заготовок формируется камера гидроабразивной обработки, состоящая из полостей 11. Каждая полость 11 через сквозные отверстия 12 правого фланца 3 сообщается с напорным трубопроводом 13 посредством подводов 14, снабженных дросселями 15, а со сливным трубопроводом 16 через сквозные отверстия 17, снабженные обратными клапанами 18.
Сквозные отверстия 12 правого фланца 3 выполнены в виде сужающихся к полости 11 конических сопел.
Напорный трубопровод 13, снабжен насосом 19, и сообщается со сливным трубопроводом 16 через резервуар 20 для гидроабразивной среды 21.
Устройство работает следующим образом.
Перед гидроабразивной обработкой (ГАО) левый фланец 2 и правый фланец 3 раздвинуты на длину, превышающую максимальную длину трубных заготовок. После этого трубные заготовки 6-8 базируют в центрирующих выточках 5. Далее включают привод зажима труб (не показан), при этом левый фланец 2 смещается так, что расстояние между фланцами 2, 3 сокращается до величины, обеспечивающей установку трубных заготовок в центрирующих выточках 4 и 5. Сухари 9 под действием пружин 10 фиксируют трубные заготовки с образованием камеры гидроабразивной обработки, состоящей из полостей 11. При включении насоса 19 гидроабразивная среда 21 из резервуара 20 под давлением подается по напорному трубопроводу 13 и через выполненные в виде сопел, сквозные отверстия 12 правого фланца 3 подается в полости 11. При этом с помощью дросселей 15 подводов 14, при необходимости, можно осуществлять регулировку давления и объема подаваемой гидроабразивной среды 21 отдельно в каждой полости 11. Обратные клапаны 18 препятствуют проникновению гидроабразивной среды 21 из сливного трубопровода 16 в полости 11.
Выполнение сквозных отверстий 12 правого фланца 3 в виде конических сопел, сужающихся к полости 11 (по направлению потока гидроабразивной среды 21) способствует увеличению давления и скорости гидроабразивной среды 21 при подаче.
n
Параметры обработки: абразивный материал электрокорунд 24А зернистости М20; М40; М6З; 8; 10; K=20%; p∗=0,1…0,5 МПа; L=50…150 мм; α=15…90°; T=0…300 с.
Интенсивность формирования микрорельефа поверхности при струйной ГАО зависит от количества незатупленных абразивных частиц, воздействующих на единицу обрабатываемой площади в единицу времени. При прочих равных условиях увеличение площади и числа затупленных частиц будет приводить к увеличению времени, необходимого для снятия припуска на обрабатываемых поверхностях и достижения заданного значения шероховатости. Увеличение количества затупленных частиц приводит к снижению производительности, поэтому затупленные частицы вместе с отработанной средой утилизируются и заменяются на свежий абразивный материал.
Таким образом, заявленная конструкция устройства для гидроабразивной обработки трубных заготовок обеспечивает высокопроизводительный процесс гидроабразивного шлифования наружных и внутренних цилиндрических поверхностей трубных заготовок, при необходимости, с возможностью регулировки давления и объема гидроабразивной среды в каждой изолированной полости, и обеспечения независимого в каждой полости потока гидроабразивной среды, что позволяет повысить производительность устройства для гидроабразивной обработки наружных и внутренних поверхностей трубных заготовок и расширить его функциональные возможности.