УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ НЕПРЕРЫВНО ДВИЖУЩИХСЯ ТРУБ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, а точнее к устройствам для резки проката и труб в непрерывных профилегибочных и трубоэлектросварочных агрегатах.
Известно устройство для резки непрерывно движущихся труб (см. патент РФ №2363566, кл. B23D 21/00, заявл. 01.03.2007 г., опубл. 10.09.2008 г.).
Устройство для резки непрерывно движущихся труб содержит перемещаемую на катковых опорах раму, установленный на ней корпус с приводным шпинделем, два шарнирно закрепленных двуплечих рычага и ползун, соединенный с гидроцилиндром. Ползун установлен на направляющей, закрепленной на шпинделе. Поворот шпинделя осуществляется от привода через зубчатую передачу. На одном конце каждого из двуплечих рычагов закреплена головка с приводным пильным диском. Каждый пильный диск, закрепленный в головке двуплечих рычагов, имеет привод вращения от электродвигателя через клиноременную передачу. Другие концы двуплечих рычагов соединены с ползуном посредством тяг со сферическими головками, взаимодействующими со сферическими подпятниками, установленными на концах этих рычагов. Тяги со сферическими головками могут быть выполнены как сплошными, так и регулируемыми по длине. Регулируемые тяги выполнены из двух частей, соединенных между собой гайкой.
Для фиксации трубы перед входом и выходом шпинделя установлены фиксирующие зажимы. Рама во время резки трубы перемещается по направляющим от привода через зубчатую рейку.
Недостатком данного устройства является сложность и недостаточная эффективность привода вращения пильного диска. Наличие клиноременной передачи увеличивает габариты устройства, требует большого времени и затрат на обслуживание. При порезке сварных труб диаметром более 100 мм количество ремней в приводе вращения пильного диска составит 6-9 штук, что резко снизит его надежность.
Следующим недостатком устройства является большое расстояние от центра масс каретки до горизонтальной плоскости направляющих ее Катковых опор, что при несогласовании скоростей каретки и скорости перемещения разрезаемых труб создает при зажиме ее большой опрокидывающий момент, что негативно сказывается на долговечности устройства.
Для гарантированного совпадения при порезке труб плоскости начала реза одного пильного диска с плоскостью конца реза второго пильного диска требуется высокая точность изготовления пильного диска, корпуса шпинделя и подшипников качения в части их торцевого биения и исключения их осевого перемещения при вращении.
При порезке шестиметровых труб малого диаметра и скорости сварки 120 м/мин число включений привода возвратно-поступательного перемещения пильного диска составит 2400 включений в час, что резко снижает его надежность.
Из известных устройств для резки непрерывно движущихся труб наиболее близким по технической сущности является устройство для резки непрерывно движущихся труб (см. патент РФ №2240898, кл. B23D 21/00, 25/02, заявл. 23.05.2003 г., опубл. 27.11.2004 г.).
Это устройство содержит основание в виде соединенных полыми штангами двух сварных тумб с внутренними емкостями для размещения рабочей жидкости гидросистемы, реечный механизм перемещения по закрепленным на тумбах горизонтальным направляющим каретки, на сварном каркасном корпусе которой смонтирован механизм зажима, размещенный на каретке механизм резания в виде несущего корпуса, в котором на подшипниках качения установлен шпиндель-маховик, одним концом соединенный с приводом вращения, а другим - с дисковой пилой, механизм подачи дисковой пилы и защитный кожух
Основной недостаток устройства для резки непрерывно движущихся труб состоит в том, что при резке тонкостенных квадратных и прямоугольных труб в процессе реза недопустимо деформируется верхняя полка поперечного сечения сварной трубы, что снижает качество реза. При порезке шестиметровых труб малого диаметра, скорости сварки 120 м/мин и возвратно-поступательном вертикальном перемещении пильного диска число включений его механизма составит 2400, что резко снижает его надежность и исключает возможность увеличения времени на «чистый рез».
Следующий недостаток устройства заключается в том, что наличие нерегулируемой скорости вращения и недостаточно плавное регулирование скорости подачи дисковой пилы уменьшает его технологические возможности из-за отсутствия широкого набора режимов резания для большого количества типоразмеров труб.
Задача настоящей полезной модели состоит в создании устройства для резки непрерывно движущихся труб, позволяющего повысить надежность, долговечность и улучшить качество реза за счет исключения повреждения поперечного сечения при резке сварных труб, особенно тонкостенных.
Следующей задачей является создание устройства для резки непрерывно движущихся труб, позволяющего расширить технологические режимы резания трубы при неизменной производительности трубоэлектросварочного агрегата.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для резки непрерывно движущихся труб, содержащем основание в виде соединенных полыми штангами двух сварных тумб с внутренними емкостями для размещения рабочей жидкости гидросистемы, реечный механизм перемещения по закрепленным на тумбах горизонтальным направляющим каретки, на сварном каркасном корпусе которой смонтирован механизм зажима, размещенный на каретке механизм резания в виде несущего корпуса, в котором на подшипниках качения установлен шпиндель-маховик, одним концом соединенный с приводом вращения, а другим - с дисковой пилой, механизм подачи дисковой пилы и защитный кожух, согласно полезной модели, несущий корпус механизма резания выполнен в виде одноплечего рычага, на свободном конце которого в сквозном отверстии размещен механизм подачи дисковой пилы, выполненный в виде закрепленного в подшипниковых опорах вала с приводом вращения с регулируемой скоростью и кольцевым токосъемником, установленных на каркасном сварном корпусе каретки. Кроме того, защитный кожух размещен на сварном каркасном корпусе каретки и выполнен с окном, имеющим крышку с приводом от гидроцилиндра.
Такое конструктивное выполнение устройства для резки непрерывно движущихся труб позволит за счет изменения траектории перемещения дисковой пилы в процессе реза с прямолинейной на радиусную исключить повреждения формы поперечного сечения разрезаемых профильных труб, так как траектория дисковой пилы при резе близка к диагоналям профильных труб, имеющим большую жесткость по сравнению с линией, перпендикулярной их полкам, а начало реза осуществляется с наиболее жесткой части профильных труб - их радиусной части.
Безостановочное, регулируемое по скорости перемещение дисковой пилы в два раза сокращает число включений механизма подачи дисковой пилы и дает возможность в цикле реза сварных труб изменять скорость ее перемещения при:
- врезании в тело трубы (ее радиусная часть у профильных труб и большое начальное разрезаемое сечение у цилиндрических труб);
- резе средней части (одинаковая площадь разрезаемого сечения);
- резе оставшегося сечения (радиусная часть у профильных труб и большое конечное разрезаемое сечение);
- выходе дисковой пилы из зажимных механизмов;
- возвращении дисковой пилы в начало реза следующей сварной трубы.
Возможность в широком диапазоне изменять как скорость подачи, так и скорость вращения дисковой пилы позволяет на каждом типоразмере труб изменять режимы резания, что увеличит ее надежность, долговечность и повысит качество реза концов труб.
Для пояснения полезной модели ниже приводится конкретный пример ее выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи:
на фиг.1 - изображено устройство для резки непрерывно движущихся труб;
на фиг.2 - то же, вид по стрелке А на фиг.1;
на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2;
на фиг.4 - траектория движения дисковой пилы при порезке прямоугольной трубы.
Устройство для резки движущихся труб содержит основание 1, на горизонтальных направляющих 2 которого установлена каретка 3 с роликами 4, механизмами зажима труб 5, резания 6 и подачи 7 дисковой пилы 8.
Основание 1 выполнено в виде соединенных полыми штангами 9 двух сварных тумб 10, 11, имеющих внутренние полости для рабочей жидкости, сообщающиеся между собой посредством полостей штанг 9.
На сварных тумбах 10, 11 расположены стойки 12, 13, в которых закреплены горизонтальные направляющие 2, служащие для перемещения по ним роликов 4 каретки 3. Кроме того, на тумбе 11 расположены площадки для привода 14 реечного механизма 15 перемещения каретки 3 и гидросистемы 16. На тумбе 10 установлен следящий ролик 17, служащий для замера длины отрезаемых сварных труб. Механизм резания 6 состоит из несущего корпуса 18, в котором на подшипниках качения 19, 20 размещен шпиндель-маховик 21, один конец которого соединен с электродвигателем 22 с регулируемой скоростью вращения, а на другом свободном конце шпинделя-маховика 21 закреплена дисковая пила 8.
Несущий корпус 18 выполнен в виде одноплечего рычага, на свободном конце которого в его сквозном отверстии 23 жестко закреплен вал 24 механизма подачи 7 дисковой пилы 8. Вал 24 вместе с подшипниковыми опорами 25, приводом 26 с регулируемой скоростью вращения, кольцевым токосъемником 27 смонтированы на сварном каркасном корпусе 28 каретки 3. В нижней части сварного каркасного корпуса 28 размещены механизмы зажима 5 трубы в виде рычагов 29. Поворот рычагов 29 осуществляется от гидроцилиндров 30. В верхней части сварного каркасного корпуса 28 закреплен защитный кожух 31 с окном 32 для технического обслуживания дисковой пилы 8. Окно 32 снабжено открывающейся с помощью гидроцилиндра 33 крышкой 34. Для ликвидации прогиба горизонтальные направляющие 2 в своей средней части по длине поддерживаются стойками 35.
Устройство для резки непрерывно движущихся труб работает следующим образом.
Перед порезкой сварной трубы 36 каретка 3 с дисковой пилой 8, вращающейся со скоростью, соответствующей данному типоразмеру труб, находится в исходном положении (крайнем левом - на фиг.1). От следящего ролика 17 дается сигнал приводу 14 на включение вращения двигателя и перемещение каретки 3.
После достижения равенства скоростей между трубой 36 и кареткой 3, подается команда на включения механизмов зажима 5 труб. Один из них зажимает трубу 36 в непосредственной близости от дисковой пилы. Второй механизм зажима 5 размещен в конце сварного каркасного корпуса 28.
Механизм резания 6 с вращающейся дисковой пилой 8 и непрерывно вращающимся приводом 26 механизма ее подачи к моменту срабатывания механизма зажима 5 находится в исходном положении перед резом (см. фиг.4).
При повороте одноплечего рычага 18 на угол, определяемый размером трубы и контролируемый угловым датчиком (на фиг. не показано), труба разрезается. От углового датчика дается команда на разжим разрезанной трубы. В этот момент дисковая пила уходит из зоны резания. Каретку 3 останавливают и возвращают в исходное положение. Благодаря наличию шпинделя-маховика 21 непрерывно вращающаяся дисковая пила 8 к началу следующего реза вновь запасает необходимую кинетическую энергию для реза трубы.
Далее цикл порезки труб повторяется.
Дисковая пила непрерывно охлаждается смазочно-охлаждающейся жидкостью, которая стекает по желобу 37 в систему охлаждения (на фиг. не показано).
Кольцевой токосъемник 27 служит для подачи электроэнергии к планетарно вращающемуся электродвигателю привода механизма резания 6.
Предложенное устройство для резки непрерывно движущихся труб по сравнению с известными позволит повысить надежность, долговечность и улучшить качество реза за счет исключения повреждения поперечного сечения при резке сварных труб. Кроме того, предложенное устройство позволит расширить технологические режимы резания труб при неизменной производительности трубоэлектросварочного агрегата.