УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ТРУБ

Полезная модель относится к устройствам для обработки труб и может быть использована для резки труб при строительстве и ремонте магистральных трубопроводов.
Из уровня техники известны отрезные машины для резки труб, использующие гидравлическую станцию в качестве привода (например, патент РФ №2132260). Недостатком подобных решений является их громоздкость, а также сложности в условиях экстремально низких температур.
Более целесообразным представляется использование в качестве двигателя электродвигателя. На этом принципе работы реализованы широко использующиеся отрезные машины для безогневой резки труб серии «Волжанка» (http://sovitek.m/mrt-cold/voljanka.html).
Машина для безогневой резки труб согласно патенту РФ №80135 (опубликован 27.01.2009; МПК B23D 21/06; F16H 1/32) содержит режущий инструмент и его привод, установленные на тележке, которая снабжена механизмом для ее перемещения по внешней окружности трубы. Механизм перемещения тележки кинематически соединен с приводом режущего инструмента и включает планетарную передачу, содержащую центральное колесо и два зубчатых венца, один из которых установлен с возможностью закрепления от вращения, а центральное колесо и второй зубчатый венец неподвижно соединены соответственно с ведущим и ведомым валами планетарной передачи, сателлиты, симметрично расположенные вокруг центральной оси планетарной передачи, и водило, содержащее для каждого сателлита две одинаковые щеки, в которых установлена невращающаяся ось с подвижно посаженным на ней сателлитом. Планетарная передача содержит четыре сателлита.
Техническим результатом известного решения является увеличение вращающего момента, который может выдержать планетарная передача механизма для перемещения тележки в машине для безогневой резки. Однако в указанной машине для безогневой резки труб резка осуществляется с помощью специального профильного инструмента, который перемещается по трубе при помощи специальных втулочно-роликовых цепей. В ряде случаев это не обеспечивает достаточную жесткость конструкции. Их конструкция имеет такие существенные недостатки, как долгое время резания и сложности при резке труб с большой толщиной за один проход.
Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является трубоотрезной станок согласно патенту РФ №2028882 (опубликован 20.02.1995; МПК B23D 21/04). Трубоотрезной станок содержит корпус, расположенную в нем приводную планшайбу, установленные в ней по меньшей мере три суппорта с резцедержателями с возможностью поворота, фиксации и перемещения в угловом направлении, ходовые винты, установленные в резцедержателях, подвижный упор. Он также снабжен дополнительным упором для отвода инструмента. Корпус выполнен разъемным в виде двух частей. Планшайбы выполнены в виде двух секторов, соответственно расположенных в упомянутых частях корпуса. Один из суппортов выполнен в виде двух секторов, отсчетного механизма, направляющей, вала, а один из секторов суппорта жестко закреплен на планшайбе с возможностью взаимодействия с подвижным упором посредством звездочки. Вал смонтирован на суппорте, а второй из секторов суппорта установлен посредством оси, закрепленной на неподвижном секторе с возможностью поворота вокруг нее. Ходовой винт установлен в данном секторе и связан с направляющей и кинематически - с валом неподвижного сектора. Резцедержатель установлен в подвижном секторе посредством оси, выполненной с конической боковой поверхностью с возможностью поворота относительно указанного сектора и перемещения вдоль него по направляющей. Отсчетный механизм установлен на резцедержателе. Дополнительный упор установлен на одной из частей корпуса с возможностью взаимодействия с суппортами посредством звездочек и связан с ходовыми винтами посредством подпружиненных стержней, смонтированных в упомянутых звездочках.
Трубоотрезной станок используется для резки труб и разделки стыков труб под сварку в условиях их монтажа, а также выборке дефектов кольцевых монтажных сварных швов. Достигаемый технический результат заключается в повышении производительности и точности, а также расширении технологических возможностей. Недостатком известного решения является сложность устройства, а кроме того, в нем не раскрывается механизм привода вращения планшайбы, на которой установлены суппорты с резцами.
Заявляемая полезная модель направлена на упрощение конструкции устройства для резки труб по сравнению с известными решениями и позволяет снизить время резания, обеспечить жесткую конструкцию устройства для повышения долговечности и износостойкости ее основных узлов и деталей, сделать ее применение более универсальным.
Поставленная задача решается тем, что устройство для резки труб содержит верхний полукорпус и нижний полукорпус, соединенные шарнирными болтами, электродвигатель с ведущей шестерней и редуктор, закрепленные на раме, соединенной с верхним полукорпусом, зубчатое колесо, состоящее из двух половин, соединенных вместе зажимными приспособлениями, установленных на опорные ролики в верхнем полукорпусе и нижнем полукорпусе и выполненных с возможностью зацепления с ведущей шестерней, блок опрокидывателя, резцедержатели, установленные в размещенных на зубчатом колесе суппортах, причем суппорты снабжены прижимными планками и узлами винта подачи для подачи резца в зону резания, и установочные винты и опоры для крепления устройства для резки труб к трубе.
На верхнем полукорпусе и нижнем полукорпусе могут размещаться фиксаторы для фиксации положения половин зубчатого колеса в верхнем полукорпусе и нижнем полукорпусе в разобранном состоянии. Кроме того, верхний полукорпус и нижний полукорпус могут быть снабжены рым-болтами для удобства монтажа устройства для резки труб посредством грузоподъемного механизма.
Предпочтительно, если устройство для резки труб содержит съемный защитный кожух. В нем может быть размещен блок смазки для смазки зубчатого колеса и ведущей шестерни. При этом блок смазки может быть выполнен в виде короба, набитого пропитанным маслом пористым материалом.
Далее полезная модель более подробно объясняется со ссылкой на фигуры.
На фиг.1 приведен вид спереди устройства для резки труб.
На фиг.2 приведен вид сбоку устройства для резки труб.
Устройство содержит блок опрокидывателя (1), зубчатое колесо (2), верхний полукорпус (3) и нижний полукорпус (4), суппорты (5), редуктор и электродвигатель (6), ведущую шестерню (7), фиксаторы (8).
Верхний полукорпус (3) и нижний полукорпус (4) соединяются между собой с помощью двух шарнирных болтов (9).
Зубчатое колесо (2) также состоит из двух половин, скрепляемых вместе зажимными приспособлениями (10), установленными в опорные ролики (не показаны). Опорные ролики размещаются в верхнем полу корпусе (3) и нижнем полукорпусе (4). Для надежной фиксации положения половин зубчатого колеса (2) в верхнем полу корпусе (3) и нижнем полукорпусе (4) в разобранном состоянии используются фиксаторы (8).
Суппорты (5) устанавливаются непосредственно на зубчатом колесе (2) при помощи болтов. Они включают резцедержатели (11), которые предназначены для хранения режущего инструмента - вставного резца (не показан). Суппорты (5) также снабжены регулируемыми прижимными планками и узлом винта подачи (12), который используется для подачи вставного резца в зону резания. В качестве суппорта (5) может быть использован следящий суппорт для компенсации овальности.
Блок опрокидывателя (1) жестко закреплен на внешней стороне верхнего полу корпуса (3) и предназначен для хранения оси опрокидывателя (13). Ось опрокидывателя (13) используется для поворота звездочки (14) на узле винта подачи (12). Также с помощью блока опрокидывателя (1) осуществляется настройка положения резцов относительно обрабатываемой трубы перед началом работы.
При помощи установочных винтов (15), выполненных в виде внутренних шестигранников, и опор (18) устройство для резки труб крепится на трубе. Могут быть предусмотрены сменные установочные винты (15) и опоры (18) для установки устройства на трубопроводы различных диаметров от 325 до 530 мм.
Редуктор и электродвигатель (6) закреплены на раме (16), которая в свою очередь соединена с верхним полу корпусом (3) устройства для резки труб. В конструкции устройства может быть предусмотрено использование электродвигателя (6) с частотным регулированием.
На верхнем полукорпусе (3) и нижнем полукорпусе (4) предусмотрены рым-болты (17) для монтажа устройства с помощью грузоподъемных механизмов.
Устройство для резки труб может содержать съемный защитный кожух (не показан). При этом для смазки зубчатого колеса (2) и ведущей шестерни (7) может быть предусмотрен блок смазки, расположенный на защитном кожухе. Данный блок смазки представляет собой короб, набитый пористым материалом, который пропитан маслом. Смазывание зубчатого колеса (2) производится через отверстия в защитном кожухе капельным путем.
Устройство для резки труб работает следующим образом. Вращение от вала электродвигателя (6) передается на понижающий редуктор, например редуктор марки РП 400. От редуктора через ведущую шестерню (7) вращение передается на зубчатое колесо (2) устройства.
Суппорты (5) вместе с резцедержателями (11) закреплены на зубчатом колесе (2) и начинают вращаться вместе с ним. Узел винта подачи (12) на суппорте (5) включает маховик, в котором выполнено несколько пазов, например 10 пазов, и с каждым оборотом зубчатого колеса (2) маховик поворачивается от жестко закрепленной оси блока опрокидывателя (1) на одно деление, осуществляя подачу режущего инструмента на заданную величину, например 0,1 мм.
Так как блок опрокидывателя (1) один, а суппортов (5) с резцами два, то очевидно, что врезание одного из резцов произойдет быстрее. Для обеспечения одновременного врезания резцов служит блок опрокидывателя (I): обслуживающий работник приподнимает рукоятку блока опрокидывателя (1) на себя перед прохождением суппорта (5) с резцом, который уже осуществил врезание в трубопровод. Таким образом, винт подачи узла винта подачи (12) данного суппорта (5) остается на месте и дальнейшей подача режущего инструмента не происходит. После прохождения суппортом (5) блока опрокидывателя (1) работник возвращает блок опрокидывателя (1) в исходное положение. Данная операция выполняется до тех пор, пока второй суппорт (5) не сделает нужное количество оборотов и закрепленный в резцедержателе (11) резец не совершит врезание.
На суппортах (5) предусмотрена «горячая» замена резцов без демонтажа устройства для резки труб. Для этого необходимо выключить электродвигатель (6) устройства, ослабить крепежные болты, вынуть старый резец и вставить новый. Возможно использование резцов из быстрорежущей стали различных конфигураций для любого вида фасок (30°, 45°, 60°). Преимуществом устройства для резки труб данной конструкции также является то, что разделка кромок под сварку возможна одновременно с резанием при использовании специальных резцов, и дальнейшая обработка кромок не требуется.
Для уменьшения люфта между зубчатым колесом (2) и опорными роликами может быть предусмотрен эксцентрик на оси блока опорного ролика. С помощью этой оси происходит регулирование зазора на всех роликах.
Остановка и пуск устройства для резки труб осуществляется с пульта управления.
Подача охлаждающей жидкости на режущий инструмент осуществляется шлангом из бачка.
Перед монтажом устройства для резки труб необходимо выбрать комплект установочных винтов (15) и опор (18) в соответствии с диаметром трубопровода. Монтаж начинается с установки на трубу верхнего полукорпуса (3) с электродвигателем (6) и редуктором при помощи грузоподъемных устройств. Для этого на верхнем полукорпусе (3) предусмотрены рым-болты (17). Далее под трубой заводится нижний полукорпус (4) и совмещается с уже установленным с верхним полукорпусом (3). После этого затягиваются шарнирные болты (9) на верхнем полу корпусе (3) и нижнем полукорпусе (4) устройства, а также зажимные приспособления (10) и на зубчатом колесе (2).
Далее устройство для резки труб может быть жестко закреплено на трубе с помощью установочных винтов (15) и опор (18). Для этого необходимо шестигранником слегка затянуть два установочных винта (15) с опорами (18), расположенных напротив друг друга, стараясь сохранить при этом центрированное и перпендикулярное положение устройства относительно обрабатываемой трубы. Затем затягиваются оставшиеся два установочных винта (15), расположенные под углом 90° по отношению к первому комплекту установочных винтов (15) с опорами (18).
Перед установкой вставных резцов в резцедержатель (11) необходимо определить, какие именно резцы нужно использовать для конкретной обработки. Устройство для резки труб выполняет резку в направлении по часовой стрелке, если смотреть на фиг.1. Существуют правосторонние и левосторонние режущие инструменты для резания и скашивания кромки. Правосторонние резцы выполняют рез и скашивание кромки на той стороне, на которой установлена машина, левосторонние - на противоположной стороне.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает более простую конструкцию в сравнении с ближайшим аналогом, что положительно сказывается на долговечности и износостойкости основных узлов и деталей, а также режущего инструмента. Кроме того, как показали испытания, заявляемое устройство для резки труб позволяет увеличить скорость резания, что снижает общее время ремонтных работ трубопроводов.
Другими преимуществами полезной модели являются возможность быстрой смены резцов, возможность производить одновременный рез и формирование фаски (при использовании специальных резцов), снижение стоимости по сравнению с аналогами, автоматическая подача резца в зону резания, неприхотливость в эксплуатации (может использоваться как в цехе, так и в полевых условиях).