Устройство для нарезания резьбы на трубах

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначена для нарезания резьбы на трубах.
Известно устройство для нарезания резьбы на трубах в устьях скважин, содержащее стол, гидропривод, резцедержатель, механизм вращения и подачи режущего инструмента, включающего узел преобразования вращательного движения от привода во вращательно-поступательное движение режущего инструмента, копир и салазки (Патент РФ №2190078, опубл. 27.09.2002 г).
Недостатком данного устройства является, то, что оно производит обработку поверхности с помощью резцов, двигающихся вдоль копира, что накладывает ограничения по режимам резания. Данный недостаток приводит к ограничению технических возможностей устройства, что выражается в уменьшении стойкости режущей части инструмента и повышении температуры в зоне резания и снижении производительности.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для нарезания резьбы на трубах на устье скважин, содержащее корпус, механизм вращения и подачи режущего инструмента, включающего узел преобразования вращательного движения от привода во вращательно-поступательное движение режущего инструмента (Патент РФ №2474671, опубл. 10.02.2013 г.)
Недостатком известного устройства, в том числе технической проблемой является невозможность настройки режимов резания, таких как величина круговой подачи инструмента.
В основу заявленной полезной модели был положен технический результат - расширение эксплуатационных возможностей за счет возможности настройки круговой подачи инструмента и, как следствие, возможности настройки шага получаемой резьбы путем внедрения планетарного формообразования для обработки наружных резьб и изменение узла преобразования вращательного движения от привода во вращательно-поступательное движение режущего инструмента, кроме того использование метода планетарного фрезерования упрощает конструкцию, что увеличивает ее ресурс работы.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для нарезания резьбы на трубах, содержащем корпус, механизм вращения и подачи режущего инструмента, включающий узел преобразования вращательного движения от привода во вращательно-поступательное движение режущего инструмента, отличающееся тем, что механизм подачи и вращения режущего инструмента расположен внутри корпуса, и выполнен в виде электродвигателя, связанного с режущим инструментом, ходового винта, зубчатой пары, одно из колес которой закреплено на ходовом винте, а второе на гильзе, при этом оно снабжено приводом вращения ходового винта и фрикционным элементом, расположенным между корпусом и гильзой и предназначенным для замедления обката первого зубчатого колеса вокруг второго.
Изобретение поясняется графическими изображениями.
На фиг. 1 - изображено устройство для нарезания резьбы на трубах, продольный разрез устройства.
На фиг. 2 - поперечный разрез А-А на Фиг. 1.
На фиг. 3 - поперечный разрез Б-Б на Фиг. 1 (увеличено).
Устройство для нарезания резьбы на трубах содержит корпус 1, механизм вращения и подачи режущего инструмента 2, включающий узел преобразования вращательного движения от привода во вращательно-поступательное движение режущего инструмента 2, причем механизм подачи и вращения режущего инструмента 2 расположен внутри корпуса 1, и выполнен в виде электродвигателя 3, связанного с режущим инструментом 2, ходового винта 4, зубчатой пары, одно из колес 5 которой закреплено на ходовом винте 4, а второе 6 на гильзе 7, при этом устройство снабжено приводом 8 вращения ходового винта (например, ручным или электрическим) и фрикционным элементом. Фрикционный элемент состоит, например, из башмака 9, на котором закреплена фрикционная прокладка 10, который поджимается пружиной 11, сдавливаемой винтом 12.
Технические возможности изобретения расширяются при использовании различных комбинаций чисел зубьев зубчатого колеса 6 установленного на гильзе 7 и зубчатого колеса 5 установленного на ходовом винте 4, а также шага ходового винта 4, взаимосвязь которых определяется в формулах:
и  где
Z1 и Z2 - числа зубьев на зубчатых колесах 5 и 6
винт
Р - шаг ходового винта 4
n - количество оборотов винта 4 за время одного обката зубчатого колеса 5 вокруг зубчатого колеса 7, что обеспечивает круговую подачу на зуб инструмента при планетарном формообразовании резьбы.
Р - шаг обрабатываемой резьбы
Конструкция может быть оснащена дополнительными фрикционными элементами, которые будут устанавливаться с соблюдением постоянного окружного шага (например, при установке 3 фрикционных элементов, окружной шаг составит 120°). Это замедлит износ фрикционных прокладок и сделает скорость вращения корпуса 1 вокруг гильзы 6 более плавной и позволит избежать рывков при работе.
Устройство для нарезания резьбы на трубах работает следующим образом.
Гильза 7 закрепляется на трубе (позицией не обозначена) винтами (на чертежах не показаны). Корпус 1 устанавливается на гильзу 7 так, чтобы винт 12 и пружина 11 упирались в башмак 9 и поджимали к гильзе фрикционную прокладку 10. Зубчатое колесо 6 устанавливается так, чтобы создалось зацепление с зубчатым колесом 5. Включается ручной или электрический привод 8, который приводит во вращение ходовой винт 4, в результате чего вдоль него начинает поступательно двигаться электродвигатель 3 и вращающийся режущий инструмент 2. Вращение ходового винта 4 заставляет вращаться зубчатое колесо 5 вместе с корпусом 1 вокруг зубчатого колеса 6. Скорость этого вращения ограничена трением фрикционной прокладки 10 о гильзу 7. В процессе согласованного вращения инструмента и его подачи вдоль обрабатываемой трубы происходит планетарное фрезерование резьбы.
Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в формуле полезной модели, обеспечивает получение заявленного технического результата - расширение эксплуатационных возможностей за счет возможности настройки круговой подачи инструмента и, как следствие, возможности настройки шага получаемой резьбы путем внедрения планетарного формообразования для обработки наружных резьб и изменение узла преобразования вращательного движения от привода во вращательно-поступательное движение режущего инструмента, кроме того использование метода планетарного фрезерования упрощает конструкцию, что увеличивает ее ресурс работы.