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 В24С 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 В24С 5/04, В24С 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 В24С 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 В24С 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 путем обеспечения замкнутого цикла движения абразива в рабочей камере.
Техническим результатом заявленного устройства является повышение производительности устройства для гидроабразивной обработки наружных и внутренних поверхностей трубных заготовок.
Технический результат достигается тем, что устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок, содержит резервуар для гидроабразивной среды, при этом оно снабжено напорным трубопроводом, сливной полостью, механизмами вращения трубных заготовок, включающими электродвигатели, приводные шестерни и зубчатые колеса, и установленными на основании составным левым фланцем и составным правым фланцем, содержащими соосно размещенные наружную, промежуточную и внутреннюю втулки, все втулки левого фланца и внутренняя втулка правого фланца снабжены зажимными цангами, а наружная и промежуточная втулки правого фланца снабжены центрирующими выточками для базирования трубных заготовок, причем фланцы снабжены каналами для перемещения гидроабразивной среды и выполнены с возможностью фиксации между ними трубных заготовок разного диаметра, установленных соосно одна в другой, с образованием сообщающихся через упомянутые каналы полостей, полость, образованная трубной заготовкой минимального диаметра сообщается с напорным трубопроводом через сквозное отверстие правого фланца, а полость, образованная трубной заготовкой максимального диаметра сообщается со сливной полостью через сквозное отверстие левого фланца.
Устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок характеризуется тем, что механизмы вращения трубных заготовок выполнены с возможностью реверсивного движения.
Сущность устройства заключается в обеспечении вращения трубных заготовок разного диаметра, установленных соосно одна в другой и зафиксированных между составными фланцами, с образованием сообщающихся полостей. В процессе гидроабразивной обработки происходит отклонение потока гидроабразивной среды в полости гидроабразивной обработки относительно оси трубной заготовки, наблюдается завихрение потока, приводящее к увеличению скорости обработки и эффективности обработки поверхностей трубных заготовок, то есть повышается его производительность устройства.
На чертеже показано продольное сечение устройства для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок.
Устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок состоит из основания 1 и установленных на нем составным левым фланцем 2 и составным правым фланцем 3, каждый из которых состоит из соосно установленных одна в другой по скользящей посадке наружной 4, 5, промежуточной 6, 7 и внутренней 8, 9 втулок соответственно. Все втулки 4, 6, 8 левого фланца 2 и внутренняя втулка 9 правого фланца 3 снабжены зажимными цангами 10 для зажима и вращения, а наружная 5 и промежуточная 7 втулки правого фланца 3 снабжены центрирующими выточками 11 для базирования трубных заготовок: внутренней трубы 12 (трубная заготовка с минимальным диаметром), промежуточной трубы 13 (трубная заготовка с промежуточным диаметром (может отсутствовать)) и наружной трубы 14 (трубная заготовка с максимальным диаметром). Фланцы 2 и 3 снабжены каналами 15 для перемещения гидроабразивной среды 16 и выполнены с возможностью фиксации между ними трубных заготовок 12-14 разного диаметра, установленных соосно одна в другой, с образованием сообщающихся через каналы 15 полостей 17-19. Каналы 15 образуются при совмещении каналов, выполненных во втулках 4, 6, 8 и 5, 7, 9 соответственно. При этом полость 17, образованная трубной заготовкой 12 минимального диаметра сообщается с напорным трубопроводом 20 через сквозное отверстие 21 правого фланца 3, а полость 19, образованная трубной заготовкой 14 максимального диаметра сообщается со сливной полостью 22 через сквозное отверстие 23 левого фланца 2. Таким образом, обеспечивается замкнутый цикл движения гидроабразивной среды 16 от резервуара 24 для гидроабразивной среды 16 через напорный трубопровод 20, полости 17-19 трубных заготовок 12-14 (зона обработки), сливную полость 22, снова в резервуар 24. На левом фланце 2 и правом фланце 3 установлены механизмы вращения трубных заготовок 12-14, включающие реверсивные электродвигатели 25, 26, с приводными шестернями 27 взаимодействующими с зубчатыми колесами 28. Приводные шестерни 27 и зубчатые колеса 28, расположенные на торце левого фланца 2, выполнены в виде гитары сменных зубчатых колес и закрыты внутренней крышкой 29 (для их изоляции от гидроабразивной среды 16). Реверсивный электродвигатель 25 обеспечивает вращательное движение наружной трубной заготовки 14, а реверсивный электродвигатель 26 обеспечивает вращательное движение внутренней трубной заготовки 12. Вращение промежуточной трубной заготовки 13 осуществляется при передаче вращательного момента посредством приводных шестерней 27 и зубчатых колес 28, расположенных на торце левого фланца 2. Левый фланец 2 установлен наружной поверхностью по скользящей посадке в неподвижный левый люнет 30, а правый фланец 3 установлен наружной поверхностью по скользящей посадке в подвижный правый люнет 31. Неподвижный левый люнет 30 закрыт наружной крышкой 32. Образующаяся при этом сливная полость 22 предотвращает от разбрызгивания гидроабразивной среды. Подачу гидроабразивной среды под давлением обеспечивает насос 33.
Устройство работает следующим образом.
Перед гидроабразивной обработкой (ГАО) левый фланец 2 и правый фланец 3 раздвинуты на длину, превышающую максимальную длину трубных заготовок 12-14. Трубные заготовки 12-14 устанавливают в пакет соосно в цангах 10 левого фланца 2. После этого включают привод зажима труб (не показан), при этом правый фланец 3 перемещают влево: внутреннюю трубную заготовку 12 вставляют в цангу 10 правого фланца 3 и базируют трубные заготовки 13, 14 в центрирующих выточках 11 правого фланца 3. Включают насос 33 для подачи гидроабразивной среды 16 и реверсивные электродвигатели 25, 26 механизмов вращения трубных заготовок 12-14. В результате вращения внутренней трубной заготовки 12 задействуется механизм передачи вращения (гитара) от внутренней заготовки 12 на промежуточную трубную заготовку 13. Наружная трубная заготовка 14 вращается независимо. Из резервуара 24 гидроабразивная среда 16 по напорному трубопроводу 20 через сквозное отверстие 21 правого фланца 3 поступает в полость 17, образованную трубной заготовкой 12 минимального диаметра. Далее гидроабразивная среда 16 перемещается по сообщающимся через каналы 15 полостям 17-19, через сквозное отверстие 23 левого фланца 2 поступает в сливную полость 22 и оттуда обратно в резервуар 24. В процессе перемещения гидроабразивной среды 16 происходит обработка внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок 12-14. Вращение трубных заготовок 12-14 приводит к отклонению потока гидроабразивной среды 16 относительно оси трубных заготовок, происходит завихрение потока гидроабразивной среды 16 и ее пристенное проскальзывание.
Наличие двух реверсивных электродвигателей 25, 26 позволяет осуществлять разнонаправленное вращение трубных заготовок, что обеспечивает усиление завихрения потока гидроабразивной среды 16, то есть способствует повышению эффективности устройства.
Таким образом, заявленная конструкция устройства для гидроабразивной обработки трубных заготовок обеспечивает высокопроизводительный процесс гидроабразивного шлифования наружных и внутренних цилиндрических поверхностей нескольких трубных заготовок установленных соосно в один пакет путем завихрения потока гидроабразивной среды под действием вращения трубных заготовок, что позволяет повысить производительность устройства для гидроабразивной обработки наружных и внутренних поверхностей трубных заготовок.