УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ НАСТРОЙКИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ВЕРЕТЕНА ВАЛЬЦОВКИ

Полезная модель относится к устройствам измерения крутящего момента вращающегося инструмента и может быть использована для контроля настройки крутящего момента веретена вальцовки с электрическим или пневматическим приводами, используемой для развальцовки труб в трубных решетках теплообменного оборудования.
Настройку вальцовки с автоматическим ограничением величины крутящего момента - определение предельного крутящего момента на веретене вальцовки осуществляют, преимущественно, путем экспериментального подбора величины предельного крутящего момента до достижения заданных характеристик соединения «вальцуемая труба - трубная решетка», например, заданной величины внутреннего диаметра вальцуемой трубы. Для обеспечения качественного соединения в процессе работы необходимо постоянно поверять настройку вальцовки и при необходимости корректировать.
(«Машина реверсивная вальцовочная с автоматическим контролем крутящего момента ВМ-1250, паспорт и инструкция по эксплуатации ВМ1250.00.00ПС, Санкт-Петербург, 2001, с. 4)
Наиболее близким по технической сущности является устройство для настройки или поверки ранее настроенных динамических ключей (отверток) моментных и шкальных. Известное техническое решение содержит основание, на котором установлена стойка с подшипниковым узлом и осью, являющейся опорой для вращающегося коромысла с уравновешивающим грузом (противовесом), которое соединено с измерителем, выполненным в виде вертикальной шкалы, на которой отображается угол качания коромысла. При этом ось-опора коромысла снабжена переходником для соединения с настраиваемым ключом, а на коромысле размещено средство изменения величины крутящего момента в виде гирь.
(RU 62459, G01L 5/24, опубликовано 16.01.2006)
Недостатком известного устройства является невозможность его использовать для контроля настройки крутящего момента вала вальцовки, поскольку оно неспособно производить измерения при вращении оси-опоры.
Задачей и техническим результатом полезной модели является создание устройства контроля настройки крутящего момента веретена вальцовки, которое обеспечивает повышенную точность измерения и простоту расчета крутящего момента.
Технический результат достигается тем, что устройство контроля настройки крутящего момента веретена вальцовки включает основание, на котором установлены стойки с подшипниковыми узлами и осью, коромысло с противовесом на одном конце и измерителем силы на другом конце, при этом дополнительно снабжено размещенным на оси шкивом с желобом, причем коромысло установлено на опорной колодке, основание которой размещено в желобе верхней части шкива, а в желобе нижней части шкива размещен тормозной ремень, соединенный двумя регуляторами его натяжения с коромыслом.
Технический результат также достигается тем, что устройство дополнительно снабжено ограничителем углового перемещения коромысла в виде вилки, размещенной на основании между измерителем и стойками; ось снабжена переходником для соединения с веретеном вальцовки; регулятор натяжения тормозного ремня выполнен в виде резьбового соединения маховичка и шпильки, соединенной с концом тормозного ремня, а измеритель угла качания коромысла выполнен в виде пружинного динамометра, установленного на основании через демпфер в виде прокладки из резины.
Использование устройства по полезной модели можно проиллюстрировать примером с использованием рис. 1-3, где:
1 - веретено вальцовки;
2 - переходник;
3 - ось;
4 - основание;
5 - стойка;
6 - подшипниковый узел;
7 - шкив с желобом;
8 - коромысло;
9 - опорная колодка;
10 - тормозной ремень;
11 - регулятор натяжения тормозного ремня;
12 - измеритель силы, динамометр;
13 - ограничительная вилка;
14 - противовес;
15 - демпфер.
кри
Предельный крутящий момент веретена вальцовки устанавливают известным способом, например, настройкой моментной муфты вальцовочной машины типа ВМ-1250 развальцовкой и довальцовкой трубы в трубном отверстии до достижения расчетного внутреннего диаметра трубы. После этого устройством по полезной модели определяют величину предельного крутящего момента M.
Для этого веретено 1 вальцовки (вальцовочной машины) через переходник 2 соединяется с осью 3 устройства, которая подшипниковыми узлами 6 размещена в стойках 5, установленных на основании 4. Устройство снабжено коромыслом 8 с противовесом 14 на одном конце и измерителем силы 12 на другом конце. Измеритель силы 12 коромысла может быть выполнен в виде различных известных измерителей силы, в частности, в виде пружинного динамометра, установленного на основании 4 через демпфер 15 в виде прокладки из резины. На оси 3 размещен шкивом 7 с желобом, который является опорой для коромысла 8, которое размещено на опорной колодке 9, основание которой размещено в желобе верхней части шкива 7. Кроме того, желобе нижней части шкива 7 размещен тормозной ремень 10, соединенный двумя регуляторами его натяжения 11 с коромыслом 8. Такое размещение элементов устройства по полезной модели позволяет сохранять их взаимной расположение в статическом состоянии (при отсутствии вращения шкива 7), а также в динамическом состоянии (при вращении шкива 7). Кроме того, устройство дополнительно снабжено ограничителем углового перемещения коромысла в виде ограничительной вилки 13, размещенной на основании между измерителем и стойками, а регулятор натяжения тормозного ремня И выполнен в виде резьбового соединения маховичка и шпильки, соединенной с концом тормозного ремня 10.
Процесс измерения осуществляется следующим образом.
Маховички регулятора натяжения тормозного ремня 11 откручиваются таким образом, чтобы тормозной ремень 10 свободно провисал. При этом вращение оси будет соответствовать режиму холостого хода. Включается вальцовка. Ось 3 приводит во вращение шкив 7. Через трение между шкивом 7, опорной колодкой 9 и тормозным ремнем 10 на коромысло 8 воздействует момент
крм
M=µFD,
где µ - коэффициент трения; F - радиальная сила; D - диаметр желоба маховика.
Независимо от коэффициента трения этот момент уравновешивается моментом, воздействующим на измеритель силы 12
кри
крм
u
k
M=M=FL.
k.
u
кри
Следовательно, зная величину плеча L коромысла от оси 3 до оси измерителя силы - динамометра и величину силы F по показаниям динамометра можно легко вычислить величину крутящего момента, развиваемого вальцовкой M.
крм
После фиксирования показаний измерителя силы 12 и показывающего прибора вальцовки, в режиме холостого хода производится закручивание маховичков 11, приводящее к увеличению радиальной силы F, а значит и момента M.
Последовательное увеличение силы затягивания тормозной ленты и фиксирование показаний измерителя силы и показывающего прибора (на рисунках не показано) вальцовки позволяет построить точную зависимость крутящего момента вальцовки от показаний показывающего прибора. При достижении момента, соответствующего значению остановки вала вальцовочной машины может произойти реверс с обратным вращением коромысла. Это движение предотвращает ограничительная вилка 13.
По результатам измерений строится механическая характеристика вальцовочной машины в зависимости от данных ее показывающего прибора. На основании такой характеристики устанавливается величина сигнала устройства, автоматически ограничивающего величину развиваемого вальцовочной машины крутящего момента и размещенного в корпусе этой машины.
крм
Контроль настройки крутящего момента веретена вальцовки осуществляют через некоторое время после работы вальцовки по методике, описанной выше. Если величина M изменилась в процессе работы вальцовки, то производят коррекцию настройки моментной муфты вальцовки.