ЦАНГОВЫЙ ЗАХВАТ ТРУБЫ
TUBE COLLET GRIPPER

Изобретение относится к области атомного машиностроения, в частности к оборудованию демонтажа радиоактивных объектов в виде труб.
Известно устройство - механизм клинового захвата для деталей с углублением [Боренштейн Ю.П. Исполнительные механизмы захватывающих устройств. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1982. - 232 с. С.15], которое в принципе может быть использовано и для захвата труб. Устройство требует дополнения элементов, обеспечивающих введение его в отверстие и выведение из отверстия после операции захвата и транспортировки объекта на требуемую позицию, что на представленной в книге схеме не указано. Кроме того, шарнирное соединение захватно-зажимных элементов устройства без фиксации осей шарниров не обеспечивает надежного зацепления объекта.
Известно техническое решение, представленное упрощенный многозвенной схемой захвата-зажима объекта за внутренние поверхности [Челпанов И.Б., Колпашников С.Н. Схваты промышленных роботов. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1989. - 287 с. С.46. Рис.4.12о], которое в принципе также может быть применено для захвата труб за внутреннюю поверхность. Сложность исполнения многозвенной конструкции предопределяет снижение надежности ее работы.
Известно устройство - клиновой захват [Я.И.Оберман. Строповка грузов. Справочное издание М.: Металлургия, 1990. - 336 с. С.76, Рис.24а], работающий на принципе клинового эффекта. Устройство требует применения дополнительных конструктивных элементов и операций для заведения его в отверстие объекта и выведение его из отверстия после завершения операции захвата и транспортировки объекта. Кроме того, незафиксированные оси подвеса зажимных губок могут привести к их перекосом и ненадежности сцепления с поверхностью объекта.
Предлагаемое техническое решение устраняет указанные недостатки.
Устройство цангового захвата трубы в положении в момент опускания его на торец трубы представлено на фигуре 1.
Устройство представлено для извлечения объекта - трубы 18 из технологической трубы 1 и состоит из следующих элементов.
Корпус 2 устройства является цилиндром с центральным отверстием, в котором свободно перемещается ползун 12. Корпус 2 свободно перемещается в технологической трубе 1. К корпусу 2 присоединяется с помощью винтов 6 крышка 3 с отверстием для прохода каната настройки 4, присоединенного к планке несущей 10.
В ползуне 12 выполнен паз 7, в котором размещена планка несущая 10 и узел крепления каната несущего 5 к оси подвеса 8. В пазу 7 верхней части ползуна 12 установлены ось опорная 9 и ось 11, которые являются базовыми опорными для планки несущей 10.
Ползун 12 в нижней части соединен со стержнем 13 с помощью метрической резьбы с мелким шагом. Верхний конический элемент стержня 13 предназначен для разжима трех лепестков вставки цанговой 14, как показано в сечении А-А. Наружная поверхность цанг выполнена с выступающими шипами для внедрения во внутреннюю поверхность трубы 18.
Корпус 2 соединяется с основанием 15 конуса и вставкой 14 цанговой болтами 19 с мелкой резьбой, как показано на фигуре 2.
К основанию 15 конуса с помощью винтов 17 прикреплен конус 16 направляющий.
Форма конуса 16 определяется условиями обеспечения свободного ввода устройства в технологическую трубу 1 и обеспечения свободного входа трубы 18 в отверстие основания 15 конуса в случае, если труба 18 расположена не по оси трубы 1 технологической.
В положении, представленном на фигуре 1, устройство подвешено на канате несущем 5. Корпус 2 находится в подвешенном состоянии, которое обеспечивается тем, что планка несущая 10 передает опорные реакции на торцовую поверхность внутренней расточки ползуна и ось опорную 9. Канат настройки 4 в момент опускания устройства на торец трубы 18, ее захвата и подъема находится в свободном ненагруженном положении.
Устройство работает следующим образом.
Подвешенное на несущем канате 5 устройство опускается по вертикали в технологическую трубу 1. Объект захвата - труба 18 находится внизу. Вход в трубу обеспечивается скошенным направляющим конусом 16. Между наружными заостренными кромками конуса 16 и внутренней поверхностью трубы 1 имеется минимальный зазор, обеспечивающий свободное перемещение устройства, а внутренняя конусная поверхность конуса 16 служит направляющей для отклонения торца трубы 18 в случае ее касания стенки трубы технологической 1 и установки трубы 18 в вертикальное положение по оси трубы технологической 1 и свободного входа ее в отверстие основания конуса 15. При опускании устройства нижняя плоскость основания вставки цанговой 14 входит в контакт с торцом трубы 18, корпус 2 становится неподвижным, ползун 12 опускается ниже, входит в контакт с верхним основанием вставки 14 цанговой и становится неподвижным; при этом планка несущая 10 поворачивается под действием момента равнодействующей сил тяжести относительно оси 11 и занимает положение, указанное пунктирными линиями на фигуре 1.
При подъеме ползуна 12 коническая поверхность стержня 13 раздвигает лепестки цанги, которые входят в контакт с внутренней поверхностью трубы 18, как показано, на фигуре 2. Дальнейший подъем устройства происходит уже с объектом - трубой 18, причем чем тяжелее труба или больше сила сопротивления ее перемещению, тем больше усилие вдавливания шипованных лепестков цанг во внутреннюю поверхность трубы 18.
Разъединение устройства и объекта возможно только после фиксации объекта на заданной технологической позиции. При последующем опускании ползуна 12 и одновременном натяжении каната настройки 4 коническая поверхность стержня 13 выходит из контакта с лепестками цанги, лепестки под действием сил упругости возвращаются в исходное положение, а планка 10 под действием натяжения каната настройки 4 при совмещении высотного положения оси 11 и кольцевой выточки в ползуне 12 поворачивается в положение, показанное на фигуре 1. В таком положении осуществляется подъем устройства уже без объекта захвата.
Устройство готово к следующей операции.