RU2056981C1

RU2056981C1 - Apparatus for cutting continuously moving tubes

Info

Publication number: RU2056981C1
Application number: RU92009306A
Authority: RU
Inventors: Иван Петрович Барков
Original assignee: Иван Петрович Барков
Priority date: 1992-12-02
Filing date: 1992-12-02
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: metal pressure forming. SUBSTANCE: apparatus has a carriage, being moved along guides of a frame and carrying a mechanism for clamping a tube, a mechanism for cutting with a separate rotation drive of a spindle and a drive unit for moving the carriage. Spring-loaded cutter holders are mounted on an end of the spindle of the cutting mechanism, the cutter holders engage with dents of a hollow rod, arranged inside of the spindle, having a bearing assembly and kinematically joined with the carriage and with the mechanism for clamping the tube. The mechanism for clamping the tube is in the form of two parallelogram-type mechanisms, including jaws-connecting rods, kinematically connected one with another, and cranks, one of which is spring-loaded and provided by a following roller. The drive unit for moving the carriage is in the form of a crank-slider mechanism, including a crank, being kinematically connected by its one end with rolls of a tube welding mill with the aid of a shaft and a coupling, and by its other end - with the slider- carriage with the aid of a connecting rod, having a spring-loaded sleeve. The rotation drive of the spindle of the mechanism for cutting tubes is in the form of three mutually engaged gear wheels, connected with an electric motor. EFFECT: enhanced efficiency of the apparatus. 2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для резки движущихся труб на заготовки мерной длины, например, в линиях непрерывных трубоэлектросварочных станков. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used for cutting moving pipes into blanks of measured length, for example, in lines of continuous pipe welding machines.

Известно устройство для резки непрерывно движущихся труб, содержащее станину с направляющими и расположенную на них с возможностью перемещения каретку, несущую полый шпиндель с размещенными на нем подпружиненными блоками дисковых ножей, установленный с возможностью осевого перемещения, механизм радиального перемещения блоков ножей и привод (пневмоцилиндр) перемещения каретки (1). A device for cutting continuously moving pipes is known, comprising a bed with guides and a carriage located on them, movably supporting a hollow spindle with spring-loaded blocks of disk knives mounted on it, mounted with the possibility of axial movement, a mechanism for radially moving blocks of knives and a drive (pneumatic cylinder) for moving carriages (1).

Недостатками этого устройства являются неизбежные дополнительные отклонения по длине отрезаемых заготовок и низкое качество концов отрезаемых труб вследствие отсутствия в устройстве механизма зажима трубы. При перемещении каретки в процессе реза за счет внедрения подпружиненных в осевом направлении дисковых ножей в тело трубы и при циклическом скачкообразном колебательном движении трубы относительно каретки происходит сминание концов отрезаемых заготовок. The disadvantages of this device are the inevitable additional deviations along the length of the cut workpieces and the poor quality of the ends of the cut pipes due to the absence of a pipe clamping mechanism in the device. When moving the carriage during the cutting process due to the introduction of axially spring-loaded disk knives into the pipe body and during cyclic spasmodic vibrational movement of the pipe relative to the carriage, the ends of the cut blanks are crushed.

Наиболее близким к предлагаемому является станок, содержащий станину, подвижную каретку, несущую механизм зажима трубы, и механизм реза с индивидуальным приводом вращения шпинделя дисковых ножей, привод перемещения каретки, быстродействующий захват, установленный на тележке, системы управления кареткой и захватом и импульсный измеритель длины отрезаемой трубы (2). Closest to the proposed one is a machine containing a bed, a movable carriage bearing a pipe clamping mechanism, and a cutting mechanism with an individual drive for rotating the spindle of disk knives, a carriage moving drive, a quick gripper mounted on a trolley, a carriage and gripper control system, and a pulse meter for cutting length pipes (2).

Недостатками этого устройства являются низкая производительность, вызванная массивностью и инерционностью каретки, несущей на себе электродвигатель привода вращения шпинделя дисковых ножей, и низкий выход годного за счет того, что дисковые ножи механизма реза трубы, внедряясь в тело трубы, сминают концы отрезаемых заготовок. Кроме того, на работе станка отрицательно сказывается то, что, в момент захвата трубы тележка, стоящая неподвижно, испытывает значительные ударные нагрузки, которые увеличиваются с ростом скорости движения трубы, что снижает срок службы, то есть надежность работы устройства. The disadvantages of this device are low productivity caused by the massiveness and inertia of the carriage, which carries an electric motor for driving the rotation of the spindle of disk knives, and a low yield due to the fact that the disk knives of the pipe cutting mechanism, penetrating the pipe body, crush the ends of the cut billets. In addition, the operation of the machine is negatively affected by the fact that, at the time of gripping the pipe, the truck, which is stationary, experiences significant shock loads, which increase with increasing speed of the pipe, which reduces the service life, that is, the reliability of the device.

Цель изобретения повышение производительности, выхода годного и надежности работы устройства. The purpose of the invention is to increase productivity, yield and reliability of the device.

Цель достигается тем, что в устройстве для непрерывной резки труб, содержащем каретку, выполненную с возможностью перемещения по направляющим станины и содержащую механизм зажима трубы и механизм реза с индивидуальным приводом вращения шпинделя и привод перемещения каретки, на торце шпинделя механизма реза трубы закреплены с возможностью радиального перемещения подпружиненные резцедержатели, выполненные с возможностью взаимодействия скошенными торцами с Г-образными выступами размещенного внутри шпинделя полого штока, оснащенного подшипниковым узлом, с возможностью взаимодействия с подпружиненным рычагом, один конец которого выполнен в виде вилки, а другой снабжен копирным роликом, связанным с шарнирно закрепленным на двух стойках поворотным копиром с осью вращения, параллельной продольной оси шпинделя, оснащенным пазами, выполненными с возможностью взаимодействия копирными поверхностями с копирными роликами каретки и механизма зажима трубы. Механизм зажима трубы выполнен в виде двух оппозитно расположенных параллелограммных механизмов, содержащих шатуны-губки, кинематически связанные между собой, и кривошипы, один из которых подпружинен и снабжен копирным роликом. Привод перемещения каретки выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма, связанного с приводом валков трубосварочного стана и включающего кривошип, на конце которого закреплена с возможностью перемещения вдоль кривошипа шлицевая втулка, снабженная двумя пальцами, на одном из которых расположен копирный ролик, контактирующий с копиром, неподвижно установленным на станине, а на другом шарнирно закреплен конец шатуна, связанный противоположным концом с подпружиненной втулкой, шарнирно закрепленной на ползуне-каретке. Привод вращения шпинделя механизма реза трубы выполнен в виде связанных с электродвигателем трех шестерен, одна из которых ведущая закреплена на двух стойках, расположенных на станине, с возможностью взаимодействия с промежуточной шестерней, установленной в подшипниковых опорах на каретке с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси ведущей шестерни и находящейся в зацеплении с шестерней, закрепленной на шпинделе. The goal is achieved in that in a device for continuous cutting of pipes containing a carriage made to move along the bed guides and comprising a pipe clamping mechanism and a cutting mechanism with an individual spindle rotation drive and a carriage movement drive, the pipes are cut radially at the spindle end spring-loaded tool holders, made with the possibility of interaction with beveled ends with L-shaped protrusions of a hollow rod located inside the spindle, equipped with with a bearing assembly, with the possibility of interacting with a spring-loaded lever, one end of which is made in the form of a fork, and the other is equipped with a copy roller connected to a rotary copier pivotally mounted on two racks with an axis of rotation parallel to the longitudinal axis of the spindle, equipped with grooves made with the ability to interact with the copiers surfaces with copy rollers of the carriage and pipe clamping mechanism. The pipe clamping mechanism is made in the form of two opposed parallelogram mechanisms containing connecting rods-sponges kinematically connected to each other, and cranks, one of which is spring loaded and equipped with a copy roller. The carriage movement drive is made in the form of a crank-slide mechanism associated with the roll mill roll drive and including a crank, at the end of which a splined sleeve equipped with two fingers is fixed movably along the crank, on one of which is a copy roller in contact with the copier, motionless mounted on the bed, and on the other end of the connecting rod is pivotally fixed, connected by the opposite end to a spring-loaded sleeve pivotally mounted on the slide-carriage. The drive of rotation of the spindle of the pipe cutting mechanism is made in the form of three gears connected to the electric motor, one of which the drive is mounted on two racks located on the bed, with the possibility of interaction with the intermediate gear installed in the bearings on the carriage with the possibility of reciprocating movement along the axis of the leading gears and meshed with gear mounted on the spindle.

Использование привода вращения шпинделя механизма реза трубы, выполненного в виде связанных с электродвигателем, установленным на станине, трех шестерен, снизит массу каретки, ее инерционность, что позволит повысить производительность устройства. Применение вращающихся резцедержателей с режущим инструментом, например резцами, устранит возможность сминания концов труб, что позволит повысить выход годного, снижение ударных нагрузок при захвате трубы механизмом зажима позволит увеличить ресурс работы предлагаемого устройства, то есть повысить надежность его работы. The use of a spindle rotation drive of the pipe cutting mechanism, made in the form of three gears connected to an electric motor mounted on a bed, will reduce the mass of the carriage and its inertia, which will increase the productivity of the device. The use of rotating tool holders with a cutting tool, such as cutters, will eliminate the possibility of crushing the ends of the pipes, which will increase the yield, reducing shock loads when the pipe is gripped by the clamping mechanism will increase the life of the proposed device, that is, increase the reliability of its operation.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство для резки непрерывно движущихся труб; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2 (механизм зажима трубы условно показан в плоскости разреза); на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2 (поперечный разрез механизма зажима трубы и поворотного копира); на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 1. (продольный разрез подпружиненной втулки); на фиг. 6 вид Г на фиг. 3; на фиг. 7 разрез Д-Д на фиг. 3 (крепление резцедержателей на торце шпинделя и резца в резцедержателе); на фиг. 8 разрез Е-Е на фиг. 6 (продольный разрез подпружиненного резцедержателя); на фиг. 9 разрез Ж-Ж на фиг. 4 (продольный разрез поворотного копира). In FIG. 1 presents the proposed device for cutting continuously moving pipes; in FIG. 2 same, top view; in FIG. 3, section AA in FIG. 2 (the pipe clamping mechanism is conventionally shown in the section plane); in FIG. 4 a section BB in FIG. 2 (cross section of the pipe clamping mechanism and the rotary copier); in FIG. 5 is a section BB of FIG. 1. (longitudinal section of the spring-loaded sleeve); in FIG. 6 is a view D in FIG. 3; in FIG. 7 is a section DD in FIG. 3 (mounting of toolholders on the end face of the spindle and tool in the toolholder); in FIG. 8 a section EE in FIG. 6 (longitudinal section of a spring-loaded tool post); in FIG. 9 section FJ in FIG. 4 (longitudinal section of a rotary copier).

Устройство для резки непрерывно движущихся труб содержит станину 1 с закрепленными на ней с помощью стоек 2 направляющими 3, между которыми расположена с возможностью перемещения по ним каретка 4, несущая механизм 5 зажима трубы 6, выполненный в виде двух оппозитно расположенных параллелограммных механизмов, содержащих шатуны-губки 7, кинематически связанные между собой, и кривошипы 8, один из которых снабжен подпружиненным кривошипом 9 с закрепленным на его конце копирным роликом 10. На каретке 4 расположен также механизм реза трубы 6, содержащий оснащенный шестерней 11 шпиндель 12, на торце которого закреплены с возможностью радиального перемещения подпружиненные резцедержатели 13 с закрепленными в них режущими инструментами, например резцами 14, с возможностью взаимодействия скошенными торцами с Г-образными выступами 15 полого штока 16, размещенного внутри шпинделя 12. Шток 16 оснащен подшипниковым узлом 17 с возможностью взаимодействия с концом подпружиненного рычага 18, выполненным в виде вилки. На другом конце рычага 18 выполнен копирный ролик 19. Каретка 4 снабжена установленным на пальце 20 роликом 21. Устройство оснащено копирами 22 и 23, закрепленными неподвижно относительно станины 1, и шарнирно закрепленным на стойках 2 поворотным копиром 24 с осью вращения, параллельной продольной оси шпинделя 12, и тремя пазами 25, 26 и 27, копирные поверхности которых находятся во взаимодействии с копирными роликами 10, 19 и 21 соответственно. Копирные поверхности пазов 25 и 26 поворотного копира 24 имеют продолжения на неподвижных копирах 22 и 23. Привод перемещения каретки 4 выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма. На конце кривошипа 28, оснащенном шлицами, закреплена с возможностью перемещения вдоль кривошипа 28 шлицевая втулка 29, снабженная двумя пальцами. На одном из пальцев расположен копирный ролик 30, контактирующий с копирной поверхностью паза 31 копира 32, расположенного неподвижно относительно станины 1. На другом пальце шарнирно закреплен конец шатуна 33, на противоположном конце которого установлена с возможностью перемещения подпружиненная втулка 34, шарнирно связанная с ползуном-кареткой 4. Кривошип 28 закреплен на валу 35, установленном с возможностью вращения в стойках 36. Вал 35 оснащен фрикционной, например электромагнитной или пневматической, муфтой 37 со встроенным тормозом, связанной, например, кинематически с приводом валков трубоэлектросварочного стана. Привод вращения шпинделя 12 механизма реза трубы 6 выполнен в виде трех шестерен, одна из которых 38 ведущая, закреплена на стойках 2, кинематически связана, например, клиноременной передачей 39 с электродвигателем, с возможностью взаимодействия с промежуточной шестерней 40, установленной в подшипниковых опорах 41 на каретке 4 с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси ведущей шестерни 38. Промежуточная шестерня 40 выполнена в зацеплении с шестерней 11, закрепленной на шпинделе 12. A device for cutting continuously moving pipes contains a frame 1 with guides 3 mounted on it with racks 2, between which a carriage 4 is located that can be moved along them with a support mechanism 5 for clamping the pipe 6, made in the form of two opposite parallelogram mechanisms containing connecting rods - sponges 7, kinematically connected with each other, and cranks 8, one of which is equipped with a spring-loaded crank 9 with a carbon roller 10 fixed to its end. On the carriage 4 there is also a pipe cutting mechanism 6, containing a spindle 12 equipped with a gear 11, on the end of which spring-loaded toolholders 13 are mounted with a possibility of radial movement with cutting tools fixed therein, for example, cutters 14, with the possibility of interaction of the beveled ends with the L-shaped protrusions 15 of the hollow rod 16 located inside the spindle 12. The rod 16 is equipped with a bearing assembly 17 with the possibility of interaction with the end of the spring lever 18, made in the form of a fork. A copy roller 19 is made at the other end of the lever 18. The carriage 4 is equipped with a roller 21 mounted on the finger 20. The device is equipped with copiers 22 and 23 fixed to the frame 1 and pivotally mounted on the posts 2 by a rotary copier 24 with an axis of rotation parallel to the longitudinal axis of the spindle 12, and three grooves 25, 26 and 27, the copy surfaces of which are in cooperation with the copy rollers 10, 19 and 21, respectively. The copy surfaces of the grooves 25 and 26 of the rotary copier 24 have extensions on the stationary copiers 22 and 23. The drive for moving the carriage 4 is made in the form of a crank-slide mechanism. At the end of the crank 28, equipped with slots, a spline sleeve 29 provided with two fingers is fixed with the possibility of movement along the crank 28. A copy roller 30 is located on one of the fingers, which is in contact with the copy surface of the groove 31 of the copier 32, which is stationary relative to the bed 1. On the other finger, the end of the connecting rod 33 is pivotally mounted, at the opposite end of which is mounted a spring-loaded sleeve 34, pivotally connected to the slide- the carriage 4. The crank 28 is mounted on a shaft 35 mounted for rotation in the uprights 36. The shaft 35 is equipped with a friction, for example electromagnetic or pneumatic, clutch 37 with an integrated brake, connected oh, for example, cinematically driven electric welding mill rolls. The rotational drive of the spindle 12 of the cutting mechanism of the pipe 6 is made in the form of three gears, one of which 38 is the drive gear, mounted on the posts 2, kinematically connected, for example, by a V-belt drive 39 with an electric motor, with the possibility of interaction with the intermediate gear 40 mounted in the bearing bearings 41 on the carriage 4 with the possibility of reciprocating movement along the axis of the pinion gear 38. The intermediate gear 40 is engaged with the gear 11 mounted on the spindle 12.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Каретка 4 в исходном положении находится на направляющих 3 станины 1 в крайнем левом положении. Труба 6, двигаясь в правом направлении, проходит через полый шток 16. При этом шатуны-губки 7 и резцедержатели 13 с резцами 14 разведены, шпиндель 12 вращается с постоянной скоростью. После сварки трубы заданной длины срабатывает фрикционная муфта 37 и приводит во вращение вал 35 с закрепленным на нем кривошипом 28, который приводит в движение шлицевую втулку 29 и связанную с ней при помощи шатуна 33 и подпружиненной втулки 34 каретку 4. Ролик 30, закрепленный на втулке 29, вступает во взаимодействие с копирной поверхностью паза 31 копира 32, профиль которой позволяет каретке 4 при рабочем ходе вправо большую часть пути, проходимого ею, двигаться с постоянной скоростью, причем на 2-3% большей скорости движения трубы 6, а втулке 29 перемещаться вдоль кривошипа 28. Как только скорость передвижения каретки 4 превысит скорость движения трубы 6, шатун 33 начинает перемещаться вправо относительно подпружиненной втулки 34, сжимая пружину 42 и компенсируя разность скоростей каретки 4 и трубы 6. При этом ролик 10, выходя из паза (на чертежах не показан) неподвижного копира 22, поворачивает подпружиненный кривошип 9 по часовой стрелке, благодаря чему шатуны губки 7 подходят друг к другу, образуя самотормозящийся захват трубы 6. В это время поворотный копир 24 находится в крайнем правом положении (фиг. 4) и взаимодействует копирными поверхностями своих пазов 26 и 27 с роликами 19 и 21, а ролик 10 перемещается вне копира 24. Передвигаясь по пазу 26, ролик 19 поворачивает подпружиненный рычаг 18 против часовой стрелки, противоположный конец которого, выполненный в виде вилки, взаимодействуя с подшипниковым узлом 17, перемещает вращающийся шток 16 вправо. Скошенные выступы 15 штока 16 подводят резцедержатели 13 с закрепленными в них резцами 14 к трубе 6, производится отрезка мерной заготовки. При дальнейшем движении ролика 19 по пазу 26 поворотного копира 24 шток 16 перемещается влево, а подпружиненные резцедержатели 13 под действием центробежных сил и пружин 43 разводятся. В конце хода каретки 4 ролики 19 и 10 входят в пазы неподвижного копира 23, после чего ролик 21, движущийся по пазу 27, переводит поворотный копир 24 в крайнее левое положение. В это время пружина 42 подпружиненной втулки 34 разжимается, и втулка 34 перемещается вправо относительно шатуна 33. Фиксация поворотного копира 24 в крайних положениях может быть произведена любым известным способом, например, с помощью подпружиненного шарика. При обратном ходе каретки 4 ролики 10 и 21 двигаются по пазам 25 и 27 поворотного копира 24, а ролик 19 вне копира. В конце обратного хода ролики 10 и 19 входят в пазы неподвижного копира 22, а ролик 21 возвращает поворотный копир 24 в исходное положение. После того как кривошип 28 совершит полный оборот, устройство приходит в исходное положение. Цикл повторяется. The carriage 4 in the initial position is on the guides 3 of the frame 1 in the leftmost position. The pipe 6, moving in the right direction, passes through the hollow rod 16. In this case, the connecting rods-jaws 7 and tool holders 13 with cutters 14 are divorced, the spindle 12 rotates at a constant speed. After welding a pipe of a given length, the friction clutch 37 is activated and drives the shaft 35 with a crank 28 fixed on it, which drives the splined sleeve 29 and the carriage 4 connected with it using a connecting rod 33 and a spring-loaded sleeve 34. A roller 30 mounted on the sleeve 29, interacts with the copy surface of the groove 31 of the copier 32, the profile of which allows the carriage 4 to move to the right most of the path traveled by it, to move at a constant speed, with 2-3% more speed of the pipe 6, and the sleeve 29 move along the crank 28. As soon as the speed of movement of the carriage 4 exceeds the speed of movement of the pipe 6, the connecting rod 33 begins to move to the right relative to the spring-loaded sleeve 34, compressing the spring 42 and compensating for the difference in the speeds of the carriage 4 and the pipe 6. In this case, the roller 10, leaving the groove (on not shown) a stationary copier 22, rotates the spring-loaded crank 9 clockwise, so that the connecting rods of the jaw 7 fit together, forming a self-braking grip of the pipe 6. At this time, the rotary copier 24 is in the far right position nii (Fig. 4) and interacts with the copy surfaces of its grooves 26 and 27 with the rollers 19 and 21, and the roller 10 moves outside the copier 24. Moving along the groove 26, the roller 19 rotates the spring lever 18 counterclockwise, the opposite end of which is made in the form of a fork, interacting with a bearing assembly 17, moves the rotating rod 16 to the right. The chamfered protrusions 15 of the rod 16 bring the toolholders 13 with the cutters 14 fixed in them to the pipe 6, a piece of the measured workpiece is made. With the further movement of the roller 19 along the groove 26 of the rotary copier 24, the rod 16 moves to the left, and the spring-loaded toolholders 13 under the action of centrifugal forces and springs 43 are parted. At the end of the stroke of the carriage 4, the rollers 19 and 10 enter the grooves of the stationary copier 23, after which the roller 21, moving along the groove 27, moves the rotary copier 24 to its leftmost position. At this time, the spring 42 of the spring sleeve 34 is unclenched, and the sleeve 34 moves to the right relative to the connecting rod 33. The rotary copier 24 can be fixed in the extreme positions by any known method, for example, using a spring ball. With the reverse stroke of the carriage 4, the rollers 10 and 21 move along the grooves 25 and 27 of the rotary copier 24, and the roller 19 is outside the copier. At the end of the return stroke, the rollers 10 and 19 enter the grooves of the stationary copier 22, and the roller 21 returns the rotary copier 24 to its original position. After the crank 28 has completed a full revolution, the device returns to its original position. The cycle repeats.

Предложенное устройство позволяет повысить производительность, надежность работы, снизить брак при резке труб, за счет чего увеличивается выход годного. The proposed device can improve productivity, reliability, reduce rejects when cutting pipes, thereby increasing yield.

Claims

1. A device for cutting continuously moving pipes, containing a bed, a carriage configured to move along the bed guides, a pipe clamping mechanism and a cutting mechanism with an individual spindle rotation drive mounted on the carriage, a carriage movement drive, characterized in that the cutting mechanism is on the spindle end the pipes are fixed with the possibility of radial movement of the spring-loaded toolholders made with the possibility of interaction with beveled ends with L-shaped protrusions located inside a hollow rod spindle equipped with a spindle bearing assembly with the possibility of interacting with a spring-loaded lever, one end of which is made in the form of a fork, and a copy roller is mounted on the other, connected with a rotary copier pivotally mounted on two racks with an axis of rotation parallel to the spindle longitudinal axis, equipped with grooves made with the possibility of interaction with the copy surfaces with the copy rollers of the carriage, and the pipe clamping mechanism, made in the form of two opposite parallelogram mechanisms containing connecting rods-sponges pneumatically connected to each other, and cranks, one of which is spring-loaded and has a tracer roller, the carriage drive is made in the form of a crank-slide mechanism, including a crank, at the end of which a splined sleeve is fixed with the possibility of movement along the crank with two fingers, on one of which there is a copy roller in contact with the copier fixedly mounted on the bed, and on the other the end of the connecting rod connected to the opposite end by a gimbal is pivotally fixed nennoy sleeve articulated on a slide-carriage.

2. The device according to p. 1, characterized in that the spindle rotation drive of the pipe cutting mechanism is made in the form of three gears connected to an electric motor, one of which, the leading one, is mounted on two racks located on the frame with the possibility of interaction with the intermediate gear installed in bearing bearings on the carriage with the possibility of reciprocating movement along the axis of the pinion gear and meshed with the pinion mounted on the spindle.