RU2629573C2

RU2629573C2 - Disc cutter for cutting steel pipes

Info

Publication number: RU2629573C2
Application number: RU2016103691A
Authority: RU
Inventors: Иосиф Исаакович Фейман
Original assignee: Иосиф Исаакович Фейман
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2017-08-30
Also published as: RU2016103691A

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: cutter contains a steel body made of low alloy structural steel and a gear rim in the form of separate hard alloy segments fastened on the body by rivets. The gear rim contains an odd number of hard alloy segments which are made with multidirectional gears with a multi-layer wear-resistant coating arranged with uneven pitch. The body is divided into 15-25 sectors by shaped slots with irregular pitch and made with a hardness of 32-36 HRC, with two rows of threaded holes with said angular positions relative to zero mark and with balancing screws of different weight placed therein which are screwed in by tightening through central square hole provided in each balance screw.

EFFECT: increased stability and reliability of the cutter, reduced labour hours for balancing thereof, improved quality of the cut.

1 dwg

Description

Изобретение относится к производству нефтегазовых и других труб и может быть использовано для резки непрерывной электросварной трубы на отдельные заготовки или при разрезке других труб.The invention relates to the production of oil and gas and other pipes and can be used for cutting a continuous electric-welded pipe into individual billets or when cutting other pipes.

Известны пилы дисковые сегментные для металла [ГОСТ 4047-82. Пилы дисковые сегментные для металла. Технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов. - 2004]. К их недостаткам следует отнести коробление корпуса фрезы в процессе работы (зубчатый венец нагревается, а корпус остается холодным и приобретает тарельчатую форму) и ограниченная стойкость фрез, так как зубчатые секторы выполнены из быстрорежущей стали. Равномерный шаг зубьев может приводить к интенсивным вибрациям, снижающим стойкость инструмента. Эти пилы работают при низких скоростях резания, поэтому балансировке не подвергаются. Указанная фреза наиболее близка к заявленному изобретению и выбрана в качестве прототипа.Known circular saw blades for metal [GOST 4047-82. Segmented circular saws for metal. Technical conditions - M .: IPK Publishing house of standards. - 2004]. Their disadvantages include warping of the mill body during operation (the ring gear is heated, and the body remains cold and acquires a plate shape) and the limited resistance of the cutters, since the gear sectors are made of high-speed steel. A uniform tooth pitch can lead to intense vibrations that reduce tool life. These saws work at low cutting speeds, so they are not subject to balancing. The specified mill is the closest to the claimed invention and is selected as a prototype.

Технической задачей изобретения является повышение стойкости и надежности фрезы, снижение трудоемкости ее балансировки и повышение качества реза.An object of the invention is to increase the stability and reliability of the cutter, reducing the complexity of its balancing and improving the quality of the cut.

Технический результат заявленного изобретения достигают за счет изготовления зубчатого венца из нечетного числа твердосплавных сегментов с разнонаправленными зубьями с многослойным покрытием и выполнения двух рядов резьбовых отверстий для балансировки фрезы в сборе с помощью балансировочных винтов (грузов).The technical result of the claimed invention is achieved by manufacturing a gear from an odd number of carbide segments with multidirectional teeth with a multilayer coating and performing two rows of threaded holes for balancing the complete assembly using balancing screws (weights).

Заявленное изобретение поясняется фиг. 1, на которой приведен эскиз фрезы, где 1 - корпус, 2 - зубчатый сегмент, 3 - зуб, 4 - балансировочный винт, 5 - фасонная прорезь, 6 - крепежная часть сегмента, 7 - заклепка.The claimed invention is illustrated in FIG. 1, which shows the sketch of the cutter, where 1 is the body, 2 is the toothed segment, 3 is the tooth, 4 is the balancing screw, 5 is the shaped slot, 6 is the fastening part of the segment, 7 is the rivet.

Суть заявленного изобретения заключается в следующем.The essence of the claimed invention is as follows.

Фреза состоит из корпуса и нечетного числа твердосплавных сегментов. Корпус закаливают и отпускают на твердость 32-36 HRC. Его обрабатывают на токарном станке резцами из твердого сплава и СТМ на основе нитрида бора. На периферии корпуса прорезают паз и изготавливают сквозные отверстия с фасками на обеих его сторонах для крепления сегментов. На корпусе располагают два ряда резьбовых отверстий (фиг. 1), в которые с натягом ввинчивают балансировочные винты. На корпус наносят нулевую метку и угловые положения каждого резьбового отверстия. В центре балансировочного винта располагают квадратное отверстие для ключа. Масса балансировочных винтов различная. Ее указывают на торце винта. Резьбовое соединение выполняют с натягом для того, чтобы исключить случайное ослабление в процессе эксплуатации инструмента. Для уменьшения коробления корпуса фрезы его делят на 15-25 секторов специальными фасонными прорезями, которые изготавливают на электроэрозионном станке латунной проволокой. Для уменьшения вибраций прорези выполняют с неравномерным шагом. Их изготавливают после сборки и термической обработки фрезы.The cutter consists of a body and an odd number of carbide segments. The body is hardened and tempered to a hardness of 32-36 HRC. It is processed on a lathe with carbide cutters and STM based on boron nitride. A groove is cut on the periphery of the housing and through holes are made with chamfers on both sides for securing the segments. Two rows of threaded holes are located on the body (Fig. 1), into which the balancing screws are tightened. A zero mark and angular positions of each threaded hole are applied to the body. A square key hole is located in the center of the balancing screw. The weight of the balancing screws is different. It is pointed at the end of the screw. A threaded connection is performed with an interference fit in order to prevent accidental loosening during operation of the tool. To reduce the warpage of the cutter body, it is divided into 15-25 sectors by special shaped slots, which are made on the EDM machine with brass wire. To reduce vibration, the slots are performed with an uneven pitch. They are made after assembly and heat treatment of the cutter.

Зубчатый венец состоит из нечетного числа сегментов, например, 61. Каждый из них, имеющий несколько зубьев, например пять, изготавливают из твердого сплава. Зубья имеют разное направление (дисковая трехстороння фреза с разнонаправленными зубьями). Это улучшает условия резания и минимизирует размер заусенцев на торцах трубы. При прессовании сегментов получают оптимальную геометрию зубьев. Многослойное износостойкое покрытие также выбирают в зависимости от марки материала трубы.The ring gear consists of an odd number of segments, for example 61. Each of them having several teeth, for example five, is made of hard alloy. The teeth have a different direction (circular triangular cutter with multidirectional teeth). This improves the cutting conditions and minimizes the size of the burrs at the ends of the pipe. When pressing segments, optimal tooth geometry is obtained. A multilayer wear-resistant coating is also selected depending on the grade of pipe material.

Фасонные прорези, делящие корпус фрезы на отдельные секторы, необходимы для того, чтобы при работе корпус не деформировался (не приобретал тарельчатую форму), так как зубчатый сектор нагревается, а основная часть корпуса остается практически холодной, то есть прорези служат компенсаторами местных напряжений материала. С учетом этого прорези распределяются неравномерно по поверхности фрезы из расчета примерно три сегмента зубчатого венца в одном секторе. Диапазон 15-25 секторов выбран с учетом минимально и максимально возможных диаметров фрез, используемых для резки стальных труб.Shaped cuts dividing the cutter body into separate sectors are necessary so that during operation the case does not deform (does not take a plate shape), since the gear sector heats up, and the main part of the case remains almost cold, that is, the cuts compensate for local stresses of the material. With this in mind, the slots are distributed unevenly on the surface of the cutter at the rate of approximately three segments of the ring gear in one sector. The range of 15-25 sectors is selected taking into account the minimum and maximum possible mill diameters used for cutting steel pipes.

Для повышения виброустойчивости фрезы при работе важно обеспечить неравномерный шаг зубьев, что достигается в т.ч. делением корпуса фрезы на нечетное число секторов.To increase the vibration resistance of the cutter during operation, it is important to ensure an uneven tooth pitch, which is achieved including dividing the cutter body into an odd number of sectors.

Зубья имеют неравномерный шаг, который на стыках сегментов всегда близок к минимальному значению. Это повышает надежность инструмента.The teeth have an uneven pitch, which at the junctions of the segments is always close to the minimum value. This improves tool reliability.

Зубчатые сегменты крепят к корпусу заклепками, что гарантирует повышенную жесткость и прочность соединения.Toothed segments are riveted to the body, which ensures increased rigidity and strength of the connection.

Как правило, используют холодную клепку. Для повышения надежности может быть использована горячая клепка.As a rule, use cold riveting. To increase reliability, hot riveting can be used.

После сборки фрезы ее отпускают в шахтной печи в горизонтальном положении между двумя массивными чугунными дисками. Одновременно в отпускной печи может находиться несколько фрез.After assembling the cutter, it is released in a shaft furnace in a horizontal position between two massive cast-iron disks. At the same time, several milling cutters can be in the tempering furnace.

После термической обработки выполняют фрезерование выступающих частей заклепок на специальном станке двумя симметрично расположенными концевыми фрезами.After heat treatment, the protruding parts of the rivets are milled on a special machine with two symmetrically positioned end mills.

Балансировку собранной фрезы выполняют в три этапа. Сначала ее подвергают статической балансировке, затем динамической на стенде. Окончательно балансировку фрезы выполняют на летучем суппорте.The balancing of the assembled cutter is performed in three stages. First, it is subjected to static balancing, then dynamic at the stand. Finally, the balancing of the cutter is performed on a flying caliper.

Claims

A disk mill for cutting steel pipes, comprising a steel housing made of low alloy structural steel and a gear rim in the form of separate carbide segments fixed with rivets on the housing, characterized in that the gear rim contains an odd number of carbide segments, which are made with multidirectional teeth with a multilayer wear-resistant coating, arranged with uneven pitch, and the case is divided into 15-25 sectors with shaped slots with uneven pitch, made with a hardness of 32-36 HRC, with two p poisons of threaded holes with the indicated angular positions relative to the zero mark and with balancing screws of various weights placed in them, which are screwed tightly through the central square hole made in each balancing screw.