RU1797506C - Бухтосвертывающа машина - Google Patents

Abstract

Использование: изготовление сварных пр мошовных труб в бунтах. Сущность изобретени : бухтосвертывающа  машина содержит приводной барабан (1), закрепленный на станине (2) и приводимый во вращение от двигател  (3) посредством черв чного редуктора (4) и клиноременной передачи (5). Сверху к барабану (1) прижат нажимным устройством ручьевой ролик (6) овального профил . Ролик (6) закреплен с возможностью вращени  на вилке, имеющей возможность качани  относительно оси, а нажимное устройство состоит из пружины и регулируемого упора. Снизу к барабану прижат пружи

Description

ной холостой ролик (14), выполненный из эластичного материала. Накопитель (15) бухты выполнен в виде чаши, свободно вращающейс  на вертикальной оси (16), при этом накопитель (15) посредством гибкого вала (18) соединён с барабаном (1), На гибком валу (18) установлена каретка (22), имеюща  возможность движени  по валу благодар  схватыванию последнего с помощью двух ступенчатых роликов, один из которых прижат к валу пружинами, На каретке (22) установлен рычаге возможностью вращени  на оси, зажимающий конец трубы

с помощью пружины кручени . На каретке (22) с возможностью вращени  закреплен ролик, контактирующий в верхнем исходном положении каретки с профильным пазом в кронштейне, жестко закрепленном на торце барабана (1), На каретке закреплена пружина (30), охватывающа  гибкий вал и упирающа с  в торец барабана (1) в исходном состо нии каретки (22), и ловитель дл  управлени  концом трубки при. зажиме его рычагом. На дне накопител  выполнен фиксатор (32), контактирующий с кареткой 22 в ее нижнем положении, 7 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относитс  к производству сварных пр мошовных труб малого диаметра и усовершенствованию конструкции трубосварочных станов, властности механизмов перемещени  ленты и трубы через зону сварки.

Известен трубосварочный автомат типа AT, содержащий станину, барабан с лентой, последовательно расположенные протир с проводкой, формующую клеть, фильеру, сварочную головку, штангу, удерживающую опорные ролики и т нущие ролики.

Указанный трубосварочный автомат обеспечивает формовку и сварку труб по т нущей схеме и имеет следующие недостатки:

Движение трубы осуществл етс  силами трени , возникающими между наружной ее поверхностью и четырьм  парами т нущих роликов, прижимаемых к опорным свободно вращающимс  роликам, расположенным внутри трубы на штанге. Вследствие небольшой площади рабочего контакта между т нущими роликами и трубой, значительных усилий прижима между ними, материал трубы в зоне действи  роликов в значительной степени нагартовываетс .

Ограниченна  возможность сварки труб малого диаметра из-за трудностей размещени  внутри трубы штанги с опорными роликами .

Крут щий момент к т нущим роликам передаетс  посредством зубчатых передач, а это приводит к неравномерности движени  трубной заготовки. При больших скорост х сварки возникает эффект дроблени , что ухудшает качество сварных швов.

К отмеченным недостаткам следует добавить также чрезмерно большие габаритные размеры трубосварочных автоматов, их металлоемкость и высокую стоимость.

Известны также установки типа УМПСТ, разработанные дл  автоматической микроплазменной сварки особотонкостенных труб. Установка УМПСТ состоит из станины,

на которой смонтированы кассета дл  ленты , формующа  оснастка, проводки и филь- ерный узел с плазмотроном. Установка обеспечивает движение трубы за счет толкающего усили  формующих роликов. Она

имеет следующие недостатки:

В процессе сварки капилл рных трубок, например ф 2 мм с толщиной стенок 0,2 мм, при толкающей схеме движени  трубной заготовки она тер ет устойчивость, происходит гофрообразование и сн тие трубной заготовки перед фильерным узлом.

При повышении скорости сварки капилл рных трубок с вышеуказанными параметрами , качество сварного шва резко падает

из-за по влени  эффекта дроблени  и неравномерности движени  трубной заготовки , т.к. привод формующих роликов осуществл етс  зубчатой передачей.

Качество сварного шва носит волнообразный характер, повтор   характер неравномерности движени  трубной заготовки;

В случае сварки длинных труб малого диаметра дл  данной установки необходим дополнительный механизм сбора труб в бухты , имеющий свой привод со скоростью вращени , согласованной со скоростью движени  трубной заготовки, что приводит к усложнению установки.

Наиболее близким техническим решением

 вл етс  прот жной механизм трубосварочного стана, содержащий р д смонтированных в станине двухвалковых клетей с консольно установленными на рабочих валах валками; нажимные устройства; групповой привод

. клетей, состо щий из трансмиссионного вала с шестерн ми. Кроме того, механизм снабжен холостыми опорными роликами, расположенными между рабочими валами; дополнительным трансмиссионным валом, смонтированным параллельно основному, и рычагами, взаимосв занными с рабочими валами и установленными на трансмиссион- ных валах с возможностью углового перемещени  относительно последних; ленточным транспортером, установленным с возможностью взаимодействи  с холостыми опорными роликами и кинематически св занным с приводом клетей, причем, один из рабочих валов каждой клети выполнен холостым и расположен в шахматном пор дке относительно приводных валов.

Предложенный механизм позвол ет производить сварку труб из различных материалов со сравнительно низкими механическими свойствами, но обладает следующими недостатками:

Механизм имеет высокую сложность, значительные габариты. В случае необходимости бухтовани  готовой трубы требуетс  дополнительна  бухтосверточна  машина, а это значительно усложн ет трубосварочный стан.

При сварке капилл рных труб проблематично применение ленточного транспортера в качестве т нущего элемента из-за сложности поджима указанной трубки к ленте с помощью прижимных роликов опи- санной конструкции,

Из-за наличи  в приводе рабочих валков зубчатых колес при сварке капилл рных труб на больших скорост х сварки возникает эффект дроблени  (неравномерность движени ), снижающий качество сварочного шва. Это усугубл етс  еще и тем, что величина тока при сварке тонкостенных капилл рных труб на больших скорост х имеет значительную дл  них величину, и малейшее снижение скорости движени  трубки приводит к прожогам.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции и стабилизаци  создаваемого т нущего усили .

Указанна  цель достигаетс  тем, что приводной валок выполнен в форме барабана , диаметр которого равен диаметру готовой бухты, а вращение барабана осуществл етс  от черв чного редуктора посредством клино- ременной передачи, причем на верхней части барабана расположен раздел ющий ролик, прижатый к барабану нажимным устройством и имеющим кольцевой паз, а снизу к барабану поджат пружиной холостой ролик из эластичного материала. При этом поперечное сечение кольцевого паза раздел ющего ролика имеет форму полуовала с расположением большой оси перпендикул рно оси ролика, а ширина паза выполнена

меньше диаметра готовой трубы.Дл  сбора готовой трубы в механизме предусмотрен накопитель бухты, выполненный в виде чаши с диаметром, превышающим диаметр готовой бухты и свободно вращающийс  на вертикальной оси, причем накопитель соединен с барабаном посредством гибкого вала , выполненного быстросьемным.

Дл  зажима конца трубы предусмотрен зажимной механизм, выполненный в виде подпружиненного рычага, смонтированного на каретке. Каретка подвижно закреплена на гибком валу с помощью двух ступенчатых роликов, охватывающих его, причем один из роликов подпружинен. Кроме того, на каретке закреплена пружина, охватывающа  гибкий вал и сжата  в исходном состо нии благодар  прижатию к торцу барабана, а дополнительный упорный ролик , также установленный на каретке, в исходном состо нии находитс  в лунке кронштейна, жестко закрепленного на торце барабана.

Прижимное устройство раздел ющего ролика выполнено в виде пружины, прижимающей ролик к барабану, и в виде жесткого упора, ограничивающего ход ролика на величину , меньшую диаметра трубы.

На дне накопител  возле его вертикальной оси предусмотрен фиксатор, контактирующий с кареткой в ее нижнем положении.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емый механизм отличаетс  от него и от аналогов в принци- .пиальном вопросе: способе удерживани  трубки дл  ее перемещени  в процессе сварки. Соответственно имеютс  принципиальные отличи  и в конструктивном решении прот жного механизма, а именно;

- в начальный момент удерживание осуществл етс  за счет зажима конца трубки в зажимном механизме, а после трех-четырех оборотов барабана - за счет сил трени  нескольких витков трубки о барабан благодар  удерживанию трубки от разматывани  холостым подпружиненным эластичным роликом;

- в конструкции прот жного механизма предусмотрено накопительное устройство в виде чаши, соединенной с барабаном с помощью гибкого вала;

- кроме того, в предлагаемом механизме имеютс  такие новые, отличные от прототипа, конструктивные решени : подпружиненный раздел ющий ролик, имеющий кольцевой паз, выполненный в поперечном сечении в виде полуовала, зажимной механизм дл  удержани  конца трубки, выполненный в форме подпружиненного рычага, подвижна  каретка, два ступенчатых ролика, пружина , охватывающа  гибкий вал и закрепленна  на каретке. Все вышеперечисленное позвол ет сделать вывод о том, что за вл емый механизм соответствует критерию изобретени  новизна.

Аналогичное техническое решение применено в вертикальном барабане 3, на котором образование бухты осуществл етс  методом выжимани , а готова  продукци  собираетс  в приемный бункер, в который непрерывно сход т нитки с барабана. В этом техническом решении в качестве т нущего элемента предусмотрен барабан.

Но здесь изменение скорости движени  трубки большой роли не играет, т.к. этот механизм предназначен дл  волочени  трубки, поэтому выжимание осуществл етс  самой же трубкой. При этом, в зависимости от изменени  усили  на сдвиг витков, возможно скачкообразное изменение ско- рости движени  трубки, что недопустимо при сварке. Изменение скорости движени  трубки в виде рывков объ сн етс  также еще и тем, что в процессе намотки трубки на барабан она ложитс  одним краем на буртик барабана, а другим краем на предыдущий виток трубки, Происходит незначительное искусственное увеличение диаметра намотки . Затем при преодолении сопротивлени - на сдвиг витков, происходит скачкообраз- ное уменьшение диаметра намотки, а следовательно , и скачкообразное уменьшение скорости движени  трубки. Этот недостаток устран етс  в предлагаемом техническом решении благодар  применению раздел ю- щего ролика с профильной канавкой в виде полуовала в поперечном сечении и прижимного подпружиненного эластичного ролика. Кроме того, в отличие от существующего устройства в предлагаемом техническом ре- шении накопитель соединен с барабаном посредством быстросъемного гибкого вала, на котором установлена подвижна  каретка с зажимным механизмом дл  удержани  конца трубки. Все это позволило увеличить объем накопительного устройства готовой трубки без увеличени  габаритов сварочного стана, а также улучшить удобство обслуживани .

Все вышеуказанное позвол ет сделать вывод о соответствии технического решени  критерию существенные отличи .

На фиг.1 изображен прот жной механизм в линии трубосварочного стана в работе; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.З; на фиг.5- разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - узел I на фиг.З; на фиг.7 - вид Ж на фиг.2, подвижна  каретка в верхнем положении в момент начала работы трубосварочного стана; на фиг.8 - разрез Д-Д на фиг.7; на фиг.9

- вид Е на фиг.7.

Прот жной механизм содержит приводной барабан 1, закрепленный на станине 2 трубосварочного стана и приводимый во вращение от двигател  поз. 3 посредством черв чного редуктора и клиноременной передачи 5. Сверху к барабану 1 прижат нажимным устройством раздел ющий ролик 6, имеющий овальный кольцевой паз 7. При этом ролик 6 закреплен с возможностью вращени  на вилке 8, имеющей возможность качани  относительно оси 9, а нажимное устройство состоит из пружины 10 и регулируемого упора 11, обеспечивающего ход ролика на величину, меньшую, чем диаметр готовой трубы 12, причем кольцевой паз 7 имеет ширину в пределах И 0,92-0,95 диаметра готовой трубы, а глубина i 1,2 диаметра готовой тру бы.

Снизу к барабану прижат пружиной ГЗ холостой ролик 14 из эластичного материала . Кроме того, на уровне нижнего основани  станины- 2 в непосредственной близости от него установлен накопитель бухты 15, выполненный в виде чаши с диаметром , превышающим диаметр готовой бухты, и свободно вращающийс  на вертикальной оси 16, жестко соединенного посредством планки 17 со станиной 2. При этом накопитель 15 посредством быстро- съемного гибкого вала 18 соединен с барабаном 1. Быстросъемный механизм гибкого вала состоит из Т-образного замка 19, подвижной втулки 20 и пружины 21. На гибком валу 18 установлена каретка 22, имеюща  возможность движени  по валу благодар  схватыванию последнего с помощью двух ступенчатых роликов 23, один из которых прижат к валу пружинами 24. На каретке 22 установлен рычаг 25 с возможностью вращени  на оси 26 и зажимающий конец трубы 12 с помощью пружины кручени  27, Кроме того, надежный зажим конца трубы обеспечиваетс  за счет эффекта самоторможени 

- с увеличением т нущего усили  увеличиваетс  усилие зажима рычага 25. Также на каретке 22 с возможностью вращени  закреплен ролик 28, контактирующий в верхнем исходном положении каретки с лункой в кронштейне 29, жестко закрепленном на торце барабана 1. Кроме того, на каретке закреплена пружина 30, охватывающа  гибкий вал и упирающа с  в торец барабана 2 в исходном состо нии каретки 22 и ловитель 31 дл  направлени  конца трубки при зажиме его рычагом 25, а на дне накопител  предусмотрен фиксатор 32. контактирующий с кареткой 22 в его нижнем положении.

Помимо прот жного механизма в состав трубосварочного стана вход т разма- тыватель 33, направл ющие ролики 34, протир 35, формующие клети 36. сварочна  головка 37, калибрующие ролики 38.

При этом формующие ролики обеспечивают получение трубной заготовки эллипс- ной формы с расположением большой оси в вертикальной плоскости. Благодар  сохранению эллипсной формы заготовки с начала формовки доначала намотки на барабан 1, причем больша  ось эллипса располагаетс  в вертикальной плоскости, обеспечиваетс  стабильность положени  стыка кромок трубной заготовки в зоне сварки и, следовательно , повышаетс  качество сварного шва.

Выбор кольцевого паза шириной И 0,92...0,95d диаметра готовой трубы обь с- н етс  следующими ограничени ми.

Нижний предел 0,92d ограничиваетс  тем, что дальнейшее уменьшение ширины паза приведет к тому, что на барабане не произойдет восстановлени  круглой формы трубы из-за недостаточности усили  нат жени  трубы при наматывании на барабан.

Верхний предел 0,95d ограничиваетс  тем, что при дальнейшем увеличении ширины паза не компенсируетс  деформаци  трубной заготовки при намотке ее на барабан . Более точное значение ширины кольцевого паза определ етс  экспериментально, в зависимости от материала, толщины стенки и диаметра трубы. Глубина паза обеспечивает гарантированное размещение в нем сдеформированной трубы.

Ограничение хода раздел ющего ролика 6 на величину I, меньшую диаметра готовой трубы, объ сн етс  тем, что при увеличении хода ролика 6 на величину, большую диаметра готовой трубы, возможно закручивание и сн тие трубы роликом.

Прот жной механизм работает следующим образом.

Во врем  заправки в прот жной механизм зажимаетс  конец ленты и включаетс  привод механизма на.малые обороты. Формующими роликами 36 обеспечиваетс  получение профил  трубной заготовки. Затем конец ленты отрезаетс  и заправл етс  ко-, нец сформованной трубы 12 через кольцевой паз 7 в ролике 6. Затем дл  зажима трубы 12 каретка 22 поднимаетс  в верхнее положение и прижимаетс  к торцу барабана 1 до совмещени  ролика 28 с лункой в кронштейне 29. Далее давлением на рычаг 25 открываетс  заправочна  щель между рычагом 25 и кареткой 22 и одновременно осуществл етс  удерживание каретки 22 в верхнем положении за счет прижати  ролика 28 в лунку кронштейна 29. Затем труба 12 заводитс  через ловитель 31 в заправочную щель между рычагом 25 и кареткой 22. Рычаг 25 отпускаетс  - происходит зажим конца трубы. Дальнейшее удерживание каретки в верхнем положении осуществл етс  за счет самой трубки 12.

Дл  заправки новой бухты с лентой конец использованной бухты и начало новой

0 бухты свариваютс  с помощью стыкосва- рочной машины (не показана), далее работа трубосварочного стана продолжаетс . Дл  образовани  первых трех-четырех витков на приемном барабане 1 после зажима конца тру5 бы и начала сварки, передача т нущего усили  осуществл етс  зажимным устройством 25,26,27.

Кроме того, витки прижимаютс  к барабану 1 эластичным роликом 14, удерживаю0 щим их от разматывани . Направление наматывани  трубы на барабан, отделение нового витка трубы от предыдущих и смещение витка трубы вдоль продольной оси барабана осуществл етс  раздел ющим

5 роликом, который вращаетс  вместе с барабаном благодар  усилию прижати  пружиной 10. Кроме того, ролик 6 одновременно обеспечивает удерживание большой оси эллипса сдеформированной трубы в верти0 кальной плоскости.

При дальнейшем вращении барабана 1 конец трубы 12 попадает на конический участок барабана. Т нущее усилие на каретке 22 ослабевает и под действием пружины 30

5 ролик 28 выходит из лунки кронштейна 29. Каретка как бы выстреливает от барабана 1 по гибкому валу 18 в сторону накопител  15. Кольца трубы 12 раст гиваютс  как витки спирали, следу  за кареткой 22. При этом

0 каретка 22, удержива  конец трубы, предотвращает разматывание ее. В процессе перемещени  каретки 22 по гибкому валу 18 удерживание ее от проворота относительно вала осуществл етс  за счет обжати  вала

5 ступенчатыми роликами 23. После перемещени  каретки 22 в накопитель 15 она вступает в контакт с фиксатором 32, который обеспечивает вращение каретки 22 с закрепленным на ней концом трубы 12 совме0 стнос накопителем 15.

Теперь передача т нущего усили  от барабана 1 к трубе 12 осуществл етс  силами трени  между барабаном 1 и трем -четырьм  витками трубы, намотанными на барабан

5 с нат жением и удерживаемыми в этом состо нии прижимным эластичным роликом 14. При этом,, благодар  передаче крут щего момента от двигател  к барабану 1 посредством черв чного редуктора 4, ременной передачи 5, вращение барабана осуществл етс  плавно , без про влени  эффекта дроблени , характерного дл  зубчатых передач.

Дл  освобождени  накопител  15 от бухты готовой трубы 12 один из концов гибкого вала 18 отсоедин етс . Дл  отсоединени  гибкого вала втулка 20 перемещаетс  в сторону гибкого вала 18, сжима  пружину 21, и освобожденный Т-образный замок 19 выводитс  из зацеплени . Готова  бухта перев зываетс , один конец отрезаетс , а другой освобождаетс  от механизма зажима, и бухта вынимаетс  из накопител  15,

Claims (8)

1. Бухтосвертывающа  машина, преимущественно трубосварочного стана, содержаща  консольно смонтированный т нущий горизонтальный ролик, кинематически св занный с приводом, два ролика, расположенные в плоскости т нущего ролика и установленные один под другим, из которых один выполнен с ручьем и св зан с нажимным устройством, и накопитель витков , отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества труб путем обеспечени  стабилизации нат жени  при сварке посредством охвата т нущего ролика витками сваренной трубы, т нущий ролик выполнен в виде барабана, ручьевой ролик смонтирован над барабаном с возможностью перемещени  и контактировани  с ним, а другой ролик выполнен из эластичного материала и установлен под барабаном с возможностью контакта, при этом привод содержит черв чный редуктор и к.линорёменную передачу , выполненную с возможностью взаимодействи  с барабаном. .

2. Машина по п.1, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что ручей ролика выполнен с поперечным сечением в форме полуовала, больша  ось которого перпендикул рна оси ролика.

3. Машина по п.1, отличающа с  тем, что накопитель снабжен гибким валом и выполнен в виде чаши, св занной с бараДл  дальнейшей работы трубосварочного стана оставшийс  конец трубы защемл етс  механизмом зажима каретки 22, подн той вновь в верхнее положение, и ра- бота трубосварочного стана продолжаетс .

Внедрение предлагаемого прот жного механизма трубосварочного стана позвол ет стабилизировать скорость перемещени  трубки через зону сварки, повысить скоро- сть сварки, а также совместить в одном механизме бухтос-верточную машину и прот жной механизм, тем самым упростив конструкцию трубосварочного стана.

баном посредством гибкого вала и уста но в- ленной с возможностью вращени  относи- тельно вертикальной оси.

4. Машина по пп. 1 иЗ, отличающа - с   тем. что она снабжена зажимным устройством , содержащим каретку с двум  ступенчатыми роликами, установленными с возможностью контактировани  с гибким валом, и подпружиненный рычаг, смонтированный на каретке.

5. Машина по пп.1, 3 и 4, о т л и ч а ю- щ а   с   тем, что каретка снабжена пружи- ной, закрепленной на ее торце с возможностью взаимодействи  с торцовой поверхностью барабана.

6. Машина по пп,1, 3-5, отличающа с  тем, что каретка снабжена боковым роликом, а барабан - кронштейном, на котором выполнен профильный паз, ответный боковому ролику.

7. Машина по п.1, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что нажимное устройство состоит из

ходового винта и пружины, а ручьевой ролик смонтирован на двуплечем рычаге, одно плечо которого закреплено на шарнире, а другое установлено с возможностью контакта с пружиной нажимного устройства.

8. Машина по пп.1, 3-6, от л и ч а ю ща - с   тем, что накопитель снабжен фиксатором , смонтированным на днище чаши с возможностью взаимодействи  с кареткой.

noSep/y/no

Ал Ж

yfest/ve/so

РЬг.7

Редактор Т.Куркова

Составитель В.Валиев Техред М.Моргентал

Фиг. 9

Корректор С.Шекмар