RU2140343C1

RU2140343C1 - Tube cutter

Info

Publication number: RU2140343C1
Application number: RU98119003A
Authority: RU
Inventors: С.М. Гладков; В.В. Клабуков
Original assignee: Гладков Сергей Михайлович; Клабуков Владимир Васильевич
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 1999-10-27

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely apparatuses for mechanically cutting tubes, mainly at constructing and repairing oil- and gas manifold pipelines, possibly for cutting hollow vessels in other industry branches. SUBSTANCE: tube cutter includes car supporting cutting tool and its rotation drive unit, cut-in mechanism and mechanism for feeding cutting tool in the form of driving sprockets with chains embracing tube and remountable spindle carrying supporting wheels. Rotation drive unit is changeable one, it is mounted in one wall of reduction gear of mechanism for rotating and feeding cutting tool. Reduction gear transfers torque to shaft of cutting tool by means of flexible link, for example by means of chain. In one end of remountable spindle at side of cutting tool eccentrically relative to its axis, guiding roller is mounted in bracket. Profile of guiding roller corresponds to that of cutting tool and it may rotate around its own axis. Bracket is mounted with possibility of rotation around axis of remountable spindle with subsequent fixation of it by means of spring-loaded lever. EFFECT: enlarged operational possibilities of tube cutter due to use of changeable drive unit, enhanced quality of tube end working due to high accuracy of cutting. 2 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов резанием, точнее - к устройствам для механической резки труб, которые предназначены, главным образом, для использования в строительстве и ремонте магистральных нефте- и газопроводов, но может быть также использовано и в других областях, например, для резки полых емкостей. The invention relates to the processing of metals by cutting, more precisely, to devices for mechanical cutting of pipes, which are intended mainly for use in the construction and repair of oil and gas pipelines, but can also be used in other fields, for example, for cutting hollow containers .

В промышленности нашли применение труборезы с приводом не только от электродвигателя во взрывобезопасном исполнении, но так же и от гидромотора, питающегося от гидросистемы тракторной, подъемно-транспортной и др. техники, оснащенной гидростанциями. In industry, pipe cutters have been used, driven not only by an explosion-proof electric motor, but also by a hydraulic motor powered by a hydraulic system for tractor, hoisting-and-transport and other equipment equipped with hydraulic power plants.

Эти труборезы конструктивно выполнены таким образом, что исключают взаимозаменяемость приводов электромеханического на гидравлический и наоборот. These pipe cutters are structurally designed in such a way that exclude the interchangeability of electromechanical drives to hydraulic and vice versa.

Преимуществами труборезов с гидромотором перед электромеханическим являются меньшая масса и меньший зазор между поверхностью разрезаемой трубы и стенками приямка. The advantages of pipe cutters with a hydraulic motor over an electromechanical one are less weight and a smaller gap between the surface of the pipe being cut and the walls of the pit.

Наличие трубореза, снабженного взаимозаменяемыми приводами, расширяет технические возможности использования трубореза при выполнении ремонтных работ на магистральных трубопроводах. The presence of a pipe cutter equipped with interchangeable drives expands the technical capabilities of using a pipe cutter when performing repairs on main pipelines.

При выполнении ремонтных работ магистральных трубопроводов большое значение имеет точное выполнение реза (в котором несовпадение начала и конца реза составляет не более 3 мм). When carrying out repair work on the main pipelines, the exact execution of the cut is of great importance (in which the mismatch between the beginning and end of the cut is no more than 3 mm).

На отклонение от линии реза влияет следующее:
- наклонное расположенное разрезаемой трубы;
- неодинаковое или недостаточное натяжение цепей, охватывающих разрезаемую трубу;
- затупление фрезы и т.п.The deviation from the cut line is affected by the following:
- inclined located cut pipe;
- unequal or insufficient tension of the chains covering the cut pipe;
- blunt cutter, etc.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является труборез, содержащий тележку, установленный на ней на валу режущий инструмент с механизмом его подачи, а также механизм вращения режущего инструмента с приводом вращения (см. авторское свидетельство СССР N 1620223, B 23 D 21/00, 15.01.91). The closest in technical essence and the achieved result to the declared one is a pipe cutter containing a trolley, a cutting tool mounted on it on a shaft with a feed mechanism, and also a rotation mechanism of a cutting tool with a rotation drive (see USSR author's certificate N 1620223, B 23 D 21 / 00, 01/15/91).

В этом труборезе источником энергии является электродвигатель, вал которого соединен с входным валом раздаточной коробки, снабженной двумя выходными валами: первым - для привода режущего инструмента и вторым - для привода тележки, механизма врезания режущего инструмента и зажимного механизма с натяжным устройством. В труборезе не может быть использован в качестве привода гидромотор. In this pipe cutter, the source of energy is an electric motor, the shaft of which is connected to the input shaft of the transfer case, equipped with two output shafts: the first for driving the cutting tool and the second for driving the trolley, the cutting tool and the clamping mechanism with a tensioner. In a pipe cutter, a hydraulic motor cannot be used as a drive.

Механизм корректировки траектории перемещения режущего инструмента выполнен в виде вала, снабженного резьбой в центральной части и имеющего возможность вращения от воздействия гаечного ключа. На резьбовой части вала помещена гайка, снабженная проушиной с цапфами, к которой прикреплен демпфер с пружиной, соединенной с цепью. The mechanism for adjusting the path of movement of the cutting tool is made in the form of a shaft threaded in the central part and having the ability to rotate from the influence of a wrench. A nut is placed on the threaded part of the shaft, equipped with an eye with pins, to which a damper is attached with a spring connected to a chain.

Такое выполнение корректировки направления реза имеет следующие недостатки:
- обслуживающий персонал обязан постоянно наблюдать за ходом реза (появляющаяся стружка закрывает нанесенную ранее риску на поверхность трубы, и, кроме этого, не везде доступно отследить отклонение от линии реза в полевых условиях;
- в полевых условиях ограничен доступ к валу, который снабжен резьбой, из-за стесненных условий.This adjustment of the cutting direction has the following disadvantages:
- maintenance personnel are obliged to constantly monitor the progress of the cut (the emerging chips close the previously applied risk to the pipe surface, and, in addition, it is not always possible to track the deviation from the cut line in the field;
- in the field, access to the shaft, which is threaded, is limited due to cramped conditions.

Задачей создания изобретения является разработка конструкции трубореза, расширяющего его технические возможности при эксплуатации за счет использования взаимозаменяемого привода (гидро- или электропривода), а также выполнения реза, в особенности наклонного (до 30^o к линии горизонта) трубопровода.The objective of the invention is to develop a pipe cutter design that expands its technical capabilities during operation through the use of an interchangeable drive (hydraulic or electric drive), as well as a cut, especially an inclined pipeline (up to 30 ^° to the horizon).

Поставленная задача решается тем, что труборез, содержащий тележку, уставленный на ней на валу режущий инструмент с механизмом его подачи, а также механизм вращения режущего инструмента с приводом вращения, снабжен механизмом врезания режущего инструмента, редуктором механизмов вращения и подачи режущего инструмента, гибкой связью, переустанавливаемым валиком с опорными колесами, кронштейном, направляющим роликом и подпружиненным рычагом, при этом привод вращения режущего инструмента выполнен сменным и установлен к одной из стенок указанного редуктора, последний установлен с возможностью передачи крутящего момента на овал режущего инструмента посредством жидкой связи, механизм подачи режущего инструмента выполнен в виде ведущих звездочек с цепями с возможностью охвата разрезаемой трубы, кронштейн установлен с возможностью поворота вокруг оси переустанавливаемого валика и последующей фиксации подпружиненным рычагом, а направляющий ролик выполнен с профилем, имитирующим профиль режущего инструмента, и установлен в кронштейне на одном из концов переустанавливаемого валика эксцентрично его оси со стороны режущего инструмента с возможностью вращения вокруг своей оси, при этом гибкая связь выполнена в виде цепи. The problem is solved in that the pipe cutter containing the trolley, a cutting tool mounted on it on the shaft with a feed mechanism, as well as a rotation mechanism of the cutting tool with a rotation drive, is equipped with a cutting tool insertion mechanism, a gearbox rotation mechanism and feed gear reducer, flexible coupling, a resettable roller with support wheels, an arm, a guide roller and a spring-loaded lever, while the rotary drive of the cutting tool is removable and mounted to one of the walls of the aforesaid gearbox, the latter is installed with the possibility of transmitting torque to the oval of the cutting tool by means of fluid communication, the cutting tool feed mechanism is made in the form of leading sprockets with chains with the possibility of covering the pipe being cut, the bracket is mounted with the possibility of rotation around the axis of the resettable roller and subsequent fixing by a spring-loaded lever, and the guide roller is made with a profile that mimics the profile of the cutting tool, and is installed in the bracket at one end to reinstall of the roller eccentric to its axis from the side of the cutting tool with the possibility of rotation around its axis, while the flexible connection is made in the form of a chain.

Выполнение привода сменным и установка его в определенном месте на труборезе с использованием для передачи вращательного движения гибкой связи (новая компоновка) позволяют значительно расширить технические возможности трубореза при эксплуатации. Making the drive interchangeable and installing it in a specific place on the pipe cutter using flexible communication to transmit rotational motion (new layout) can significantly expand the technical capabilities of the pipe cutter during operation.

Наличие направляющего ролика, установленного в кронштейне, и системы регулировки положений как направляющего ролика, так и кронштейна позволяют значительно повысить точность выполнения реза, в особенности наклонного трубопровода. The presence of a guide roller mounted in the bracket and a position adjustment system of both the guide roller and the bracket can significantly increase the accuracy of the cut, especially an inclined pipeline.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами. The invention is illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 изображен общий вид трубореза с электроприводом; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 изображен общий вид трубореза с гидромотором; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 1 и 3; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 5; на фиг. 7 - сечение Д-Д на фиг. 1 и 3; на фиг. 1 и 3; на фиг. 8 - сечение Е-Е на фиг. 1 и 3; на фиг. 9 - изображен редуктор механизма вращения и подачи режущего инструмента; на фиг. 10 - вид Ж на фиг. 9; на фиг. 11 изображен редуктор электромеханического привода вращения режущего инструмента и приводных звездочек; на фиг. 12 изображена кинематическая схема трубореза с гидромотором; на фиг. 13 изображена кинематическая схема трубореза с электроприводом. In FIG. 1 shows a General view of the pipe cutter with an electric drive; in FIG. 2 is a view A in FIG. 1; in FIG. 3 shows a general view of a pipe cutter with a hydraulic motor; in FIG. 4 is a view B in FIG. 3; in FIG. 5 is a cross-section BB in FIG. 1 and 3; in FIG. 6 is a section GG in FIG. 5; in FIG. 7 is a section DD in FIG. 1 and 3; in FIG. 1 and 3; in FIG. 8 is a cross-section EE in FIG. 1 and 3; in FIG. 9 - shows the gearbox of the rotation mechanism and feed of the cutting tool; in FIG. 10 is a view G in FIG. nine; in FIG. 11 shows a gearbox of an electromechanical drive for rotating a cutting tool and drive sprockets; in FIG. 12 shows a kinematic diagram of a pipe cutter with a hydraulic motor; in FIG. 13 shows a kinematic diagram of a pipe cutter with an electric drive.

Труборез содержит тележку 1 (фиг. 1, 2, 3, 4), состоящую из редуктора 2 механизма вращения и подачи режущего инструмента, установленного между стенок 3 и 4 с возможностью поворота вокруг оси ведущего вала 5 от воздействия механизма 6 врезания, состоящего в свою очередь из винта 7 и гайки 8, шарнирно установленной на кронштейне 9 редуктора 2. The pipe cutter contains a trolley 1 (Fig. 1, 2, 3, 4), consisting of a gearbox 2 of the rotation mechanism and the supply of the cutting tool mounted between the walls 3 and 4 with the possibility of rotation around the axis of the drive shaft 5 from the impact of the cutting mechanism 6, consisting of the turn of the screw 7 and the nut 8, pivotally mounted on the bracket 9 of the gearbox 2.

Винт 7 (фиг. 7) имеет возможность поворота на оси 10, закрепленной в стенках 3 и 4. редуктор 2 (фиг. 9 и 10) имеет шпиндель 11 для закрепления режущего инструмента 12 (фрезы). На стенках 3 и 4 тележки 1 установлены отклоняющая звездочка 13 и натяжное устройство 14 (фиг. 8), состоящее из звездочки 15, вилки 16, гайки 17 и рычага 18, закрепленного на торсионе 19, жестко установленного на противоположной стенке. Тележка 1 содержит переустанавливаемый валик 20 (фиг. 5), предназначенный для изменения опорной базы трубореза при резке труб 21 разного диаметра, а также для повышения точности реза. На одном конце переустанавливаемого валика 20, несущем два опорных колеса 22, со стороны режущего инструмента 12 эксцентрично его оси установлен в кронштейне 23 на оси 24 направляющий ролик 25, по профилю имитирующий профиль режущего инструмента 12 и имеющий возможность вращения вокруг своей оси, причем кронштейн 23 имеет возможность поворота вокруг оси переустанавливаемого валика 20 с последующей фиксацией подпружиненным пружиной 26 рычагом 27. На ведущем валу 5 установлены ведущие звездочки 28. Переустанавливаемый валик 20 имеет лыски 29 (фиг. 6), а стенки 3 и 4 имеют гнезда 30, предназначенные для установки валика 20 и последующего его крепления посредством шпонок 31 винтами 32. Привод трубореза выполнен сменным. Электромеханический привод 33 или гидромотор 34 установлен к стенке 35 редуктора 2 и соединен (для передачи крутящего момента) со шпинделем 11 гибкой связью 36, например, цепью. Электромеханический привод 33 содержит редуктор 37 (фиг. 11), к плоскости 38 которого прикреплен электродвигатель (на чертеже не показан). Позицией 39 на чертежах обозначена рукоятка переключения (включение - выключение подачи). Позицией 40 - защитный кожух (фиг. 2). Позицией 41 - устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (фиг. 3). Позицией 42 дано обозначение цепей (преимущественно втулочно-роликовых) предназначенных для прижима трубореза к поверхности разрезаемой трубы 21. Торец валика 20 снабжен радиальными канавками (на чертеже не показаны) для фиксации кронштейна 23 рычагом 27. Позицией 43 обозначено посадочное отверстие для гидромотора 34 или электромеханического привода 33. The screw 7 (Fig. 7) has the ability to rotate on an axis 10, mounted in the walls 3 and 4. gear 2 (Fig. 9 and 10) has a spindle 11 for fixing the cutting tool 12 (milling cutters). On the walls 3 and 4 of the trolley 1 there is a deflecting sprocket 13 and a tensioner 14 (Fig. 8), consisting of a sprocket 15, a plug 16, a nut 17 and a lever 18, mounted on a torsion bar 19, rigidly mounted on the opposite wall. The cart 1 contains a resettable roller 20 (Fig. 5), designed to change the support base of the pipe cutter when cutting pipes 21 of different diameters, as well as to increase the accuracy of the cut. At one end of the resettable roller 20, carrying two support wheels 22, from the side of the cutting tool 12 an eccentric axis is mounted in the bracket 23 on the axis 24 of the guide roller 25, simulating the profile of the cutting tool 12 along the profile and having the possibility of rotation around its axis, and the bracket 23 has the ability to rotate around the axis of the resettable roller 20 with subsequent fixation by a spring loaded spring 26 by the lever 27. Leading sprockets 28 are mounted on the drive shaft 5. The resettable roller 20 has flats 29 (Fig. 6), and with Enki 3 and 4 have a seat 30, for mounting the roller 20 and its subsequent attachment by screws 32. The dowels 31 formed replaceable cutter actuator. An electromechanical drive 33 or a hydraulic motor 34 is mounted to the wall 35 of the gearbox 2 and is connected (for transmitting torque) to the spindle 11 by a flexible coupling 36, for example, a chain. The electromechanical drive 33 contains a gearbox 37 (Fig. 11), to the plane 38 of which an electric motor is attached (not shown in the drawing). Position 39 in the drawings indicates the shift knob (on / off feed). Position 40 is a protective casing (Fig. 2). Position 41 is a device for supplying a cutting fluid (Fig. 3). 42 indicates the chains (mainly sleeve-roller) designed to clamp the pipe cutter to the surface of the pipe 21 to be cut. The end face of the roller 20 is provided with radial grooves (not shown) for fixing the bracket 23 with the lever 27. Position 43 indicates the mounting hole for the hydraulic motor 34 or electromechanical drive 33.

Труборез работает следующим образом. The pipe cutter works as follows.

В зависимости от технической возможности на труборез устанавливают электромеханический 33 либо гидравлический 34 привод. В зависимости от диаметра разрезаемой трубы 21 в одну из пар гнезд 30 устанавливают валик 20 с опорными колесами 22 и направляющим роликом 25, закрепляют его шпонками 31 и винтами 32, после чего труборез устанавливают на поверхность разрезаемой трубы 21 опорными колесами 22. Depending on the technical feasibility, an electromechanical 33 or hydraulic 34 drive is installed on the pipe cutter. Depending on the diameter of the cut pipe 21, a roller 20 with support wheels 22 and a guide roller 25 is installed in one of the pairs of sockets 30, fixed with keys 31 and screws 32, after which the pipe cutter is installed on the surface of the cut pipe 21 by the support wheels 22.

Цепями 42 охватывают разрезаемую трубу 21, заправляя их на звездочки трубореза, после чего осуществляют равномерное натяжение цепей 42 натяжными устройствами 14, достаточное для противодействия усилию резания и передвижению трубореза по поверхности трубы 21. Chains 42 cover the pipe 21 being cut, tucking them onto the pipe cutter sprockets, after which the chains 42 are tensioned evenly by tensioning devices 14, which is sufficient to counteract the cutting force and the pipe cutter moving along the pipe surface 21.

На шпинделе 11 закрепляют фрезу 12. Направление вращения фрезы 12 должно быть направлено навстречу движению трубореза. On the spindle 11, the cutter 12 is fixed. The direction of rotation of the cutter 12 should be directed towards the movement of the pipe cutter.

Включают электродвигатель или гидромотор, вследствие чего вращательное движение гибкой связью 36 передается шпинделем 11 фрезе 12. Вращая ключем (на чертеже не показан) гайку 8 механизма врезания 6, осуществляют поворот редуктора 2 относительно оси ведущего вала 5 в направлении поверхности трубы 21, осуществляя врезание фрезы 12 в стенку трубы 21, затем рукояткой 39 включают подачу трубореза, вследствие чего ведущий вал 5 приводится во вращательное движение и жестко установленные на него звездочки 28, обкатываясь по неподвижным цепям 42, перемещают труборез по поверхности трубы 21. The electric motor or hydraulic motor is turned on, as a result of which the rotational movement by flexible coupling 36 is transmitted by the spindle 11 of the milling cutter 12. Rotating the nut 8 of the plunging mechanism 6 with a wrench (6), the gearbox 2 is rotated relative to the axis of the drive shaft 5 in the direction of the pipe surface 21, cutting the milling cutter 12 into the wall of the pipe 21, then the crank cutter 39 is turned on by the handle 39, as a result of which the drive shaft 5 is rotationally driven and the sprockets 28 rigidly mounted on it are driven around the stationary chains 42 pipe cutter on the surface of the pipe 21.

В процессе работы трубореза в зону резания устройством 41 подают СОЖ для охлаждения фрезы 12. In the process, the pipe cutter in the cutting zone of the device 41 serves coolant to cool the cutter 12.

По достижении оси переустанавливаемого валика 20 начала реза выключают подачу для того, чтобы поместить направляющий ролик 25 в паз реза. Для этого рычаг 27 выводят из зацепления с валиком 20 и поворачивают кронштейн 23, помещая направляющий ролик 25 в паз реза, освобождают рычаг 27 и он под воздействием пружины 26 входит в одну из радиальных торцевых канавок валика 20 (на чертеже не показаны). Upon reaching the axis of the resettable roll 20, the cut start is turned off to feed the guide roller 25 into the cut groove. To do this, the lever 27 is disengaged from the roller 20 and the bracket 23 is rotated, placing the guide roller 25 in the groove of the cut, release the lever 27 and it enters one of the radial end grooves of the roller 20 (not shown).

После установки направляющего ролика 25 в паз реза, вновь рукояткой 39 включают подачу, осуществляется рез трубы 21. В процессе резания во избежание защемления фрезы 12 в разрез вбивают клинья (на чертеже не показаны). После окончания реза положение фрезы 12 и натяжные устройства 14 возвращают в исходное положение, демонтируют цепи 42, а затем снимают труборез с трубы. After installing the guide roller 25 in the groove of the cut, the handle 39 again turns on the feed, the pipe 21 is cut. During cutting, wedges are driven into the cut to prevent pinching of the cutter 12 (not shown). After the cut is completed, the position of the cutter 12 and the tensioning devices 14 are returned to their original position, the chains 42 are dismantled, and then the pipe cutter is removed from the pipe.

Claims

1. A pipe cutter comprising a trolley, a cutting tool mounted on it on a shaft with a feed mechanism, and a rotation mechanism of a cutting tool with a rotation drive, characterized in that it is equipped with a cutting tool plunging mechanism, a reduction mechanism of rotation and feeding of the cutting tool, a flexible connection resettable roller with support wheels, bracket, guide roller and spring-loaded lever, while the rotation drive of the cutting tool is removable and mounted to one of the walls of the specified eductor, the latter is installed with the possibility of transmitting torque to the cutting tool shaft by means of flexible coupling, the cutting tool feed mechanism is made in the form of driving sprockets with chains with the possibility of covering the pipe being cut, the bracket is mounted with the possibility of rotation around the axis of the resettable roller and subsequent fixing by a spring-loaded lever, and the guide roller is made with a profile that mimics the profile of the cutting tool, and is mounted in an arm at one of the ends of the resettable roller eccentrically to its axis from the cutting tool is rotatable about its axis.

2. The pipe cutter according to claim 1, characterized in that the flexible connection is made in the form of a chain.