RU2715399C1

RU2715399C1 - Device for elimination of deviations from roundness of tube billet and tubular fittings

Info

Publication number: RU2715399C1
Application number: RU2018139212A
Authority: RU
Inventors: Леонид Янович Гиловой
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2020-02-27

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to the field of tube billet processing and can be used for elimination of deviation of round billet butt ends. Device is made in the form of centralizer with possibility of arrangement inside tube billet and force action on its walls. At that, the centralizer is made in the form of two plate springs installed on the common stock and large bases which are opposite to each other with the possibility of force action on the inner walls of the billet along the whole circumference with its outer edges and power drive of plate springs compression, made in form of hydraulic cylinder, piston of which is connected to common rod.EFFECT: use of the invention increases accuracy and quality of processing of tube billet while simplifying the design of the appliance.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области механической обработки труб и трубной арматуры и может быть использовано для повышения точности обработки торцов деталей трубопроводов за счет устранения отклонения торцов заготовок от круглости и обеспечения соосности последних с осью вращения инструмента посредством специального пружинного центратора, устанавливаемого в заготовку перед выполнением механической обработки.The invention relates to the field of machining of pipes and pipe fittings and can be used to improve the accuracy of processing the ends of pipeline parts by eliminating the deviation of the ends of the workpieces from roundness and ensuring alignment of the latter with the axis of rotation of the tool by means of a special centralizer installed in the workpiece before performing machining.

Известно приспособление - пружинный центратор (патент RU 98220, опубл. 10.10.2010), исполнительным механизмом которого является пружинная втулка, сжатие которой обеспечивает центрирование обсадной трубы.A device is known - a spring centralizer (patent RU 98220, publ. 10.10.2010), the actuator of which is a spring sleeve, the compression of which ensures centering of the casing.

Недостатком данной конструкции являются малое радиальное усилие, создаваемое ребрами втулки, что не позволяет устранять погрешности формы (некруглости)заготовки.The disadvantage of this design is the small radial force created by the ribs of the sleeve, which does not allow to eliminate errors in the shape (non-circularity) of the workpiece.

Другим устройством, известным из уровня техники является центратор с шарнирным исполнительным механизмом (авторское свидетельство SU 1119814, опубл. 23.10.1984).Another device known from the prior art is a centralizer with a hinged actuator (copyright certificate SU 1119814, publ. 23.10.1984).

Недостатком данного устройства является малая точность, снижающаяся по мере износа шарниров и низкая жесткость шарнирных соединений, ухудшающая качество обработки.The disadvantage of this device is the low accuracy, which decreases as the hinges wear and the low rigidity of the hinge joints, worsening the quality of processing.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранный в качестве прототипа гидравлический центратор, выполненный в виде цилиндрической рамы и радиально расположенных гидроцилиндров - жимков (патент RU 2397854, опубл. 27.08.2010). Отклонение от круглости заготовки устраняется за счет радиального воздействия со стороны жимков на стенки заготовки и упруго-пластической деформации последней.The closest in technical essence to the present invention is a hydraulic centralizer selected as a prototype, made in the form of a cylindrical frame and radially located hydraulic cylinders - bench presses (patent RU 2397854, published on 08.27.2010). The deviation from the roundness of the workpiece is eliminated due to the radial effect from the presses on the walls of the workpiece and the elastic-plastic deformation of the latter.

Недостатком данного устройства, в том числе технической проблемой, является его конструктивная сложность и непригодность к использованию в стесненных условиях, например, в металлорежущих станках. Существенным недостатком является и то, что устройство создает дискретный контакт между стенками заготовки и исполнительными элементами центратора, из-за чего профиль трубы в поперечном сечении отличается от круглого и имеет форму многоугольника (с числом вершин по числу жимок), что ухудшает точность обработки. Кроме того, дискретный контакт снижает жесткость системы «приспособление - деталь», что приводит к возникновению вибраций при обработке, вызывающих ухудшение качества обработанной поверхности и снижение стойкости режущего инструмента.The disadvantage of this device, including a technical problem, is its structural complexity and unsuitability for use in cramped conditions, for example, in metal-cutting machines. A significant drawback is the fact that the device creates a discrete contact between the walls of the workpiece and the actuator elements of the centralizer, which is why the pipe profile in cross section differs from round and has the shape of a polygon (with the number of vertices in the number of heaves), which affects the accuracy of processing. In addition, a discrete contact reduces the rigidity of the fixture-component system, which leads to vibrations during processing, causing a deterioration in the quality of the machined surface and a decrease in the durability of the cutting tool.

В основу заявленного изобретения был положен технический результат -упрощение конструкции приспособления с одновременным повышением точности и производительности обработки торцов заготовки за счет создания непрерывного контакта между стенками заготовки и исполнительными элементами центратора по всей длине окружности, приводящего к увеличению жесткости системы «приспособление - деталь», за счет чего повышается качество обработанной поверхности и стойкость режущего инструмента.The claimed invention was based on a technical result — a simplification of the design of the device with a simultaneous increase in the accuracy and productivity of processing the ends of the workpiece by creating continuous contact between the walls of the workpiece and the centralizer actuators along the entire circumference, leading to an increase in rigidity of the fixture-part system, for due to which the quality of the processed surface and the resistance of the cutting tool are increased.

Технический результат достигается тем, что в приспособлении для устранения отклонений от круглости заготовок труб и трубной арматуры, содержащем центратор, предназначенный для силового воздействия на стенки заготовки, при этом последний расположен внутри заготовки и выполнен в виде двух установленных на общем штоке и обращенных друг к другу большимим основаниями тарельчатых пружин, обеспечивающих силовое воздействие на внутренние стенки отверстия заготовки по всей окружности и силового привода, предназначенного для сжатия тарельчатых пружин и выполненного в виде гидроцилиндра, поршень которого связан со штоком.The technical result is achieved in that in a device for eliminating deviations from roundness of pipe blanks and pipe fittings, containing a centralizer designed to force the walls of the workpiece, the latter located inside the workpiece and made in the form of two mounted on a common rod and facing each other large bases of Belleville springs, providing force on the inner walls of the billet holes around the entire circumference and a power drive designed to compress the plate s springs and designed as a hydraulic cylinder, the piston of which is connected to the rod.

Изобретение поясняется графическими изображениями, показывающими схему приспособления для устранения отклонений от круглости заготовок труб и трубной арматуры в разжатом состоянии - фиг. 1 и сжатом состоянии - фиг. 2 (продольные разрезы).The invention is illustrated by graphical images showing a diagram of a device for eliminating deviations from roundness of pipe blanks and pipe fittings in the expanded state - FIG. 1 and in a compressed state - FIG. 2 (longitudinal sections).

Приспособление для устранения отклонений от круглости заготовок труб и трубной арматуры (например, тройники, переходы, отводы и пр.) содержит центратор 1, предназначенный для силового воздействия на стенки заготовки 2, выполненный в виде двух установленных на общем штоке 3 и обращенных друг к другу большими основаниями тарельчатых пружин 4, обеспечивающих силовое воздействие на внутренние стенки отверстия заготовки 2 по всей окружности, силового привода, предназначенного для сжатия тарельчатых пружин 4 и выполненного в виде гидроцилиндра 5, поршень 6 которого связан со штоком 3. Тарельчатые пружины 4 центратора 1 установлены на штоке 3 с помощью втулок 7 и закреплены гайкой 8 в осевом направлении.A device for eliminating deviations from roundness of pipe blanks and pipe fittings (for example, tees, transitions, bends, etc.) contains a centralizer 1, designed to force the walls of the workpiece 2, made in the form of two mounted on a common rod 3 and facing each other large bases of Belleville springs 4, providing a force effect on the inner walls of the holes of the workpiece 2 around the entire circumference, a power drive designed to compress the Belleville springs 4 and made in the form of a hydraulic cylinder 5 the piston 6 of which is connected with the rod 3. The Belleville springs 4 of the centralizer 1 are mounted on the rod 3 with the help of bushings 7 and secured with a nut 8 in the axial direction.

Приспособление для устранения отклонений от круглости заготовок труб и трубной арматуры работает следующим образом.A device for eliminating deviations from roundness of pipe blanks and pipe fittings works as follows.

В свободном (разжатом состоянии) центратор 1 вводится в заготовку (см. фиг. 1). После этого гидроцилиндр 5 сжимает пружины 4 в осевом направлении. Для этого в левую полость гидроцилиндра 5 под давлением подается масло, поршень 6 втягивается в гидроцилиндр 5, а связанный с ним шток 3 сжимает тарельчатые пружины 4. Осевое сжатие тарельчатых пружин 4 приводит к их радиальному расширению (см. фиг. 2), в результате которого тарельчатые пружины 4 своей наружной кромкой упираются во внутренние стенки заготовки 2 и обеспечивают устранение некруглости за счет упругих деформаций стенок заготовки при одновременном центрировании последней. При этом создается непрерывный круговой контакт между стенками заготовки 2 и наружной кромкой тарельчатых пружин 4 по всей окружности последних, что способствует повышенной жесткости стыка заготовки и приспособления. В этом состоянии выполняется механическая обработка заготовки. После ее завершения подача масла в гидроцилиндр 5 прекращается, пружины 4 под действием упругих сил разжимаются, перемещая шток 3 и поршень 6 гидроцилиндра 5 в исходное положение. Центратор извлекается из заготовки.In the free (expanded state), the centralizer 1 is introduced into the workpiece (see Fig. 1). After that, the hydraulic cylinder 5 compresses the springs 4 in the axial direction. To do this, oil is supplied under pressure to the left cavity of the hydraulic cylinder 5, the piston 6 is drawn into the hydraulic cylinder 5, and the rod 3 connected with it compresses the disk springs 4. The axial compression of the disk springs 4 leads to their radial expansion (see Fig. 2), as a result which Belleville springs 4 with their outer edge abut against the inner walls of the workpiece 2 and ensure the elimination of non-circularity due to elastic deformation of the walls of the workpiece while centering the latter. This creates a continuous circular contact between the walls of the workpiece 2 and the outer edge of the disk springs 4 around the entire circumference of the latter, which contributes to increased rigidity of the junction of the workpiece and the device. In this state, the workpiece is machined. After its completion, the oil supply to the hydraulic cylinder 5 is stopped, the springs 4 are opened by elastic forces, moving the rod 3 and the piston 6 of the hydraulic cylinder 5 to its original position. The centralizer is removed from the workpiece.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в формуле изобретения обеспечивает получение заявленного технического результата - упрощение конструкции приспособления с одновременным повышением точности и производительности обработки торцов заготовки за счет создания непрерывного контакта между стенками заготовки и исполнительными элементами центратора.Thus, the claimed combination of essential features reflected in the claims provides the claimed technical result - simplification of the design of the device while improving the accuracy and productivity of processing the ends of the workpiece by creating continuous contact between the walls of the workpiece and the centralizer actuators.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения требуемого технического результата. Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:The analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the characteristics indicated in the formula are essential and interconnected with the formation of a stable set of necessary features, unknown at the priority date from the prior art and sufficient to obtain the desired technical result. Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

- Объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для устранения некруглости трубных заготовок перед выполнением последующей обработки;- The object embodying the claimed technical solution, in its implementation is intended to eliminate the non-circularity of the pipe blanks before performing subsequent processing;

- Для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- For the claimed object in the form described in the formula, the possibility of its implementation using the methods and methods described above or known from the prior art on the priority date has been confirmed;

- Объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- The object embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed subject matter meets the patentability criteria of “novelty”, “inventive step” and “industrial applicability” under applicable law.

Claims

A device for eliminating deviations from the roundness of the tubular billet, made in the form of a centralizer with the possibility of placement inside the billet and force acting on its walls, characterized in that the centralizer is made in the form of two Belleville springs mounted on a common rod and facing each other with large bases with the possibility of power the impact on the inner walls of the workpiece around the entire circumference with its outer edges and the power drive of the compression of Belleville springs, made in the form of a hydraulic cylinder, the piston of which Wow associated with a common stock.