Пристрій для виправлення круглої труби

 

Даний винахід відноситься до способів виправлення круглої труби шляхом зменшення її діаметру з додатковим ефектом випрямлення і підвищення її круглості і до пристроїв для їх здійснення. Більш конкретно, винахід відноситься до таких способів і пристроїв, які використовують для цієї мети безліч роликів.

З різних причин при виготовленні труби шляхом прокатки і одержання виробу трубчастої форми з плоскою стрічки або смуги, і з'єднання зварним швом стикуються країв, неможливо здійснювати точний контроль остаточного діаметра труби. Особливо це відноситься до труб великих діаметрів і до труб, що виготовляється з матеріалу малої товщини, наприклад, при діаметрах більше 150 мм при товщині стінки, що становить менше 2% діаметра; труба, виготовлена за цих умов, може бути не цілком круглої. Часто спостерігаються деякі відхилення від прямолінійності. Добре відомо, що в стандартах на деякі форми труб вирішуються дуже широкі діапазони допусків.

Існує безліч областей застосування труб, в яких труба повинна відповідати вимогам високої точності по діаметру, круглості і прямолінійності, і тому був розроблений ряд споособом є протягування циліндричної матриці з якого-небудь підходящого твердого матеріалу, має трохи більший зовнішній діаметр, ніж внутрішній діаметр труби, через отвір труби для її розтягування. Якщо потрібно здійснити коригування, що перевищує мінімальні величини, то можуть знадобитися послідовні проходження матриці послідовно увеличиваемого діаметра, причому при такій обробці внутрішньої поверхні труби може вимагатися мастило; звичайними наслідками є утворення задирів на внутрішніх поверхнях і деякий стоншення стінок. Перевагою цього способу є можливість виконання процесу в безперервному режимі. В іншому способі внутрішній діаметр труби збільшують шляхом впливу на внутрішню поверхню на коротких ділянках довжини труби гідравлічним тиском для її розтягування охоплює матриці. Використання цього способу звичайно обмежено короткими довжинами труб, і спосіб має недоліки, що полягають у великій тривалості процесу і, отже, неможливість виконання цих операцій у безперервному режимі. Обидва способу добре відомі в даній області техніки.

Якщо потрібно зменшити діаметр труби, то зазвичай виробляють прокатку шляхом пропуску труби через безліч увігнутих ролщенних увігнутостей утвориться більш або менш повний круг меншого діаметру, чим потрібний остаточний діаметр труби. Рівновіддалені один від одного ролики підтримують на цапфах, розташованих паралельно дотичним до поверхні труби, і їх приводять в обертання в той час, як трубу, розміри якої слід змінити, подають між ними і, таким чином, піддають її холодній обробці, зменшуючи її діаметр. Якщо при цьому трубу одночасно не витягують, то відбувається деяке потовщення її стінки. Прикладом цього способу може служити процес, описаний в патенті US 5533370. Можна припустити, що цей спосіб призначений тільки для обробки труб менших діаметрів, а той факт, що для досягнення остаточного розміру спосіб включає протяжку прокатаної труби через матрицю, вказує на обмежену можливість контролювання досягається в результаті обробки діаметру.

Недоліками цього способу є: відносно малі величини зменшення діаметра за один прохід, зазвичай становлять близько 0,2-0,4 мм; наявність істотного истирающего дії, що викликається бічними сторонами увігнутостей роликів, яке може призводити до появи подряпин на зовнішніх поверхнях труби (суттєвий фактор у виробах з нержавіючої сталі); относительнбразование подряпин на зовнішніх поверхнях особливо виражено при обробці труб великих діаметрів, коли спосіб зазвичай здійснюють, використовуючи тільки два ролики, що містять глибокі угнутості. Очевидно, як це передбачається в наведеному прикладі, що діаметр труби може бути зменшений шляхом протягання її через охоплює калібрувальну матрицю. При застосуванні цього способу може вимагатися мастило труби; зовнішня поверхня труби часто буває процарапана виступами в матриці або з'являються задирки, викликані матрицею; може мати місце деяке потовщення стінок і подовження труби. Приклад цього способу запропонований US 4057992, згідно з яким використовують як внутрішню, так і зовнішню матрицю, які зазвичай є другий і третій виробничими операціями.

Інший приклад зменшення діаметра шляхом прокатки, в даному випадку описаний при формуванні високошвидкісним обертанням, запропонований US 6233991, згідно з яким короткий ділянка довжини труби утримують затискачами тільки по кінцях з можливістю її обертання і по довжині труби вводять в контакт з її зовнішньою поверхнею безліч циліндричних роликів, і здійснюють тиск ними в той час, як її обертають, таким чином зменшуючи її діаметр і, якщо потрібно, надаючи їй конічну форму. Спосіб застосуємо лише на коротких учотношение US 42894, згідно з яким металічні тонкостінні труби формують з суцільної заготовки в таборі-подовжувачі системи Ассела. В цьому випадку запропоновано змінювати товщину стінки сформованої труби шляхом регулювання положень безлічі формуючих роликів в радіальному напрямку. Регулювання виробляють шляхом збільшення нахилу коротких цапф, на яких встановлені формуючі ролики з можливістю обертання, таким чином переміщаючи ролики радіально всередину або назовні. Кінці коротких цапф утримують з можливістю їх обертання у відповідних підшипниках, встановлених в кульових частинах кульових шарнірів, причому кульові елементи можуть переміщатися у втулках таким чином, щоб забезпечувати можливість нахилу цапф. Ролики виконані короткими і забезпечені заплечиками, якими вони впливають на заготовку, з якої формують трубу.

У багатьох способи прокатки труб, наприклад, в описаному в US 4827749 способі, в отвір труби, яку належить прокатати, вставляють оправлення, і трубу обробляють безліччю роликів на ділянці навпроти оправки.

Зазвичай застосовують способи, в яких ламіновану трубу виготовляють шляхом протягування одного відрізка труби в отверстно зменшують в діаметрі шляхом пропуску між увігнутими роликами або шляхом пропуску через охоплює калібрувальну матрицю, як описано вище, при введенні її всередину труби більшого діаметру, а потім її розширюють шляхом додатка внутрішнього тиску рідини для забезпечення щільної посадки всередині зовнішньої труби. Крім того, для забезпечення більш надійного утримування внутрішньої труби зовнішню трубу можна зменшити в діаметрі, використовуючи один з описаних вище способів. Якщо обидві труби (внутрішня і зовнішня) є металевими, внутрішню утримують просто шляхом зменшення діаметра зовнішньої труби.

Метою справжнього винаходу є створення способу зменшення діаметра труби і пристрою для його здійснення, за допомогою якого можна швидко і з високою точністю регулювати отримання труби з точним остаточним діаметром; можна використовувати для обробки труб нескінченної довжини або труб кінцевої довжини; може бути виконана самокорректировка; можна також забезпечувати ефект випрямлення труби; при обробці не утворюються подряпини на зовнішній поверхні труби; можна виробляти зменшення діаметра за один прохід більшою мірою, ніж при використанні інших систем; забезпечується високий ступінь круглості труби; можна використовувати блочно для виконання многоступенчатогЀи обробці всього діапазону діаметрів труб, як тонкостінних, так і товстостінних.

Згідно з цим винаходу діаметр труби зменшують шляхом пропускання труби через обертається пристрій, що містить несе циліндр, в якому встановлено безліч близькорозташованих і рівновіддалених один від одного, нахилених, довгих, вузьких, паралельно-циліндричних роликів з жорсткого, твердого матеріалу, якими впливають на зовнішню поверхню труби при проходженні її через згадане пристрій. Згадані ролики встановлюють у вигляді циліндричної структури, причому їхні кінці розташовують на початкових окружностях однакового діаметра і підтримують з можливістю обертання в відповідних підшипниках, встановлених у торцевих фланцях згаданого несучого циліндра, причому згадані торцеві фланці забезпечені отворами для введення і виведення оброблюваної труби. Один або обидва згаданих торцевих фланця можна повертати щодо решт згаданого несучого циліндра для регулювання, таким чином, кута нахилу згаданих роликів, які, незважаючи на їх зміщення відносно поздовжньої осі згаданого несучого циліндра, залишаються в площинах, паралельних згаданої поздовжньої осі. Згадані подшипн�е склянки, розміщені в згаданих торцевих фланцях так, що згадані ролики, як і раніше мають можливість обертання в згаданих торцевих фланцях в нахиленому положенні. Сам згаданий несе циліндр встановлений з можливістю обертання в одному або декількох підшипниках, завдяки чому його можна обертати щодо його подовжньої осі, приводячи в обертальний рух відповідним приводним двигуном. Під час роботи кут нахилу згаданих роликів регулюють для впливу з бажаної силою вузькими центрально розташованими контактними зонами роликів на зовнішню поверхню труби. Як було сказано раніше, трубу пропускають з постійною швидкістю через згадану циліндричну структуру роликів, причому згаданий несе циліндр обертають його допомогою приводного двигуна, змушуючи згадані контактні зони згаданих роликів описувати безперервні, паралельні, що перекривають один одного, спіральні траєкторії уздовж зовнішньої поверхні згаданої труби, локально прикладаючи стискає силу до згаданої трубі, що перевищує межу текучості матеріалу, з якого вона виготовлена, і таким чином змушуючи згадану трубу приймати форму з меншим діаметром. Прохождениое шліфування поверхні без її дряпання; при цьому одночасно коригують будь-які зовнішні відхилення від круглості згаданої труби і, при необхідності випрямлення даної труби, її правильно направляють при пропусканні через згадані ролики, забезпечуючи таким чином випрямлення.

Різні аспекти цього винаходу більш повно можна зрозуміти при ознайомленні з подальшим описом кращих варіантів здійснення з посиланнями на що додаються креслення, на яких:

Фіг.1, 1b і 1с - часткові поперечні розрізи згаданого несучого циліндра, на яких зображені різні положення одного із згаданих роликів згаданої циліндричної структури;

Фіг.2 - частковий поперечний розріз згаданого несучого циліндра і згаданої оброблюваної труби, на якому зображено розташування кількох згаданих роликів зі згаданої циліндричної структури щодо згаданої оброблюваної труби;

Фіг.3 - поздовжній розріз згаданого несучого циліндра, його опорних підшипників і згаданої оброблюваної труби; причому згадані видалені ролики для більшої ясності;

Фіг.4 - торцевій вид компонентів, зображених на Фіг.3;

Фіг.5 - поздовжній переріз опорних засобів на одному кінці одного �ерез нього;

Фіг.7 - поздовжній переріз альтернативних опорних коштів цих роликів;

Фіг.8 - торцевій вид згаданого несучого циліндра, на якому представлені калібрувальні елементи;

Фіг.9 - частковий вид збоку центральної частини одного зі згаданих роликів, ілюструє альтернативну формуючу деталь;

Фіг.10 - частковий вид збоку центральної частини одного зі згаданих роликів, ілюструє альтернативну формуючу деталь;

Фіг.11 - вид збоку типового комплекту згаданих роликів у вигляді циліндричної структури, де всі опорні кошти видалені для більшої ясності;

Фіг.12 - торцевій вигляд комплекту згаданих роликів, представлених на Фіг.11.

Ролик 3 (див. Фіг.1) встановлений з можливістю обертання в несучому циліндрі 1, причому його вісь розташована на початковій окружності 2 і паралельна осі згаданого несучого циліндра. Той же ролик 3 показаний на Фиг.1b в положенні, при якому його кінці відхилені на 15° в кожну сторону від колишнього положення. Видно, що відстань 4 від центру 5 згаданого несучого циліндра до контактної зони 6 згаданого ролика зменшилася. Згаданий ролик 3 показаний на Фіг.1 з в положенні, при якому його кінці відхилені ще на 15° відстань зовані для приведення їх центральних контактних зон в силовий контакт із зовнішньою поверхнею згаданої труби, яку слід обробляти. Очевидно, що згадані ролики можуть бути виготовлені суцільними по всій довжині або з суцільними кінцями і частково порожнистими середніми частинами.

На Фіг.2, 11 і 12 зображені часткові і повні комплекти роликів 3 в циліндричній структурі, причому згадані ролики встановлені з можливістю обертання в несучому циліндрі 1, а їх осьові кінці розташовані на початкових окружностях 2 однакового діаметру. Нахил згаданих роликів веде до того, що їхні контактні зони 6 вступають у контакт із зовнішньою поверхнею оброблюваної труби 7. У кращому варіанті здійснення згадані ролики виготовляють з мінімально здійсненним діаметром, порівнянним з конкретним застосуванням, щоб забезпечити максимальну кількість роликів у кожній згаданій циліндричної структурі. Це зазвичай призводить до того, що згадані ролики мають діаметр, що становить приблизно 20% діаметра оброблюваної труби, наприклад в установці для обробки труб діаметром 150 мм використовують 18 роликів діаметром 28 мм

На Фіг.3 зображена оброблювана труба 7, проходить через отвори 8 в торцевих фланцях 9, 19 несучого циліндра 1 в напрямку, вказаному стрілкою 23. Типове полЋе кошти для цього ролика в торцевих фланцях 9, 19 не показані на цьому кресленні. Торцевій фланець 19 закріплений на одному краю згаданого несучого циліндра, а торцевій фланець 9 утримується на іншому краю згаданого несучого циліндра між заплечиками 20, 21, завдяки чому він має можливість переміщення шляхом повороту, щоб можна було виробляти нахил згаданих роликів. Опорні кошти (не показано) для решт згаданих роликів розміщені в отворах 10, виконаних у згаданих торцевих фланцях несучого циліндра. Підшипник 15 розташований в площині, що проходить через контактні зони згаданих роликів, або поблизу неї.

У середній частині зовнішньої поверхні згаданого несучого циліндра виконаний інсталяційний фланець 12, і до нього прикріплений відповідними кріпильними засобами радіальний диск 13, периферія якого виконана у вигляді внутрішньої частини корпусу підшипника для підшипника 15. Циліндричний шків 14 виконаний з одного боку згаданого радіального фланця на його периферії. Радіальний інсталяційний фланець 22 забезпечений отворами 17 для кріпильних засобів (не показано), а його внутрішня периферія виконана в циліндричному продовженні 16, включає в себе зовнішню частину корпусу підшипника 15. Настановний фланець 22 кріплять рощення з допомогою приводних сил, прикладених до шківа 14 допомогою відповідного приводного ременя (не показаний). В альтернативних варіантах здійснення згаданий шків замінений зірочкою або зубчастою передачею (не показано), і згаданий несе циліндр приводять в обертання з допомогою приводних сил, прикладених допомогою однієї або декількох відповідних ланцюгів або зубчастих коліс. При проходженні оброблюваної труби 7 через внутрішню частину згаданого несучого циліндра і через згадану обертається циліндричну структуру з роликів (не показано) згадані контактні зони згаданих роликів проходять по зовнішній поверхні згаданої труби, описуючи безперервні, паралельні, що перекривають один одного спіральні траєкторії, типова з яких вказана стрілкою 24. Можна легко показати, що потужність, необхідна для приводу згаданих роликів щодо згаданої труби, дуже мала, і навіть якщо згадану трубу інтенсивно обробляють, то потужність зазвичай значно менше тієї, яка вимагається при традиційних способах.

Торцевій фланець 9 (див. Фіг.4) обмежений в повороті за допомогою регульованих по довжині розпірок 33, внутрішні кінці яких шарнірно з'єднані з пальцями 34, сформований, �акрепленних на торцевих зовнішніх поверхнях згаданого несучого циліндра. Нахил згаданих роликів виконують шляхом збільшення або зменшення довжини згаданих розпірок, повертаючи тим самим торцевій фланець 9 щодо згаданого несучого циліндра.

Кінці роликів 3 (Фіг.5) забезпечені конусними частинами 27, кінці яких виконані у вигляді цапф 28. Цапфа 28 розміщена з можливістю обертання в голчастому підшипнику 29, який, у свою чергу, розміщений у частково сферичної втулці 26. Частково сферична втулка 26 розміщена в рознімної склянці 25, який, у свою чергу, встановлений в отворі 10 торцевого фланця 9. Підшипник 29 встановлений на цапфі 28 між заплечиком 36 і утримує шайбою 30, причому згадана утримує шайба зафіксована на кінці згаданої цапфи відповідним кріпильним засобом 31. Відповідні кошти (не показано) передбачені для змащування згаданих опорних засобів ролика. Згаданий роз'ємний склянку забезпечений зовнішнім фланцем 37, з допомогою якого згаданий роз'ємний склянку утримують в отворі 10 допомогою відповідних кріпильних засобів (не показано). Отвори з кожного боку згаданого роз'ємного склянки відповідним чином з� досить довгими, щоб сприймати осьове зміщення ролика 3, викликане збільшенням або зменшенням кута його нахилу. В альтернативному варіанті здійснення (не показаний) цапфу 28 і голчастий підшипник 29 жорстко фіксують у частково сферичної втулці 26, а осьове зміщення ролика 3, викликане збільшенням або зменшенням кута його нахилу, сприймається осьовим зміщенням торцевого фланця 9 у торці несучого циліндра 1, при цьому поворотний переміщення згаданого торцевого фланця обмежена щодо згаданого несучого циліндра відповідними пазами, кулачками або подібними засобами (не показано) одного з вхідних у взаємне зачеплення елементів відносно іншого.

Вузол, зображений на Фіг.3 і 4, встановлюють в рухомій рамі 38 (див. Фіг.6). Згадану рухому раму встановлюють з можливістю ковзання допомогою кронштейнів 43, 44, спираються на лінійні опори 41, 42 кочення, які переміщаються по напрямних 39, 40, закріпленим на верхніх поверхнях нерухомої рами 45. Оброблювана труба 7 зображена в положенні проходження через несе циліндр 1, а її виступаюча частина спирається на відповідні опори (не показано). Поворотний вал 46 прикріплений до нижнього конструкційним ементу згаданої нерухомої рами по напрямку до другої бічній стороні згаданої рухомої рами. Шатун 49 з'єднує керуючий важіль згаданого клапана з згаданим поворотним валом так, щоб при переміщенні згаданої рухомої рами уздовж напрямних 39 згаданий клапан поступово відкривався, причому згаданий клапан повністю закритий, коли згадана рухома рама знаходиться в лівій крайній точці траєкторії переміщення (як зображено на Фіг.6). Система подачі стисненого повітря під відповідним тиском приєднана до згаданого клапана за допомогою повітряного трубопроводу 47, і повітря подають від згаданого клапана за гнучким повітряного трубопроводу 50 в пневматичний двигун 51. Згаданий пневматичний двигун приводить шків 52 через редуктор 54, причому згаданий шків 52 з'єднаний зі шківом 14 приводним ременем 53 для приведення в обертання несучого циліндра 1. Відповідні вставки використовують, якщо це потрібно, для додання жорсткості згаданим рухомої і нерухомої рам. Під час роботи, коли згадана труба проходить в згадане пристрій зі стана для виготовлення труб, сили тертя, прикладаються допомогою контактних зон згаданих роликів, зміщують згадану рухому раму уздовж напрямних 39, 40, таким чином частково відкриваючи клапан 48 і при�ещение згаданої рухомої рами відбувається до тих пір, поки згаданий пневматичний двигун не досягне швидкості, відповідної швидкості подачі згаданої труби. Подальше переміщення згаданої рухливої труби потім припиняється. Якщо швидкість подачі згаданої труби знижується з якої-небудь причини, то сили, що генеруються згаданими роликами на трубі, діють для усунення згаданої рухомої рами назад у напрямі її вихідного положення, таким чином закриваючи в деякій мірі клапан 48 і зменшуючи швидкість пневматичного двигуна 51 і, отже, швидкість обертання несучого циліндра 1.

В альтернативному варіанті здійснення ролики 3 (див. Фіг.7) встановлюють з можливістю обертання в голчастих підшипниках 56, розміщених в отворах 73, виконаних в заплечиках 58 на кінцях настановних обойм 59. Кожна згадана установча обойма забезпечена цапфой 64, встановленої з можливістю повороту в підшипнику 63, розміщеному в стінці несучого циліндра 1, і утримується на місці за допомогою тарілчастих пружин 65, шайби 66 і стопорного пружинного кільця 67 або іншого відповідного фіксуючого засобу. Ролики в згаданій циліндричної структурі нахиляють одночасно, впливаючи силою, що прикладається допомогою отой обойми, причому відхиляючі кільця 60 утримують на місці пружинними стопорними кільцями 62. Між кінцями роликів 3 і внутрішніми поверхнями заплечиків 58 встановлюють упорні шайби 57. Згаданий несе циліндр збільшений у діаметрі, що потрібно для узгодження з такою установкою. Описана установка пристосована для обробки труби тільки одного діаметру, але в альтернативному варіанті здійснення (не показаний) її використовують для обробки труб різних діаметрів, для чого зовнішні частини цапф 64 забезпечують відповідної різьбленням для зачеплення з кульковими гайками, які приводять в дію одним або кількома відповідними кроковими двигунами для одночасного зсуву всіх згаданих роликів в радіальному напрямку всередину або назовні. Застосування кулькової гвинтової пари (гвинт/гайка) в таких пристроях добре відомо і очевидно.

На лицьовій стороні торцевого фланця 9 (див. Фіг.8) передбачена указательная мітка 68, а на кінці несе циліндра передбачені калібрувальні мітки 69, та згадані мітки дозволяють регулювати нахил згаданих роликів. Очевидно, що описану структуру за вибором можна інвертувати.

В альтернативному варіанті здійснення ролик 3 сн�ія допомогою цього ролика до згаданої оброблюваної трубі.

В альтернативному варіанті здійснення ролик 3 постачають розташованої в центрі увігнутою частиною 72 (див. Фіг.10) для забезпечення програми розсіяного зусилля допомогою цього ролика до згаданої оброблюваної трубі.

Згадану опорну раму кріплять до підлоги 74 (див. Фіг.6) відповідними кріпильними засобами. Якщо потрібно, то згадані кріпильні засоби включають в себе підйомні кошти (не показано) для точного вирівнювання пристрої з віссю труби 7, випускається з табору для виготовлення труб (не показаний). Згадані підйомні кошти можна використовувати для забезпечення випрямляючого впливу на згадану трубу. У першому варіанті здійснення згадані підйомні кошти регулюють вручну. В альтернативному варіанті здійснення використовують датчики (не показано) для визначення прямолінійності згаданої труби чи відхилення від неї і, якщо це потрібно, використовують один або кілька крокових двигунів (не показано) для приводу згаданих підйомних засобів для коригування будь-якого відхилення від прямолінійності. Для обробки даних, отриманих за допомогою згаданих датчиків, і для управління, якщо потрібно, згаданими кроковими двигателяернативном варіанті здійснення (не показаний) згадану опорну раму постійно фіксують на підлозі 74, а інсталяційний фланець 22 спирається на лінійні опори кочення, які переміщують шляхом ковзання по напрямних, прикріпленим до вертикальних елементів згаданої рухомої рами, причому згадані лінійні опори кочення переміщують за допомогою кулькової гвинтової пари, що приводиться в рух з допомогою одного або декількох крокових двигунів. Згадані крокові двигуни використовують для приводу згаданих кулькових гвинтових пар для коригування будь-якого відхилення згаданої труби від прямолінійності. Програмований логічний контролер або інше мікропроцесорний пристрій використовують для обробки даних, отриманих за допомогою згаданих датчиків і, якщо потрібно, для управління згаданими кроковими двигунами.

В альтернативному варіанті здійснення (не показаний) пневматичний двигун 51 (див. Фіг.3 і 6) встановлюють безпосередньо на циліндричному продовженні 16 і призводять несе циліндр 1 в обертання за допомогою одного або декількох ременів, ланцюгів або зубчастих коліс, зацепляемих зі шківами, зірочками або зубчастими колесами, передбаченими на шківі 14 або на зовнішній поверхні несучого циліндра 1. У цьому варіанті здійснення згадана рухома рамми. В іншому альтернативному варіанті здійснення (не показаний) згаданий пневматичний двигун замінюють іншою формою приводного двигуна у вигляді гідравлічного двигуна, крокового двигуна або іншим видом електричного двигуна з регульованою швидкістю. У цьому варіанті швидкість подачі згаданої труби визначають за допомогою одного або декількох датчиків положення, прикріплених до формуючим роликам на згаданому стані для виготовлення труби або на спрямовуючий ролику, який переміщується за згаданою трубі. Для обробки даних, отриманих за допомогою згаданих датчиків положення і, якщо потрібно, для управління згаданим приводним двигуном, яких приводять в обертання згаданий несе циліндр, використовують програмований логічний контролер або інше мікропроцесорний пристрій.

В альтернативному варіанті здійснення (не показаний) згаданий пристрій виконують у багатоступінчастої формі з двома або більше зазначеними блоками, які працюють спільно так, щоб один з них або всі блоки можна було використовувати для зменшення діаметру згаданої труби, коригування її відхилень від круглості або для її випрямлення. Згадані блоки по вибору можу�тивоположних напрямків обертання. При додатковому розгляді Фіг.1, 1b, 1с і 2 зрозуміло, що осі згаданих циліндричних структур роликів послідовно встановлених блоків, незважаючи на їх регулювання, завжди колінеарні. У той же час швидкість подачі згаданої труби через послідовно встановлені блоки буде коректною, незважаючи на згадану регулювання нахилу згаданих роликів. Це є результатом того, що якщо кут нахилу згаданих роликів збільшується, внаслідок чого матиме місце тенденція до збільшення осьової складової векторного трикутника, представляє швидкість подачі згаданої труби, то обертальна складова автоматично зменшується, компенсуючи це явище. Завдяки цьому згадане пристрій виявляється дуже добре пристосованим для роботи в багатоступеневою формі. Слід зазначити також, що осьові сили, прикладаються до згаданої трубі в результаті дії згаданого пристрою, високі і що не потрібні ніякі інші засоби просування або примушують до просування в осьовому напрямку, які слід було б прикладати до згаданої трубі під час її проходження через згадане пристрій. У багатоступеневих структурах згадано через табір для виготовлення труби, розташований вище по ходу від згаданого пристрою, і значно скорочують потужність, необхідну для приводу згаданого табору для виготовлення труби. Очевидно, що згадане пристрій можна за вибором використовувати для обробки труб нескінченної довжини, подаються безпосередньо зі стана для виготовлення труби, або для обробки труб кінцевої довжини, що завантажуються послідовно згадане пристрій.

В альтернативному варіанті здійснення (не показаний) один або кілька крокових двигунів, встановлених на зовнішній поверхні несучого циліндра 1, використовують для регулювання довжини відповідних кулькових гвинтових пар (не показано), що застосовуються замість розпірок 33 регульованої довжини. Для визначення точно відкоригованого діаметра згаданої труби використовують датчики, а для обробки даних, отриманих за допомогою згаданих датчиків, і, якщо потрібно, згаданими кроковими двигунами використовують програмований логічний контролер або інше мікропроцесорний пристрій. Енергія та керуючі сигнали подають до згаданих кроковим двигунам токосъемному контактного кільця, причому керуючі сигнали по вибору передають, використовуючи беспроводнинцам радіально розташованих лінійних перетворювачів, використовують для вимірювання остаточного діаметра згаданої труби, виготовленої з згаданого пристрою, причому згадані ролики примусово вводять в контакт з згаданої трубою допомогою відповідних пружин. У другому варіанті здійснення датчики в формі лазерних мікрометрів використовують для вимірювання остаточного діаметра згаданої труби, виготовленої з згаданого пристрою. У третьому варіанті здійснення датчики у формі розташованих один проти одного пар датчиків наближення, кожним з яких вимірюють зазор між його еталонної поверхнею і зовнішньою поверхнею згаданої труби, використовують для вимірювання остаточного діаметра згаданої труби, виготовленої з згаданого пристрою.

Додатково посилаючись на Фіг.3, повинно бути зрозуміло, що несе циліндр 1 з його згаданою структурою роликів може бути виготовлений таким чином, щоб його можна було легко від'єднувати від радіального диска 13, завдяки застосуванню швидкознімних пристосувань (не показано), і замінювати несучим циліндром із згаданою структурою роликів, що встановлюються на його місце для пристосування до згаданої трубі іншого діаметру.

В процесі прокатки, виконуємо�я мастило згаданої зовнішньої поверхні згаданої труби; потрібно лише невелика потужність для приводу пристрою; згадана поверхню згаданої труби залишається шліфованої і злегка полірованою; не обмежені діаметр, довжина або товщина стінки згаданої труби; можна працювати з більш високою лінійною швидкістю згаданої труби, що випускна швидкість стану для виготовлення труб, і ці дві швидкості можуть використовуватися спільно; можна виконувати процес, використовуючи безліч згаданих роликових блоків, що працюють разом; виявляється округляющее і випрямляючий вплив на згадану трубу; можна працювати в автоматичному режимі; можна обробляти згадані труби нескінченної довжини або труби кінцевої довжини; забезпечується більша зменшення зовнішнього діаметра згаданої труби за один прохід, ніж при застосуванні звичайного процесу прокатки.

1. Пристрій для зменшення діаметру, забезпечення круглості або випрямлення безперервно подається труби шляхом прокатки, що містить:

(a) безліч близько розташованих і рівновіддалених один від довгих, вузьких паралельно-циліндричних роликів в паралельно-циліндричної структурі, причому згадані ролики встановлені з можливістю обертання в підшипниках, п�жностях однакового діаметру, а згадані підшипники встановлені в частково сферичних втулках, що дозволяють кутове зміщення кінців згаданих роликів щодо згаданих торцевих фланців; один або обидва згаданих торцевих фланця встановлені з можливістю повороту одного фланця щодо іншого в згаданому несучому циліндрі;

(b) отвори в згаданих торцевих фланцях, що дозволяють безперервне просування згаданої труби через згадані ролики по шляху, соосном з віссю їх згаданої циліндричної структури;

(c) засоби для регулювання відносних положень згаданих торцевих фланців відносно один одного на згаданому несучому циліндрі для нахилу згаданих роликів і, таким чином, зміщення їх згаданих центральних контактних зон радіально всередину в силовий контакт із зовнішньою поверхнею згаданої труби;

(d) підшипники встановлені з можливістю обертання згаданого несучого циліндра;

(e) приводні кошти для приводу згаданого несучого циліндра в обертання, викликаючи, таким чином, проходження згаданих центральних контактних зон згаданих роликів по зовнішній поверхні згаданої труби і вплив на цю поверхню;

(f) та�ія згаданого несучого циліндра і остаточного діаметра згаданої труби;

(g) засоби керування для регулювання швидкості обертання згаданих роликів відносно швидкості подачі згаданої труби, положення по висоті згаданих опорних засобів та регулювання нахилу згаданих роликів;

(h) опорні кошти для підтримки несучого циліндра, згаданих торцевих фланців, згаданих роликів, згаданих регулювальних засобів, згаданих підшипників і згаданих приводних засобів таким чином, що згадана вісь згаданої циліндричної структури згаданих роликів і згадана вісь згаданої труби є колінеарними.

2. Пристрій за п.1, в якому зазначені ролики виготовлені з міцного жорсткого матеріалу суцільними або суцільними по кінцях і порожнистими в центральних частинах.

3. Пристрій за п.1, в якому дві або більше згадані циліндричні структури згаданих роликів мають і використовують спільно для обробки довжини згаданої труби.

4. Пристрій по п.3, в якому чергуються згадані циліндричні структури згаданих роликів обертають в протилежних напрямках.

5. Пристрій за п.1, в якому згадані приводні кошти для приводу згаданого несучого циліндра в обертання виконані у фо�

6. Пристрій за п.1, в якому згадані приводні кошти для приводу згаданого несучого циліндра в обертання виконані у формі гідравлічного двигуна, від якого здійснюють привід допомогою ременя, ланцюги або зубчастих коліс.

7. Пристрій за п.1, в якому згадані приводні кошти для приводу згаданого несучого циліндра в обертання виконані у формі крокового двигуна або іншій формі електричного двигуна з регульованою швидкістю, від якого здійснюють привід допомогою ременя, ланцюги або зубчастих коліс.

8. Пристрій за п.1, в якому згаданими центральними контактними зонами згаданих роликів впливають на зовнішню поверхню згаданої труби у формі серії безперервних паралельних, перекривають один одного спіральних контактних траєкторій.

9. Пристрій за п.1, в якому потужність, необхідна для обробки згаданої труби, значно менше потужності, необхідної при виконанні звичайних процесів прокатки труб.

10. Пристрій за п.1, в якому відносні положення згаданих кінцевих фланців один до одного можна регулювати з допомогою однієї або кількох розпірок регульованої довжини, два кінця кожної з яких шарнірно з'єднують сом довжину згаданої розпірки регулюють вручну шляхом вкручування різьбовий охоплюваної частини в різьбову охоплює частину і фіксування відрегульованої довжини контргайкою.

12. Пристрій по п.10, в якому довжину згаданої розпірки регулюють за допомогою кулькової гвинтової пари, що приводиться в дію з допомогою крокового двигуна.

13. Пристрій за п.1, в якому енергію та керуючі сигнали передають до пристроїв, що спирається на рухомі частини згаданого пристрою, за допомогою контактних кілець.

14. Пристрій за п.1, в якому керуючі сигнали передають до пристроїв, що спирається на рухомі частини згаданого пристрою, за допомогою бездротових засобів.

15. Пристрій за п.1, в якому згадані опорні засоби містять рухому раму, встановлену з можливістю ковзання в лінійних опорах кочення, що переміщуються по напрямних, закріпленим на нерухомій рамі, причому згадану рухому раму лінійно переміщують шляхом докладання спільних сил, що генеруються в результаті дії згаданих роликів і лінійного руху згаданої труби, причому між згаданими двома рамами передбачені датчики для визначення лінійного переміщення згаданої рухомої рами і, таким чином, для регулювання швидкості дії згаданих приводних коштів.

16. Пристрій за п. 5, в якому швидкість дії згаданого ого в дію шляхом переміщення згаданої рухомої рами щодо згаданої нерухомої рами.

17. Пристрій за п.1, в якому згадані опорні кошти регулюють по висоті для підтримки коллинеарности згаданої осі згаданої циліндричної структури згаданих роликів і осі згаданої труби.

18. Пристрій за п.17, в якому згадані опорні кошти піднімають або опускають за допомогою регульованих вручну гвинтових домкратів.

19. Пристрій за п.17, в якому згадані опорні кошти піднімають або опускають за допомогою домкратів, що містять кулькові гвинтові пари і приводяться в дію з допомогою крокових двигунів.

20. Пристрій по п.18, в якому згадані датчики призначені для визначення прямолінійності згаданої труби, а згадані засоби управління призначені для управління дією згаданих крокових двигунів для регулювання положення по висоті згаданих опорних засобів.

21. Пристрій за п.1, в якому згадані опорні кошти виконані у формі нерухомої рами, а згаданий несе циліндр, згадані торцеві фланці, згадані ролики, згадані регулювальні засоби, згадані підшипники і згадані приводні засоби встановлюють з можливістю переміщення на лінійних опорах кочення, що переміщуються п�ической структури згаданих роликів і згаданої осі згаданої труби.

22. Пристрій з п.21, в якому положення згаданих лінійних опор кочення на згаданих вертикальних напрямних регулюють за допомогою кулькових гвинтових пар, що приводяться в дію з допомогою крокових двигунів, якими керують з допомогою згаданих засобів управління.

23. Пристрій за п.1, в якому згадані датчики містять один або декілька датчиків положення, порушуваних формующими роликами на згаданому стані для виготовлення труб або на спрямовуючий ролику, який переміщується за згаданою трубі.

24. Пристрій за п.1, в якому згадані датчики містять засоби вимірювання для вимірювання остаточного діаметра згаданої труби, виготовленої з згаданого пристрою.

25. Пристрій п.24, в якому згадані датчики виконані у формі пар протистоять роликів, прикріплених до внутрішніх кінців радіально розташованих лінійних перетворювачів, причому згадані ролики вводять в примусовий контакт з згаданої трубою за допомогою пружин.

26. Пристрій п.24, в якому згадані датчики виконані в формі лазерних мікрометрів.

27. Пристрій п.24, в якому згадані датчики виконані у формі пар протистоять датчиків наближення, п�омянутой труби.

28. Пристрій за п.1, в якому зазначені ролики у згаданій структурі виготовляють з однаковими зовнішніми діаметрами, які складають приблизно 20% від діаметра згаданої оброблюваної труби.

29. Пристрій за п.1, в якому зазначені ролики у згаданій структурі виготовляють у вигляді комплектів з однаковими зовнішніми діаметрами в діапазоні, що становить 10-40% від діаметра згаданої оброблюваної труби.

30. Пристрій за п.1, в якому згадані підшипники мають настільки близько до площини, що проходить через згадані контактні зони згаданих роликів, наскільки можливо.

31. Пристрій за п.1, в якому згадані підшипники розміщують у корпусі підшипника, в якому зовнішня частина виконана на внутрішній поверхні циліндричного продовження, сформованого на радіальному установчому фланці, а внутрішня частина сформована на зовнішній поверхні радіального диска, прикріпленого до зовнішньої поверхні згаданого несучого циліндра.

32. Пристрій з п.31, в якому шків у формі циліндричного продовження сформований навколо зовнішнього контуру згаданого радіального диска.

33. Пристрій з п.32, в якому згаданий шків видалений исом для приводу згаданого пристрою за допомогою зубчастої передачі.

34. Пристрій за п.1, в якому зазначені ролики забезпечені на кожному кінці короткими цапфами, причому згадані цапфи встановлені з можливістю обертання в підшипниках, розміщених у згаданих кінцевих фланцях згаданого несучого циліндра, а осьова довжина згаданих коротких цапф згаданих підшипників має достатній розмір, щоб забезпечувати можливість осьового переміщення, що викликається нахилом згаданих роликів.

35. Пристрій за п.1, в якому кожен згаданий ролик встановлений з можливістю обертання в окремій обоймі, встановленої з можливістю повороту на цапфі, виступає радіально назовні через підшипник, що розміщений у згаданому несучому циліндрі, причому згадані обойми встановлені з можливістю нахилу їх під впливом сили, що прикладається допомогою наклоняющих кілець, шарнірно прикріплених до згаданих обойм близько їх кінців.

36. Пристрій з п.35, в якому зовнішні частини згаданих цапф згаданих обойм забезпечені різьбленням для зачеплення з кульковими гайками, причому згадані кулькові гайки наводяться допомогою одного або декількох крокових двигунів для переміщення в радіальному напрямку згаданих обойм всередину або назовні.< цих компонентів наносять на торцеві поверхні згаданих торцевих фланців, а інші - на торцеву поверхню згаданого несучого циліндра для полегшення регулювання нахилу згаданих роликів.

38. Пристрій за п.1, в якому зазначені ролики забезпечені розташованої посередині вузької опуклою частиною для забезпечення можливості програми локалізованої сили до згаданої трубі.

39. Пристрій за п.1, в якому зазначені ролики забезпечені розташованої посередині вузької увігнутою частиною для забезпечення можливості програми розсіяної сили до згаданої трубі.

40. Пристрій за п.1, в якому згаданий несе циліндр з його згаданою структурою роликів прикріплені до згаданих опорним засобів з допомогою швидко відокремлюваних кріпильних засобів і виконані з можливістю швидкого від'єднання від згаданих опорних засобів і заміни іншим згаданим несучим циліндром з його згаданою структурою роликів, пристосованої для обробки труби іншого діаметру.

41. Спосіб зменшення діаметру, надання круглості або випрямлення труби допомогою прокатки, що включає наступні етапи:

(a) пропуск згаданої труби шляхом безперервної подачі з постійною лінійною швидкістю через безліч близько розташованих і равноотстоящи�ической структури з віссю згаданої труби, утримуваної коллинеарно осі згаданої циліндричної структури роликів, причому згадані ролики встановлені з можливістю обертання в опорних засобах і одночасно з можливістю нахилу для зміщення їх центральних контактних зон радіально всередину;

(b) нахил згаданих роликів для переведення їх згаданих центральних контактних зон в регульований силовий контакт із зовнішньою поверхнею згаданої труби;

(c) обертання згаданої циліндричної структури згаданих роликів з регульованою швидкістю, що викликає таким чином проходження згаданих центральних контактних зон згаданих роликів по зовнішній поверхні згаданої постійно подається труби та впливу на цю поверхню;

(d) визначення лінійної швидкості згаданої труби, прямолінійності згаданої труби, швидкості обертання згаданої циліндричної структури згаданих роликів і остаточного діаметра згаданої труби;

(e) регулювання згаданої швидкості обертання згаданих роликів відносно швидкості подачі згаданої труби;

(f) регулювання положення по висоті згаданих опорних коштів для випрямлення згаданої труби;

(g) регулированб за п.41, в якому згадану трубу не підтримують з внутрішньої сторони за допомогою оправок або подібних пристосувань під час згаданої прокатки.

43. Спосіб за п.41, в якому швидкість обертання згаданих роликів регулюють для забезпечення поєднання лінійної швидкості подачі згаданої труби і кута нахилу згаданих роликів.

44. Спосіб за п.41, в якому згаданий процес прокатки застосовують для обробки згаданих труб нескінченної довжини або труб кінцевої довжини.

45. Спосіб за п.41, в якому згаданими центральними контактними зонами згаданих роликів описують безперервні паралельні, накладені один на одного спіральні траєкторії уздовж зовнішньої поверхні згаданої труби і локально прикладають до зовнішньої поверхні згаданої труби стискає силу, що перевищує межу текучості матеріалу, з якого вона виготовлена, таким чином примушуючи згадану трубу приймати форму меншого діаметру.

46. Спосіб за п.41, в якому прохід згаданих центральних зон згаданих роликів по зовнішній поверхні згаданої труби веде до виправлення будь-яких відхилень від круглості згаданої труби і викликає шліфування згаданої зовнішньої поверхні.

47. Спосіб за п.41, в кот�засобів і згаданий кут нахилу згаданих роликів визначають за допомогою датчиків.

48. Спосіб за п.41, в якому згадану швидкість обертання згаданих роликів, швидкість подачі згаданої труби, згадане положення по висоті згаданих опорних засобів і згаданий кут нахилу згаданих роликів регулюють вручну.

49. Спосіб за п.41, в якому згадану швидкість обертання згаданих роликів, згадане положення по висоті згаданих опорних засобів і згаданий кут нахилу згаданих роликів автоматично регулюють за допомогою засобів управління, які приймають вхідні сигнали від згаданих датчиків.

50. Спосіб за п.41, в якому безліч блоків згаданих циліндричних структур згаданих роликів використовують спільно, причому все згадане безліч блоків обертають у одному напрямку або чергують згадані блоки, що обертаються в протилежних напрямках.

51. Спосіб за п.41, в якому згаданий процес прокатки не обмежений діаметром, товщиною стінки або довжиною згаданої труби.

52. Спосіб за п.41, в якому виконують за кожен прохід більше зменшення діаметра згаданої труби, чим досягають звичайними способами.

53. Спосіб за п.41, в якому не потрібне мастило зовнішньої поверхні згаданої труби під час згаданого процесу прокатки.

�и безпосередньо після її виготовлення.

55. Спосіб за п.41, в якому згадана циліндрична структура згаданих роликів прикріплена до згаданих опорним засобів з допомогою швидко відокремлюваних кріпильних засобів і виконана з можливістю швидкого від'єднання від згаданих опорних засобів і заміни інший згаданої циліндричної структурою згаданих роликів, пристосованої для обробки труби іншого діаметру.

56. Спосіб за п.41, в якому потужність, необхідна для виконання згаданого процесу прокатки, значно менше потужності, необхідної для виконання звичайного процесу прокатки.



 

Схожі патенти:

Спосіб гвинтової прокатки ребристих труб та валки для його здійснення

Винахід відноситься до області обробки металів тиском і стосується технології отримання ребристих труб поперечно-гвинтової прокаткою і може бути використане на трехвалкових станах

Спосіб розкочування деталей

Винахід відноситься до машинобудування, а саме до холодної розкочуванні деталей типу тіл обертання, призначеної для надання їм заданої геометричної форми і розмірів

Спосіб гвинтовий розкочування труб

Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва, точніше до гвинтовий розкочування труб
Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва та може бути використане при виробництві безшовних гарячекатаних труб гвинтовою прокаткою

Технологічний інструмент стану гвинтової прокатки

Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва і стосується інструменту стану гвинтової прокатки

Технологічний інструмент трехвалкового стану

Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва і призначене для виготовлення тонкостінних труб в широкому діапазоні вшгтовой прокаткою

Спосіб поперечно-гвинтової элонгирования

Винахід відноситься до області обробки металів тиском і може бути використане на современньж установках, до складу яких входять прошивні преси та стани-элонгатори

Спосіб виготовлення кільцевих виробів

Винахід відноситься до прокатного виробництва, до способів прокатки кілець з смуги
Up!