Патент на изобретение №2276001

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРИРОВАНИЯ И ПОДАЧИ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к автоматизации процессов перемещения длинномерных изделий в зону обработки или при очистке ее поверхности. Для подачи в зону обработки трубы при нарезании резьбы на концевых ее участках устройство для центрирования и подачи длинномерных изделий снабжено тягой, проходящей параллельно оси подачи изделия. Тяга имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль своей продольной оси, обеспечиваемого посредством силового привода, шарнирно соединенного с ней и выполненного преимущественно в виде пневмоцилиндра. По одну сторону относительно оси подачи изделия расположен ряд поворотных рычагов. Рычаги шарнирно соединены с тягой и снабжены опорными кронштейнами, несущими центрирующие ролики, и опорными кронштейнами, несущими люнеты. По меньшей мере часть центрирующих роликов снабжена автономными приводами для их принудительного вращения. Тяга снабжена средствами регулировки величины ее хода в прямом и обратном направлениях, обеспечивающими заранее предопределенную позицию поочередного контакта центрирующих роликов или поддерживающих люнетов с длинномерным изделием. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции устройства, снижение его энергоемкости, материалоемкости и повышение надежности его работы. 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к автоматизации процессов перемещения длинномерных изделий.

Изобретение может быть использовано, например, в области нефтедобычи при обработке насосно-компрессорных труб, а именно при ультразвуковой обработке резьбовых участков труб, при очистке поверхности трубы, при нанесении антизадирного покрытия на резьбовые участки, при нарезании резьбы на концевых участках труб и при их контроле и т.п.

Известно устройство для продольного перемещения и вращения длинномерных цилиндрических изделий в зоне их технологической обработки, содержащее ряд опор с приводом их поворота, приводные и поддерживающие ролики. Изделие подается конвейером в зону обработки, после чего конвейер сообщает изделию вращение относительно оборудования, которое обеспечивает определенную технологическую обработку изделия, например сварку в среде защитных газов (см. авт. свид. SU 1456336, кл. В 65 G 13/00, 1989 г.).

Известное устройство не может быть использовано в таких установках, проведение технологических операций в которых требует зажима цилиндрического длинномерного изделия, например, в кулачковом патроне передней бабки токарного станка и последующего вращения этого изделия в зажатом состоянии. Такая фиксация длинномерного изделия необходима, в частности, при восстановительно-упрочняющей ультразвуковой обработке резьбовых участков насосно-компрессорных труб или для упрочняюще-корректирующей ультразвуковой обработки резьбовых участков новых, т.е. только что изготовленных составных элементов нефтяной колонны, а также при формировании резьбы на концевых участках труб и т.п.

Ближайшим аналогом к заявляемому объекту является устройство для центрирования и подачи длинномерных изделий, содержащее корпус, в котором шарнирно закреплены связанные между собой зубчатыми секторами поворотные кронштейны, несущие попарно установленные центрирующие ролики, один из которых приводной. В устройстве предусмотрен механизм зажима и центрирования изделия, связанный с системой управления. Длинномерное изделие подается одним концом в устройство и зажимается и центрируется центрирующими роликами с последующим транспортированием вдоль оси (см. патент RU 2142356, кл. В 23 Q 7/05, 1999 г.). По окончании транспортирования блок центрирующих роликов отводится от изделия, а само изделие попадает в установку для его обработки, где оно фиксируется в зажимном устройстве, которое обеспечивает возможность вращения изделия в процессе обработки. При этом к изделию подводится блок свободно вращающихся люнетов, которые служат дополнительной опорой для вращающегося изделия в процессе его обработки. В известном устройстве предполагается использование как отдельного привода для перемещения центрирующих роликов на рабочую позицию и отвода их в нерабочее положение, так и отдельного привода для вывода люнетов, служащих дополнительной опорой для вращающихся деталей при их обработке, на уровень взаимодействия их с изделием и отвода их в нерабочее положение. Наличие таких автономных приводов усложняет конструкцию устройства, повышает его энергоемкость и материалоемкость и снижает надежность работы ввиду значительного количества подвижных узлов.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в упрощении конструкции устройства для центрирования и подачи длинномерных изделий, в снижении его энергоемкости и материалоемкости и в повышении надежности его работы.

Для достижения указанного технического результата заявляется устройство для центрирования и подачи длинномерных изделий, включающее группу центрирующих роликов и группу поддерживающих люнетов, служащих дополнительной опорой для вращающихся деталей при их обработке. Ролики и люнеты установлены вдоль оси подачи длинномерного изделия с возможностью вращения вокруг своих осей, перпендикулярных оси подачи изделия. Устройство снабжено силовым приводом, тягой, установленной параллельно оси подачи изделия и имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль своей продольной оси, осуществляемого посредством силового привода, и группой поворотных рычагов. Рычаги шарнирно соединены с тягой и снабжены опорными кронштейнами для центрирующих роликов, установленными с одной стороны (с одного конца) рычагов, и опорными кронштейнами для люнетов, установленными с другой стороны (с другого конца) рычагов. По меньшей мере часть центрирующих роликов снабжена автономными приводами для их принудительного вращения, а тяга имеет средства регулировки величины ее хода в прямом и обратном направлениях, обеспечивающие заранее предопределенную позицию поочередного контакта центрирующих роликов или поддерживающих люнетов с длинномерным изделием.

Поворотные рычаги установлены на равном расстоянии друг от друга.

Автономные приводы центрирующих роликов выполнены реверсивными.

Приводные центрирующие ролики чередуются с неприводными свободно вращающимися на осях центрирующими роликами, в частности, через один.

Средства регулировки хода тяги образованы индуктивными датчиками положения, а силовой привод выполнен преимущественно в виде пневмоцилиндра.

Использование в устройстве для подачи и центрирования длинномерных цилиндрических изделий, единого силового привода и подсоединенной к нему тяги, несущей поворотные рычаги с установленными на них кронштейнами, на которых смонтированы центрирующие ролики и люнеты, обеспечивает возможность поочередно и по мере необходимости выводить при использовании единого силового привода на позицию контакта с изделием или все центрирующие ролики (при этом люнеты отведены от изделия), или все поддерживающие люнеты (при этом центрирующие ролики отведены). Благодаря этому исключается необходимость в применении двух отдельных приводов (один для подъема роликов на уровень контакта с цилиндрическим изделием, а другой для подъема люнетов на уровень контакта с цилиндрическим изделием), а следовательно, значительно упрощается конструкция устройства, снижается его энергоемкость и материалоемкость и повышается надежность его работы за счет уменьшения количества подвижных узлов и деталей.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображено предлагаемое устройство для подачи и центрирования длинномерных материалов, вид спереди (положение А);

на фиг.2 – то же (положение Б);

на фиг.3 – предлагаемое устройство, вид сверху;

на фиг.4 – узел установки рычага с кронштейнами на тяге, вид спереди;

на фиг.5 – то же, вид сверху;

на фиг.6 – узел шарнирной установки рычага на тяге в разрезе;

на фиг.7 – разрез по В-В на фиг.2;

на фиг.8 – вид по стрелке Г на фиг.2;

на фиг.9 – разрез по Д-Д на фиг.1;

на фиг.10 – вид по Е-Е на фиг.2.

Устройство для центрирования и подачи длинномерных изделий содержит основание 1, центрирующие ролики 2 и поддерживающие люнеты 3, которые служат в качестве дополнительной опоры для вращающихся деталей при их обработке.

Ролики 2 и люнеты 3 установлены вдоль оси 4 подачи цилиндрического длинномерного изделия (совпадающей с осью изделия) с возможностью вращения вокруг своих осей, перпендикулярных оси 4.

Устройство снабжено тягой 5, которая проходит параллельно оси 4 подачи изделия. На основании 1 смонтирован силовой привод 6, выполненный в виде пневмоцилиндра, который обеспечивает возвратно-поступательное перемещение тяги 5 вдоль ее продольной оси.

С тягой 5 шарнирно соединены установленные в ряд поворотные рычаги 7, расположенные по одну сторону от оси 4 подачи изделия. Рычаги 7 снабжены опорными кронштейнами 8 для центрирующих роликов 2, установленными с одной стороны рычагов 7, и опорными кронштейнами 9 для поддерживающих люнетов 3, установленными с другой стороны рычагов 7. Поворотные рычаги 7 в устройстве расположены на одинаковом расстоянии друг от друга.

По меньшей мере часть центрирующих роликов 2 выполнена приводными, и каждый из них снабжен автономным приводом 10 для его принудительного вращения. При этом остальные центрирующие ролики выполнены неприводными и имеют возможность свободного вращения вокруг своих осей. Приводные центрирующие ролики чередуются с неприводными свободно вращающимися на осях центрирующими роликами преимущественно через один (см. фиг.1). Привод 10 может быть выполнен реверсивным.

Тяга 5 снабжена средством регулировки величины ее хода в прямом и обратном направлениях, благодаря которому устанавливается определенный угол поворота рычагов 7, обеспечивающий вывод центрирующих роликов 2 или люнетов 3 на позицию контакта с длинномерным изделием. В качестве средств регулировки хода тяги могут быть использованы индуктивные датчики положения 11.

В каждом узле, включающем кронштейн 8 и установленный на нем центрирующий ролик 2, предусмотрены шайбы 12, которые обеспечивают регулировку положения роликов 2 относительно кронштейнов 8. Такая регулировка необходима для обеспечения одинаковой степени контакта роликов 2 с длинномерным цилиндрическим изделием при установке их на рабочей позиции. Аналогично этому в каждом узле, включающем кронштейн 9 и установленный на нем люнет 3, предусмотрены шайбы 13, которые обеспечивают регулировку положения люнетов 3 относительно кронштейнов 9 для обеспечения одинаковой степени контакта люнетов 3 с длинномерным изделием при установке их на рабочей позиции.

Для установки рычагов 7 на оси 14 шарнирного соединения их с тягой 5 служат вилки 15 и 16, на которых закреплены соответственно пальцы 17 и 18. Резьбовые концы пальцев 17 и 18 соединены муфтой 19 с соответствующей внутренней резьбой. При ввинчивании пальцев в муфту можно регулировать расстояние между рычагами 7 и длину тяги 5.

Устройство работает следующим образом.

Перед подачей цилиндрического длинномерного изделия (насосно-компрессорной трубы) в устройство все центрирующие ролики 2 выводятся на линию контакта с насосно-компрессорной трубой. Для этого включается силовой привод 6. Шток пневмоцилиндра силового привода 6 сообщает связанной с ним тяге 5 поступательное перемещение в прямом направлении (вправо по фиг.1). При этом происходит поворот всех рычагов 7, шарнирно соединенных с тягой 5, в направлении против часовой стрелки, а соответственно, и поворот кронштейнов 8 и установленных на них центрирующих роликов 2. Угол поворота регулируется и ограничивается датчиками положения 11, задающими такое значение угла, при котором все центрирующие ролики 2 выставляются на заранее предопределенную позицию контакта их с насосно-компрессорной трубой. Точность положения роликов на указанной позиции дополнительно обеспечивается регулировочными шайбами 12. Люнеты 3 находятся в нерабочем положении (положение А, фиг.1). При этом поршень силового привода находится в правом крайнем положении, упирается в правую стенку цилиндра силового привода и фиксирует тем самым рычаги 7 в выставленном угловом положении.

Насосно-компрессорная труба подается в устройство. По команде, поступающей от системы управления, приводятся в действие автономные приводы 10 центрирующих роликов 2. Ролики 2, вращаясь, перемещают насосно-компрессорную трубу в направлении установки для технологической обработки трубы, например, к токарному станку. Передний конец трубы зажимается в кулачковом патроне передней бабки токарного станка. После зажима трубы тяга 5 посредством силового привода 6 перемещается в обратном направлении (влево по фиг.1). При этом происходит поворот всех рычагов 7 в направлении по часовой стрелке (положение Б, фиг.2), а следовательно, и поворот кронштейнов 9 и установленных на них люнетов 3. Угол поворота также регулируется и ограничивается датчиками 11, задающими такое значение угла, при котором все люнеты выставляются на заранее предопределенную позицию контакта их с насосно-компрессорной трубой. Точность положения люнетов на указанной позиции дополнительно обеспечивается регулировочными шайбами 13. Кронштейны 8 и установленные на них центрирующие ролики 2 при этом переходят из положения контакта с насосно-компрессорной трубой в нерабочее положение. При этом поршень силового привода находится в правом левом положении, упирается в левую стенку цилиндра силового привода и фиксирует тем самым рычаги 7 в выставленном угловом положении.

Установка для технологической обработки приводится в действие. При этом происходит вращение зажатой в кулачковом патроне насосно-компрессорной трубы и технологическая обработка ее концевого участка, например, формирование резьбы на этом участке. В процессе обработки незажатый консольный участок трубы опирается на люнеты, которые свободно вращаются при контакте с трубой. В результате исключается прогиб консольного участка трубы при ее обработке. По окончании обработки включается силовой привод 6. Тяга 5 посредством силового привода перемещается в положение, показанное на фиг.1. При этом рычаги 7 поворачиваются в направлении против часовой стрелки. В результате центрирующие ролики 2 поднимаются на позицию контакта с насосно-компрессорной трубой, а люнеты опускаются вниз. Труба опирается на центрирующие ролики 2. Зажимные кулачки кулачкового патрона освобождают трубу, после чего по команде, поступающей от системы управления, приводятся в действие автономные реверсивные приводы 10 центрирующих роликов 2. Ролики 2, вращаясь, перемещают насосно-компрессорную трубу в направлении от токарного станка и выводят ее на позицию приема готовых изделий.

Формула изобретения

1. Устройство для центрирования и подачи длинномерных изделий, включающее группу центрирующих роликов и группу поддерживающих люнетов, которые установлены по одну сторону относительно оси подачи длинномерного изделия и вдоль этой оси и расположены так, что оси их вращения перпендикулярны к оси подачи изделия, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено силовым приводом, тягой, которая шарнирно взаимосвязана с силовым приводом и установлена параллельно оси подачи изделия и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль своей продольной оси, и группой поворотных рычагов, шарнирно соединенных с тягой и несущих на себе с одного конца опорные кронштейны с центрирующими роликами, а с другого конца – опорные кронштейны с поддерживающими люнетами, при этом по меньшей мере часть центрирующих роликов снабжена автономными приводами для их принудительного вращения, а тяга имеет средства регулировки ее хода в прямом и обратном направлениях, обеспечивающие заранее предопределенную позицию поочередного контакта центрирующих роликов или поддерживающих люнетов с длинномерным изделием.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поворотные рычаги установлены на равном расстоянии друг от друга.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что автономные приводы центрирующих роликов выполнены реверсивными.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в группе центрирующих роликов приводные ролики чередуются с неприводными.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что приводные ролики с неприводными чередуются через один.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве средств регулировки хода тяги использованы индуктивные датчики положения.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что силовой привод выполнен преимущественно в виде пневмоцилиндра.

РИСУНКИ