зажимное устройство волочильного стана

Формула изобретения

1. Зажимное устройство волочильного стана преимущественно для получения труб с винтовыми гофрами, содержащее тележку, соединенный с нею и зафиксированный от осевого смещения корпус, зажимные элементы, установленные с возможностью перемещения их рабочих поверхностей в направлении ось устройства - периферия устройства при взаимодействии зажимных элементов с корпусом, и привод зажимных элементов, отличающееся тем, что оно снабжено вращательной кинематической парой, первое звено которой связано с зажимными элементами и соединено с корпусом с образованием одноподвижной поступательной кинематической пары, второе звено вращательной кинематической пары соединено с приводом зажимных элементов и установлено с возможностью возвратно-поступательных перемещений относительно тележки, при этом привод зажимных элементов установлен на тележке, соединение которой с корпусом выполнено с возможностью вращения последнего вокруг оси устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ось перемещений звеньев одноподвижной поступательной кинематической пары относительно друг друга параллельна оси устройства.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что вращательная кинематическая пара установлена с совпадением ее оси вращения с осью устройства.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что ограничение перемещений вдоль оси устройства первого звена вращательной кинематической пары относительно второго и осевая фиксация корпуса относительно тележки выполнены посредством подшипников.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что подшипники выполнены в виде упорных подшипников качения.

6. Устройство по любому из пп. 1, 4, 5, отличающееся тем, что возможность вращения корпуса относительно тележки выполнена соединением их между собой посредством подшипников.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что подшипники выполнены в виде подшипников качения.

8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что второе звено вращательной кинематической пары установлено с образованием второй одноподвижной поступательной кинематической пары с тележкой.

9. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что составные части устройства выполнены и установлены с возможностью образования внутренней сквозной свободной зоны вокруг оси устройства, размеры поперечного сечения которой превышают наружный диаметр получаемой трубы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления труб с винтовыми гофрами.

Известно зажимное устройство волочильного стана, содержащее тележку, соединенный с нею и зафиксированный от осевого смещения корпус, зажимные элементы, установленные с возможностью перемещения их рабочих поверхностей в направлении ось устройства - периферия устройства при взаимодействии зажимных элементов с корпусом, и привод зажимных элементов (SU 1158269 А, В 21 С 1/28, 30.05.1985).

Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, выражающиеся в следующем.

1. Невозможно изготовление труб с винтовыми гофрами.

2. Ограниченность длины изготавливаемой трубы.

Указанные недостатки объясняются тем, что в процессе формирования гофров на трубе волочением участок трубы, находящийся в зажимном устройстве, должен поворачиваться вокруг продольной оси; известное устройство не позволяет упомянутый поворот. Длина изготавливаемой трубы при использовании известного устройства ограничена длиной его рабочего хода.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей.

Поставленная задача решается тем, что зажимное устройство волочильного стана, содержащее тележку, установленный на нее с фиксацией от осевого смещения корпус, зажимные элементы, установленные с возможностью перемещения их рабочих поверхностей в направлении ось устройства - периферия устройства при взаимодействии зажимных элементов с корпусом, и привод зажимных элементов, согласно изобретению снабжено вращательной кинематической парой, первое звено которой связано с зажимными элементами и соединено с корпусом с образованием одноподвижной поступательной кинематической пары, второе звено вращательной кинематической пары соединено с приводом зажимных элементов и установлено с возможностью возвратно-поступательных перемещений относительно тележки, при этом привод зажимных элементов установлен на тележке, соединение которой с корпусом выполнено с возможностью вращения корпуса вокруг оси устройства. Первая одноподвижная поступательная кинематическая пара установлена так, что ось направления перемещений ее звеньев относительно друг друга и ось устройства могут быть параллельными. Вращательная кинематическая пара установлена так, что ее ось вращения может совпадать с осью устройства. Ограничение перемещений вдоль оси вращения звеньев вращательной кинематической пары относительно друг друга и осевая фиксация корпуса относительно тележки могут быть выполнены посредством подшипников, которые могут быть выполнены в виде упорных подшипников качения. Возможность вращения корпуса относительно тележки может быть выполнена соединением их между собой посредством подшипников, которые могут быть выполнены в виде подшипников качения. Второе звено вращательной кинематической пары может быть установлено с образованием второй одноподвижной кинематической пары с тележкой. Составные части устройства могут быть выполнены и установлены с возможностью образования внутренней сквозной свободной зоны вокруг оси устройства, размеры поперечного сечения которой превышают наружный диаметр получаемой трубы.

Снабжение устройства вращательной кинематической парой, одно звено которой связано с зажимными элементами и образует с корпусом одноподвижную поступательную кинематическую пару, а другое соединено с приводом зажимных элементов и установлено с возможностью возвратно-поступательных перемещений относительно тележки; установка привода зажимных элементов на тележке и соединение ее с корпусом с возможностью вращения корпуса вокруг оси устройства делает возможным вращение вместе с ним зажимных элементов с сохранением возможности подвода усилия к ним от привода, в результате чего становится возможным вращение зажатого в устройстве участка трубы, что обеспечивает возможность изготовления труб с винтовыми гофрами. Размещение оси перемещений звеньев одноподвижной поступательной кинематической пары параллельно оси устройства, установка вращательной кинематической пары с совпадением ее оси вращения с осью устройства обеспечивает эффективную передачу усилия от привода к зажимным элементам при совершении ими рабочего хода. Исключение перемещений вдоль оси устройства первого звена вращательной пары относительно второго и корпуса относительно тележки посредством подшипников, выполненных в виде упорных подшипников качения, и обеспечение возможности вращения корпуса относительно тележки уменьшают момент, препятствующий повороту корпуса и зажимных элементов с зажатой в них трубой, что позволяет изготавливать гофрированные трубы с уменьшенным отношением толщины стенки трубы к ее диаметру, т. е. трубы, обладающие меньшей жесткостью, что расширяет технологические возможности. Установка второго звена вращательной кинематической пары с образованием второй одноподвижной поступательной кинематической пары с тележкой обеспечивает возможность возвратно-поступательных перемещений его относительно тележки и, следовательно, эффективную передачу усилия от привода к зажимным элементам. Выполнение и установка составных частей устройства с возможностью образования внутри устройства сквозной свободной зоны вокруг его оси, размеры поперечного сечения которой превышают наружный диаметр получаемой трубы, позволяет изготавливать трубы увеличенных длин, т.е. в тех случаях, когда требуется изготавливать трубы длиной, превышающей величину рабочего хода тележки, что расширяет технологические возможности.

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, соединение зажимного элемента с корпусом; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1, соединение первого звена вращательной кинематической пары, корпуса, тележки, станины; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1, соединение второго звена вращательной кинематической пары с тележкой.

Устройство включает в себя тележку 1, на которой установлен корпус 2 в упорных подшипниках 3,4, и радиальных подшипниках 5, 6. В корпусе 2 размещены зажимные элементы 7, в качестве которых могут быть использованы любые известные, например клиновые, цанговые, эксцентриковые и т.п., в количестве не менее двух. В данном случае в качестве зажимных элементов применены клиновые кулачки 7, установленные в наклонных направляющих 8 корпуса 2. В верхней части кулачков 7 выполнены рабочие поверхности 9, обращенные к оси устройства 10 и параллельные ей. В направляющих 11 корпуса 2, выполненных параллельными оси устройства 10, установлен ползун 12 (первое звено вращательной кинематической пары), посредством шарниров 13,14 соединенный с каждым кулачком 7. В направляющих 15 тележки 1, выполненных параллельными оси устройства 10, установлен ползун 16 (второе звено вращательной кинематической пары), соединенный с закрепленным на тележке 1 приводом 17 кулачков 7. В качестве привода 17 может быть использован привод любого известного типа, выходное звено которого может сообщать ползуну 16 возвратно-поступательные перемещения, например гидро-, пневмо- и электромеханический зубчатый, червячный, реечный, цепной и т.п. Ползуны 12 и 16 соединены друг с другом посредством упорных подшипников 18,19. Перечисленные детали, в том числе кулачки 7 в исходном положении - рабочие поверхности 9 отведены от оси устройства 10, выполнены и установлены с образованием внутренней сквозной свободной зоны 20 вокруг оси устройства 10, размеры поперечного сечения которой превышают наружный диаметр получаемой трубы 21. Перед установкой между рабочими поверхностями 9 зажимных кулачков 7 трубы 21 в нее вставляют оправку 22. Тележка 1 установлена на станине 23.

Устройство работает в следующей последовательности.

Приводят устройство в исходное положение, для чего включают привод 17 на перемещение ползуна 16 от наклонных направляющих 8 корпуса 2. Ползун 16 посредством подшипника 18 увлекает за собой ползун 12 и связанные с ним шарнирами 13,14 зажимные кулачки 7, перемещающиеся по направляющим 8; при этом рабочие поверхности 9 кулачков 7 отводятся от оси устройства 10 к периферии. Трубу 21 со вставленной в нее оправкой 22 вводят в пространство между рабочими поверхностями 9 кулачков 7, привод 17 включают на перемещение ползуна 16 к наклонным направляющим 8 корпуса 2. Ползун 16 через подшипник 19 воздействует на ползун 12, который, в свою очередь, через шарниры 13,14 воздействует на зажимные кулачки 7, в результате чего последние перемещаются по направляющим 8, тем самым перемещая рабочие поверхности 9 к оси устройства 10 и зажимая трубу 21. В таком положении перемещают тележку 1 по станине 23, совершая рабочий ход волочильного стана; при этом инструмент (не показан) воздействует на получаемую трубу 21, образуя на ней винтовые впадины и выступы (гофры). В процессе формообразования гофров участок трубы 21, зажатый в кулачках 7, перемещается вдоль оси устройства 10 и одновременно поворачивается вокруг нее. Вместе с трубой 21 поворачиваются кулачки 7, корпус 2, шарниры 13,14 и ползун 12; в процессе рабочего хода волочильного стана перечисленные части устройства находятся в неподвижном положении относительно друг друга. Беспрепятственный поворот указанных частей устройства и трубы обеспечивается подшипниками 3,4,5,6,18,19. После формообразования гофров на участке трубы 21 требуемой длины тележку 1 останавливают, описанным выше способом устройство приводят в исходное положение, трубу 21 извлекают из устройства, затем цикл повторяют.

При необходимости изготовить трубу, длина гофрированной части которой превышает длину рабочего хода тележки 1 по станине 23, поступают следующим образом. Сначала совершают вышеописанные действия и осуществляют рабочий ход тележки 1, затем отводят зажимные кулачки 7 от оси устройства 10 в исходное положение и, оставляя трубу 21 неподвижной относительно деформирующего инструмента, перемещают к нему тележку 1, которая при этом благодаря внутренней сквозной зоне 20 перемещается относительно неподвижной трубы 21, затем зажимают трубу 21 кулачками 7 и совершают следующий рабочий ход. Таким образом, выполненная в устройстве внутренняя сквозная зона 20, позволяющая совершать перемещения устройства относительно трубы 21, снимает ограничение, накладываемое длиной рабочего хода тележки на длину гофрированной части изготавливаемой трубы.

Предложенное зажимное устройство волочильного стана позволяет изготавливать трубы с винтовыми гофрами на участках, длина которых превышает длину рабочего хода тележки волочильного стана, что расширяет технологические возможности.