головка держателя оправки с устройством разгрузки

Формула изобретения

1. Головка держателя оправки с освобождающим/фиксирующим устройством оправки для проката металлических труб, содержащая первый поддерживающий элемент, выполненный с возможностью перемещения посредством двигателя и снабженный внутренней полостью с первым боковым вырезом, при этом внутренняя полость предназначена для размещения первого конечного участка (52) оправки, который имеет поперечные размеры больше, чем поперечные размеры второго конечного участка (51), отличающаяся тем, что она содержит второй промежуточный элемент (2), выполненный с возможностью взаимодействия с первым элементом, а внутренняя полость предназначена для размещения второго элемента (2) через указанный первый вырез, второй элемент (2) определяет ось и имеет вторую внутреннюю полость со вторым боковым вырезом, ориентированным вдоль оси и предназначенным для размещения второй конечной части (51) оправки, а также предназначенным для удаления оправки из головки держателя оправки в осевом направлении (X).

2. Головка держателя оправки по п.1, отличающаяся тем, что второй элемент (2) имеет внешнюю цилиндрическую форму и разделен вдоль своей оси на первый и второй участки (21, 22), причем внешний диаметр первого участка (21) больше, чем внешний диаметр второго участка (22), а также снабжен третьим фиксирующим элементом (30, 31) второго элемента (2) внутри внутренней полости первого элемента, выполненного с возможностью фиксации с помощью удаляемых фиксирующих средств (41, 42, 43, 44) для предотвращения освобождения второго элемента (2) через первый вырез в первых заданных операционных условиях и с возможностью освобождения во вторых заданных операционных условиях.

3. Головка держателя оправки по п.1, отличающаяся тем, что первая и вторая полости имеют U-образную форму сечения в поперечной плоскости относительно вышеупомянутой оси.

4. Головка держателя оправки по п.3, отличающаяся тем, что форма первого элемента внутренней полости выполнена сопрягающейся по отношению к внешней поверхности второго элемента, образуя при этом форму соединительной муфты между первым и вторым элементами, причем второй элемент выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси относительно первого элемента для обеспечения возможности освобождения или фиксирования.

5. Головка держателя оправки по п.4, отличающаяся тем, что первый и второй конечные участки оправки и диаметр цилиндрической поверхности второго участка (22) второго элемента больше, чем диаметр первого конечного участка (52) оправки.

6. Головка держателя оправки по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что второй элемент (2) содержит третий участок (23), предназначенный для взаимодействия с инструментом, используемым для приложения момента относительно оси второго элемента.

7. Головка держателя оправки по п.6, отличающаяся тем, что отверстие (8) с резьбой предназначено для взаимодействия с подъемным устройством.

8. Головка держателя оправки по п.6, отличающаяся тем, что третий фиксирующий элемент второго элемента (2) содержит две раздельные части (30, 31).

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к головке держателя оправки, в частности, для прокатных станов, производящих цельнотянутую трубу.

Уровень техники

Средства для удерживания внутреннего инструмента, в дальнейшем называемые оправкой, представлены в удерживаемой оправке, используемой при производстве продольной цельнотянутой трубы на прокатных станах.

Прокатные станы для производства цельнотянутой трубы, главным образом, содержат один или более двигателей, управляющих соответствующими шестернями, которые, в свою очередь, вводят в зацепление зубчатую рейку, которая перемещается вперед и назад. Такая зубчатая рейка, в основном, поддерживается колесами или другими направляющими системами, например шкивами или подобными устройствами. Головка с держателем оправки жестко присоединена к зубчатой рейке, в которой расположен хвостовик головки.

Двигатели поддерживают подачу оправки на скорости, которая называется удерживаемой скоростью, выбранной согласно технологическим нуждам.

Во время нормального цикла прокатного стана, на каждом последующем цикле прокатки, оправка заменяется на новую с помощью автоматических систем, обычно систем такого типа, которые используют поворотную руку. Такие системы перемещают оправку, которая выполнила свою функцию, и соответствующий хвостовик, являющийся составной частью оправки, из головки с держателем оправки посредством движения, преимущественно направленного со стороны нижней части вверх. Такие автоматические системы опускают новую оправку вместе с хвостовиком, заменяя первую оправку, двигаясь в обратном направлении, сверху вниз в головку с держателем оправки.

Удерживающая функция хвостовика в головке с держателем оправки достигается, главным образом, с помощью устройства с U-образной формой, которая определяет желоб с проточенной канавкой, в котором хвостовик закрепляется с помощью зажатия. Это традиционное оборудование обычно называется гильотина. Гильотина и головка с держателем оправки имеют такую форму, чтобы хвостовик не мог быть удален при осевом перемещении вдоль оси оправки. Устройство этого типа существующего уровня техники показано на фиг.1 в разрезе, выполненном вдоль плоскости оси.

По случайным причинам иногда может произойти неожиданное прерывание, и операция прокатки не сможет быть выполнена из-за различного рода причин; в результате этого прокатный стан может остановиться с обрабатываемой трубой, все еще находящейся внутри.

В такой ситуации оправка, которая все еще частично находится внутри трубы, будет в большинстве случаев зажата самой трубой и жестко соединенной с оправкой головкой держателя оправки. В таком случае, возобновление работы прокатного стана вызовет трудности и задержки, вызывая простой в производстве продукции и остановки, которые будут иметь последствия в виде цепной реакции на линии прокатного стана.

Еще более негативная ситуация произойдет в случае жесткого заедания при формировании непрокатанного материала в случае превышения свободного пространства между обоймами подшипников, т.к. радиальный сдвиг хвостовика 5 оправки для освобождения головки 1 держателя оправки по существу невозможен, поскольку нет свободного пространства для радиальных перемещений в поперечном направлении оси оправки между головкой держателя оправки и хвостовиком.

Поэтому возникает необходимость сделать головку держателя оправки с освобождающим устройством, которое будет очень гибким в использовании и позволит преодолеть описанные выше недостатки.

Раскрытие изобретения

Главная задача настоящего изобретения - сделать головку держателя оправки с освобождающим устройством, которое будет простым в изготовлении и позволит легко разъединять хвостовик и головку держателя оправки и которое также может быть активизировано, в особенности, при сложных блокировках системы прокатного стана.

Поэтому задачей настоящего изобретения является достижение целей, проиллюстрированных выше с помощью головки держателя оправки с освобождающим/ фиксирующим устройством для оправки, используемой при прокате металлических труб, содержащей первый поддерживающий элемент, выполненный с возможностью перемещения посредством двигателя и снабженный внутренней полостью с первым боковым вырезом, при этом внутренняя полость предназначена для размещения первого конечного участка оправки, который имеет поперечные размеры больше, чем поперечные размеры второго конечного участка, характеризующейся тем, что она содержит второй промежуточный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым элементом, а внутренняя полость предназначена для размещения второго элемента, причем первый вырез и в этом втором элементе определяет ось, и имеет вторую внутреннюю полость со вторым боковым вырезом, ориентированным вдоль оси и предназначенным для размещения второй конечной части оправки, а также предназначенным для удаления оправки из головки держателя оправки в осевом направлении.

Цилиндрическая форма внешней поверхности второй половины кольцевого элемента позволяет произвести такое сцепление между первым элементом держателя оправки и вторым элементом, которое позволяет производить вращательное движение вокруг оси второго элемента. Это, в свою очередь, позволяет вставить второй элемент во внутреннее пространство первого элемента с боковым перемещением, которое следует за вращением вокруг оси. В результате становится возможным удаление второго элемента из внутреннего пространства первого элемента также в том случае, если оправка зажата внутри трубы, которая, в свою очередь, застопорена в прокатном стане.

Зависимые пункты формулы изобретения описывают предпочтительные варианты выполнения головки с держателем оправки согласно изобретению.

Краткое описание чертежей

Дальнейшие свойства и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из описания предпочтительного, но неисключительного, варианта выполнения изобретения головки держателя оправки с освобождающим устройством, проиллюстрированным посредством неограничивающего примера со ссылкой на чертежи, на которых представлено следующее:

фиг.1 - разрез вдоль оси головки с держателем оправки с освобождающим устройством согласно известному уровню техники;

фиг.2 - вид в перспективе головки держателя оправки с освобождающим устройством согласно настоящему изобретению;

фиг.3 - вид сбоку на головку держателя оправки, показанную на фиг.2;

фиг.4 - разрез по А-А головки держателя оправки, показанной на фиг.5;

фиг.5 - вид со стороны оси оправки головки держателя оправки, показанной на фиг.2;

фиг.6 - отдельный вид сбоку головки держателя оправки;

фиг.7 - вид в перспективе компонента головки держателя оправки, показанной на фиг.2, отдельно от головки держателя оправки;

фиг.8а, 8b, 8c, 8d показывают этапы сборки и разборки хвостовика оправки в головке с держателем оправки.

Осуществление изобретения

Одинаковые цифровые обозначения и буквенные ссылки на фигурах относятся к одинаковым элементам.

Фиг.2-7 показывают головку 1 держателя оправки в заблокированной позиции хвостовика 10 и соответствующую оправку, интегрированную с хвостовиком.

Головка 1 держателя оправки вмещает половину кольцевого элемента 2, удерживаемого в позиции двумя стопорами 30 и 31, которые являются съемными и прикреплены к головке 1 винтами 41, 42, 43, 44, показанными здесь в количестве четырех штук для примера. Однако это количество может быть больше или меньше.

Как показано на фиг.2 и 3, хвостовик 10 оправки разделен на три части. Две части 50 и 52 имеют больший диаметр и отделены одна от другой третьей частью 51, имеющей меньший диаметр. Как показано на фиг.7, половина кольцевого элемента 2 разделена на три участка вдоль его продольной оси. Половина кольцевого элемента 2 имеет форму, обеспечивающую возможность поворота вокруг оси вращения, главным образом совпадающей с осью Х хвостовика 10 оправки (фиг.3, 4 и 6). Первый участок 21 цилиндрической формы является участком с наибольшим диаметром и является участком, который располагается между шейкой 51 хвостовика и кольцевой канавкой головки 1 держателя оправки, которая имеет форму, необходимую для сопряжения с головкой держателя. Второй участок 22 цилиндрической формы имеет меньший диаметр, чем участок 21, и расположен в осевом направлении после первого участка 21. Этот участок входит в контакт с соответствующим участком головки держателя и имеет форму, необходимую для сопряжения с головкой 1 держателя оправки. Третий участок 23 цилиндрической формы расположен у одной из сторон участка 22 вдоль оси половины кольцевого элемента и имеет плоские поверхности 6' и 6 , адаптированные к инструментам с соответствующей формой, чтобы можно было вращать половину кольцевого элемента 2 вокруг его оси в случае необходимости. Такие сплющенные поверхности 6' и 6 сделаны в качестве примера и могут быть заменены другими приспособлениями, такими как отверстия, или чем-нибудь подобным, не отходя от идеи изобретения.

Внешний диаметр второго участка 22 половины кольцевого элемента 2 преимущественно больше, чем диаметр конечного участка 52 хвостовика 10. Благодаря такой разнице в диаметрах, после удаления половины кольцевого элемента 2 из головки 1 держателя оправки, можно освободить в осевом направлении хвостовик 10 из головки держателя вдоль оси X.

Внутренняя опорная поверхность в головке 1 держателя оправки, в которую вставляется половина кольцевого элемента 2, имеет U-образное сечение относительно оси X, в котором внутренние стенки имеют такую форму, по меньшей мере на участке, находящемся напротив открытой стороны "U", которые имеют сопрягаемую форму с существующими формами на внешней поверхности двух участков 21 и 22, на которые разделен кольцевой элемент 2.

Цилиндрическая форма внешней поверхности кольцевого элемента 2 позволяет вращение вокруг оси X, вместе с встроенными кольцевыми прокладками для формирования скользящей поверхности внутри головки 1 держателя оправки во время операции закрепления или освобождения хвостовика 10 головки 1 держателя оправки.

Как показано на фиг.3, когда половина кольцевого элемента 2 находится в блокированном положении для хвостовика 10, полости 70, 71 остаются в части, расположенной около стороны половины кольцевого элемента 2, соответствующей открытой части U-образной формы между внешней поверхностью цилиндрической формы половины кольцевого элемента 2 и внутренней поверхностью места, расположенного в плоской части головки 1 держателя оправки.

Два стопора 30, 31 обеспечивают полное блокирование хвостовика в головке держателя оправки. Эти стопоры 30, 31 имеют различные функции: предотвращать подъем и вращение половины кольцевого элемента 2, ограничивать проникновение и аккумулирование пыли, каламина, графита или других веществ в полостях 70, 71.

Представленные здесь механические детали головки держателя оправки подвергаются сильным нагрузкам, что свойственно протяжкам и соединениям, и не изменяют операцию, с которой связано изобретение.

В варианте выполнения изобретения хвостовик 10 может быть выполнен отдельно или интегрирован с оправкой.

Преимущественно на нижней стороне половины кольцевого элемента 2 может быть выполнено отверстие 8 (фиг.8с) с резьбой для крепления подъемного болта с ушком.

Если оправка застопорится в трубе прокатного стана и ее нельзя будет достать, головка держателя оправки освобождается из хвостовика 10 с помощью следующей последовательности операций, со ссылками на фигуры 2 и 8a 8d. Сначала освобождаются стопоры 30, 31 посредством удаления винтов 40, 41, 42, 43 (фиг.2 и 8а), и, таким образом, освобождается половина кольцевого элемента 2, которая теперь может поворачиваться вокруг своей оси. С помощью инструмента, прикладываемого к поверхностям 6' и 6 для захвата, половина кольцевого элемента поворачивается вокруг оси в такой степени, чтобы расположить открытую часть U-образной формы в направлении держателя оправки (фиг.8b и 8с). Таким образом, становится возможным удалить половину кольцевого элемента 2 (фиг.8d), также в том случае, если хвостовик все еще вставлен в головку держателя оправки, производя сдвиг половины кольцевого элемента в поперечном направлении относительно оси. И в заключительной стадии держатель оправки может быть удален с перемещением параллельно оси Х хвостовика 10 оправки.