Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТРУБЫ

Изобретение относится к устройствам для вращения и перемещения труб при нанесении покрытия на поверхность цилиндрического изделия при металлизации и может быть использовано для нанесения защитных или специальных покрытий методом распыления на предприятиях трубной промышленности, в том числе для нанесения цинкового и цинко-алюминиевого покрытий на цилиндрические трубы напылением электродуговым или газотермическими способами.

Известна линия металлизации цилиндрических изделий, содержащая стеллажи для укладки, камеры очистки, сушки, металлизации и разгрузки труб, роликовые рольганги (далее роликоопоры), механизм обеспечения рабочей скорости вращения и продольного перемещения при подаче труб, два механизма досылки труб (загрузка и выгрузка труб) и устройство разгрузки (SU 18119910). Рольганг содержит ролики, установленные под углом к направлению перемещения труб, совпадающему с направлением их осей. Однако данная линия металлизации отличается сложностью в эксплуатации из-за наличия подвижной каретки с индивидуальным приводом вращения, механизмом перемещения труб и выполнения других манипуляций, несвойственных для трубного производства.

Наиболее близким техническим решением является линия для нанесения покрытия на длинномерные цилиндрические изделия, описанная в SU 1475725. Линия содержит подающий и приемный рольганги с роликоопорами для размещения трубы, а также камеры очистки и металлизации, размещенные между рольгангами и имеющие технологические аппараты, расходный и приемный стеллажи. Роликоопоры для размещения трубы установлены под углом к оси трубы, что сообщает ей, помимо вращательного движения, также и осевое перемещение, что обеспечивает напыление на всю поверхность трубы. Блок роликоопор состоит из трех прорезиненных роликов. Верхний ролик является прижимным, два других - ведущими (приводными). При загрузке трубы прижимной ролик отводят в сторону. Существенным недостатком указанного решения является интенсивный износ обрезиненного слоя на роликоопорах и его недолговечность по причине недостаточной площади рабочего контакта, а также отсутствия возможности улучшать качество покрытия за счет его уплотнения в процессе нанесения.

Задачей изобретения является повышение стабильности процесса перемещения труб, улучшение условий сцепляемости и исключение возможности проскальзывания в зоне контакта.

Задача решается тем, что устройство для вращения и перемещения трубы, содержащее как минимум три опоры, сконфигурированные для размещения, осевого перемещения и вращения трубы, причем две из упомянутых опор являются приводными, третья опора является прижимной, отличается тем, что каждая из опор выполнена в виде винта, ось которого закреплена с возможностью вращения относительно этой оси и расположена параллельно оси трубы.

Упомянутый винт может быть выполнен с прямоугольным профилем нарезки в области, которая может контактировать с поверхностью труб.

Контактирующая с трубой поверхность винта выполнена с прорезиненным покрытием.

Прижимная опора может быть выполнена с возможностью управления усилием прижатия.

Приводные опоры могут иметь общий привод и быть выполнены с возможностью изменения расстояния между их осями и с возможностью управления частотой их вращения.

Технический результат заключается в повышении стабильности процесса перемещения труб за счет исключения возможности разбалансировки отдельных роликов, увеличения площади рабочего контакта, улучшения условий сцепляемости и устранении проскальзывания в зоне контакта, а также в повышении износостойкости прорезиненного покрытия контактирующей с трубой поверхности, что в свою очередь способствует улучшению качества обработки труб.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано поперечное сечение устройства, на фиг. 2 показан общий вид части устройства с местным вырывом, на фиг. 3 - кинематическая схема, на фиг. 4 показаны основные параметры линии винта.

Устройство для вращения и перемещения трубы содержит как минимум три опоры, сконфигурированные для размещения, осевого перемещения и вращения трубы 1. Каждая из опор 3 и 4 выполнена в виде винта, ось которого закреплена с возможностью вращения относительно этой оси и расположена параллельно оси трубы 1. Винт выполнен с прямоугольным профилем нарезки в области, которая может контактировать с поверхностью трубы (сечение Р-Р на фиг. 1). Контактирующая с трубой поверхность винта выполнена с износостойким прорезиненным покрытием 2 для улучшения условий сцепляемости и коэффициента трения с наружной поверхностью трубы.

Две опоры 4 являются приводными, т.е. обеспечивают вращение и перемещение трубы 1 за счет того, что опоры 4 вращаются электроприводом D_B с регулируемой частотой вращения и кинематически связаны между собой. Третья опора 3 является прижимной, т.е. удерживает трубу 1 за счет прижима, а прижатие выполняют усилием Р при помощи пневмоцилиндра (фиг. 1).

На фиг. 2 показан вид устройства для размещения, осевого перемещения и вращения трубы 1 при металлизации, которое может использоваться как часть технологической линии для нанесения покрытий на цилиндрическую поверхность.

При вращении винты 3, 4 находятся в контакте с поверхностью трубы 1, вращают ее и передают линейное движение трубе по закону винтовой передачи.

Хорошая сцепляемость покрытия винтов 3, 4 с поверхностью металлической трубы 1 позволяет исключить проскальзывание в зоне контакта и возможность повреждения наносимого слоя металлизации.

Блок из описанных трех винтов 3, 4 как функциональный инструмент в комплексе представляет собой разъемный блок. Прижимной винт 3 при установке трубы 1 отводится по разъему, а два других винта 4 являются опорными при позиционировании изделия перед обработкой.

Разъемный блок (фиг. 3) установлен на жесткой металлической опоре и является функциональной частью общей технологической линии для обработки труб в процессе металлизации. Он содержит откидную консоль 5, на конце которой установлен прижимной винт 3. Усилие прижатия Р к поверхности трубы осуществляется при помощи пневмоцилиндра 6. При установке трубы консоль 5 отводится в сторону, а труба 1 занимает позицию между двумя приводными винтами 4, которые кинематически связаны цепной передачей 7 и приводятся в движение общим двигателем D_B.

Установленная и закрепленная труба 1 вращается и перемещается при помощи описанного устройства вдоль технологической линии. Автоматическое перемещение трубы 1 происходит при помощи одновременного вращения двух винтов 4, кинематически связанных между собой. Скорость плавного перемещения трубы 1 и частота ее вращения регулируется частотой вращения электродвигателя с учетом необходимости равномерного нанесения слоя напыляемого металла.

Пример определения оптимальных параметров устройства

Винтовую линию характеризуют тремя параметрами: d - диаметр винта мм; S - длина шага, мм; α - угол подъема винтовой линии, град. Расчет оптимального значения угла производили исходя из того, что диаметр винта равен d=60 мм, диаметр трубы D=100 мм, а длина шага нарезки винта 10 мм за один оборот. Практически задача сводится к определению угла подъема винтовой линии (фиг. 1) и выбора оптимального отношения D/d, которое находится в пределах от 1 до 2. В зависимости от диаметра трубы D расстояние L между осями винтовых механизмов будет изменяться (фиг. 2).

Основные параметры развертки винтовой линии рассчитываются по формуле:

S=2πRtgα

Откуда

Используя исходные данные, по формуле [1] определили, что угол подъема винтовой линии α примерно равен 3°.

Угол наклона винтовой линии рассчитывается по формуле [2]:

В данном случае β=90°-3°=87°.