Устройство для выправления круглой трубы - RU2006101690A

Реферат

1. Устройство для уменьшения диаметра, обеспечения круглости или выпрямления трубы путем прокатки, содержащее

(а) множество близко расположенных и равно отстоящих друг от друга, длинных, узких, параллельно-цилиндрических роликов в параллельно-цилиндрической структуре, причем упомянутые ролики установлены с возможностью вращения в подшипниках, предусмотренных в торцевых фланцах несущего цилиндра; концы упомянутых роликов расположены на начальных окружностях одинакового диаметра; а упомянутые подшипники установлены в частично сферических втулках, позволяющих угловое смещение концов упомянутых роликов относительно упомянутых торцевых фланцев; один или оба упомянутых торцевых фланца установлены с возможностью поворота одного фланца относительно другого в упомянутом несущем цилиндре;

(b) отверстия в упомянутых торцевых фланцах, позволяющие непрерывное продвижение упомянутой трубы через упомянутые ролики по пути, соосном с осью их упомянутой цилиндрической структуры;

(с) средства для регулирования относительных положений упомянутых торцевых фланцев относительно друг друга на упомянутом несущем цилиндре, для наклона упомянутых роликов и, таким образом, смещения их упомянутых центральных контактных зон радиально внутрь в силовой контакт с наружной поверхностью упомянутой трубы;

(d) подшипники установлены с возможностью вращения упомянутого несущего цилиндра;

(e) приводные средства для привода упомянутого несущего цилиндра во вращение, вызывая, таким образом, прохождение упомянутых центральных контактных зон упомянутых роликов по наружной поверхности упомянутой непрерывно подаваемой трубы и воздействие на эту поверхность;

(f) датчики для определения линейной скорости упомянутой подаваемой трубы, прямолинейности упомянутой трубы, скорости вращения упомянутого несущего цилиндра и окончательного диаметра упомянутой трубы;

(g) средства управления для регулирования скорости вращения упомянутых роликов относительно скорости подачи упомянутой трубы, положения по высоте упомянутых опорных средств и регулирования наклона упомянутых роликов;

(h) опорные средства для поддержки несущего цилиндра, упомянутых торцевых фланцев, упомянутых роликов, упомянутых регулировочных средств, упомянутых подшипников и упомянутых приводных средств так, что упомянутая ось упомянутой цилиндрической структуры упомянутых роликов и упомянутая ось упомянутой подаваемой трубы являются коллинеарными.

2. Устройство по п.1, в котором упомянутые ролики изготовлены из прочного жесткого материала сплошными или сплошными по концам и полыми в центральных частях.

3. Устройство по п.1, в котором две или более упомянутые цилиндрические структуры упомянутых роликов располагают и используют совместно для обработки упомянутой длины подаваемой трубы.

4. Устройство по п.3, в котором чередующиеся упомянутые цилиндрические структуры упомянутых роликов вращают в противоположных направлениях.

5. Устройство по п.1, в котором упомянутые приводные средства для привода упомянутого несущего цилиндра во вращение выполнены в форме пневматического двигателя, от которого осуществляют привод посредством ремня, цепи или зубчатых колес.

6. Устройство по п.1, в котором упомянутые приводные средства для привода упомянутого несущего цилиндра во вращение выполнены в форме гидравлического двигателя, от которого осуществляют привод посредством ремня, цепи или зубчатых колес.

7. Устройство по п.1, в котором упомянутые приводные средства для привода упомянутого несущего цилиндра во вращение выполнены в форме шагового двигателя или другой форме электрического двигателя с регулируемой скоростью, от которого осуществляют привод посредством ремня, цепи или зубчатых колес.

8. Устройство по п.1, в котором упомянутыми центральными контактными зонами упомянутых роликов воздействуют на наружную поверхность упомянутой непрерывно подаваемой трубы в форме серии непрерывных, параллельных, перекрывающих друг друга спиральных контактных траекторий.

9. Устройство по п.1, в котором мощность, требуемая для обработки упомянутой трубы, значительно меньше мощности, требуемой при выполнении обычных процессов прокатки труб.

10. Устройство по п.1, в котором относительные положения упомянутых концевых фланцев друг к другу можно регулировать с помощью одной или нескольких распорок регулируемой длины, два конца каждой из которых соединяют шарнирно соответственно с упомянутым торцевым фланцем и упомянутым несущим цилиндром.

11. Устройство по п.10, в котором длину упомянутой распорки регулируют вручную путем ввинчивания резьбовой охватываемой части в резьбовую охватывающую часть и фиксирования отрегулированной длины контргайкой.

12. Устройство по п.10, в котором длину упомянутой распорки регулируют посредством использования винтовой шариковой пары, приводимой в действие с помощью шагового двигателя.

13. Устройство по п.1, в котором энергию и управляющие сигналы передают к устройствам, опирающимся на подвижные части упомянутого устройства, посредством контактных колец.

14. Устройство по п.1, в котором управляющие сигналы передают к устройствам, опирающимся на подвижные части упомянутого устройства, посредством беспроводных средств.

15. Устройство по п.1, в котором упомянутые опорные средства содержат подвижную раму, установленную с возможностью скольжения в линейных опорах качения, перемещаемых по направляющим, закрепленным на неподвижной раме, причем упомянутую подвижную раму линейно перемещают путем приложения совместных сил, генерируемых в результате действия упомянутых роликов и линейного движения упомянутой трубы, причем между двумя упомянутыми рамами и предусмотрены датчики для определения линейного перемещения упомянутой подвижной рамы и, таким образом, для регулирования скорости действия упомянутых приводных средств.

16. Устройство по п.5, в котором скорость действия упомянутого пневматического двигателя регулируют с помощью средств управления в виде пневматического клапана, приводимого в действие путем перемещения упомянутой подвижной рамы относительно упомянутой неподвижной рамы.

17. Устройство по п.1, в котором упомянутые опорные средства регулируют по высоте для поддержания коллинеарности упомянутой оси упомянутой цилиндрической структуры упомянутых роликов и оси упомянутой подаваемой трубы.

18. Устройство по п.17, в котором упомянутые опорные средства поднимают или опускают с помощью регулируемых вручную винтовых домкратов.

19. Устройство по п.17, в котором упомянутые опорные средства поднимают или опускают с помощью домкратов, содержащих винтовые шариковые пары и приводимых в действие с помощью шаговых двигателей.

20. Устройство по п.18, в котором упомянутые датчики предназначены для определения прямолинейности упомянутой подаваемой трубы, а упомянутые средства управления предназначены для управления действием упомянутых шаговых двигателей для регулирования положения по высоте упомянутых опорных средств.

21. Устройство по п.1, в котором упомянутые опорные средства выполнены в форме только неподвижной рамы, а упомянутый несущий цилиндр, упомянутые торцевые фланцы, упомянутые ролики, упомянутые регулировочные средства, упомянутые подшипники и упомянутые приводные средства устанавливают с возможностью перемещения на линейных опорах качения, перемещаемых по вертикально расположенных направляющих, для поддержания коллинеарности упомянутой оси упомянутой цилиндрической структуры упомянутых роликов и упомянутой оси упомянутой подаваемой трубы.

22. Устройство по п.21, в котором положение упомянутых линейных опор качения на упомянутых вертикальных направляющих регулируют с помощью винтовых шариковых пар, приводимых в действие с помощью шаговых двигателей, которыми управляют с помощью упомянутых средств управления.

23. Устройство по п.1, в котором упомянутые датчики содержат один или несколько датчиков положения, возбуждаемых формующими роликами на упомянутом стане для изготовления труб или на направляющем ролике, который перемещается по упомянутой трубе.

24. Устройство по п.1, в котором упомянутые датчики содержат средства измерения для измерения окончательного диаметра упомянутой трубы, выпускаемой из упомянутого устройства.

25. Устройство по п.24, в котором упомянутые датчики выполнены в форме пар противостоящих роликов, прикрепленных к внутренним концам радиально расположенных линейных преобразователей, причем упомянутые ролики вводят в принудительный контакт с упомянутой трубой с помощью пружин.

26. Устройство по п.24, в котором упомянутые датчики выполнены в форме лазерных микрометров.

27. Аппарат по п. 24, в котором упомянутые датчики выполнены в форме пар противостоящих датчиков приближения, причем каждым упомянутым датчиком измеряют зазор между его эталонной поверхностью и наружной поверхностью упомянутой трубы.

28. Устройство по п.1, в котором упомянутые ролики в упомянутой структуре изготавливают с одинаковыми наружными диаметрами, которые составляют приблизительно 20% диаметра упомянутой обрабатываемой трубы.

29. Устройство по п.1, в котором упомянутые ролики в упомянутой структуре изготавливают в виде комплектов с одинаковыми наружными диаметрами в диапазоне, составляющем 10-40% диаметра упомянутой обрабатываемой трубы.

30. Устройство по п.1, в котором упомянутые подшипники располагают настолько близко к плоскости, проходящей через упомянутые контактные зоны упомянутых роликов, насколько возможно.

31. Устройство по п.1, в котором упомянутые подшипники размещают в корпусе подшипника, в котором наружная часть выполнена на внутренней поверхности цилиндрического продолжения, сформированного на радиальном установочном фланце, а внутренняя часть сформирована на наружной поверхности радиального диска, прикрепленного к наружной поверхности упомянутого несущего цилиндра.

32. Устройство по п.31, в котором шкив в форме цилиндрического продолжения сформирован вокруг наружного контура упомянутого радиального диска.

33. Устройство по п.32, в котором упомянутый шкив удален и заменен звездочкой, приспособленной для привода упомянутого устройства посредством цепи, или зубчатым колесом для привода упомянутого устройства посредством зубчатой передачи.

34. Устройство по п.1, в котором упомянутые ролики снабжены на каждом конце короткими цапфами, причем упомянутые цапфы установлены с возможностью вращения в подшипниках, размещенных в упомянутых концевых фланцах упомянутого несущего цилиндра, а осевая длина упомянутых коротких цапф и упомянутых подшипников имеет достаточный размер, чтобы обеспечивать возможность осевого перемещения, вызываемого наклоном упомянутых роликов.

35. Устройство по п.1, в котором каждый упомянутый ролик установлен с возможностью вращения в отдельной обойме, установленной с возможностью поворота на цапфе, выступающую радиально наружу через подшипник, размещенный в упомянутом несущем цилиндре, причем упомянутые обоймы установлены с возможностью наклона их под воздействием силы, прикладываемой посредством наклоняющих колец, шарнирно прикрепленных к упомянутым обоймам около их концов.

36. Устройство по п.35, в котором наружные части упомянутых цапф упомянутых обойм снабжены резьбой для зацепления с шариковыми гайками, причем упомянутые шариковые гайки приводятся посредством одного или нескольких шаговых двигателей для перемещения в радиальном направлении упомянутых обойм внутрь или наружу.

37. Устройство по п.1, в котором нанесены указательная метка и ответные калибровочные метки, причем один из этих компонентов наносят на торцевые поверхности упомянутых торцевых фланцев, а другие - на торцевую поверхность упомянутого несущего цилиндра, для облегчения регулировки наклона упомянутых роликов.

38. Устройство по п.1, в котором упомянутые ролики снабжены расположенной посередине узкой выпуклой частью для обеспечения возможности приложения более локализованной силы к упомянутой трубе.

39. Устройство по п.1, в котором упомянутые ролики снабжены расположенной посередине узкой вогнутой частью для обеспечения возможности приложения более рассеянной силы к упомянутой трубе.

40. Устройство по п.1, в котором упомянутый несущий цилиндр с его упомянутой структурой роликов прикреплены к упомянутым опорным средствам с помощью быстро отсоединяемых крепежных средств, и выполнены с возможностью быстрого отсоединения от упомянутых опорных средств и замены другим упомянутым несущим цилиндром с его упомянутой структурой роликов, приспособленной для обработки трубы другого диаметра.

41. Способ уменьшения диаметра, придания круглости или выпрямления трубы посредством прокатки, включающий следующие этапы:

(a) пропуск упомянутой трубы путем постоянной подачи с постоянной линейной скоростью через множество близко расположенных и равно отстоящих друг от друга, длинных, узких, параллельно-цилиндрических роликов, установленных в виде параллельной цилиндрической структуры с осью упомянутой трубы, удерживаемой коллинеарно оси упомянутой цилиндрической структуры роликов, причем упомянутые ролики установлены с возможностью вращения в опорных средствах и одновременно с возможностью наклона для смещения их центральных контактных зон радиально внутрь;

(b) наклон упомянутых роликов для перевода их упомянутых центральных контактных зон в регулируемый силовой контакт с наружной поверхностью упомянутой трубы;

(c) вращение упомянутой цилиндрической структуры упомянутых роликов с регулируемой скоростью, вызывая таким образом прохождение упомянутых центральных контактных зон упомянутых роликов по наружной поверхности упомянутой постоянно подаваемой трубы и воздействия на эту поверхность;

(d) определение линейной скорости упомянутой подаваемой трубы, прямолинейности упомянутой трубы, скорости вращения упомянутой цилиндрической структуры упомянутых роликов и окончательного диаметра упомянутой трубы;

(e) регулирование упомянутой скорости вращения упомянутых роликов относительно скорости подачи упомянутой трубы;

(f) регулирование положения по высоте упомянутых опорных средств для выпрямления упомянутой трубы;

(g) регулирование угла наклона упомянутых роликов для регулирования окончательного диаметра упомянутой трубы.

42. Способ по п.41, в котором упомянутую трубу не поддерживают с внутренней стороны с помощью оправок или подобных приспособлений во время упомянутой прокатки.

43. Способ по п.41, в котором скорость вращения упомянутых роликов регулируют для обеспечения сочетания линейной скорости подачи упомянутой трубы и угла наклона упомянутых роликов.

44. Способ по п.41, в котором упомянутый процесс прокатки применяют для обработки упомянутых труб бесконечной длины или труб конечной длины.

45. Способ по п.41, в котором упомянутыми центральными контактными зонами упомянутых роликов описывают непрерывные, параллельные, наложенные друг на друга, спиральные траектории вдоль наружной поверхности упомянутой трубы и локально прикладывают к наружной поверхности упомянутой трубы сжимающую силу, превышающую предел текучести материала, из которого она изготовлена, таким образом принуждая упомянутую трубу принимать форму меньшего диаметра.

46. Способ по п.41, в котором проход упомянутых центральных зон упомянутых роликов по наружной поверхности упомянутой трубы ведет к исправлению любых отклонений от круглости упомянутой трубы и вызывает шлифование упомянутой наружной поверхности.

47. Способ по п.41, в котором упомянутую скорость вращения упомянутых роликов, упомянутое положение по высоте упомянутых опорных средств и упомянутый угол наклона упомянутых роликов определяют с помощью датчиков.

48. Способ по п.41, в котором упомянутую скорость вращения упомянутых роликов, скорость подачи упомянутой трубы, упомянутое положение по высоте упомянутых опорных средств и упомянутый угол наклона упомянутых роликов регулируют вручную.

49. Способ по п.41, в котором упомянутую скорость вращения упомянутых роликов, упомянутое положение по высоте упомянутых опорных средств и упомянутый угол наклона упомянутых роликов автоматически регулируют с помощью средств управления, принимающих входные сигналы от упомянутых датчиков.

50. Способ по п.41, в котором множество блоков упомянутых цилиндрических структур упомянутых роликов используют совместно, причем все упомянутое множество блоков вращают в одном направлении или чередуют упомянутые блоки, вращаемые в противоположных направлениях.

51. Способ по п.41, в котором упомянутый процесс прокатки не ограничен диаметром, толщиной стенки или длиной упомянутой трубы.

52. Способ по п.41, в котором выполняют за каждый проход большее уменьшение диаметра упомянутой трубы, чем достигают обычными способами.

53. Способ по п.41, в котором не требуется смазка наружной поверхности упомянутой трубы во время упомянутого процесса прокатки.

54. Способ по п.41, который может быть использован в стане для изготовления труб для обработки упомянутой трубы непосредственно после ее изготовления.

55. Способ по п.41, в котором упомянутая цилиндрическая структура упомянутых роликов прикреплена к упомянутым опорным средствам с помощью быстроотсоединяемых крепежных средств и выполнена с возможностью быстрого отсоединения от упомянутых опорных средств и замены другой упомянутой цилиндрической структурой упомянутых роликов, приспособленной для обработки трубы другого диаметра.

56. Способ по п.41, в котором мощность, требуемая для выполнения упомянутого процесса прокатки, значительно меньше мощности, требуемой для выполнения обычного процесса прокатки.