Устройство для резки осесимметричного предмета - RU2339488C2

Описание

Изобретение относится к устройствам для резки осесимметричного предмета. Осесимметричным предметом (предметом с вращательной симметрией) может быть, например, труба, служащая для подачи питьевой воды или сточных вод, или дренажная труба. Он может быть цилиндрическим или трубчатым или же состоять из цельного материала.

Такие трубчатые предметы могут изготавливаться из пластмассы, например, методом так называемого центробежного литья, как более подробно описывается в ЕР 0360758 А2.

При этом создание стенок трубы происходит внутри вращающейся матрицы. Извлеченная из матрицы труба имеет постоянный внутренний и наружный диаметр. Свободные торцевые концы трубы все же могут иметь неправильные формы, обусловленные процессом изготовления. Другими словами, обе торцевые поверхности трубчатого предмета расположены не точно в рамках плоскости, перпендикулярной оси трубы. Для определенных случаев применения можно согласиться на небольшие неровности в геометрии торцов труб. Однако имеются также области применения, при которых необходима точная плоская торцевая поверхность трубчатого предмета. Это относится, например, к так называемым проходческим трубам. Они прокладываются в земле непосредственно без предварительной выемки грунта. Трубы загоняются гидравликой в земляной грунт. При этом необходимо преодолевать участки длиной в несколько сотен метров. Трубопровод состоит соответственно из нескольких труб, которые загоняются одна за другой, и торцы которых прилегают один к другому. Если торцевая поверхность таких проходческих труб будет не точно плоской и перпендикулярной оси трубы, неизбежно появляются пиковые напряжения, которые могут быть настолько большими, что будут превышены допустимые, локальные напряжения, и в результате этого могут появиться препятствующие эффекты при проходке.

Для образования точной плоской торцевой поверхности, как известно, трубы отрезаются с одной стороны дисковой пилой. Для этого трубы укладываются на стол по меньшей мере с двумя опорами для размещенного на столе предмета, расположенными на расстоянии друг от друга в направлении оси предмета. При этом каждая опора состоит по меньшей мере из двух роликов, установленных с возможностью вращения и расположенных на расстоянии друг от друга в качестве опоры для отрезаемой трубы.

Впоследствии, когда труба вращается на столе, осуществляется резка указанной пилой, т.е., например, отрезается узкий концевой кусок. Однако выяснилось, что при таком методе на столе происходит осевое смещение трубы. Это приводит к тому, что полученные плоскости резания находятся не точно перпендикулярно к оси трубы, а скорее спиралеобразно.

Причина осевого смещения трубы может заключаться, например, в том, что упомянутые ролики опор для трубы не точно параллельны осевому направлению трубы или их положение во время работы меняется.

При этом наблюдались отклонения от точно перпендикулярного пропила (при точно горизонтально расположенной трубе) в несколько сантиметров, что нельзя допустить.

Ближайшим аналогом изобретения является устройство, раскрытое в SU 1258314 A3.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для резки осесимметричного предмета, которое обеспечивает точный пропил в плоскости, перпендикулярной продольной оси осесимметричного предмета.

Решение такой задачи обеспечивается следующим образом.

На практике едва ли можно реализовать гарантированное точное центрирование роликов опор на длительное время. Но и тогда из-за возникающих при резке сил не удалось бы избежать осевых смещений осесимметричного предмета (например, трубы) на столе.

Поэтому первое размышление направлено на то, чтобы принудительно вызвать осевое смещение предмета благодаря целенаправленной установке под углом роликов опор.

Второе размышление направлено на то, чтобы одновременно компенсировать это осевое смещение предмета.

При этом недостаточно установки статической контропоры, к которой прилегает торцевая плоскость отрезаемого осесимметричного предмета, так как он вращается при резке, и это привело бы к образованию неровной поверхности среза.

В этом отношении третье размышление заключается в том, чтобы сконструировать контропору так, чтобы она могла свободно двигаться во всех направлениях системы осей координат. При этом вся контропора должна иметь естественно устойчивое положение.

Объектом настоящего изобретения в наиболее общей форме его осуществления является устройство для резки осесимметричного предмета (предмета с вращательной симметрией) в плоскости, расположенной перпендикулярно к продольной оси М предмета. Предлагаемое в изобретении устройство содержит стол, по меньшей мере две опоры для размещаемого на столе предмета, расположенные на столе на расстоянии друг от друга в направлении оси предмета, и режущее устройство, выполненное с возможностью его подачи перпендикулярно к продольной оси предмета.

В отличие от ближайшего аналога, предлагаемое в изобретении устройство снабжено контропорой, имеющей шаровой шарнир, установленный по центру контропоры, и по меньшей мере три радиально расходящиеся от него консоли, расположенные в одной плоскости с возможностью подпирания свободного торца расположенного на столе предмета при его вращении, причем каждая опора состоит по меньшей мере из двух роликов, установленных с возможностью вращения на расстоянии друг от друга таким образом, чтобы их оси проходили параллельно и со смещением по отношению к оси предмета, составляющим максимум 3°.

Для достижения устойчивости положения предмета в осевом направлении достаточно, чтобы ролики были расположены под углом 3°, к примеру 1° или 2°.

Благодаря целенаправленной минимальной установке роликов под углом (относительно продольной оси стола или оси трубчатого предмета) достигается то, что предмет при вращении на опорах смещается по оси в направлении контропоры и оказывает определенное давление на контропору.

Контропора, имеющая жесткое положение, обеспечивает возможность действовать практически как кардан, благодаря расположенному по центру шаровому шарниру. При этом упомянутые консоли, выходящие из шарового шарнира, перемещаются в соответствии с геометрией торцевой поверхности предмета в такое положение, при котором консоли прилегают к еще неправильным торцевым плоскостям предмета.

И при вращении осесимметричного предмета (во время процесса резки) не изменяется осевое положение предмета, все это благодаря исполнению контропоры с шаровым шарниром и стационарному креплению консолей к этому шаровому шарниру.

Теперь можно настроить соответствующее отрезное устройство, например круговую пилу, по отношению к трубе (осесимметричному предмету) так, чтобы круглая пила проходила точно перпендикулярно к продольной оси центра предмета и при этом образовывалась поверхность среза, которая проходила бы по всему объему трубчатого предмета на одном уровне перпендикулярно к продольной оси центра трубы.

В качестве отрезного устройства может, например, выступать также водоструйное режущее устройство или лазерное режущее устройство.

Согласно одному варианту выполнения изобретения контропора выполнена с возможностью перемещения в направлении оси осесимметричного предмета. При этом каждое положение регулировки, конечно, снова фиксируется. Также можно установить контропору с возможностью перемещения по высоте. Это необходимо и целесообразно, прежде всего, тогда, когда требуется отрезать на той же установке (устройстве) предметы различных диаметров. Но и здесь снова фиксируется соответственно отрегулированное по высоте положение шарового шарнира.

Для отрезания предметов различных диаметров предусмотрен также вариант выполнения изобретения, который позволяет изменять длину консолей контропоры. Для этого можно надеть удлинители на имеющиеся консоли. Консоли контропоры могут быть также выполнены с возможностью телескопического выдвижения по своей длине. В любом случае консоли должны иметь такую длину, чтобы они могли прилегать к торцевой части трубы.

Повернутые в сторону осесимметричного предмета консоли могут быть выполнены так, что они будут расположены, в общем, в одной плоскости. Это, однако, не обязательно требуется из-за конструкции контропоры с шаровым шарниром. Принципиально контропора должна иметь лишь две консоли, которые преимущественно должны уходить в противоположные направления. Также допустима плоская контропора, например, в форме диска, площадь прижимания (поверхность прилегания торцевой части предмета) которого в определенных пределах обратимо деформируется так, что может подгоняться прижимаемая поверхность неровной торцевой плоскости предмета. С точки зрения изобретения это была бы форма исполнения "бесконечно многих консолей". В любом случае должен также иметься шаровой шарнир по центру для того, чтобы принять на себя желаемое шатающееся движение при вращении предмета на столе, не смещая предмет в направлении оси.

Для улучшения статического трения между консолями контропоры и соответствующей торцевой поверхностью осесимметричного предмета консоли контропоры могут быть выполнены с фрикционным покрытием со стороны, обращенной к предмету. Также можно предусмотреть такое фрикционное покрытие и для роликов опор.

Контропора может быть выполнена с тремя радиально расходящимися консолями, расположенными под углом 120° по отношению друг к другу, т.е. по типу звезды. Ниже изображен этот тип исполнения.

Установка роликов опор под углом может быть выполнена таким образом, чтобы ролики располагались со смещением их свободных концов относительно друг друга в осевом направлении трубчатого предмета, составляющим до 5 мм (прежде всего на 0,5-1,5 мм). В любом случае необходимо обеспечить, чтобы оси роликов опоры были параллельны друг другу.

Для точной настройки роликов под углом предусматривается вариант с возможностью регулирования валов роликов при помощи регулировочных винтов.

Дополнительные признаки изобретения вытекают из признаков, изложенных в зависимых пунктах формулы изобретения, а также других материалов заявки.

Изобретение более подробно описывается на основании приведенного ниже варианта выполнения. При этом одна единственная фигура - в виде схематического изображения - изображает устройство, соответствующее изобретению, на котором лежит труба, конец которой должен быть отрезан.

При этом позиция 10 означает стол, образуемый здесь двумя параллельными опорными балками 12, 14, которые соединены друг с другом при помощи поперечин 16. Между балками 10 расположены две опоры 18, 20 на расстоянии одна от другой (если смотреть в продольном направлении балок 10). Каждая опора оснащена двумя роликами 22, 24, вал 26 которых смещен на 0,5° к продольной оси М центра трубы 30, которая расположена на столе 10. При этом оба ролика 22, 24 каждой опоры 18, 20 расположены на расстоянии между собой (в направлении, перпендикулярном продольному расположению балок 12, 14) так, что они могут принять между собой трубу 30.

На конце стола 10 расположена контропора 32, при этом для лучшей наглядности крепление контропоры не изображено. Контропора 32 содержит установленный по центру кольцеобразный корпус 34, в котором расположен шаровой шарнир (изображенный лишь схематично). От кольцеобразного предмета 34 уходят три консоли 36, 38, 40 радиально наружу, при этом консоли 36, 38; 38, 40; 40, 36 образуют между собой угол 120°. Соответствующая торцовая сторона 30s трубы 30 и поверхности консолей 36, 38, 40 находятся в одной плоскости.

Независимо от геометрии торцовой поверхности 30s трубы 30 контропору 32 можно двигать во всех трех направлениях системы осей координат благодаря шаровому шарниру, при этом труба 30 после поворота на опорах 18, 20 двигается в направлении оси (М) по направлению к консолям 36, 38, 40 и доходит до контакта с ними. Как только достигается такое положение, никакого дальнейшего осевого смещения трубы 30 на столе 10 не происходит.

После этого перпендикулярно к поверхности трубы 30 можно подвести расположенную на другом конце 30а трубы 30 пилу 42, закрепленную на поворотном рычаге 44.

Благодаря точному осевому расположению трубы 30, при вращении трубы 30 можно получить поверхность среза, которая будет проходить точно перпендикулярно к расположенной по центру продольной оси М трубы 30.

Таким образом, в приведенном примере исполнения отрезается конец трубы 30 длиной L.

Закрепленная также на опорной балке 12 отсасывающая труба 46 обеспечивает немедленное отсасывание образующейся при резке пыли.

Во время всего процесса резки торцевая плоскость 30s трубы 30 прилегает к консолям 36, 38, 40, которые также вращаются в соответствии с вращением трубы 30 через шаровой шарнир.

Реферат

Изобретение относится к режущим устройствам и может быть использовано для резки труб. Устройство содержит стол, по меньшей мере две опоры для размещаемого на столе предмета, режущее устройство и контропору. Опоры расположены на столе на расстоянии друг от друга в направлении оси предмета. Причем каждая опора состоит по меньшей мере из двух роликов. Ролики установлены с возможностью вращения и расположены параллельно на расстоянии друг от друга с максимальным смещением их осей по отношению к оси предмета на 3°. Режущее устройство выполнено с возможностью подачи перпендикулярно к продольной оси предмета. Контропора имеет шаровой шарнир и по меньшей мере три радиально расходящиеся от него консоли. Шаровой шарнир установлен по центру контропоры. Консоли расположены в одной плоскости с возможностью подпирания свободного торца, расположенного на столе предмета при его вращении. В результате обеспечивается точный пропил в плоскости, перпендикулярной продольной оси осесимметричного предмета. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула