механический трубный ключ

Формула изобретения

Механический трубный ключ, содержащий раму, размещенные на ней привод, редуктор, патрон, в корпусе которого расположены самозажимные профильные кулачки, кинематически связанные между собой, отличающийся тем, что он снабжен расположенными в корпусе патрона радиальными ползунами, кинематически связанными между собой, а самозажимные профильные кулачки установлены попарно в ползунах, при этом кинематическая связь между кулачками в каждой паре выполнена в виде шатуна с фиксатором исходного положения кулачков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к стационарным инструментам для свинчивания труб и деталей турбобуров в условиях ремонтных баз.

Известен механический трубный ключ, содержащий раму и расположенные на ней привод, редуктор, зажимной патрон, в корпусе которого расположены самозажимные эксцентриковые кулачки, кинематически связанные между собой шестерней внутреннего зацепления. Кулачки выполнены в виде секторов, их в патроне три, равномерно расположенные по окружности [1].

Этот ключ имеет следующие недостатки: мал диапазон диаметров свинчиваемых труб; возможна деформация труб, особенно тонкостенных, так как с увеличением момента свинчивания увеличивается усилие сжатия.

Известен механический трубный ключ, содержащий раму, размещенные на ней привод, кинематически связанный с ним посредством редуктора патрон, в корпусе которого расположены профильные кулачки, кинематически связанные между собой. Кулачки сменные и служат для определенного размера труб [2].

Этот ключ имеет следующие недостатки: большая номенклатура сменных кулачков, для каждого размера требуется свой комплект; возможна деформация труб при большом моменте свинчивания, что не позволяет занижать стенки деталей редукторных турбобуров, где увеличение внутреннего диаметра могло бы значительно повысить несущую способность редуктора.

Устранить возможность деформации можно было бы путем увеличения числа кулачков, однако из-за неточности изготовления свинчиваемых деталей и самого патрона нагруженными равномерно могут быть только три кулачка, кроме того, возникает проблема их размещения.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, - расширение диапазона свинчиваемых труб и исключение деформации их при захвате.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном механическом трубном ключе, содержащем раму, размещенные на ней привод, патрон, в корпусе которого расположены самозажимные профильные кулачки, кинематически связанные между собой, в корпусе патрона расположены радиальные ползуны, кинематически связанные между собой, а самозажимные профильные кулачки установлены попарно в ползунах, при этом кинематическая связь между кулачками в каждой паре выполнена в виде шатуна с фиксатором исходного положения кулачков.

В предложенном механическом ключе наличие радиальных ползунов с кулачками позволяет расширить диапазон зажимаемых труб (деталей), попарное соединение кулачков шатуном позволяет равномерно распределить нагрузку между ними и исключить возможность деформации путем увеличения числа кулачков до 4 - 6.

Таким образом заявленный механический ключ соответствует критериям изобретения "новизна" и "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображен механический трубный ключ; на фиг. 2 - поперечный разрез патрона Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез патрона А-А на фиг. 2.

Механический трубный ключ содержит раму 1, привод 2, редуктор 3, на шпиндель которого установлен вращающийся патрон 4, на кронштейне 5 установлен неподвижный патрон (задержка) 6.

Кронштейн 5 имеет возможность осевого перемещения по раме 1 вдоль свинчиваемых труб 7. Патроны 4 и 6 одинаковой конструкции и взаимозаменяемые.

В корпусе 8 патрона 4, который может быть сборным, имеется ниша для ползунов 9 и радиальные направляющие пазы 10, в которые входят направляющие ползунов 11. Ниша в корпусе закрыта крышками 12 и 13, в которых имеются отверстия для винтов 14. Ползуны 9 выполнены из двух половин, скрепленных винтами. Эти половины образуют пазы, в которые вставлены гайки 15 с заплечиками 16. Внутри ползунов расположены профильные кулачки 17, попарно соединенные шатунами 18 и осями 19, шарик-фиксатор 20, подпружиненный пружиной 21, пружины 22 и винты 23. Профильные кулачки 17 имеют профильную поверхность 24 с насечкой 25, рычаги 26, которые образуют вилку для шатуна 18, и цапфы 27. Винт 14 имеет квадратный наконечник 28, левую резьбу 29, правую резьбу 30 и шестерню 31. На крышке 12 расположены паразитные шестерни 32 и ворот вращения винтов 33. Ворот 33 снабжен рычагом 34, центрирующим пояском 35, зубчатым венцом 36 и внутренним квадратом 37.

Механический трубный ключ работает следующим образом.

Ворот 33 вставляется в отверстие и вводится в зацепление с паразитными шестернями 32. Вращая ворот 33, одновременно вращают через паразитки 32 винты 14, гайки 15 при этом сводят или разводят ползуны 9 до необходимого размера и вставляют трубу 7 (или деталь), после чего воротом 33 сводят ползуны и зажимают трубу. Для более сильного зажима ворот 33 ставят на квадратный наконечник 28 сначала одного винта 14, затем другого. После затяжки ворот снимается с патрона. Эта же операция проделывается и на патроне 6 (задержке).

После этого концы труб сводятся до соприкосновения и включается вращение. На патроне 6 (задержке) ставится моментоизмерительная аппаратура (не показана), которая по достижении необходимого момента затяжки отключает вращение. Свернутые детали (трубы) снимаются в обратном порядке.

При зажиме трубы 7 кулачки двигаются вместе с ползуном. Труба 7 лежит, например, на нижних кулачках. Из-за неточности изготовления трубы (овальности, эллипсности и пр.) может случится так, что один кулачок коснется трубы, а другой нет. При дальнейшем сближении коснувшийся кулачок отклонится на некоторый угол, через шатун 18 отклонится и парный с ним кулачок и оба они придут в соприкосновение с трубой 7. Таким образом нагрузка равномерно распределится на все четыре кулачка. При повороте кулачков шарик 20 может выйти из гнезда, однако при сжатии нагрузки пружины 21 и 22 вернут кулачки в исходное положение. Кулачки 17 выполнены радиусом R и с эксцентриситетом относительно оси их вращения. При появлении момента затяжки кулачки 17 будут поворачиваться на небольшой угол и еще сильнее будут сжимать (заклинивать) трубу 7, нагрузка будет распределяться на четыре кулачка (в прототипе она распределяется на три). Если изменить направление вращения патрона 4, то трубы 7 будут свинчиваться, кулачок 17 позволяет это сделать, так как его минимальный радиус r расположен в середине рабочего профиля 24 и первоначальное касание происходит в непосредственной близости радиуса r.

Расположение профильных кулачков на радиальных ползунах и попарное их соединение шатуном позволяет распределить нагрузку на 4 - 6 кулачков, расширить диапазон свинчиваемых труб и резко снизить деформацию. Снижение деформации позволит работать с тонкостенными деталями. Следует заметить, что при увеличении числа кулачков с 3-х до 4-х деформация уменьшается в 3 раза, а с 3-х до 6-и в 10 раз [3].

Источники информации

1. Шумова З.И., Собкина И.В., Справочник по турбобурам. М.: Недра, 1970, рис. 152.

2. Авторское свидетельство N 695807, кл. B 25 B 21/00, БИ N 41, 1979 - прототип.

3. Станочные приспособления. Справочник, т. 1, М.: Машиностроение 1964, с. 542 и 543.