Устройство для отделочно-упрочняющей обработки
Владельцы патента RU 2528291:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для шлифования, полирования и упрочнения поверхностного слоя деталей. Устройство содержит многосекционный барабан, связанный с приводом и загрузочным и разгрузочным приспособлениями и установленный упруго на станине. Барабан выполнен в виде ломаного тоннеля спиральной формы с треугольным проходным сечением. Каждая секция барабана смонтирована из прямоугольника и двух одинаковых боковых трапеций, нижние основания которых равны двум боковым сторонам прямоугольника, верхние основания - равны друг другу, а их боковые стороны равны двум другим сторонам прямоугольника, с образованием по торцам секций равносторонних треугольников, равнонаклоненных в разные стороны к оси секции. Каждая последующая секция повернута относительно предыдущей секции на угол, соответствующий повороту секции на одну сторону треугольника, с обеспечением наклона осей секций друг к другу из условия их пересечения. В результате повышается интенсивность обработки деталей. 9 ил.
Изобретение относится к отделочно-зачистной и упрочняющей обработке деталей в свободной гранулированной среде и может быть использовано в машиностроении, при безразмерной обработке деталей.
Известен галтовочный барабан /а.с. СССР №1310174, кл. В24В 31/02, 1987/, содержащий установленный на станине и снабженный приводом вращения барабан со средствами для загрузки и разгрузки деталей, выполненный из секций, оси которых параллельны и совпадают с осью вращения, и смонтированы в виде трех многогранников, три грани которых - многоугольники, а две другие - треугольники, соединенные боковыми четырехугольными гранями так, что одноименные ребра треугольных граней соседних многоугольников расположены под углом 90°.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является галтовочное устройство /а.с. СССР №1743820, кл. В24В 31/02, 1992/, содержащее многосекционный барабан, боковая поверхность каждой секции которого выполнена поочередно соединенными прямоугольниками и параллелограммами, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 90°, с образованием на поверхности барабана зигзагообразных линий с постоянным по длине барабана шагом и постоянным размером проходного сечения барабана, положение которого относительно оси вращения неизменно, что обуславливает некоторую стационарность движения потоков и ограничивает повышение интенсивности обработки.
Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность обработки и ограниченные технологические возможности, ввиду недостаточной интенсивности упрочняющей обработки.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей и повышение интенсивности упрочняющей обработки.
Техническое решение достигается тем, что в устройстве для отделочно-упрочняющей обработки, содержащем многосекционный барабан, связанный с приводом и загрузочным и разгрузочным приспособлениями и установленный упруго на станине, причем барабан выполнен в виде ломаного тоннеля спиральной формы с треугольным проходным сечением, при этом каждая секция барабана смонтирована из прямоугольника и двух одинаковых боковых трапеций, нижние основания которых равны двум боковым сторонам прямоугольника, верхние основания равны друг другу, а их боковые стороны равны двум другим сторонам прямоугольника, с образованием по торцам секций равносторонних треугольников, разнонаклоненных в разные стороны к оси секции, причем каждая последующая секция повернута относительно предыдущей секции на угол, соответствующий повороту секции на одну сторону треугольника, с обеспечением наклона осей секции друг к другу из условий их пересечения.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне устройства для отделочно-упрочняющей обработки.
Новизна заключается в том, что центры симметрии внутренней поверхности барабана в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана, что нарушает стационарность движения обрабатываемых деталей и рабочих сред (масс загрузки) и расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что оси секций барабана - пересекающиеся прямые и они расположены не только к оси вращения барабана под углом, но и друг к другу, что нарушает стационарность движения обрабатываемых деталей и рабочих сред и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что, так как положение поперечного сечения барабана вместе с расположенными в них обрабатываемыми деталями и рабочими средами меняется относительно друг друга и меняется расстояние этих масс загрузки относительно оси вращения барабана, то имеет место интенсификация обработки.
Новизна усматривается также в том, что в местах соединения секций имеет место усложнение траектории движения, что интенсифицирует процесс обработки деталей.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что расширяются технологические возможности за счет придания обрабатываемым деталям и частицам рабочих сред сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии барабана при ассиметричном движении масс загрузки в результате нарушения стационарности движения их потоков геометрической спиральной формой барабана, их взаимным расположением относительно друг другу и к оси вращения.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что за счет выполнения барабана из секций, элементы которых при монтаже барабана смонтированы под некоторыми углами не только друг к другу, но и к оси вращения и поэтому они, работая как полки, захватывают порции обрабатываемыми деталями и частицы рабочих сред и направляют их навстречу не только друг другу, но противоположным стенкам вращающегося барабана. Поэтому интенсивность и активность смешивания обрабатываемых деталей и рабочих сред возрастает, увеличиваются технологические возможности устройства для отделочно-зачистной обработки деталей.
Новизна обусловлена тем, что, так как площадь, форма и размеры проходного сечения барабана по его длине меняются от загрузки к выгрузке, то интенсифицируется процесс их контактирований, увеличивается не только активность взаимодействия частиц обрабатываемых деталей и рабочими средами друг с другом и со стенками барабана, но и изменяется частота их взаимодействия и амплитуда движения друг с другом, в результате увеличиваются технологические возможности устройства для отделочно-упрочняющей обработки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для отделочно-упрочняющей обработки с торцевыми отверстиями барабана треугольной формы, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - барабан-устройство для отделочно-упрочняющей обработки с торцевыми отверстиями треугольной формы, вид спереди; на фиг.4 - барабан-устройство для отделочно-упрочняющей обработки с торцевыми отверстиями треугольной формы, вид сверху; на фиг.5 - барабан-устройство для отделочно-упрочняющей обработки с торцевыми отверстиями треугольной формы, вид по стрелке А на фиг.3; на фиг.6 - одна из секций барабана с торцевыми отверстиями треугольной формы, наглядное изображение; на фиг.7 - схема присоединения секций друг к другу; на фиг.8 - схема расположения осей секций барабана с торцевыми отверстиями треугольной формы, вид спереди; на фиг.9 - схема расположения осей барабана с торцевыми отверстиями треугольной формы, вид сверху.
Устройство для отделочно-упрочняющей обработки (фиг.1, фиг.2) состоит из барабана 1, загрузочного 2, разгрузочного 3 приспособлений и привода (не показан). Барабан 1 снабжен втулками 4 и 5 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного приспособления 2 входит в отверстие втулки 4 корпуса 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7, со смонтированным в них барабаном 1, закреплены на раме 9. Рама 9 размещена на двух парах пневмобалоннов 10, 11, которые закреплены на станине 12.
Барабан 1 (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5) выполнен в виде ломаного, спиральной формы тоннеля с треугольным проходным сечением, смонтирован из секций 13 ( фиг.3, фиг.4). Каждая секция 13 смонтирована (фиг.6) из одного прямоугольника 14 и двух боковых трапеций 15 и 16, нижние основания которых равны боковой стороне прямоугольника 14, а верхние основания трапеций 15 и 16 равны друг другу, причем остальные свободные две стороны прямоугольника 14 равны боковым сторонам трапеций 15 и 16 с образованием по торцам секций торцевых отверстий в виде равносторонних треугольников, наклоненных в разные стороны и к оси секций. При сборке барабана 1 (фиг.7) каждая последующая секция повернута относительно предыдущей секции на угол, соответствующий повороту на одну сторону треугольника (фиг.7), таким образом, чтобы оси секций были наклонены друг к другу из условия их пересечения. На фиг.7 утолщенной стрелкой показан поворот секции «В» на одну сторону треугольника торцевого отверстия вокруг своей оси и перемещение этой секции для присоединения к секции «А». При этом сторона 12 секции «В» присоединяется в стороне 21 секции «А», сторона 22 секции «В» присоединяется в стороне 31 секции «А», сторона 32 секции «В» присоединяется в стороне 11 секции «А». Таким образом, при монтаже барабана 1 каждая секция 13, поворачивается относительно предыдущей секции на угол, соответствующий повороту секции на ее одну сторону, так, что оси секций наклонены друг к другу из условия их пересечения.
В результате соединения секций образуется барабан 1 (фиг.3, фиг.4) в виде ломаного спиральной формы тоннеля, с треугольным проходным сечением и с прерывистыми ломаными винтовыми линиями по периметру 17-18-19, 20-21-22, 23-24-25.
При монтаже барабана 1 и повороте секций 13 по часовой стрелке образуется барабан с правым направлением спиральной формы тоннеля, с правым направлением прерывистых винтовых ломаных линий. На фиг.8, фиг. 9 направление движения обрабатываемых деталей и рабочими средами от загрузки к выгрузке показано пунктирной линией со стрелками, параллельными осям секций. При монтаже барабана 1 и повороте секций 13 против часовой стрелке образуется барабан с левым направлением спиральной формы тоннеля, с левым направлением прерывистых винтовых ломаных линий.
Оси секций, в том числе: ось i1-i1 первой секции (фиг. 8, фиг.9), к которой присоединена вторая секция с осью i2-i2, затем присоединена третья секция с осью i3-i3, потом присоединена четвертая секция с осью i4-i4, затем присоединена пятая секция с осью i5-i5 и так далее, пересекаются друг с другом.
Устройство для отделочно-упрочняющей обработки работает следующим образом.
Барабан 1 через загрузочное устройство 2 заполняется непрерывным потоком обрабатываемых деталей и рабочими средами. При вращении барабана 1 обрабатываемым деталям и частицам рабочих сред сообщается сложное пространственное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии барабана 1 при асимметричном движении масс загрузки и возникновении дебаланса в результате нарушения стационарности движения потоков обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред геометрической формой секций, их взаимным расположением относительно друг друга и к оси вращения. При этом центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения, что нарушает стационарность движения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред. Благодаря одновременному воздействию сложно пространственного движения и низкочастотным их колебаниям повышается смешиваемость обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред, их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками корпуса 1. Массы потоков обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред, смешиваясь, перемещаются внутри барабана 1 от загрузки к выгрузке.
При дальнейшем перемещении обрабатываемые детали и частицы рабочих сред выгружаются в разгрузочное приспособление 3.
Технико-экономическое преимущество возникает за счет придания обрабатываемым деталям и частицам рабочих сред сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает интенсивность обработки, увеличивает энергоемкости взаимодействия обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред между собой, со стенками барабана 1 и расширяет технологические возможности.
Устройство для отделочно-упрочняющей обработки, содержащее многосекционный барабан, связанный с приводом и загрузочным и разгрузочным приспособлениями и установленный упруго на станине, отличающееся тем, что барабан выполнен в виде ломаного тоннеля спиральной формы с треугольным проходным сечением, при этом каждая секция барабана смонтирована из прямоугольника и двух одинаковых боковых трапеций, нижние основания которых равны двум боковым сторонам прямоугольника, верхние основания равны друг другу, а их боковые стороны равны двум другим сторонам прямоугольника, с образованием по торцам секций равносторонних треугольников, равнонаклоненных в разные стороны к оси секции, причем каждая последующая секция повернута относительно предыдущей секции на угол, соответствующий повороту секции на одну сторону треугольника, с обеспечением наклона осей секций друг к другу из условия их пересечения.
