Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЛТОВКИ

Изобретение относится к машино- и приборостроению, может быть использовано для шлифования, полирования и упрочнения поверхностного слоя деталей в свободно гранулированной абразивной среде.

Известно устройство для галтовки (А.с. №1484632, кл. B24B 31/02, 1989 г.), содержащее установленный на станине и снабженный приводом галтовочный барабан, выполненный в виде многосекционной винтовой колонны, содержащей секции в виде многранников с гранями, выполненными в виде равносторонних треугольников, ребра которых сходятся в одной точке-вершине, причем в каждой вершине секции сходятся, по меньшей мере, четыре ребра равносторонних треугольников.

Недостатком известного устройства является недостаточно высокая эффективность обработки, обусловленная тем, что обработка производится в среде абразива, находящегося в возвещенном состоянии, т.е. недостаточно сжатой среде абразива по длине барабана с практически постоянным продольным и поперечным сечением от загрузки к выгрузке, а также из -за недостаточной интенсивностью смешивания абразивных сред и обрабатываемых деталей.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для галтовки (А.с. СССР №1433774, кл. B24B, 31/02, 1988 г.), содержащее установленный на станине и снабженный приводом галтовочный барабан в виде винтовой многозаходной колонны со средствами для загрузки и выгрузки деталей смонтированный из трех и более свернутых в вертикальной плоскости относительно продольной оси и последовательно соединенных между собой по продольным сторонам полос прямоугольной формы одинаковых по ширине.

Недостатком известного устройства является недостаточно высокая эффективность обработки, обусловленная тем, что обработка производится в среде абразива, находящегося в взвешенном состоянии, т.е. недостаточно сжатой среде абразива по длине барабана практически с постоянным продольным и поперечным сечением от загрузки к выгрузке, а также из-за недостаточной интенсивностью смешивания абразивных сред и обрабатывамых деталей.

Техническим решением является повышение эффективности обработки и расширение технологических возможностей за счет сжатия рабочей среды и обрабатываемых деталей в процессе их обработки по длине барабана и увеличения интенсивности их смешивания.

Поставленная задача достигается тем, в устройстве для галтовки, содержащем установленный на станине и снабженный приводом галтовочный барабан со средствами для загрузки и выгрузки деталей, галтовочный барабан выполнен бочкообразной формы из секций, смонтированных по длине барабана, сначала от средства для загрузки до середины барабана из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом, квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции, а после середины барабана до средства для выгрузки секции смонтированы из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и больше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции, при этом галтовочный барабан с средствами для загрузки и выгрузки деталей размещены на станине посредством введенной в установку рамы с пневмобаллонами.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции устройства для галтовки.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление вращающегося барабана позволяет обеспечить последовательное уплотнение и разряжение потоков масс загрузки (обрабатываемых деталей при галтовке или обрабатываемых деталей и абразивных средств при отделочно-зачистной обработке) по мере продвижение их от загрузки к выгрузке, что расширяет технологические возможности и повышает эффективность.

Новизна заключается также в том, что за счет бочкообразной формы вращающегося барабана увеличивается его эксцентриситет относительно оси вращения, что обеспечивает без вибрактиватора возбуждение колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях подвешенной на баллонах рамы с вращающимся барабаном, которые передаются перемещающимся от загрузки к выгрузке массам загрузки, что обеспечивает повышение интенсивности галтовки (отделочно-зачистной обработки) и расширяет технологические возможности.

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 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 масс загрузки и интенсифицирует процесс галтовки (отделочно-зачистной обработки).

Новизна заключается также в том, что, так как положение поперечного сечения барабана вместе с расположенными в них массами загрузки меняется относительно друг друга и меняется расстояние этих масс загрузки относительно оси вращения барабана, то имеет место интенсификация галтовки (отделочно-зачистной обработки).

Новизна усматривается также в том, что элементы, из которых собран вращающийся барабан, разные по площади, по размерами и конфигурации, поэтому интенсивность галтовки (отделочно-зачистной обработки) возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции масс загрузки и направляют их навстречу друг другу, нарушают таким образом стационарность их движения, повышают их интенсивность взаимодействия, расширяют технологические возможности.

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 частиц масс загрузки и направляют их навстречу не только друг другу, но противоположным стенкам вращающегося барабана. В результате интенсивность и активность смешивания частиц масс загрузки возрастает, увеличиваются технологические возможности устройства для галтовки.

Новизна обусловлена тем, что, так как площадь, форма и размеры проходного сечения барабана по его длине меняется от загрузки к выгрузке сначала в сторону увеличения, а затем уменьшения, то интенсифицируется процесс их смешивания, увеличивается не только активность взаимодействия масс загрузки 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 галтовки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для галтовки, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - барабан устройства для галтовки, вид спереди; фиг.4 - барабана устройства для галтовки, вид сверху; фиг.5 - барабана устройства для галтовки, аксонометрическая проекция; фиг.6 - одна из секций барабана, смонтированных от средства для загрузки до середины барабана, аксонометрическая проекция; фиг.7 - одна из секций барабана, смонтированных от середины барабана до средства для выгрузки, аксонометрическая проекция; фиг.8 - первая (большая) равностороння трапеция; фиг.9 - одна из двух одинаковых неравносторонних трапеций; фиг.10 - вторая (малая) равностороння трапеция.

Устройства для галтовки (фиг.1, фиг.2) состоит из барабана 1, средства для загрузки 2, средства для разгрузки 3 и привода (не показан). Барабана 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 барабана 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7 с смонтированном в них барабаном 1 закреплены на раме 9. Рама 9 размещена на четырех пневмобалоннах 10, которые закреплены на станине 11.

Барабан 1 (фиг.3, фиг.4, фиг.5) выполнен бочкообразной формы расширяющимся по длине к его середине из секций 12 и 13, смонтированных по длине барабана, сначала от средства от загрузки 2 до середины барабана из секций 12. Секции 12 смонтированы из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции 14 (фиг.6), двух одинаковых неравносторонних трапеций 15 (фиг.8) и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции 16 (фиг.9), нижние основания М которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции. После середины барабан 1 до средства для разгрузки 3 из секций 13. Секции 13 (фиг.7) смонтированы так же, как и секции 12, но развернуты и присоединены друг к другу в обратном порядке, т.е. из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции 17, двух одинаковых неравносторонних трапеций 18 и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции 17, нижние основания М которых равны друг другу у каждой из трапеций и больше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции. Таким образом, барабан 1 бочкообразной формы (фиг.3, фиг.4, фиг.5) выполнен из секций 12, которые смонтированы (фиг.6) из одной большой равносторонней трапеции 14 (фиг.7), двух одинаковых неравносторонних трапеций 15 (фиг.8) и одной малой равносторонней трапеции 16 (фиг.9), нижние основания М которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций. Причем сначала от средства загрузки по длине до середины барабана 1 каждая присоединенная секция имеет стороны нижних оснований М, равные сторонам N верхних оснований предыдущей секции. Стороны N верхних оснований секций 12 больше сторон меньших оснований М. Секции 12 смонтированы путем присоединения оставшихся равными друг другу свободными сторонами S и Т трапеций 14, 15, 16. Секции 12 соединены друг с другом квадратами после поворота каждой секции относительно предыдущей секции на 180° (фиг.5). От середины барабана 1 каждая присоединенная секция 13 выполнена в виде секций 12, но развернутых и присоединяемых друг к другу в обратном порядке, т.е. каждая присоединенная секция 13 (фиг.7) имеет стороны верхних оснований N, равных стороне М нижних предыдущей секции 13. Для наглядности поворота секций 12 относительно друг друга на 180° малая равносторонняя трапеция с боковой стороной, равной S, на фиг.5 показана утолщенной линией и заштрихована. Таким образом, создается бочкообразный барабан 1, у которого ось каждой секции, повернутой относительно предыдущей на 180°, расположена под углом к линии транспортировки, т.е. к оси вращения с увеличивающимся проходным сечением барабана 1 бочкообразной формы от загрузки к выгрузке. Оси секций, в том числе: ось i₁-i₁ первой секции (фиг3), 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 и расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения барабана 1.

Устройство для галтовки работает следующим образом.

Барабан 1 через средство для загрузки 2 заполняется непрерывным потоком обрабатываемыми деталями при галтовке или обрабатываемыми деталями и частицами абразивных среди (массы загрузки). При вращении барабана 1 обрабатываемым массам загрузки сообщается сложное пространственное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии барабана 1 при асимметричном движении масс загрузки и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности движения потоков масс загрузки 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 масс загрузки. Благодаря одновременному воздействию сложного пространственного движения масс загрузки и низкочастотным их колебаниям повышается смешиваемость обрабатываемых деталей, их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками барабана 1. Такое конструктивное оформление вращающегося барабана позволяет обеспечить последовательное уплотнение и разряжение масс загрузки, а также продвижение их от загрузки к выгрузке, что расширяет технологические возможности и повышает эффективность, и так как барабан 1 выполнен бочкообразной формы, то увеличивается его эксцентриситет относительно оси вращения, что обеспечивает, без вибрактиватора, возбуждение колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях подвешенной на баллонах рамы с вращающимся барабаном 1, которые передаются перемещающимся от загрузки к выгрузке обрабатываемых деталей и частиц абразивных сред, что обеспечивает повышение интенсивности галтовки (отделочно-зачистной обработки) и расширяет технологические возможности. Причем так как центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения по длине смещены относительно оси вращения, а оси секций барабана 1 пересекающиеся прямые и они расположены не только к оси вращения барабана 1 под углом, но и друг к другу, то нарушается стационарность движения обрабатываемых деталей и частиц абразивных сред, расширяются технологические возможности. Элементы, из которых собран вращающийся барабан 1, разные по площади, по размерами и конфигурации, поэтому интенсивность галтовки (отделочно-зачистной обработки) возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции масс загрузки и направляют их навстречу друг другу, нарушая, таким образом, стационарность их движения, повышая интенсивность их взаимодействия, расширяют технологические возможности. При дальнейшем перемещении масс загрузки и прохождении ими расстояния от начала загрузки к выгрузке происходит процесс обработки деталей. Обработанные детали при галтовке или обрабатанные детали и частицы образивных сред при отделочно-зачистной обработке через втулку 5 выгружаются в разгрузочное приспособление 3.

Технико-экономические преимущества возникают за счет придания массам загрузки сложного пространственного зигзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия обрабатываемых деталей друг с другом и частицами абразивных сред между собой, со стенками барабана 1 и расширяет технологические возможности. Так как по длине барабана 1 бочкообразной формы размеры поперечного сечения, форма и расположение, центр симметрии меняются, то усугубляется нарушаемость движения масс загрузки, т.е. имеет место повышение интенсивности взаимодействия обрабатываемых деталей друг с другом и частицами абразивных сред, расширение технологических возможностей. Этому способствует и бочкообразная форма барабана, обеспечивающая последовательное уплотнение и разряжение потоков масс загрузки, что расширяет технологические возможности и повышает эффективность галтовки (отделочной-зачистной обработки).