Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛОЧНО-ЗАЧИСТНОЙ ОБРАБОТКИ

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. В24В, 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 недостаточно 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 отделочно-зачистной обработки, содержащем установленный на станине и снабженный приводом галтовочный барабан в виде винтовой многозаходной колонны со средствами для загрузки и выгрузки деталей, барабан изготовлен с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу трех и более ломанных правых и левых винтовых линий, а также внутренних трех и более винтовых канавок с одинаковым шагом из секций, смонтированных из двух подсекций, выполненных из трех и более поочередно соединенных между собой боковыми сторонам равнобедренных трапеций и равнобедренных треугольников, основания которых в подсекции расположены в разные стороны, при этом секции соединены между собой большими основаниями трапеций, а подсекции соединены в секцию так, что основания равнобедренных треугольников одной подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных трапеций второй подсекции, а основания равнобедренных треугольников второй подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных трапеций первой подсекции.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемой конструкции устройства для отделочно-зачистной обработки.

Новизна обусловлена тем, галтовочный барабана изготовлен с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу трех и более ломанных правых и левых винтовых линий, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков обрабатываемых деталей и абразивных гранул с максимальной энергоемкость соударений их друг к другу и со стенками галтовочного барабана под разными углами, увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками галтовочного барабана, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что, так как частота движения абразивных гранул и обрабатываемых деталей в предлагаемой конструкции устройства для отделочно-зачистной обработки определяется не только частотой вращения галтовочного барабана, но и количеством плоских элементов по его периметру, то такое конструктивное оформление поверхности галтовочного барабана за счет увеличения количества плоских элементов в каждой секции по периметру увеличивает частоту соударений частиц абразивных гранул и обрабатываемых деталей между собой и со стенками галтовочного барабана, повышает производительность, увеличивает технологические возможности.

Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собран галтовочный барабана, смонтированы под некоторыми углами друг к другу, поэтому интенсивность обработки возрастает, так как эти элементы, работая, как полки захватывают порции абразивных гранул с обрабатываемыми деталями и направляют их навстречу друг другу, нарушая, таким образом, стационарность их движения, обеспечивая повышение производительности и расширение технологических возможностей.

Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения галтовочного барабана изменяется в каждом поперечном сечении по всей его длине от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия абразивных частиц и обрабатываемых деталей, расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что не только равнобедренные треугольники и равнобедренный трапеции, из которых собраны подсекции секций галтовочного барабана, но и сами секции смонтированы под некоторыми углами друг к другу с образованием ломаных винтовых линий, что увеличивает смешиваемость, энергоемкость и изменяет частоту взаимодействия абразивных и обрабатываемых деталей друг с другом и со стенками галтовочного барабана, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение галтовочного барабана имеет форму многоугольника, площадь которого по длине многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие масс абразивных гранул и обрабатываемых деталей, что увеличивает интенсивность смешивания и энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений галтовочного барабана изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения частиц абразивных сред и обрабатываемых деталей, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по периметру галтовочного барабана образованы винтовые поверхности из плоских элементов различной формы и размеров, что обеспечивает нарушение стационарности потоков частиц абразивных сред и обрабатываемых деталей внутри галтовочного барабана.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид устройства для отделочно-зачистной обработки; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - галтовочный барабан, общий вид; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.5 - галтовочный барабан, наглядное изображение.

Предлагаемое устройство для отделочно-зачистной обработки состоит из станины 1, выполненной в виде сварной рамы (фиг.1, фиг.2). На станине закреплен привод главного движения, состоящий из электродвигателя 2, редуктора 3 и четырех роликовых опор 4. Барабан 5 снабжен двумя ободами 6, которые опираются на роликовые с ребордами опоры 4. На станине 1 смонтировано средство для загрузки 7 и разгрузки 8, а также бункер 9 для отходов. Над бункером 9 в барабане 5 выполнены отверстия 10 для удаления отходов (облой, металл заусенцев, окалины и т.п.).

Барабан 5 (фиг.3) изготовлен из секций 11, смонтированных из двух подсекций, например 12 и 13 выполненных из трех и более поочередно соединенных между собой боковыми сторонам равнобедренных трапеций 14 и равнобедренных треугольников 15 (на фиг.4 одна из равнобедренных трапеций 14 и один из равнобедренных треугольников 15 выделены двойными линиями), основания которых в подсекции, например подсекции 12, расположены в разные стороны, например в подсекции 12 основание 16 трапеции 14 и основание 17 треугольника 15 расположены в разные стороны подсекции, при этом секции соединены между собой большими основаниями трапеций 18, 19, например как на фиг.3, а подсекции соединены в секцию так, что основания равнобедренных треугольников, например, одной подсекции 12 основания 17 присоединены к верхнему основанию, например 20 равнобедренных трапеций второй подсекции 13, а основания равнобедренных треугольников второй подсекции, например, подсекции 13 основание 21 присоединены к верхнему основанию 22 равнобедренных трапеций, например 14 первой подсекции 12.

В результате такой последовательной сборки элементов стенок барабана 5, по периметру образуются, например на фиг.3, пять правых и пять левых ломанных винтовых линий с одинаковым шагом S₁ и S₂. Одна из пяти левых ломанных винтовых линий с шагом S₁ показана на фиг.3 утолщенной линией 23-24-25-26-27, а одна из пяти правых ломанных винтовых линий с шагом S2 показана на фиг.3 утолщенной линией 28-29-25-30-31

Предлагаемое устройство для отделочно-зачистной обработки работает следующим образом.

Во вращающийся барабан 5 устройства для отделочно-зачистной обработки через средство для загрузки 7 беспрерывно загружается рабочая среда и подлежащие обработки детали. При вращении барабана 5 рабочая среда и обрабатываемые детали совершают движение по винтовым канавкам и выгружаются из барабана 5 в средство 8. Отходы обработки (облой, материало заусенцев, окалина и т.п.) через отверстия 10 выводятся из барабана 5 в бункер отходов 9.

Таким образом, при вращении барабана 5 частицы абразивных сред и обрабатываемые детали захватываются внутренней винтовой поверхностью, и в направлении вращения поднимаются вверх и перемещаются в сторону выгрузки. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса частицы абразивных сред и обрабатываемые детали движутся навстречу друг к другу под определенными углами и к стенкам вращающегося барабана 5 и перемещается в сторону выгрузки. Так как поверхность барабана 5 непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций обрабатываемых деталей и абразивных материалов, которые поднимаются вверх и падают вниз, движутся под разными углами. Поскольку плоские элементы внутренней поверхности барабана 5 расположены под углом друг к другу, то каждая порция частиц абразивных материалов и обрабатываемых деталей перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс взаимодействия абразивных материалов и обрабатываемых деталей друг с другом и со стенками барабана 5, повышает интенсивность обработки деталей и расширяет технологические возможность. В результате такой конструкции барабана 5 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц абразивных материалов и обрабатываемых деталей и поэтому каждая абразивная частица и обрабатываемая деталь движутся по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва их от стенок барабана 5, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса обработки деталей.

Технико-экономическое преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений абразивных частиц и обрабатываемых деталей, повышения интенсивности их смешивания и переориентации, а также увеличения скорости их перемещений от загрузки к выгрузке, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия абразивных частиц и обрабатываемых деталей друг с другом и со стенками барабана 5, повышает производительность, расширяет технологические возможности.