Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРОУСТАНОВКА С ТОРОИДАЛЬНОЙ КАМЕРОЙ

Изобретение относится к обработке деталей в контейнерах, совершающих низкочастотные колебания, и может найти применение в различных отраслях машиностроения для шлифовки, полирования и упрочнения поверхностного слоя деталей.

Известно устройство для вибрационной обработки (а.с. №1042965, кл. В24В 31/06, 1983), содержащее упруго установленную на основанию тороидальную камеру с вибратором и крышкой, выполненную в виде кольцеобразного диска и установленной с зазором рабочей полости камеры.

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность обработки и ограниченные технологические возможности ввиду недостаточной интенсивности смешивания.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является виброустановка с объемным движением рабочей камеры (патент РФ №2288830, кл. В24В 31/073, 2006), содержащая упруго установленную на основании с вибратором тороидальную рабочую камеру, выполненную из секций, смонтированных из полос, согнутых в одну сторону по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полос с попеременным образованием по длине полосы равных по размерам равносторонних и равнобедренных треугольников, при этом с двух сторон самого большого равностороннего треугольника расположены своими основаниями два одинаковых равнобедренных треугольника, с боковых сторон которых расположены два одинаковых равносторонних треугольника с расположенными к ним своими основаниями двумя одинаковыми равнобедренными треугольниками, на одном из которых расположен равносторонний треугольник, причем стороны меньших равносторонних треугольников отличаются от сторон больших равносторонних треугольников на одну и ту же линейную величину, а секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых треугольников с образованием по наружной и внутренней поверхностям тороидальной рабочей камеры ломаных винтовых линий и винтовых поверхностей.

Недостатком известного устройства является сложность изготовления и ограниченные технологические возможности.

Техническим результатом является расширение технологических возможностей, упрощение изготовления.

Технический результат достигается тем, что в виброустановке для отделочно-зачистной обработки деталей, содержащей упруго установленную на основании тороидальную рабочую камеру с вибратором, тороидальная рабочая камера выполнена с многозаходной винтовой поверхностью, имеющей винтовые канавки внутри и снаружи рабочей камеры под углом к его оси в виде карманов многоугольной формы и различных размеров по периметру рабочей камеры, при этом рабочая камера смонтирована из секций, каждая из которых выполнена в виде кругового сектора с многогранной поверхностью, изготовленного из свернутой в кольцо полосы, согнутой по линиям сгиба, расположенным под углом к кромкам полосы, имеющим разную длину и расстояния между которыми равны длине каждой стороны упомянутых карманов, с образованием на полосе разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, причем секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников.

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

Новизна обусловлена тем, что тороидальная рабочая камера выполнена с многозаходной винтовой поверхностью, имеющей винтовые канавки внутри и снаружи рабочей камеры под углом к его оси в виде карманов многоугольной формы и различных размеров по периметру рабочей камеры, при этом рабочая камера смонтирована из секций, каждая из которых выполнена в виде кругового сектора с многогранной поверхностью, изготовленного из свернутой в кольцо полосы, согнутой по линиям сгиба, расположенным под узлом к кромкам полосы, имеющим разную длину и расстояния между которыми равны длине каждой стороны упомянутых карманов, с образованием на полосе разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, причем секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников, что упрощает изготовление и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что тороидальная рабочая камера выполнена с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей многоугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия рабочих частиц и обрабатываемых деталей, но и расширение технологических возможностей.

Новизна предложения заключается в том, что по внутренней поверхности рабочей камеры образованы винтовые канавки многоугольной формы, что обеспечивает изменение направления движения рабочих частиц и обрабатываемых деталей, в результате повышается производительность и расширяются технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собрана тороидальная рабочая камера, по периметру смонтирована из полос с размеченными на них четырехугольниками с разными по площади и размерам и каждая из которых выполнена в виде кругового сектора с многогранной поверхностью, изготовленного из свернутой в кольцо полосы, согнутой по линиям сгиба, расположенным под утлом к кромкам полосы, имеющим разную длину и расстояния между которыми равны длине каждой стороны упомянутых карманов, с образованием на полосе разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, причем секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников, поэтому интенсивность и эффективность отделочно-зачистной обработки деталей возрастает, расширяются технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру рабочей камеры проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение масс загрузки - частиц рабочих сред и обрабатываемых деталей в каждом сечение рабочей камеры, а значит, повышение производительности, эффективности обработки и расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что четырехугольники полос, из которых смонтированы секции тороидальной рабочей камеры, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии тороидальной рабочей камеры, поэтому степень сжатия компонентов масс загрузки - частиц рабочих сред и обрабатываемых деталей - возрастает, процесс отделочно-зачистной обработки ускоряется, расширяются технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена виброустановка для отделочно-зачистной обработки деталей, общий вид; на фиг.2 - рабочая камера в виде тора, вид сверху; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - 1/4 часть тороидальной рабочей камеры, вид сверху; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольников: на фиг.7 - полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг.8 - полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая по прямым линиям сгиба, наглядное изображение; на фиг.9 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо (в виде кругового сектора - секцию).

Виброустановка для отделочно-зачистной обработки деталей (фиг.1) состоит из станины 1, на которой с помощью пружин 2 упруго закреплен и снабжен вибратором 3 тороидальная рабочая камера 4. Загрузочные и разгрузочные приспособления на чертежах не показаны.

Тороидальная рабочая камера 4 (фиг.2 - 4) выполнена в виде тора (кругового кольца) с многогранной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру и может быть изготовлена из секций 5 (одна из секций на фиг.4 выделена сплошными утолщенными линиями), соединенными между собой известными методами, например сваркой, клейкой и т.п., с образованием по наружной и внутренней поверхностях винтовых линий (на фиг.4 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 6-7-8-9-10-11-12-13-14) и винтовых поверхностей многоугольной формы в виде различных геометрических фигур с четырьмя и более боковыми сторонами, например прямоугольник, трапеция, ромб и т.п., в виде (фиг.5) карманов наружной поверхности 15, 16, 17, 18, 19, 20 и карманов внутренней поверхности 21, 22, 23, 24, 25, 26.

Каждая из секций 5 изготовлена в виде кругового сектора (фиг.4, фиг.5) и смонтирована из полосы 27 (фиг.6, фиг.7), на которой размечены прямоугольники, по диагоналям которых расположены линии сгиба проходящие через точки 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 на расстояниях друг от друга, равных длине стороны геометрической фигуры, например, как на фиг.6 на расстоянии L₁, L₂, L_3, которые равны сторонам, например, кармана 15 (фиг.5) L₁, L₂, L₃,. Линии сгиба полосы 27 показаны на фиг.6 утолщенной линией. На полосе 27 размечены также линии обрезки 52 кромок полосы 27, показанных на фиг.6 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 52 участки полосы 27 (на фиг.6 эти участки полосы 27 заштрихованы) отрезаются, и полоса 27 приобретает вид, показанный на фиг.7, у которой линии сгиба полосы 27 разные по длине L₄, L₅, L₇, L₈, L₉, L₁₀, L₁₁, L₁₂, L₁₃, L₁₄, L₁₅, L₁₆, L₁₇, L₁₈, L₁₉, L₂₀, L₂₁, L₂₂, L₂₃, L₂₄, L₂₅, L₂₆, L₂₇.

Полоса 27 (фиг.7) после обрезки кромок прямоугольников по линиям обрезки 52 сгибается по прямым линиям - линиям сгиба 28-51, размещенным под углом α к кромкам полосы 27 (фиг.8) с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, т.е. по диагоналям, проходящим через точки 28-51 прямоугольников (фиг.6), параллельных друг другу, и затем сворачивается в кольцо 53 с многогранной поверхность, как показано на фиг.9. Поперечные кромки 54 и 55 полосы 27 (фиг.6. фиг.7) после сворачивания в кольцо 53 соединяются известными методами, например сваркой, пайкой и т.д., с образованием секции 5 в виде кругового сектора - кольца 53 (фиг.9).

Таким образом, тороидальная рабочая камера 4 (фиг.2, фиг.3) выполнена по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями, изменяющимися по диаметру тороидальной рабочей камеры 4 с шагом по периметру (одна из винтовых линий показана на фиг.4 утолщенной линией 6-7-8-9-10-11-12-13-14) и винтовыми канавками внутри и снаружи тороидальной рабочей камеры 4 в виде карманов многоугольной формы под углом к оси тороидальной рабочей камеры 4.

Тороидальная рабочая камера 4 (фиг.2, фиг.3) в виде тора (кругового кольца) с криволинейной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру с образованием карманов многоугольной формы может быть изготовлена и другими способами.

Виброустановка для отделочно-зачистной обработки деталей работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора 3 через стенки тороидальной рабочей камеры 4 передается частицам рабочих сред и обрабатываемым деталям, находящимся внутри тороидальной рабочей камеры 4. Частицы рабочих сред и обрабатываемые детали совершают сложное движение, при котором и происходит процесс отделочно-зачистной обработки. Частицы рабочих сред и обрабатываемые детали интенсивно взаимодействуют друг с другом и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению тороидальной рабочей камеры 4. Так как по длине рабочей камеры 4 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц рабочих сред и обрабатываемых деталей, т.е. имеет место повышение интенсивности отделочно-зачистной обработки. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру рабочей камеры 4 способствует не только усложнению траекторий движения частиц рабочих сред и обрабатываемых деталей, но и их перемещению по проходному сечению рабочей камеры 4. При движении по проходному сечению тороидальной рабочей камеры 4 частиц рабочих сред и обрабатываемых деталей из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разрежения в каждом сечение тороидальной рабочей камеры 4 но всему ее объему, что тоже интенсифицирует процесс отделочно-зачистной обработки и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают за счет выполнения тороидальной рабочей камеры из секций, каждая из которых выполнена в виде кругового сектора с многогранной поверхностью, изготовленного из свернутой в кольцо полосы, согнутой по линиям сгиба, расположенным под углом к кромкам полосы, имеющим разную длину и расстояния между которыми равны длине каждой стороны упомянутых карманов, с образованием по ее наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей многоугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, что упрощает изготовление и расширяет технологические возможности.