Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для обкатывания ребер панелей

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к формообразованию, упрочнению и чистовой отделке рёбер панелей поверхностным пластическим деформированием роликами.

Известны раскатки для обработки металлов давлением, в частности упрочнения и чистовой отделки внутренней поверхности тел вращения или отверстий поверхностным деформированием инструментом в виде шаров. Раскатка содержит оправку, стержень, сепаратор и два деформирующих элемента, расположенных диаметрально противоположно оси оправки. (Патент на полезную модель RU 85848 U1, МПК B24B 39/02. Шариковая раскатка. Опубл. 20.08.2009).

Признаком аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемого устройства, является наличие вращающихся деформирующих деталь инструментов.

Основным недостатком являются ограниченные технологические возможности, то есть возможность обработки только внутренней поверхности отверстий.

Известно устройство для обкатывания с регулируемой нагрузкой, относящееся к обработке поверхностным пластическим деформированием. Устройство содержит корпус и три державки с деформирующими роликами, шарнирно соединёнными с корпусом, и механизм нагружения (Патент РФ 2371300, МПК В24В 39/02. Опубл. 27.10.2009).

Общими признаками с заявляемым устройством является наличие вращающихся деформирующих деталь роликов и механизма нагружения.

К основным недостаткам следует отнести ограниченные технологические возможности, то есть возможность обработки только наружных поверхностей деталей типа тел вращения.

Известно устройство для обжатия рёбер панелей, схема которого приведена в статье Кононенко В.Г. и Сикульского В.Т. – Исследование возможностей формоизменения монолитных панелей путем последовательного деформирования рёбер // Проблемы машиностроения: республиканский межведомственный сборник. Киев: «Наукова думка», 1981, с. 32, рис.1. На схеме показана панель с рёбрами, ролики, обжимающие одно из рёбер, направление силы обжатия и вращения роликов.

Общими признаками с заявляемым устройством является наличие вращающихся деформирующих деталь роликов и механизма нагружения.

Основным недостатком станка являются ограниченные технологические возможности, то есть, в частности, невозможность обработки рёбер на протяжённых деталях типа панелей.

В качестве прототипа взято устройство для обкатывания рёбер панелей с регулируемой нагрузкой (Патент РФ №2478032, МПК В24В 39/06, B21H 7/00, B23P 9/02, B23Q 9/02. Опубл. 27.03.2013). Устройство содержит обкатную головку с роликами, механизм нагружения и механизм перемещения в виде гидроцилиндра с зажимом для установки устройства на обкатываемом ребре.

Общими признаками с заявляемым устройством является наличие вращающихся деформирующих деталь роликов, механизма нагружения и механизма продольного перемещения.

Основными недостатками устройства является наличие необработанной «мёртвой зоны на ребре», необходимой для размещения механизма продольного перемещения в виде гидроцилиндра с зажимом.

Задача заявляемого изобретения состоит в создании возможности обработки каждого ребра по всей длине.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении качества обработки за счет исключения необработанных участков на поверхности ребра при обработке.

Технический результат достигается тем, что согласно изобретению в устройстве для обкатывания рёбер панелей с регулируемой нагрузкой механизм перемещения выполнен в виде электродвигателя, соединённого с червяком червячной передачи, колёса которой закреплены на валах, передающих вращение через зубчатую передачу на ролики, при этом валы механизма перемещения размещены в полых валах механизма нагружения, выполненного в виде реечной передачи, подпружиненная двухсторонняя рейка которой соединена с гидроцилиндром, а зубчатые колёса реечной передачи закреплены на полых валах с эксцентрично установленными обкатными роликами.

Выполнение механизма перемещения в виде электродвигателя, соединённого с червяком червячной передачи, колёса которой закреплены на валах, передающих вращение через зубчатую передачу на обкатные ролики и размещение валов механизма перемещения в полых валах механизма нагружения, позволяет сделать механизм перемещения компактным и использовать обкатные ролики в качестве конечного звена механизма перемещения.

Выполнение механизма нагружения в виде реечной передачи с подпружиненной двухсторонней рейкой, соединенной с гидроцилиндром, зубчатые колёса которой закреплены на полых валах с эксцентрично установленными роликами и размещение в полых валах механизма нагружения валов механизма перемещения, делает компактным всё устройство и позволяет обрабатывать поверхность ребра по всей длине.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию «новизна».

Известно устройство для обкатывания рёбер панелей (Патент РФ на полезную модель № 120909 МПК В24В 39/00), содержащее державки с роликами, устройство нагружения и зажим с гидроцилиндром. Устройство так же, как и прототип, имеет "мёртвую зону" между зажимом и роликами.

Известны способ правки длинномерной подкреплённой рёбрами детали и устройство для его осуществления (Патент РФ 2566689, МПК В24В 39/00). Предлагаемые устройства для реализации способа в виде скоб с механическими ручными устройствами перемещения и нагружения существенно уступают предлагаемому устройству как по производительности, так и по удобству управления нагрузкой.

Таким образом, выполнение механизма перемещения в виде электродвигателя, соединённого с червяком червячной передачи, колёса которой закреплены на валах, передающих вращение через зубчатую передачу на обкатные ролики, при этом валы механизма перемещения размещены в полых валах механизма нагружения, выполненного в виде реечной передачи, двухсторонняя рейка которой соединена с гидроцилиндром, а зубчатые колёса реечной передачи закреплены на полых валах с эксцентрично установленными обкатными роликами, создаёт возможность обработки обкатываемого ребра по всей длине, что свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 схематично показан боковой вид устройства, а на фиг. 2 - его поперечное сечение.

Устройство для обкатывания рёбер панелей состоит из привода 1 с гидроцилиндром 2 и электродвигателем 3 и обкатной головки 4. Вращение от электродвигателя 3 передаётся червяку 5 червячной передачи, колёса 6 (Z₁, Z₂) которой установлены на валах 7 с зубчатыми колёсами 8 (Z₃, Z₄). Колёса 8 передают вращение с помощью колёс (Z₅, Z₇) валам-шестерням 9 (Z₆, Z₈ ) с роликами 10 (Фиг. 2).

Механизм нагружения включает гидроцилиндр 2, шток которого упирается в подпружиненную двухстороннюю зубчатую рейку 11, находящуюся в зацеплении с зубчатыми колёсами 12, установленными на полых валах 13. На полых валах эксцентрично установлены валы-шестерни 9 с роликами 10.

Обкатное устройство работает следующим образом. Для создания необходимого усилия обжатия роликами 10 ребра или полотна детали давление в полости гидроцилиндра 2 повышается, усилие от штока передаётся на двухстороннюю рейку, которая с помощью зубчатых колёс (Z₃, Z₄) вращает полые валы 13. Поскольку валы-шестерни 9 (Z₆, Z₈ ) с роликами 10 установлены на полых валах 13 эксцентрично, происходит сжатие ребра детали роликами 10. Усилие сжатия регулируется давлением в гидроцилиндре 2.

При включении электродвигателя 3 вращение от электродвигателя 3 передаётся червяку 5 червячной передачи, колёса 6 (Z₁, Z₂) которой вращают валы 7 с зубчатыми колёсами 8 (Z₅, Z₆ ). Колёса 8 передают движение валам-шестерням 9 (Z₆, Z₈ ) с роликами 10, которые перемещают обкатное устройство вдоль ребра детали, воспроизводя процесс обработки.