Результат интеллектуальной деятельности: Станок для галтовки

Изобретение относится к отделочно-зачистной и упрочняющей обработке деталей в свободной гранулированной среде и может быть использовано в машиностроении, при безразмерной обработке деталей.

Известно галтовочное устройство (а.с. СССР №1743820, кл. В24В 31/02, 1992), содержащее многосекционный барабан, боковая поверхность каждой секции которого выполнена с 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.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для отделочно-упрочняющей обработки (патент РФ №252829, кл. В24В 31/02, опубл. 10.09.2014, бюл. №25), содержащий жестко установленный на платформе пустотелый контейнер с вибратором, загрузочное и разгрузочное приспособления.

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность обработки и ограниченные технологические возможности.

Техническим результатом является расширение технологических возможностей и повышение интенсивности обработки.

Технический результат достигается тем, что в станке для галтовки, содержащем установленный на платформе пустотелый контейнер с вибратором, загрузочное и разгрузочное приспособления, контейнер жестко установлен на платформе с вибратором, смонтированным горизонтально под платформой и выполнен в виде пустотелого спирального тоннеля с многозаходной винтовой поверхностью по периметру, свернутого по спиральной оси вокруг центральной прямолинейной оси спирального контейнера, снабженного винтовыми канавками внутри под углом к его спиральной оси в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения контейнера, и собран из секций в виде одинаковых по форме и размерам колец, свернутых из одинаковых полос ромбовидной формы, на которых размещены трапецеидальные элементы, боковые стороны которых расположены на боковых сторонах ромбовидной полосы, а верхние и нижние основания трапецеидальных элементов расположены под острым углом к оси симметрии ромбовидной полосы и являются линиями сгиба, находящимися друг от друга на расстояниях, равных длине карманов криволинейной формы по внутренней поверхности контейнера, при этом секции в виде колец соединены друг с другом боковыми сторонами трапецеидальных элементов.

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

Новизна усматривается в том, что контейнер выполнен спиральным с многозаходной винтовой поверхностью по периметру, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что за счет монтажа вибратора горизонтально под платформой с контейнером изменена форма траектории колебаний контейнера с круговой на вертикальный эллипс, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (Е_п) в 1,3-1,5 раза и повышает производительность.

Новизна заключается в том, что спиральный контейнер с многозаходной винтовой поверхностью по периметру снабжен винтовыми канавками внутри и снаружи под углом к оси спирали центра его оси симметрии с центральной прямолинейной осью, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна состоит в том, что винтовые канавки спирального контейнера выполнены в виде карманов криволинейной формы, расположенных внутри поперечного сечения пустотелого тоннеля, что расширяет технологические возможности и повышает их производительность.

Новизна усматривается в том, что спиральный контейнер смонтирован из секций в форме одинаковых колец, свернутых из одинаковых полос ромбовидной формы, на которых размещены трапецеидальные элементы на боковых сторонах ромбовидных полос, а верхние и нижние основания трапецеидальных элементов расположены под острым углом к оси симметрии полосы ромбовидной формы и являются линиями сгиба, находящимися на расстоянии друг от друга, равном длине карманов криволинейной формы, при этом секции соединены друг с другом боковыми сторонами трапецеидальных элементов, что повышает производительность.

Новизна предложения заключается так же в том, что по всему периметру спирального контейнера проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение обрабатываемых деталей (масс загрузки) в каждом сечении спирального контейнера, а значит повышение производительности и расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что трапецеидальные элементы ромбовидных полос, из которых смонтированы секции, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии спирального контейнера, поэтому степень сжатия частиц масс загрузки возрастает, повышается производительность.

Новизна заключается так же в том, что спиральный контейнер изготовлен из секций, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения частиц масс загрузки, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению спирального контейнера, что усложняет траектории их движения, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собран спиральный контейнер, по периметру смонтированы из ромбовидных полос с размеченными на них трапецеидальными элементами разных по площади и размерам, поэтому производительность возрастает, расширяются технологические возможности.

Новизна заключается так же в том, что спиральный контейнер изготовлен из секций, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения частиц масс загрузки, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению спирального контейнера, что усложняет траекторию их движения, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен станок для галтовки, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - наглядное изображение спирального контейнера с карманами криволинейной формы; на фиг. 4 - наглядное изображение взаимного положения спирали 0₁-0₁, по которой свернут спиральный контейнер с многозаходной винтовой поверхностью вокруг центральной прямолинейной оси 0₂-0₂; на фиг. 5 - одна из полос ромбовидной формы, на которой размещены трапецеидальные элементы, верхние и нижние основания которых расположены под острым углом к оси симметрии полосы 0₃-0₃ в виде линии сгиба; на фиг. 6 - полоса ромбовидной формы, согнутая по линиям сгиба верхнего и нижнего оснований трапецеидальных элементов; на фиг. 7 - наглядное изображение ромбовидной полосы, свернутой в кольцо.

Станок для галтовки (фиг. 1) содержит корпус 1, жестко закрепленный на платформе 2, с помощью четырех резинокордных баллонов 3 упруго установленных на основании 4. На платформе 2 жестко закреплено загрузочное приспособление 5 и снизу к платформе 2 так же жестко прикреплен вибратор 6 с горизонтальной осью вращения. Станок для галтовки так же снабжен разгрузочным приспособлением 7 для приема готовой продукции в виде измельченного материала.

Вибратор 6 смонтирован под платформой 2 горизонтально и поэтому обеспечивает движение частицам масс загрузки внутри контейнера 1 под воздействием вибратора 6 по эллиптическим траекториям. Контейнер 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнен спиральным. На фиг. 4 показано наглядное изображение взаимного расположения оси спирали - центра оси симметрии 0₁-0₁ пустотелого тоннеля, спирального контейнера 1 (на фиг. 4 спиральный контейнер изображен поперечным сечением 8 пустотелого тоннеля с многозаходной винтовой поверхностью) и центральной прямолинейной осью 0₂-0₂ спирального контейнера 1.

Таким образом, по периметру спиральный контейнер 1 выполнен в виде тоннеля спиральной формы с многозаходной винтовой поверхностью по периметру и снабжен винтовыми канавками, внутри расположенными под углом α к оси симметрии спирали 0₁-0₁ центра оси симметрии (фиг. 3) тоннеля спирального, свернутого по спирали 0₁-0₁ вокруг центральной оси 0₂-0₂ спирального контейнера 1.

Винтовые канавки спирального корпуса 1 (фиг. 7) выполнены в виде карманов 9, 10, 11, 12, 13, 14 по внутренней поверхности и карманов по наружной поверхности 15, 1617, 18, 19, 20 тоннеля спиральной формы (фиг. 7) в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения пустотелого тоннеля, и собран из секции в виде одинаковых по форме и размерам колец 21, соединенных друг с другом боковыми сторонами 22 и 23 (фиг. 7).

В результате образуется пустотелый тоннель спирального корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) с осью спирали - центра оси симметрии 0₁-0₁ спирального корпуса 1, скрученного вокруг центральной прямолинейной оси 0₂-0₂ спирального корпуса 1 по диаметру D_cp, с образованием спирального корпуса 1 с наружным диаметром D_max и внутренним диаметром D_min (фиг. 4)

При этом пустотелый спиральный корпус 1 с многозаходной винтовой поверхностью снабжен винтовыми канавками в виде карманов 9, 10, 11, 12, 13, 14 и карманами 15, 16, 17, 18, 19, 20 по наружной поверхности спирального контейнера 1 (фиг. 4, фиг. 7).

Таким образом, пустотелый тоннель с собственной спиральной осью симметрии 0₁-0₁ свернут по этой спирали 0₁-0₁ вокруг центральной прямолинейной оси 0₂-0₂ и образует спиральный контейнер 1 (фиг. 4, фиг. 3).

Секция 21 изготовлена в виде кольца (фиг. 7) и смонтирована из ромбовидной перфорированной полосы 24 (фиг. 5).

На ромбовидной полосе 24 (фиг. 5) размещены трапецеидальные элементы 25, 26, 27, 28, 29, 30, боковые стороны которых расположены по боковых сторонам ромбовидной полосы 24, а верхние и нижние основания этих трапецеидальных элементов расположены под острым углом β к оси симметрии ромбовидной полосы 0₃-0₃ и являются линиями сгиба (фиг. 5, фиг. 6), расположенными друг от друга на расстоянии, равном длине развертки периметра криволинейных карманов (фиг. 7) спирального контейнера 1, выполненного в виде пустотелого тоннеля.

На фиг. 5 показаны трапецеидальные элементы:

31-32-33-34 - первый трапецеидальный элемент;

32-35-36-33 - второй трапецеидальный элемент;

35-37-38-36 - третий трапецеидальный элемент.

При этом 31-34 является наименьшим из всех верхних оснований трапецеидальных элементов, расположенных на ромбовидной полосе 24 ниже линии сгиба 37-38 и вышеперечисленных трех трапецеидальных элементов (первой, второй, третьей).

На фиг. 5 показаны так же трапецеидальные элементы:

37-39-40-38 - четвертый трапецеидальный элемент;

39-41-42-40 - пятый трапецеидальный элемент;

41-43-44-42 - шестой трапецеидальный элемент.

При этом 43-44 является наименьшим основанием из всех верхних оснований трапецеидальных элементов, расположенных на ромбовидной полосе 24 выше линии сгиба 37-38, которая для всех трапецеидальных элементов, в свою очередь, является наибольшей из всех нижних оснований с четвертым трапецеидальным элементом по шестой трапецеидальный элемент.

Таким образом, линия сгиба 37-38 является не только нижним основанием трапецеидальных элементов 37-39-40-38, но и одновременно самым длинным основанием трапецеидальных элементов 35-37-38-36 и самой длинной из всех нижних линий сгиба ромбовидной полосы 24 и кольца 21 (фиг. 7).

При этом линии сгиба 31-34 и 43-44 являются самыми короткими из всех линий сгиба ромбовидной полосы 24 и кольца 21 и 31-34≡43-44.

Соотношение длины линии сгиба 37-38 и 31-34(43-44) определяет величину шага S₁ спирали 0₁-0₁, а значит и шаг навивки пустотелого тоннеля вокруг прямолинейной оси 0₂-0₂ спирального контейнера 1.

Например, на фиг. 5 длина линий сгиба имеет следующие соотношения: 43,44<41,42<39,40<37,38 и 31,34<32,33<35,36<37,38.

Ромбовидная полоса 29 сгибается по прямым линиям сгиба, которые и являются основанием всех шести трапецеидальных элементов и параллельны друг другу (фиг. 5).

Затем ромбовидная полоса 24 сгибается по линиям сгиба с образованием полуокружностей 45 (фиг. 6) и затем сворачивается в кольцо (фиг. 7) с карманами криволинейной формы 9, 10, 11, 12, 13, 14 с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения кольца 21.

Секции в виде одинаковых колец 21 затем соединяют друг с другом последовательно боковыми сторонами 22 и 23 так, чтобы все линии сгиба являлись продолжением одноименных линий сгиба предыдущего кольца.

В результате такой сборки по периметру пустотелого спирального контейнера 1 образуются винтовые линии, показанные на фиг. 3, например утолщенными линиями 31-34, 32-33.

Таким образом, спиральный контейнер 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой спиральной поверхности с винтовыми линиями по периметру спирального контейнера 1 (две из винтовых линий показаны на фиг. 3 утолщенными линиями 31, 34, 32, 33) и винтовыми канавками внутри и снаружи спирального контейнера 1 в виде карманов криволинейной формы 9, 10, 11, 12, 13, 14 по внутренней поверхности и винтовых канавок по наружной поверхности 15, 16, 17, 18, 19, 20 под углом α к спиральной оси пустотелого тоннеля спиральной формы спирального контейнера 1.

Станок для галтовки работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора через стенки спирального контейнера 1 передается частицам масс загрузки (обрабатываемым деталям и может быть частицам рабочих сред в виде пирамид, шариков и т.д.), находящихся внутри спирального контейнера 1 и поступающих внутрь спирального контейнера 1 непрерывным потоком через загрузочное приспособление 5. Частицы масс загрузки совершают вращательное движение по вертикальным эллиптическим траекториям, при этом происходит процесс галтовки (обработки деталей). При этом частицы масс загрузки не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению спирального контейнера 1. Так как у спирального контейнера 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение по мере перемещения обрабатываемых деталей от загрузки к выгрузке меняются, то усугубляется нарушение их движения, при этом обрабатываемые детали взаимодействуют с карманами криволинейной формы внутренних стенок спирального контейнера 1, т.е. имеет место повышение интенсивности обработки. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру спирального контейнера 1 способствует не только усложнению траекторий движения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред, но и их перемещению по проходному сечению спирального контейнера 1 в сторону выгрузки и к разгрузочному приспособлению 7.

При движении частиц масс загрузки по проходному сечению спирального контейнера 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечении спирального контейнера 1 по всему его объему, что то же интенсифицирует процесс обработки деталей и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают за счет того, что спиральный контейнер выполнен спиральным из пустотелого тоннеля с многозаходной винтовой поверхностью по периметру, свернутого по спирали, что обеспечивает повышение производительности и расширение технологических возможностей, а также за счет монтажа вибратора горизонтально под платформой со спиральным контейнера 1, что обеспечивает увеличение удельной плотности кинетической энергии в 1,3-1,5 раза и повышает производительность.