Цилиндрическая щетка

 

Использование: для обработки и очистки поверхностей. Сущность изобретения цилиндрическая щетка содержит корпус с фланцем, торцовый диск и установленные своими концами во фланце и диске по окружности корпуса оси с шарнирно закрепленными на них проволочными рабочими элементами, между которыми размещены разделительные шайбы. Оси установлены свободно. На каждой паре смежных осей, размещенных по окружности корпуса, проволочный рабочий элемент расположен напротив разделительной шайбы. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 А 46 В 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4693018/12 (22) 22.05,89 (46) 23.06.92. Бюл, ¹ 23 (71) Белорусский технологический институт им. С.М, Кирова (72) Н,И, Жарков, Д.M. Гайдукевич, В.B. Игнатчик и М.К. Змушко (53) 621.7.02(088.8) (56) Патент Франции ¹ 468265, кл. 34 С 7/05, 1914, Изобретение относится к устройствам, предназначенным для обработки и очистки различных поверхностей, в частности неокоренн ых круглых лесоматериалов и загрязненных, покрытых коррозией труб.

Цель изобретения — повышение долговечности работы устройства.

На фиг.1 изображено устройство, продольное сечение; на фиг,2-тоже, видсбоку; на фиг,3 и 4 — варианты выполнения проволочного рабочего элемента; на фиг,5 и 6— теоретические схемы, Цилиндрическая щетка (иглофреза) (фиг.1 и 2) состоит из цилиндрического корпуса 1 с фланцем, торцового диска 2, соединяемого с корпусом 1 при помощи шпанки

3 и винтов 4, плавающих осей 5, подвижных шайб 6, проволочного рабочего элемента 7.

Корпус 1 имеет шпоночный паз для фиксации его на приводном валу. Во фланце корпуса по окружности заданного радиуса с фиксированным шагом имеются отверстия для установки в них с зазором концов пла(54) ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ЩЕТКА (57) Использование: для обработки и очистки поверхностей, Сущность изобретения; цилиндрическая щетка содержит корпус с фланцем, торцовый диск и установленные своими концами во фланце и диске по окружности корпуса оси с шарнирно закрепленными на них проволочными рабочими элементами, между которыми размещены разделительные шайбы. Оси установлены свободно. На каждой паре смежных осей, размещенных по окружности корпуса, проволочный рабочий элемент расположен напротив разделительной шайбы. 6 ил. вающих осей 5. Аналогичные отверстия с такой we целью имеет торцовый диск 2. Установка оси свободно по типу "плавающей" обеспечивает ее равномерный износ. На плавающие оси 5 шарнирно устанавливаются поочередно шайбы 6 и рабочие элементы

7, причем расстояние (шаг) между соседни- фь ми рабочими элементами можно регулиро- а вать путем увеличения или уменьшения количества шайб. Монтаж производится та- (", ким образом, что с целью предотвращения заклинивания при включении и работе устройства, в поперечном сечении на соседних плавающих осях не могут находиться рабочие элементы и должно быть чередование шайб с рабочим элементом. При такой сборке B нерабочем состоянии рабочие элементы находятся или в свободно свисающем состоянии, или контактируют с лежащими в одном поперечном сечении шайбами соседних плавающих осей.

Каждый рабочий элемент (фиг.3 и 4) содержит пружину 8 для шарнирного крепле1741762 ния на плавающей оси 5 средней нерабочей части 9 и контактирующей с объектом обработки рабочей части 10. С целью улучшения качества очистки рабочая часть 10 выполнена с рифлением, Такое исполне- 5 ние наиболее приемлемо для объектов с поверхностью, твердость которой значительно ниже твердости материала, из которого изготовлен рабочий элемент. Средняя, нерабочая часть 9, представляет собой глад- 10 кий стержень (фиг.3) или демпфирующую цилиндрическую п ружину (фиг.4).

Цилиндрическая щетка работает следующим образом, После того, как приводной вал достиг- 15 нет необходимого числа оборотов, рабочие элементы за счет центробежных сил установятся в строго радиальном направлении., ance после поперечной подачи устройства рабочие элементы вступают в контакт с 20 объектом обработки (круглым лесоматериалом или трубой) и за счет ударных нагрузок происходит обработка или очистка последних.

Для более полного объяснения процес- 25 са работы устройства предлагаются следующие теоретические выкладки, Считают, что рабочий элемент выполнен без демпфируюшей части — жестким, На фиг.5 изображена структурная схема 30 цилиндрической щетки, когда соприкосновение рабочих элементов с обрабатываемым объектом происходит под нулевым углом. Шарнир А на фиг.5 и 6 есть шарнирное соединение рабочих элементов с плава- 35 ющей осью. Считают, что кривошип ОА вращается равномерно с угловой скоростью.

Кинетическая энергия до соприкосновения с обрабатываемым объектом (круг- 40 лым лесоматериалом, трубой) будет

ЕР

То= !2

2 где!2 — момент инерции звена АВ рабочего элемента;

45 !

2 -= гп2 — + m2 (l1 + !2)

I)

3,"де п1 — масса рабочего элемента;

l1 — длина кривошипа 0A — расстояние

or оси вращения приводного вала до центра плавающих осей;

l2 — длина рабочего элемента.

T, = — (m(l1+ 12) + ) (1)

О> 2 гл2 6

2 3

Кинетическая энергия после соприкосновения с обрабатываемым объектом рав(2) 2 3 > !1

НО В1—

2!г тогда

Т1= — + m2 — = — m2 !1 а>2, (3)

i)6 1

6. 6

Изменение кинетической энергии будет

ЛТ = То Г1 = ((!1+ !2) + б)= п12 О 2 6 1

2 3 3

2т2И28 „3 12

m2 аР 6

3 (5) Последнее соотношение определяет угловую скорость приводного вала. Поскольку процесс обработки носит ударный характер, нет необходимости определять силу для снятия поверхностного слоя объекта обработки, Умножив (5) на ri (число рабочих элементов B щетке) и разделив на период обраще2л ния Т =, находят мощность, передаваемую на снятие поверхностного слоя; и ГП2 Й>2 1 М2 о> !2 (6) 3 2л бл.

-qe M2 — масса всех рабочих элементов.

При увеличенной подаче соприкосновение будет происходить под углом (фиг.б), Сила R, с которой элемент AB прижимается к поверхности, определяется через центробежную силу (силой тяжести заведомо мо>кно пренебречь).

Записав сумму моментов относительно шарнира А, получают рИН . (,)

F" h+R ha=0 R= — —, (7) !

1 где e= —, !

1 !

Деформируемость материала проволочного рабочего элемента существенно меньше деформируемости удаляемого слоя с объекта обработки (кора круглых лесоматериалов или коррозионный слой металлических труб), Поэтому энергия удара поглотится объектом обработки. Таким образом, энергия, расходуемая на обработку поверхностного слоя объекта, определяется соотношением

1741762

Из фиг.5 видно, что h» < 212.

С учетом этого, F " h rrP mz(l+ lz) h

"-ж= г, (8) Соотношение (8) определяет минимальную угловую скорость, обеспечивающую работоспособность предлагаемого устройства за счет сил инерции. Значение силы R определяется силой сопротивления проникновению в поверхностный слой обрабатываемого объекта.

В случае, если средняя нерабочая часть рабочего элемента выполнена демпфирующей в виде цилиндрической пружины, уменьшаются динамические нагрузки на плавающую ось 5.

Данная цилиндрическая щетка отличается простотой в изготовлении и невысокой стоимостью, что делает ее экономически эффективной.

Свободная посадка осей в отверстиях фланца и торцовой шайбы, а также размещение проволочных рабочих элементов на смежных осях, напротив разделительных

5 шайб, значительно увеличивает срок службы как самого ворса, так и осей.

Формула изобретения

Цилиндрическая щетка, содержащая

10 корпус с фланцем, торцовый диск, и установленные своими концами во фланце и диске по окружности корпуса оси с шарнирнс закрепленными на них проволочными рабочими элементами, между которыми разме15 щены разделительные шайбы, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения долговечности, оси установлены свободно, при этсм на каждой паре смежных осей, размещенных по окружности корпуса, про20 волочный рабочий элемент расположен напротив разделительной шайбы.

1741762

1741762

Составитель Н. Жарков

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э. Лончакова

Редактор Е. Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2233 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5