Устройство для ударной обработки материалов

 

Изобретение относится к обработке материалов в строительстве и других областях, в частности к устройствам механической обработке материалов путем удара и может быть использовано для обработки поверхности материалов типа гранит, мрамор, бетон, керамика, упрочнения поверхности металлических изделий наклепом, уплотнения рыхлых материалов, грунтов и мягких дорожных покрытий; а также для снятия наледи с них. Устройство для ударной обработки материалов содержит корпус с ударниками, представляющий собой вращающийся цилиндр, составленный из отдельных колец, по окружности которых равномерно выполнены гнезда под ударники, свободно насаженные на оси или установленные на упругих или шарнирно-рычажных связях, причем кольца собраны так, что ударники расположены на поверхности цилиндра по винтовым линиям. Кольца цилиндра имеют пазы, образующие каналы для подвода транспортно-охлаждающих средств. В качестве ударников могут быть использованы шарошки или диски, или иные тела вращения, или дюбели, или бучарды, или долота. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к обработке материалов в строительстве и других областях, в частности к устройствам механической обработки материалов путем удара, и может быть использовано для обработки поверхности материалов типа гранит, мрамор, бетон, керамика, упрочнения поверхности металлических изделий наклепом, уплотнения рыхлых материалов, грунтов и мягких дорожных покрытий, а также снятия наледи с них.

Известно устройство для ударной обработки материалов, содержащее корпус в виде вращающегося цилиндра с гнездами по наружной поверхности, в которых установлены ударники.

Недостатками данной машины являются ограниченное количество рабочих органов-ударников, что приводит к низкой производительности, наличие несбалансированных масс, что связано с возникновением паразитных нагрузок на опорные узлы и привод, невысокое качество обработанной поверхности из-за большой скважности ударного воздействия и возникновения низкочастотной вибрации изделия вследствие одновременности удара всех ударников-шарошек барабана и возникновения периодического рельефа и большой глубины нарушенного слоя при смятии, невозможность обработки плиточных и тонкостенных изделий из-за опасности их разрушения, а также значительные энергозатраты, связанные с потерями на преодоление трения в узлах машины.

Задача изобретения улучшение качества обработанной поверхности материалов, повышение эффективности и производительности, снижение энергозатрат на обработку, увеличение срока службы устройства.

Это достигается тем, что в устройстве для ударной обработки материалов цилиндр выполнен составным из отдельных колец, по окружности которых образованы гнезда под ударники, причем ударники в гнездах свободно насажены на оси или установлены на упругих или шарнирно-рычажных связях, а кольца собраны в цилиндр так, что ударники расположены на поверхности цилиндра по винтовым линиям.

Кроме этого кольца цилиндра имеют пазы, образующие каналы для подвода транспортно-охлаждающих сред, а в качестве ударников могут быть использованы шарошки или диски, или иные тела вращения, или дюбели, или бучарды, или долота.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемого устройства; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1 по рабочему кольцу цилиндра с ударниками в виде дисков, шарошек или иных тел вращения; на фиг.3 поперечный разрез устройства с ударниками в виде дюбелей, молотковых бучард (рычажные связи) и "щетки" (упругие связи).

Устройство для ударной обработки материалов содержит устройство пpивода шкив 1, опору 2, вращающийся цилиндр 3 на валу 4, ударники 5, кожух 6 с патрубком отсасывающего устройства 7 (фиг.1 и 2). Рабочие органы-ударники, например диски, шарошки или иные тела вращения, установлены свободно на осях 9 так, что внутренний диаметр дисковых ударников превышает диаметр осей 9 на величину не меньшую, чем величина съема обрабатываемого материала 8 для исключения сминающих нагрузок на ось 9 и обрабатываемое изделие 8. Оси ударников в виде дисков или иных тел вращения установлены в кольцах 10, из которых составлен вращающийся цилиндр 3. Кольца 10 имеют гнезда под пакеты ударников, например дисков или иных тел вращения 5, равномерно расположенные по окружности, и глухие гнезда для установки осей 9 ударников 5. Пакеты ударников 5 расположены на поверхности вращающегося цилиндра 3 по винтовым линиям. Толщина пакета ударников 5 равна толщине кольца 10 и выбирается исходя из достаточной прочности оси 9 под действием инерционных нагрузок на нее, действующих со стороны пакета ударников 5. Ориентация колец 10 относительно друг друга фиксируется за счет ограненной или шлифованной поверхности вала 4, либо дополнительных шпилек, проходящих по всем кольцам 10 вращающегося цилиндра 3. Удержание пакета колец 10 в осевом направлении осуществляется за счет резьбовых стягивающих устройств. В кольцах 10 при необходимости изготавливают каналы для подвода транспортно-охлаждающих сред, например воздуха, газа, жидкости. Каналы могут быть образованы пазами на поверхности вала 4 и колец 10. Удаление снятого материала осуществляется через патрубок отсасывающего устройства 7. Зазор между кожухом и обрабатываемой поверхностью 8 уплотняется юбкой из эластичных материалов для предотвращения загрязнения окружающего пространства снятым материалом. Ударники для предлагаемого устройства могут выполняться в виде гладких или зубчатых дисков или цилиндров, или иных тел вращения, закрепленных на осях, или в виде дюбелей, молотковых бучард, "щеток" и т.п. установленных в гнездах колец с использованием упругих или шарнирно-рычажных связей (фиг.3). Помимо цельнометаллических могут применяться комбинированные ударники, например диски или шарошки, из разнородных материалов центральной и периферийной частей, например, в целях экономии дорогостоящих твердосплавных материалов и уменьшения износа пары ударник-ось.

Устройство работает следующим образом.

Вращение цилиндра 3 заставляет ударники 5 под действием центробежных сил занять положение максимального удаления от оси его вращения. При соприкосновении с обрабатываемой поверхностью 8 ударники 5 за счет свободной посадки на оси 9 отскакивают от обрабатываемой поверхности изделия 8, совершив удар, интенсивность которого определяется его массой, частотой вращения цилиндра 3 и радиусом R установки осей 9 в цилиндре 3. В результате многочисленных локальных ударов происходит равномерное разрушение поверхности обрабатываемого материала без смятия и статических нагрузок на нее. Винтовое расположение ударников 5 на поверхности цилиндра 3 обуславливает равномерное по времени воздействие предлагаемого устройства на обрабатываемое изделие. Фиксация крайних положений ударников 5 осями 9 обеспечивает получение строгой геометрии обрабатываемой поверхности независимо от локально-проч- ностных свойств обрабатываемого материала, например гранита.

Отсутствие сминающего воздействия на обрабатываемый материал позволяет обеспечить малую толщину нарушенного слоя обработанной поверхности, исключить жесткие (металлоемкие) конструкции оборудования, в которых используется предлагаемое устройство, а также обрабатывать плиточные и тонкостенные изделия из хрупких материалов без опасности их разрушения. Отсутствие давлений повышает долговечность пары ударник-ось по сравнению с известными устройствами, например шарошечными долотами, и снижает энергозатраты, связанные с преодолением сил трения, как в узлах устройства, так и в контакте его с обрабатываемой поверхностью.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее корпус в виде вращающегося цилиндра с гнездами по наружной поверхности, в которых установлены ударники, отличающееся тем, что цилиндр выполнен составным из отдельных колец, по окружности которых образованы гнезда под ударники, причем ударники в гнездах свободно насажены на оси или установлены на упругих или шарнирно-рычажных связях, а кольца собраны в цилиндр так, что ударники расположены на поверхности цилиндра по винтовым линиям.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольца цилиндра имеют пазы, образующие каналы для подвода транспортно-охлаждающих сред.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что в качестве ударников могут быть использованы шарошки, или диски, или иные тела вращения, или дюбели, или бучерды, или долота.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3