Устройство для вибрационной обработки деталей

 

Изобретение относится к устройствам для виброобъемной обработки деталей, преимущественно деталей турбин. Задача изобретения заключается в повышении интенсивности обработки деталей, а также в создании мощных установок для обработки деталей турбин с облегченным пуском и устойчивой работой в резонансных режимах. Это достигается тем, что устройство состоит из станины 1, на которой с помощью резинометаллических элементов 2, расположенных по периметру станины,установлен контейнер 3, и средняя пластина которых 4 наклонена под углом 45^o к вертикальной оси. Контейнер 3 выполнен в виде вертикального цилиндра с полусферическим дном. В нижней части контейнера установлен корпус 5, в котором на валу 6 смонтирован с возможностью вращения дебаланс 7. К валу 6 прикреплен кривошип 8, соединенный шарнирно с упругим шатуном 9 вибровозбудителя. Шатун 9 охватывающей обоймой 10 соединен с эксцентриком 11 приводного вала 12 привода. Снаружи контейнера установлен сепаратор 13, выполненный в виде двухзаходного транспортирующего винтового устройства, заходы которого разделены перфорированным днищем 14. В нижней части винтовой сепаратор сообщается с контейнером отверстием 15, перекрыающимся задвижкой 16. В верхней части сепаратор сообщается с контейнером отверстием 17. Вверху сепаратор отверстием 18 сообщается с лотком 19, по которому обработанные детали поступают в приемный бункер готовой продукции. 5 ил.

Изобретение относится к вибрационным устройствам для абразивной и упрочняющей обработки деталей, преимущественно деталей турбин, но может быть использовано в других отраслях народного хозяйства.

Известны устройства для вибрационной обработки деталей с автоматизированными системами отделения обрабатывающей среды от обрабатываемых деталей по окончании процесса обработки (cм. авт.св. СССР: N 207763 от 22.12.67 БИ N 2, N 253615 от 30.09.89 БИ N 30, N 341632 от 14.06.72 БИ N 19, N 396252 от 29.08.75 БИ N 36, N 529062 от 25.09.76 БИ N 35, N 667386 от 15.06.79 БИ N 22, N 691281 от 15.10.79 БИ N 38). Как известно, в этих устройствах для автоматизации процесса отделения деталей от обрабатывающей среды используются сравнительно сложные по конструкции механизмы. Известны также сепараторы в виде вертикальных вибрационных установок, винтовые поверхности которых выполнены в виде двухзаходного винта, заходы которого разделены перфорированным днищем (см. авт.св. СССР: N 429937 от 30.06.74 БИ N 20, N 448120 от 30.10.74 БИ N 40). Устройство для вибрационной обработки (см. авт.св. СССР N 499097 от 15.01.76 БИ N 2), предназначенное для нанесения покрытий в U-образном контейнере, обеспечивает циркуляцию покрытия с помощью винтового транспортирующего устройства.

Известно устройство для вибрационной обработки деталей с автоматизацией процесса отделения деталей от обрабатывающей среды по окончании обработки (см. авт.св. СССР N 709342 от 15.01.80 БИ N 2), в котором обработка деталей производится в тороидальном контейнере. Вынос обработанных деталей с одновременной сепарацией производится съемным винтовым сепаратором, устанавливаемым внутрь контейнера по окончании процесса обработки деталей. В известном устройстве возникают трудности при установке сепаратора в контейнер, заполненный обрабатывающей средой и деталями. Кроме этого, более прогрессивная поточная технология обработки осуществляет интенсивную обработку деталей с одновременным отделением их от обрабатывающей среды, что невозможно на известном устройстве.

Наиболее близким к предлагаемому является вибрационный станок, предназначенный для объемной обработки (см. авт.св. СССР N 1006182, БИ N 11, 1983 г.), в котором обработка деталей осуществляется в цилиндрическом рабочем контейнере на вибрационном столе, совершающем колебания по винтовой траектории. Колебания по винтовой траектории в известном устройстве осуществляются установкой резинометаллических элементов, на которые опирается рабочий контейнер на раму, по периметру контейнера под углом 45^o к вертикальной оси. Величина угла, равная 45^o, определяется оптимальными условиями работы резинометаллических элементов на сдвиг. Внутри контейнера соосно с ним установлен вертикальный вал с подшипниками, на котором навит винтовой грузонесущий орган с сепарирующим днищем. Вертикальный вал в верхней части оборудован тормозом. Во время обработки деталей тормоз разомкнут и вертикальный вал с навитым грузонесущим органом вращается в подшипниках под действием циркуляции рабочей среды. По окончании процесса обработки замыканием тормоза вертикальный вал жестко соединяется с контейнером, и под действием крутильных колебаний по винтовой траектории рабочая среда с деталями транспортируется вверх, при этом обрабатывающая среда отделяется от обрабатываемых деталей через сепарирующее днище грузонесущего органа. Через разгрузочное окно в верхней части контейнера детали извлекаются из рабочего контейнера. Данное устройство позволяет осуществить автоматизацию отделения деталей от рабочей среды, но наличие внутри рабочего контейнера в процессе вибрационной обработки винтового грузонесущего органа препятствует циркуляции рабочей среды и снижает производительность и эффективность технологического процесса.

Задача изобретения заключается в повышении интенсивности обработки деталей с одновременным отделением их от обрабатывающей среды, а также в создании особо мощных устройств для обработки деталей турбин с облегченным пуском и возможностью устойчивой работы в резонансных режимах. Анализ традиционных типов вибровозбудителей инерционных и эксцентриковых - показывает, что каждому из них в отдельности присущи свои достоинства и недостатки. Использование в данном устройстве нового типа вибровозбудителя, инерционно-эксцентрикового, позволяет синтезировать эффективные рабочие характеристики и решить поставленную задачу.

Задача решается следующим образом: в устройстве для вибрационной обработки деталей, включающем цилиндрический рабочий контейнер, установленный на раме на упругих резинометаллических элементах, расположенных по его периметру, сепаратор, выполненный в виде двухзаходного винтового транспортирующего устройства, заходы которого разделены перфорированным днищем, и установленного снаружи контейнера, и вибровозбудитель, согласно изобретению контейнер снабжен полусферическим дном с центром сферической поверхности в точке пересечения прямых, соединяющих середины резинометаллических элементов, сепаратор сообщается с контейнером в нижней части отверстием, находящимся выше перфорированного днища, а в верхней части - отверстием, находящимся под перфорированным днищем, а упругий шатун вибровозбудителя снабжен кривошипом, на другом конце которого установлен дебаланс.

Устройство промышленно применимо, т.к.все используемые в нем элементы проверены на практике и надежны в эксплуатации.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид устройства для вибрационной обработки деталей; на фиг. 2 разрез по Б-Б (вид сверху на вибровозбудитель); на фиг. 3 вид А; на фиг. 4 разрез по В-В; на фиг. 5 схема образования возмущающего усилия вибровозбудителем.

Устройство состоит из станины 1, на которой с помощью упругих элементов 2, наклоненных по отношению к вертикальной оси и расположенных по периметру станины,установлен контейнер 3. В качестве упругих элементов 2 наиболее целесообразно использовать резинометаллические элементы, работающие на сдвиг. На фиг. 1 и 4 они показаны схематически. Угол наклона элементов определяется углом наклона средней пластины 4, которая жестко прикреплена к контейнеру. Угол наклона, равный 45^o, является оптимальным с точки зрения сдвиговых деформаций резины при данном направлении возмущающего усилия.

Контейнер 3 представляет собой цилиндр, установленный вертикально. Для облегчения перемещения рабочей среды под действием центробежной силы к стенкам контейнера дно последнего выполнено полусферическим с центром сферической поверхности в точке пересечения прямых, соединяющих середины резинометаллических элементов, противоположно расположенных. В нижней части контейнера симметрично его вертикальной оси жестко закреплен корпус 5, в котором на валу 6 установлен дебаланс 7. К валу 6 дебаланса 7 прикреплен кривошип 8, соединенный шарнирно с упругим шатуном 9 эксцентрикового вибровозбудителя. Упругий шатун 9 охватывающей обоймой 10 соединен с эксцентриком 11, установленным на приводном валу 12 привода. Вал 12 в подшипниках смонтирован на станине 1. Привод устройства включает два дебаланса и один эксцентриковый вал с двумя эксцентриками, упругими шатунами и кривошипами (фиг. 2).

Кинематику вибровозбудителя принято рассматривать в четырех положениях за один оборот приводного вала через 90^o. Возмущающая сила дебалансов формируется следующим образом (фиг. 5). Если за первое положение принять представленное на фиг. 5, когда дебалансы направлены в противоположные стороны, то возмущающее усилие создается в виде крутящего момента вокруг вертикальной оси контейнера. Через 90^o оба дебаланса направлены вверх, и возмущающее усилие создается в виде вертикально направленного вверх (момент равен нулю). Через 180^o дебалансы направлены в противоположные стороны, возмущающее усилие создается в виде момента, но другого знака по сравнению с первым положением. Через 270^o оба дебаланса направлены вниз, возмущающее усилие создается в виде направленного вертикально вниз. Далее цикл повторяется. Под действием вибровозбудителя контейнер совершает винтовые колебания вокруг вертикальной оси.

Снаружи контейнера 3 установлен сепаратор 13, выполненный в виде двухзаходного винтового сепарирующего транспортирующего устройства, заходы которого разделены перфорированным днищем 14. В нижней части винтовой сепаратор 13 сообщается с внутренней полостью контейнера 3 отверстием 15, находящимся выше перфорированного днища 14 и перекрывающимся задвижкой 16. В верхней части сепаратор 13 сообщается с внутренней полостью контейнера отверстием 17, находящимся под перфорированным днищем 14. В верхней части сепаратор 13 отверстием 18 сообщается с лотком 19, по которому обработанные детали подаются в приемный бункер готовой продукции.

Устройство для вибрационной обработки деталей работает следующим образом. Устройство работает в двух режимах: в режиме обработки деталей и в режиме разгрузки деталей, сопровождающемся разделением рабочей среды и обработанных деталей.

В режиме обработки задвижка 16 закрыта, и внутренняя полость контейнера отделена от винтового сепаратора 13. При включении вибровозбудителя создается возмущающий периодический момент, как в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Под влиянием сложных колебаний контейнера находящиеся в нем детали подвергаются интенсивному перемешиванию в обрабатывающей среде. По завершении цикла обработки устройство переводится в режим разгрузки. В этом режиме задвижка 16 открыта и внутренняя полость контейнера сообщается с сепаратором 13, а именно с отверстием 16, находящимся над перфорированным днищем 14. Под влиянием центробежной силы, возникающей при крутильных колебаниях контейнера, рабочая среда перемещается по выпуклому днищу контейнера к стенкам и через отверстие 16 поступает на перфорированное днище 14 сепаратора 13. Под действием винтовых колебаний рабочая среда перемещается по перфорированному днищу сепаратора вверх. При этом через отверстия перфорированного днища обрабатывающая среда поступает обратно в контейнер, а обработанные детали поднимаются вверх и через отверстие 18 попадают на лоток 19, по которому поступают в бункер готовой продукции.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить эффективную виброобъемную обработку деталей турбин, в том числе больших размеров.

Формула изобретения

Устройство для вибрационной обработки деталей, содержащее цилиндрический рабочий контейнер, установленный на раме посредством расположенных по его периметру упругих резинометаллических элементов с пластинами, закрепленными к контейнеру под углом к его вертикальной оси, сепаратор, выполненный в виде винтового транспортирующего устройства с перфорированным днищем, и вибровозбудитель, отличающееся тем, что дно контейнера выполнено полусферическим с центром сферы, расположенным в точке пересечения прямых, соединяющих середины противоположно расположенных пластин резинометаллических элементов, при этом сепаратор выполнен двухзаходным, установлен снаружи контейнера и сообщен с выполненным в нижней части контейнера отверстием, расположенным выше перфорированного днища, а в верхней части отверстием, расположенным под перфорированным днищем, а вибровозбудитель выполнен в виде соединенного с упругим шатуном кривошипа, несущего дебаланс.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5