УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ КОЖ Российский патент 1994 года по МПК C14B1/46 

Изобретение относится к легкой промышленности, а именно, к производству кож и может быть использовано на кожевенных заводах при шлифовании кож.

Известные устройства для шлифования кож подразделяются на шлифовальные машины проходного и непроходного типа (с. 248 /1/). В обоих типах машин шлифование осуществляют шлифовальной шкуркой из бумаги или хлопчатобумажной ткани с наклеенным на нее слоем порошка твердого абразивного материала: кварца, карборунда и т.п.

В шлифовальных машинах обоих типов шкуру закрепляют на поверхности вала-барабана, снабженного электроприводом, либо она движется в виде натянутой бесконечной ленты.

Известные устройства /1/ обладают малой производительностью повышенным шумом, низким качеством шлифования, переменным усилием прижатия рабочего органа к обрабатываемой поверхности. Отмеченные недостатки, на наш взгляд, связаны с тем, что в процессе работы известных устройств /1/ зерна абразивного порошка быстро изнашиваются из-за выкрашивания. Такие условия взаимодействия режущих частиц абразивного материала на кожу приводят к нарушению процесса шлифования, и в результате микронеровности сошлифованной поверхности получаются разными на отдельных участках кожи, т.е. из-за выкрашивания и износа абразивных частиц на режущем органе снижается качество шлифования. Для поддержания высокого качества шлифования кож приходится очень часто останавливать шлифовальную машину для замены абразивной шкурки, а это естественно приводит к снижению производительности труда.

На с. 249 /1/ опасно устройство для шлифования кож, являющееся аналогом предложенному. Это устройство проходного типа. В этом устройстве шлифование кож осуществляют рабочим органом, выполненным в виде бесконечной шлифовальной ленты, охватывающей приводной и натяжной валы-барабаны. Подачу кожи выполняют с помощью обрезиненного прижимного и стального опорного валов, при этом прижимной и приводной вал-барабан со шлифовальной лентой снабжены электроприводом.

К недостаткам этого устройства можно отнести низкую производительность из-за частой его остановки для замены шлифовальной шкурки, невозможность достижения высокого качества обработки кож шлифованием вследствие того, что характеристика самой шкурки в процессе обработки кожи изменяется из-за выкрашивания, обламывания или износа абразивных зерен шлифования шкурки, а также отсутствие постоянства усилия прижатия рабочего органа к обрабатываемой поверхности кожи.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по своей технической сущности, достигаемому результату и количеству сходных признаков является устройство для шлифования кож /2/, принятое за прототипа, содержащее средство для транспортирования кож, выполненное в виде расположенных один над другим в опорах транспортирующего и прижимного валов, соединенных с приводом, рабочий орган, состоящий из вала-барабана с приводом его вращения и средство для шлифования кож, закрепленное по всей периферийной боковой поверхности вала-барабана с установленным шагом, стол для укладки кож, расположенный перед средством транспортирования кож, и устройство для вывода кож, размещенное под валом-барабаном, средство для шлифования кож, выполненное в виде прямоугольных листов шлифовальной шкурки, консольно закрепленных одним своим концом на боковой поверхности вала-барабана по образующей, при этом привод вращения вала-барабана кинематически связан с приводом его поступательного перемещения для прижима к коже, привод вращения вала-барабана содержит симметричный конический дифференциал, помещенный в корпусе, а ходовой винт, установленный в корпусе, несет на себе зубчатое колесо-втулку, при этом зубчатое колесо-гайка и зубчатое колесо-втулка кинематически соединены соответственно с солнечными колесами симметричного конического дифференциала, а ходовой винт одним концом шарнирно соединен посредством подпружиненных двух клиньев, взаимодействующих между собой скошенными сторонами, с опорами вращения вала-барабана, вторым - с зубчатым колесом-гайкой, причем одно из солнечных колес симметричного конического дифференциала имеет тормоз.

К недостаткам этого устройства можно отнести низкое качество шлифования из-за жесткой характеристики и низкой чувствительности привода, повышенный шум, низкую надежность, значительную трудоемкость в сборке и металлоемкость механического двухдифференциального привода, низкий КПД (имеется большое количество зубчатых передач и дифференциал в виде пары винт-гайка, кроме того энергия, затрачиваемая на тормозном устройстве фрикционного типа, теряется безвозвратно).

Предлагаемое устройство свободно от недостатков, присущих аналогам и прототипу.

Целью предлагаемого технического решения является повышение качества шлифования кож.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для шлифования кож содержит рабочий орган, состоящий из вала-барабана со средством для шлифования кож в виде прямоугольных листов шлифовальной шкурки, закрепленных одним концом на его боковой поверхности с определенным шагом, средство для транспортирования кож, стол для их укладки, устройство для вывода кож, привод вращения и прижима рабочего органа к коже, выполненный в виде двухдифференциального привода, в котором привод прижима представляет собой дифференциальный винтовой механизм, ходовой винт которого одним концом шарнирно соединен посредством подпружиненных двух клиньев, взаимодействующих между собой скошенными сторонами, с опорами вращения вала-барабана, снабжено гидромашинным дифференциалом, представляющим собой два гидродвигателя объемного типа, подключенные параллельно к напорной магистрали маслостанции и содержащие в сливных магистралях регулируемые дроссели, выходные валы которых кинематически связаны с дифференциальным винтовым механизмом.

Существенным отличием предлагаемого технического решения от прототипа является то, что оно не содержит: симметричного конического дифференциала, зубчатого колеса-втулки, шпонки, паразитных зубчатых колес и тормозного устройства фрикционного типа, наличие которых в прототипе приводит к следующим недостаткам: низкое качество шлифования из-за жесткой характеристики и низкой чувствительности привода, сложность конструкции механического двухдифференциального привода, требующего высокой точности изготовления, сложность сборки, значительные габариты и массы, а при работе повышенный шум, значительная инерционная нагрузка, низкий КПД из-за наличия большого количества механических передач и тормозного устройства фрикционного типа, непрерывно поглощающего безвозвратно энергию, подводимую к приводу устройства.

Кроме того, существенное отличие предлагаемого устройства от прототипа и аналогов состоит в том, что он содержит гидромашинный дифференциал, представляющий собой два гидродвигателя объемного типа, подключенные параллельно к напорной магистрали маслостанции и содержащие в сливных магистралях регулируемые дроссели, при этом выходной вал гидродвигателя вращения вала-барабана посредством простых зубчатых передач одновременно связан с валом-барабаном и гайкой, установленной на ходовом винте, имеющем возможность осевого перемещения относительно корпуса, дифференциального винтового механизма, причем один конец ходового винта посредством муфты соединен с выходным валом гидродвигателя прижима вала-барабана к коже, а другой - шарнирно соединен посредством подпружиненных двух клиньев, взаимодействующих между собой скошенными сторонами, с опорами вращения вала-барабана.

Введение гидромашинного дифференциала дает возможность повысить качество шлифования кож за счет улучшения динамики и увеличения чувствительности привода, существенно упростить механическую часть привода, увеличив при этом его КПД, уменьшив габариты и массу, снизив шум.

Таким образом, предложенная совокупность признаков, реализуемых в предлагаемом устройстве с новым выполнением привода вращения и прижима вала-барабана к коже, в виде гидромашинного дифференциала, кинематически связанного с дифференциальным винтовым механизмом, позволяет получить положительный эффект в повышении качества шлифования кож.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для шлифования кож; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для шлифования кож содержит стол 1 для укладки и подачи кож, рабочий орган 2, состоящий из вала-барабана со средством для шлифования кож в виде прямоугольных листов шлифовальной шкурки, закрепленных одним концом на его боковой поверхности с определенным шагом, двухдифференциальный привод 3 вращения и подачи рабочего органа (лепесткового вала-барабана) 2 к коже, включающий два гидродвигателя объемного типа 4 и 5, подключенных параллельно к напорной магистрали 6 маслостанции (не показана) и содержащих в сливных магистралях регулируемые дроссели 7 и 8, при этом выходной вал гидродвигателя вращения 4 рабочего органа 2 посредством муфты 9, зубчатых колес 10, 11 и гибкого вала 12 соединен с лепестковым валом-барабаном 2 и одновременно посредством зубчатого колеса-гайки 13 кинематически связан с ходовым винтом 14 дифференциального винтового механизма, имеющего возможность осевого перемещения относительно корпуса, в котором он размещен, причем один конец ходового винта 14 посредством муфты 15 соединен с выходным валом гидродвигателя прижима 5 рабочего органа к коже, а другой - шарнирно соединен посредством подпружиненных пружиной 16 двух клиньев 17 и 18, взаимодействующих между собой скошенными сторонами, с опорами (подшипниковыми узлами) 19 вращения рабочего органа 2, опорный 20 и прижимной 21 валы, имеющие свой привод (не показан), предназначенные для транспортировки кожи 22 со скоростью меньшей, чем скорость шлифования кожи, щетку 23 для очистки опорного вала и ленточный транспортер 24 для вывода кож из устройства.

При подаче рабочего органа 2 к обрабатываемой поверхности кожи 22 листы (лепестки) абразивной шкурки должны нагибаться и в том случае, когда они набраны на валу-барабане абразивом в одну сторону. Из под каждого предыдущего лепестка выступает полоска абразивного полотна, которой при вращении рабочего органа 2 и должно осуществляться шлифование кожи 22.

Устройство работает следующим образом. После подачи напряжения на зажимы двигателей маслостанции, средства для транспортирования кож и устройства вывода кож, на стол 1 укладывают кожу обрабатываемой стороной вверх, расправляют и, продвигая ее по столу, вручную заправляют между вращающимися навстречу друг другу опорным 20 и прижимным 21 валами. При этом кожа 22 подается к вращающемуся рабочему органу 2. Поскольку двигатель маслостанции включен, выходные валы гидродвигателей 4 и 5 вращаются, ибо они подключены параллельно к напорной магистрали 6 насоса маслостанции (не показан), а слив рабочей жидкости осуществляется через регулируемые дроссели 7 и 8, предварительно настроенные на требуемый режим работы устройства для шлифования кож. При этом выходной вал гидродвигателя 4 посредством муфты 9, зубчатых колес 10, 11 и гибкого вала 12 вращает рабочий орган 2 и одновременно посредством зубчатого колеса - гайки 13, кинематически связанной с ходовым винтом 14 дифференциального винтового механизма, имеющего возможность осевого перемещения относительно корпуса, сообщает ему вращающий момент. В виду того, что один конец ходового винта 14 посредством муфты 15 соединен с выходным валом гидродвигателя 5, который с гидродвигателем 4 подключен параллельно к напорной магистрали 6 насоса маслостанции, образуя гидромашинный дифференциал, скорость осевого перемещения винта 14 относительно корпуса зависит от разности скоростей вращения гайки 13 и винта 14.

V_в= ( ω_г- ω_в) ^. R_в, (1) где V_в - скорость осевого перемещения винта 14, м/с;
ω_г - угловая скорость зубчатого колеса-гайки 13, рад/с;
ω_в - угловая скорость ходового винта 14, рад/с;
R_в - радиус делительной окружности ходового винта 14 (см. фиг. 1), м.

Поскольку в исходном положении дроссель 7 полностью открыт, а дроссель 8 в зависимости от требуемого режима работы устройства для шлифования кож приоткрыт на определенную величину и на рабочем органе 2 отсутствует нагрузочный момент (так как кожа еще не шлифуется лепестковым валом-барабаном), то выходной вал гидродвигателя 4 вращает зубчатое колесо-гайку 13 с большей скоростью, чем вращается выходной вал гидродвигателя 5 и ходовой винт 14, соединенные между собой муфтой 15. С расчетной скоростью вращается и лепестковый вал-барабан 2. При этом, как очевидно из формулы (1), ходовой винт 14 за счет того, что скорость вращения зубчатого колеса-гайки 13 больше скорости вращения ходового винта 14, вращающихся в разных направлениях, винт 14 получает осевое перемещение относительно корпуса влево (см. фиг. 1).

Так как ходовой винт 14 шарнирно соединен посредством подпружиненных пружиной 16 клином 17 и, взаимодействующим скошенной стороной, клином 18, клин 17 перемещаясь вместе с винтом 14, отжимает клин 18, который за счет распорного усилия перемещает опоры (подшипниковые узлы) 19 лепесткового вала-барабана 2, а следовательно, и вращающийся рабочий орган 2 влево, (см. фиг. 2) в направлении к поверхности кожи. Возникает контакт рабочего органа 2 с подаваемой опорным 20 и прижимным 21 валами кожей 22. По мере увеличения усилия прижатия рабочего органа 2 к коже момент сопротивления на нем возрастает до тех пор, пока не станет равным уравновешивающему моменту, создаваемому на выходном валу гидродвигателя 5 регулируемым дросселем 8 - задатчиком режима работы привода установки. При возрастании момента сопротивления на рабочем органе 2 возрастает момент сопротивления на зубчатом колесе-гайке 13 и выходном валу гидродвигателя 4, скорости их вращения несколько уменьшаются, причем это уменьшение будет происходить до тех пор, пока скорости вращения зубчатого колеса-гайки 13 и ходового винта 14 не станут равными. Как только угловые скорости ω_г и ω_в станут равными, продольное смещение ходового винта 14, клина 17 и, контактирующего с ним по скошенной поверхности, клина 18 прекратится, а следовательно, опоры 19 и лепестковый вал-барабан 2 прекратят перемещение, т.е. осуществляется процесс шлифования кожи с наперед заданной рабочей скоростью шлифования и расчетной величиной усилия прижима лепестков рабочего органа 2 к коже.

При шлифовании в установишемся режиме по мере потери режущей способности отогнутых за счет прижима к коже концов абразивных лепестков шлифовальной шкурки ее основа, на которой наклеены зерна абразива, по мере их износа, также изнашивается, причем настолько, что рабочие полоски отделяются от лепестков неизношенной шкурки. Отделение концов абразивных лепестков приводит к уменьшению диаметра рабочего органа 2. При этом усилие прижима рабочего органа к коже уменьшается. Ниже расчетной величины становится момент сопротивления на рабочем органе, а следовательно, и момент на выходном валу гидродвигателя 4 и зубчатом колесе-гайке 13. Скорость вращения зубчатого колеса-гайки 13 возрастает и становится больше скорости вращения ходового винта 14. В результате чего винт 14 вновь перемещается в осевом направлении относительно корпуса влево (см. фиг. 1). Перемещение винта 14 вновь вызывает перемещение клина 17 влево (см. фиг. 1), который в свою очередь отжимает клин 18 и смещает опоры 19 и сам рабочий орган 2 влево (см. фиг. 2) в направлении к коже. Смещение рабочего органа 2 вновь увеличивает усилие прижатия его лепестков к коже и момент сопротивления на валу-барабане до расчетной величины. Шлифование вновь осуществляется при расчетной скорости шлифования и с заданным усилием прижатия рабочего органа к коже. В дальнейшем работа устройства для шлифования кож повторяется.

Дроссель 7 предназначен для быстрого отвода рабочего органа 2 от шлифуемой кожи 22. Если полностью закрыть дроссель 7, а дроссель 8 полностью открыть, скорость отвода рабочего органа 2 от обрабатываемой кожи 22 будет наибольшей.

В том случае, когда требуется увеличить или уменьшить скорость подачи и усилие прижима рабочего органа 2 к коже, соответственно уменьшают или увеличивают расход рабочей жидкости через дроссель 8, тем самым увеличивают или уменьшают величину уравновешивающего момента на выходному валу гидродвигателя 5.

В процессе работы устройства очистка опорного вала 20 осуществляется щеткой 23, а отшлифованная кожа 22 с помощью транспортера 24 выводится из устройства.

Использование данного устройства позволяет повысить качество шлифования кож, КПД привода, уменьшить габариты и массу привода, улучшить динамику и чувствительность привода за счет использования гидромашинного двухдифференциального привода, в котором саморегулирование режима работы устройства осуществляется в результате введения обратных внутренних связей по двум параметрам: усилию прижима рабочего органа и крутящему моменту на нем.

Использование: легкая промышленность. Сущность изобретения: устройство для шлифования кож содержит рабочий орган, приспособление транспортировки кож, стол для их укладки, средство для вывода кож и привод вращения и прижима рабочего органа к коже. Рабочий орган состоит из вала-барабана с закрепленными на его боковой поверхности с определенным шагом одним концом прямоугольными листами шлифовальной шкурки. Привод прижима рабочего органа к коже представляет собой дифференциальный винтовой механизм. Ходовой винт последнего одним концом шарнирно соединен посредством двух подпружиненных клиньев, взаимодействующих между собой скошенными сторонами, с опорами вращения рабочего органа. Привод вращения рабочего органа выполнен в виде двух гидродвигателей объемного типа, подключенных параллельно к напорной магистрали маслостанции и содержащих в сливных магистралях регулируемые дроссели, выходные валы которых кинематически связаны с дифференциальным винтовым механизмом. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ КОЖ, содержащее рабочий орган, состоящий из вала-барабана с закрепленными на его боковой поверхности с определенным шагом одним концом прямоугольными листами шлифовальной шкурки, приспособление для транспортирования кож, стол для укладки кож, средство для вывода кож, привод вращения и прижима рабочего органа к коже, выполненный в виде двухдифференциального механизма, в котором привод прижима рабочего органа к коже выполнен в виде дифференциального винтового механизма, ходовой винт которого одним концом шарнирно соединен посредством подпружиненных двух клиньев, установленных с возможностью взаимодействия между собой скошенными сторонами, с опорами вращения рабочего органа, отличающееся тем, что, с целью повышения качества шлифования, привод вращения рабочего органа имеет гидромеханический дифференциал, содержащий два гидродвигателя объемного типа, подключенных параллельно к напорной магистрали маслостанции и имеющих в сливных магистралях регулируемые дроссели, выходные валы которых кинематически связаны с дифференциальным винтовым механизмом.