СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ И ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ Российский патент 1997 года по МПК B24B55/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов резанием с применением шлифовальных кругов и смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), и может быть использовано при оценке технологических возможностей шлифовальных кругов и составов СОЖ.

Вновь разрабатываемые шлифовальные круги и СОЖ требует проведения очень большого объема испытаний. Одним из путей сокращения объема испытаний является выделение этапа предварительной экспресс-оценки технологических свойств шлифовальных кругов и СОЖ.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении стабильного контакта между шлифовальным кругом и заготовкой и повышением достоверности результатов экспресс-испытаний, выполненных на стенде.

Известен стенд для экспресс-оценки технологических свойств шлифовальных кругов и СОЖ, работающий по схеме упругого врезного шлифования с постоянным радиальным давлением образца на круг. Контакт образца с шлифовальным кругом обеспечивается с помощью сменных грузов, устанавливаемых на шток крепления образца, который в свою очередь имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение [1]
Известен также стенд для исследования влияний СОЖ на изнашивание абразивного инструмента, моделирующий врезное шлифование периферией круга образца, закрепленного в коромысле, находящемся в ванне с СОЖ, под действием грузов [2]
Недостатком описанных аналогов является то, что они не моделируют условия реального процесса шлифования, так как отсутствует вращение (перемещение) заготовки одновременно с вращением шлифовального круга, а это делает невозможным создание гидравлического клина между шлифовальным кругом и образцом (круглое наружное, внутреннее, бесцентровое и другие виды шлифования). Отсутствие гидравлического клина при моделировании условий испытаний СОЖ затрудняет попадание СОЖ в контакт образца с шлифовальным кругом. Это приводит к тому, что не в полной мере реализуется смазочное, моющее и охлаждающее свойства СОЖ, а следовательно, искажаются результаты экспресс-испытаний.

Кроме того, результаты испытаний искажаются тем, что при непрерывном контакте всей контактирующей поверхностью образца с шлифовальным кругом в течение всего времени проведения испытаний в образце аккумулируется значительная часть тепла, выделяющегося при шлифовании.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является выбранный в качестве прототипа стенд для испытаний технологических свойств шлифовальных кругов и СОЖ, включающий шлифовальный круг, размещенный в камере с соплом для подачи СОЖ, и образец для шлифования, закрепленный на связанном с электродвигателем штоке, на другом конце которого установлены сменные грузы. Для повышения надежности и достоверности результатов экспресс-испытаний шток установлен с возможностью вращения от электродвигателя, ось его смещена относительно вертикальной оси симметрии шлифовального круга, а сам образец выполнен в виде полого цилиндра [3]
У прототипа и изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: шлифовальный круг, размещенный в камере с соплом для подачи СОЖ, чаши для сменных грузов, привод вращения штока и закрепленного в ней образца, что обеспечивает создание гидравлического клина в зоне контакта шлифовального круга с образцом, как в реальном процессе шлифования.

Недостатком прототипа является непостоянство контакта рабочей поверхности образца с шлифовальным кругом, что отрицательно сказывается на достоверности и надежности результатов испытаний.

Указанный недостаток обусловлен тем, что на процесс обработки образцов действует большое число случайных факторов в виде вибраций, возникающих под действием дисбаланса вращаемой чаши со сменными грузами, шлифовального круга, привода вращения штока; нестабильных сил врезания шлифовального круга в образец, что обусловлено жесткой связью между чашой с грузами и образцом.

Цель изобретения обеспечение постоянного (стабильного) контакта между рабочими поверхностями образца и шлифовального круга, и тем самым, повышения достоверности и надежности результатов экспресс-испытаний.

Для достижения поставленной цели изобретение-стенд для экспресс-испытаний СОЖ и шлифовальных кругов содержит следующие общие, выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной связанной с целью изобретения задачи: шлифовальный круг, размещенный в камере с соплом для подачи СОЖ, чаша для грузов, шток и привод вращения штока, образец, причем шток выполнен в виде двух полых цилиндров, жестко соединенных через плоскую крестообразную пружину, один конец которого закреплен посредством подшипниковой обоймы в корпусе чаши для грузов, который с помощью рычага с противовесом и демпфирующего цилиндра шарнирно связан с камерой стенда.

По отношению к прототипу у изобретения имеются следующие отличительные признаки и их причинно-следственная связь с целью изобретения: шток, на котором закреплен образец, выполнен комбинированным в виде двух полых цилиндров, жестко соединенных через плоскую крестообразную пружину, и закреплен посредством подшипниковой обоймы в корпусе чаши для грузов. Наличие плоской крестообразной пружины, встроенной в комбинированный шток, и подшипниковой обоймы позволяют устранить микроколебания, возникающие под действием дисбаланса шлифовального круга, чаши с грузами и привода вращения штока. Применение рычага с противовесом и демпфирующего цилиндра, шарнирно связывающих чашу с грузами и камеру стенда позволяют обеспечить стабильные (закономерно изменяющиеся) силы врезания шлифовального круга в образец в течение всех испытаний, т. е. устранить макроколебания на этапе врезания круга в заготовку. Тем самым, относительные признаки изобретения обеспечивают устойчивый постоянный контакт рабочих поверхностей шлифовального круга и образца, а следовательно, повышают надежность и достоверность экспресс-испытаний.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

На фиг. 1 представлен чертеж общего вида стенда; на фиг. 2 чертеж разреза А-А.

Заявляемое согласно первому пункту формулы изобретения стенд для испытаний смазочно-охлаждающих жидкостей и шлифовальных кругов содержит шлифовальный круг 1, расположенный к камере 2, размещенное в камере 2 сопло 7 для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), чашу 9 для съемных грузов, рычаг 11 с противовесом 12 и демпфирующим цилиндром 13 (например, гидроцилиндром), подшипниковую обойму 10, шток 5 для крепления образца в цанговом зажиме 4, две части которого (в виде полых цилиндров) жестко соединены между собой плоской крестообразной пружиной 6.

Стенд работает следующим образом.

Вращение от электродвигателя постоянного тока через зубчатую пару передается на шток 5 и образец 3, закрепленный на штоке в цанговом зажиме 4. Образец 3 зажимается к испытуемому шлифовальному кругу 1 под действием сменных грузов, помещенных в чашу 9. Подача испытуемой СОЖ осуществляется через сопло 7 в зону контакта образца 3 с шлифовальным кругом. Контакт круга 1 и образца 3 осуществляется по торцовой поверхности образца 3.

Начальная нагрузка на этапе врезания образца 3 в круг 1 регулируется противовесом 12, перемещающимся по рычагу 11, что исключает случайное касание образца 3 с кругом 1. Плавное (закономерное) введение образца 3 в контакт с кругом 1 обеспечивается демпфирующим цилиндром 13 (например, гидроцилиндром). Этому способствует также подшипниковая обойма 10, благодаря которой чаша с грузами 9 остается неподвижной относительно вращающегося штока 5. Таким образом, на этапе врезания образца 3 в круг 1 обеспечивается закономерное (от опыта к опыту) изменение (до максимального значения) радиального усилия врезания образца 3 в круг 1, т.е. на данном этапе демпфируются макроколебания и обеспечивается постоянный контакт рабочих поверхностей круга 1 и заготовки 3.

Микроколебания, вызываемые дисбалансом шлифовального круга, привода вращения штока 8, в процессе испытания демпфируются плоской крестообразной пружиной 6, связывающей две части штока 5.

Обеспечение постоянного контакта рабочих поверхностей круга и образца как в течение одного испытания, так и всего объема опытов способствует повышению надежности и достоверности результатов экспресс-испытаний шлифовальных кругов и СОЖ, а следовательно, с одной стороны, уменьшает вероятность передачи на полные технологические испытания кругов и СОЖ, обладающих низкой технологической эффективностью, с другой стороны, уменьшается вероятность забраковки кругов и СОЖ, которые могли бы показать высокие технологические свойства при лабораторных испытаниях. Все это в конечном итоге позволяет снизить себестоимость изготовления и эксплуатации шлифовальных кругов и новых составов СОЖ.

Использование: в машиностроении для обработки металлов резанием с применением шлифовальных кругов и смазочно-охлаждающих жидкостей. Сущность изобретения: стенд содержит шлифовальный круг, помещенный в камеру, размещенное в камере сопло для подачи смазочно-охлаждающей жидкости, чашу для съемных грузов, рычаг с противовесом и демпфирующим цилиндром, подшипниковую обойму, шток для крепления образца в цанговом зажиме, две части которого жестко соединены между собой плоской крестообразной пружиной. Образец прижимается к испытуемому шлифовальному кругу под действием сменных грузов, помещенных в чашу. Подача испытуемой СОЖ осуществляется через сопло в зону контакта образца с шлифовальным кругом. Контакт круга и образца осуществляется по торцовой поверхности образца. 2 ил.

Стенд для испытаний смазочно-охлаждающих жидкостей и шлифовальных кругов, содержащий шлифовальный круг, расположенный в камере, размещенное в камере сопло для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), чашу для съемных грузов, в корпусе которой установлен шток для крепления образца и привод вращения штока, отличающийся тем, что стенд снабжен рычагом с противовесом и демпфирующим цилиндром и подшипниковой обоймой, при этом корпус чаши при помощи рычага с противовесом и демпфирующего цилиндра шарнирно связан с камерой стенда, а подшипниковая обойма установлена в корпусе чаши и предназначена для размещения в ней штока, выполненного в виде двух полых цилиндров, соединенных между собой плоской крестообразной пружиной.