УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ ОТРЕЗНЫХ КРУГОВ Российский патент 1998 года по МПК B28D1/04 B28D1/12 

Изобретение относится к технологии резания заготовок из твердых и хрупких материалов на пластины алмазными отрезными кругами и может быть использовано для демпфирования колебаний этих кругов.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении автоматизации управления процессом демпфирования.

Известно устройство для механического поглощения высокочастотных колебаний, содержащее выполненные в виде стержней демпфирующие элементы из волокнистого материала, трубчатые держатели и силовые элементы в виде прижимных пружин с регулировочными винтами (Стахиев Ю.М. Устойчивость и колебание плоских круглых тел. - М.: Лесная промышленность, с. 223-225, рис. 456, 1977).

Недостатком указанного аналога является необходимость ручного регулирования оператором усилия прижима демпфирующих элементов к отрезному кругу.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для демпфирования пильных дисков (авт. св. N 1143601 СССР, кл. B 28 D 1/12, 1985), содержащее кожух, держатели в виде поворотных петель, в которых установлены демпфирующие элементы, и силовые элементы в виде подпружиненных регулировочных винтов.

У прототипа и предлагаемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: кожух; держатели в виде поворотных петель, установленные в кожухе; демпфирующие элементы в виде плоских пластин из волокнистого материала, расположенные на подвижных частях петель оппозитно друг другу; силовые элементы, закрепленные на кожухе и примыкающие демпфирующие элементы к отрезному кругу.

Недостатком прототипа является отсутствие автоматического регулирования процесса демпфирования колебаний отрезного круга.

Указанный недостаток обусловлен тем, что при изменении условий разрезания (колебание свойств заготовки, изменение марки материала заготовки, засаливание и износ круга и др.) будет изменяться и уровень колебаний отрезного круга. Поэтому для поддержания определенной степени демпфирования этих колебаний оператору приходится вручную при помощи подпружиненных регулировочных винтов (силовых элементов) корректировать усилие прижима демпфирующих элементов к кругу.

Цель изобретения - обеспечение автоматизации управления процессом демпфирования колебаний отрезного круга за счет изменения конструкции силовых элементов.

Для достижения поставленной цели предлагаемое устройство содержит следующие общие, выраженные понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной, связанной с целью изобретения задачи: кожух; держатели в виде поворотных петель, которые установлены в кожухе; демпфирующие элементы в виде плоских пластин из волокнистого материала, размещенные на подвижных частях петель оппозитно друг другу; силовые элементы, закрепленные на кожухе, прижимающие демпфирующие элементы к отрезному кругу и содержащие корпус с перемещающимся в его отверстии штоком, криволинейный стержень из интерметаллического сплава с термомеханической памятью, жестко заделанный одним концом в корпус, а другим шарнирно соединенный со штоком, и тепловой элемент, расположенный в корпусе концентрично стержню.

По отношению к прототипу предлагаемого устройства имеется следующий отличительный признак - силовой элемент в виде корпуса, содержащий перемещающийся в отверстии последнего шток, контактирующий с демпфирующими элементами, криволинейный стержень из интерметаллического сплава с термомеханической памятью, один конец которого жестко заделан в корпус, а другой шарнирно соединен со штоком, и тепловой элемент, расположенный в корпусе концентрично стержню.

Между отличительными признаками и целью изобретения существует причинно-следственная связь.

Вырабатываемый тепловым элементом тепловой поток воздействует на криволинейный стержень из сплава с термомеханической памятью, вызывая его нагрев и продольную деформацию (переход из криволинейного в прямолинейное состояние), а значит, и изменение усилия, передаваемого от стержня через демпфирующие элементы на отрезной круг, что и приводит к обеспечению автоматического управления процессом демпфирования.

Для осуществления автоматического управления демпфированием колебаний круга необходимо подать на тепловой элемент постоянное напряжение, величина которого зависит от марки (характеристики) применяемого теплового элемента, материала стержня и условий разрезания.

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

Сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа предлагаемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в технологии разрезания заготовок из твердых и хрупких материалов на пластины с получением технического результата, заключающегося в изменении конструкции силовых элементов, обуславливающего обеспечение достижения поставленной цели - автоматизации управления процессом демпфирования колебаний отрезного круга, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 2.

Устройство для демпфирования колебаний отрезных кругов содержит кожух 1, установленные в нем держатели 2 в виде поворотных петель, демпфирующие элементы 3, закрепленные на подвижных частях держателей 2, и силовые элементы 4, смонтированные на кожухе 1 (фиг. 1-3).

Силовой элемент 4 состоит из корпуса 5, втулки 6, сальника 7, перемещающегося во втулке 6 штока 8, криволинейного стержня 9 из интерметаллического сплава с термомеханической памятью, теплового элемента 10 и двух крышек 11 и 12 (фиг. 2).

Шток 8 соединен шарнирно с одним концом стержня 9 при помощи оси 13 (фиг. 2, 4). Другим концом стержень 9 жестко заделан в крышку 12 при помощи оси 14 (фиг. 2, 5).

Тепловой элемент 10 расположен внутри корпуса 5 концентрично оси стержня 9 и полностью охватывает последний (фиг. 2).

Токопроводящая система для теплового элемента 10 и виброизмерительные датчики системы обратной связи на фиг. 2 условно не показаны.

После установки новой заготовки 15 на стол станка оператор путем навинчивания крышки 12 на корпус 5 приводит в первоначальное соприкосновение демпфирующие элементы 3 с поверхностью отрезного круга 16.

В процессе разрезания круг 16 углубляется в заготовку 15. Виброизмерительные датчики фиксируют амплитуду колебаний отрезного круга и передают ее в систему обратной связи. Как только амплитуда колебаний круга превысит допустимый уровень, подается сигнал на включение теплового элемента 10 (например, нихромовую спираль). Тепловой элемент 10 вырабатывает тепловой поток, который нагревает криволинейный стержень 9 из сплава с термомеханической памятью до температуры структурных превращений. Для сплава "никель-титан" последняя лежит в диапазоне 95 - 105^oC (Крахин О.Н., Кузнецов А.П., Косов М.Г. Материалы с термомеханической памятью в станкостроении//Технология, оборуд. , орг. и эконом. машиностроит. пр-ва. Сер. 7. Технология и оборуд. обработки металлов резанием. Обзор. информ.- М.: ВНИИТЭМР, 1988 вып. 5 с. 2-5).

Если прямому стержню из сплава с термомеханической памятью придать форму криволинейного стержня 9, то при его равномерном нагреве до температуры структурных превращений деформация изгиба преобразуется в линейное перемещение стержня (там же, с. 14). В результате этого перемещения стержень 9 через шарнирное соединение (фиг. 4) передает движение штоку 8, который прижимает демпфирующие элементы 3 к плоскости отрезанного круга 16.

Как только амплитуда колебаний круга уменьшится до допустимых значений, тепловой элемент 10 обесточивается, стержень 9 останавливает и принимает свою первоначальную криволинейную форму. Соответственно шток 8, перемещаемый стержнем 9, ослабляет силу прижима демпфирующих элементов 3 к плоскости круга 16.

Устройство для демпфирования колебаний отрезных кругов представляет определенный интерес для народного хозяйства, так как позволяет автоматизировать управление демпфированием колебаний отрезного круга за счет изменения конструкции устройства.

Предлагаемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды.

Использование: для демпфирования колебаний алмазных отрезных кругов в технологии разрезания заготовок из твердых и хрупких материалов на пластины. Сущность изобретения: устройство для демпфирования колебаний отрезных кругов содержит кожух, установленные в нем держатели в виде поворотных петель, демпфирующие элементы в виде плоских пластин из волокнистого материала, расположенные на подвижных частях петель оппозитно друг другу, и силовые элементы, закрепленные на кожухе и прижимающие демпфирующие элементы к отрезному кругу. При этом силовые элементы выполнены в виде цилиндрического корпуса, содержащего шток, перемещающийся в отверстии направляющей втулки, размещенной в корпусе, и контактирующий с подвижной частью петель криволинейный стержень из интерметаллического сплава с термомеханической памятью, один конец которого жестко заделан в корпусе, а другой шарнирно соединен со штоком, и тепловой элемент, расположенный в корпусе концентрично стержню. 5 ил.

Устройство для демпфирования колебаний отрезных кругов, содержащее кожух, установленные в нем держатели в виде поворотных петель, демпфирующие элементы в виде плоских пластин из волокнистого материала, расположенные на подвижных частях петель оппозитно друг другу, и силовые элементы, закрепленные на кожухе и прижимающие демпфирующие элементы к отрезному кругу, отличающееся тем, что силовые элементы выполнены в виде цилиндрического корпуса, содержащего шток, перемещающийся в отверстии направляющей втулки, размещенной в корпусе, и контактирующий с подвижной частью петель криволинейный стержень из интерметаллического сплава с термомеханической памятью, один конец которого жестко заделан в корпусе, а другой шарнирно соединен с штоком, и тепловой элемент, расположенный в корпусе концентрично стержню.