УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ В ЦЕНТРОБЕЖНО-УПЛОТНЕННОМ ПОТОКЕ СВОБОДНОГО АБРАЗИВА Российский патент 2000 года по МПК B24B31/104 

Изобретение относится к устройствам для финишной обработки деталей в центробежно-уплотненном потоке свободного абразива (ЦУПСА) и может быть использовано в машиностроительной промышленности, например для обработки деталей газотурбинных двигателей.

Известны центробежные устройства для обработки деталей свободным абразивом. Из известных устройств наиболее близким по технической сущности и конструктивным особенностям является принятое нами в качестве наиболее близкого аналога устройство по а.с. SU 1122489, B 24 B 31/104, 1984. Оно включает неподвижный корпус с размещенным внутри него с возможностью вращения барабаном, заполненным свободным абразивом, и устройством для закрепления и подачи деталей в зону обработки, снабженным отдельным электроприводом.

Основным его недостатком является сложность конструкции устройства для закрепления деталей, включающего кулачки, тяги, пары с возвратно-поступательным и угловым перемещением, наличие отдельного электропривода.

Обеспечить надежную работу столь сложного механизма в присутствии абразивного пыли, характерной для такого вида обработки, весьма сложно, а наличие отдельного электропривода приводит к дополнительному расходу электроэнергии.

На чертеже показано предлагаемое устройство: фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 - схемы воздействия абразива на деталь в зоне погружения FL и в зоне выхода LM соответственно.

Устройство включает корпус 1, ротор 2, с днищем 11, обечайкой 12 и кольцом 13, установленный на валу 14 с возможностью вращения. Барабан 4 закреплен с возможностью вращения на валу 16 тормозного устройства 9, имеющего задатчик частоты вращения 10.

Вал 16 установлен по отношению к валу 14 с экцентриситетом e. На барабане 4 укреплены держатели 5 и 6 с быстродействующими зажимами 7 и 8 для установки и закрепления обрабатываемых деталей 15.

К корпусу 1 прикреплена неподвижная цилиндрическая чаша 17, входящая с зазором внутрь ротора через кольцо 13. В обечайке 18 выполнено отверстие 19 для прохода держателей 5 и 6 с деталями 15 и погружения последних в поток центробежно-уплотненного абразива (ЦУА) 3.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 14 и ротора 2 в последнем формируется поток ЦУА, который воздействует на обрабатываемую поверхность деталей 15, установленных в держателях 5 и 6 с помощью быстродействующих зажимов 7 и 8 и погруженных в поток ЦУА. Установка деталей 15 в держатели 5 и 6 производится в зоне NF, съем обработанных деталей - в зоне MN (фиг. 1) внутри неподвижной чаши 17. Погружение деталей 15 в поток ЦУА и их перемещение по круговой траектории N-F-L-M-N происходит за счет эксцентриситета e между валами 14 и 16. Поворот барабана 4 с держателями 5 и 6 и установленными в них деталями происходит за счет крутящего момента, возникающего от воздействия потока ЦУА на обрабатываемую деталь 15 и держатели.

На чертеже (фиг. 1) показана деталь 15, установленная так, что ее хорда P-Q расположена по касательной τ к круговой траектории N-F-L-M-N перемещения детали в процессе обработки. Погружение детали в поток ЦУА происходит на участке FL, когда интенсивному воздействию абразива подвергается выпуклая сторона детали (зона отрицательных углов атаки -α) .

Выход детали из потока ЦУА происходит на участке LM, когда интенсивному воздействию абразива подвергается вогнутая сторона детали (зона положительных углов атаки +α) , как показано на фиг. 3.

В положении L происходит переход через нулевые углы атаки и примерно симметричная обработка обеих сторон детали и передней кромки. Относительное перемещение ЦУА и обрабатываемых деталей обеспечивается тормозным устройством 9. Тормозное устройство 9 может быть выполнено в виде пневматического, электромагнитного или гидродинамического механизма, например, в виде гидродинамического вихревого тормоза по нашему авторскому свидетельству СССР N 979748 от 24.06.82 г. Необходимая скорость относительного перемещения, а значит и время обработки определяются опытным путем и устанавливаются задатчиком 10 частоты вращения вала 16. При этом задатчик 10 должен обеспечить как регулировку частоты вращения вала 16, так и его фиксированную остановку. Возможная диссипация энергии торможения может быть рационально использована путем подогрева воды или отопления цеховых помещений.

Нами экспериментально установлено, что частота вращения вала 16 не менее, чем на два порядка ниже частоты вращения вала 14. Это позволяет пренебречь относительным перемещением деталей и потока ЦУА и считать, что поток ЦУА в каждое отдельное мгновение воздействует на неподвижную деталь, меняющую глубину погружения и свое относительное положение в потоке. Например, при диаметре ротора 2, равном 1000 мм, и частоте вращения n=600 мин^-1 окружная скорость на радиусе расположения детали R_A=0,45 м составит:

При эксцентриситете l=0,25 радиуса ротора 2, деталь будет располагаться в держателях 5 и 6 на радиусе R=0,33 м, при этом длина пути, пройденного деталью 15 по траектории F-L-M будет:
L = π•R = 3,14•0,33 = 1,03, м (2).
Скорость перемещения детали при времени обработки t_p=60 с составит:

что в раз меньше скорости абразива.

Это обстоятельство позволяет устанавливать и снимать детали с помощью манипулятора или вручную не только во время фиксированной остановки вращения вала 16 с держателями 5 и 6, но и на ходу.

К достоинствам предлагаемого устройства следует отнести простоту конструкции, расширение функциональных возможностей, непрерывность действия.

Изобретение относится к области машиностроения, точнее к устройствам для обработки деталей в центробежно-уплотненном потоке свободного абразива. Сущность изобретения: в корпусе устройства размещен с возможностью вращения ротор, заполненный свободным абразивом. Внутри ротора размещена закрепленная на корпусе неподвижная чаша, в обечайке которой выполнено отверстие для прохода обрабатываемых деталей, закрепленных в держателях, установленных на барабане, размещенном на валу с возможностью вращения. При этом вал барабана установлен с эксцентриситетом по отношению к валу ротора и снабжен тормозным устройством. Использование изобретения обеспечивает упрощение устройства, расширение его функциональных возможностей. 3 ил.

Устройство для обработки деталей в центробежно-уплотненном потоке свободного абразива, содержащее корпус с размещенным в нем с возможностью вращения валом и ротором, заполненным свободным абразивом, и держателями для обрабатываемых деталей, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным валом с тормозным устройством, расположенным параллельно валу ротора с эксцентриситетом по отношению к нему и установленным на дополнительном валу барабаном с держателями для обрабатываемых деталей, причем внутри ротора расположена закрепленная на корпусе чаша с отверстием в обечайке для прохода держателей с обрабатываемыми деталями.