РУЧНАЯ ШЛИФОВАЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 2000 года по МПК B24B23/00 B23B45/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к механообрабатывающему механизму, и может быть использовано для обработки поверхностей деталей, удаления заусенцев с различных деталей, для очистки плоских поверхностей от окалины, ржавчины, пригаров, сварочных брызг и старой краски в самых труднодоступных местах, а также для резки металла, пластмассы, бетона, шифера и других материалов.

Известно устройство для абразивной обработки и чистки поверхностей по патенту РФ N 2046693. Зачистка сильнозагрязненных поверхностей осуществляется вращающимся абразивным инструментом, установленном на выходных валах дифференциального редуктора, наличие которого вместе с коническими шестернями снижает КПД и надежность устройства, приводит к вибрациям и появлению достаточно большого шума при работе.

Известна ручная шлифовальная машина марки GWS, выпускаемая фирмой BOSH. Машина содержит щеточно-коллекторный электродвигатель, установленный в корпусе машины, снабженном рукояткой с выключателем, головку привода с рукояткой. В головке привода установлен угловой механический редуктор, на выходном валу которого установлен шпиндель, снабженный обрабатывающим инструментом.

Недостаток этой машины состоит в том, что щеточно-коллекторный узел является источником угольной пыли, электромагнитных помех, шумов и вибраций, а также вместе с угловым редуктором обладает низким ресурсом работы и требует профилактических работ. Все это в совокупности снижает коэффициент полезного действия машины, ее надежность и эксплуатационные характеристики.

Известна также угловая шлифовальная машина, которая взята за прототип, по патенту США N 5125189, кл. B 24 B 23/00, содержащая корпус с рукояткой и выключателем, и размещенным в нем двигателем, соединенным с угловым механическим редуктором, расположенным в головке машины с защитным корпусом и вращающей через вал шпиндель с установленным на нем шлифовальным инструментом, головка также снабжена ручкой.

Недостатком прототипа является низкий ресурс работы из-за наличия углового редуктора. Кроме того, ограничена возможность маневренности машины, что снижает ее функциональные возможности.

Техническая задача изобретения состоит в повышении КПД и надежности машины, а также ее функциональных возможностей.

Сущность изобретения заключается в том, что в шлифовальной машине кроме общих с прототипом признаков: электродвигателя с системой управления головки, привода с рукояткой, корпуса с задней рукояткой, снабженной выключателем, и шпинделя, на котором установлен обрабатывающий инструмент, головка привода с передней рукояткой соединена с корпусом с возможностью ее поворота относительно оси корпуса, причем электродвигатель размещен в головке привода, а система управления двигателя - в корпусе. Кроме того, она снабжена фиксатором положения головки при изменении ее поворота относительно оси корпуса, а в качестве двигателя предпочтительно установить вентильный двигатель.

Размещение системы управления электродвигателя в корпусе и соединение корпуса с головкой привода с возможностью поворота головки привода относительно оси корпуса в пределах 180^o позволяет обрабатывать поверхности в различных плоскостях, находящихся в самых труднодоступных местах и ограниченных пространствах, благодаря чему и обеспечивается повышение маневренности машины и увеличиваются ее эксплуатационные свойства. Наличие фиксатора на головке привода позволяет быстро менять угол поворота головки относительно оси корпуса, что обеспечивает удобство работы оператора.

Для создания шлифовальной машины требуемой мощности целесообразно использовать вентильный электродвигатель. Это дает возможность сохранить габариты машины на уровне прототипа и повысить технологичность изготовления машины.

Размещение вентильного электродвигателя в головке привода позволило установить шпиндель на его валу. В этом случае мощность с вала электродвигателя непосредственно передается на обрабатывающий инструмент без дополнительных потерь энергии на угловом редукторе, как это имеет место в прототипе, что и обуславливает повышение КПД. Так, в заявленном устройстве КПД (η) определяется следующим выражением:

где p₁ - первичная мощность, подводимая к электродвигателю;
p₂ - выходная мощность электродвигателя.

В прототипе же КПД (η_пр) определяется выражением

где p₁ - первичная мощность;
p₂ - выходная мощность;
p₂₁ - потери мощности в угловом редукторе.

Очевидно, что η > η_пр.
Повышение надежности работы происходит за счет повышения надежности (безотказности) работы головки привода, т.е.

P(t) = P₁(t),
где P(t) - вероятность безотказной работы машины в целом;
P₁(t) - вероятность безотказной работы электродвигателя.

В существующих машинах аналогичного назначения вероятность безотказной работы машины в целом определяется выражением
P(t) = P₁(t)•p₂(t),
где P₁(t) - вероятность безотказной работы электродвигателя;
p₂(t) - вероятность безотказной работы редуктора.

Сравнение двух выражений P(t) и P₁(t) позволяет сделать вывод о том, что P(t) > P₁(t).

Предложенная совокупность признаков является новой, т.к. имеет новые отличительные от прототипа признаки, что свидетельствует о соответствии технического решения критерию "новизна".

Сравнение заявленного технического решения не только с прототипом, но и с другими шлифовальными машинами, не выявили существования ручной шлифовальной машины, в которой бы имелись отличительные признаки заявленного технического решения.

Таким образом, новый механизм взаимодействия элементов в совокупности существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, обуславливает новое свойство, заключающееся в уменьшении потерь энергии при передаче вращения от электродвигателя на обрабатываемый инструмент, что позволяет увеличить КПД, надежность и маневренность, а также снизить уровень шумов и вибраций. Следовательно, техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлен общий вид шлифовальной машины; на фиг.2 - общий вид по сечению А-А.

Машина содержит вентильный электродвигатель 1, размещенный в головке привода 2, соединенной с корпусом 3 с возможностью ее поворота относительно оси корпуса, при этом механизм поворота выполнен в виде двух парных кронштейнов 4. На валу 5 вентильного электродвигателя 1 установлен шпиндель 6 с абразивным или металлическим обрабатывающим инструментом 7, закрытый защитным кожухом 8, установленном на корпусе головки привода 2, снабженной рабочей рукояткой 9 и фиксатором угла поворота головки 10. Фиксатор 10 выполнен в виде рычажного эксцентрика с пружиной 11. Система управления 12 электродвигателя 1 расположена в корпусе 3 и соединена с электродвигателем, расположенным в головке привода 2 с помощью электрожгута 13. Корпус 3 выполнен заодно с рукояткой 14, снабженной выключателем 15. Машина подключается к электрической сети с помощью вилки 16.

Машина работает следующим образом. При включении вилки 16 в электросеть напряжение подается в систему управления 12 и на выключатель 15, подготавливая цепь питания электродвигателя. При нажатии выключателя 15 напряжение через гибкий электрический жгут 13 подается на электродвигатель 1, вал 5 которого начинает вращаться, вращая установленный на нем шпиндель 6 и обрабатывающий инструмент 7. Угол вращения обрабатываемого инструмента 7 можно менять в пределах 180^o относительно оси корпуса 3 с помощью поворота головки привода 2 на необходимый угол и фиксировать его с помощью фиксатора 10. Управление процессом обработки инструмента осуществляется рукоятками 9 и 14. Защитный кожух 8 предохраняет оператора от пыли и обломков абразивного или металлического элемента в случае их разрушения.

Таким образом, предлагаемая шлифовальная ручная машина обладает повышенной маневренностью, высоким КПД и может использоваться не только для шлифования поверхностей, но и резки металла, шифера и других материалов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах, служащих для абразивной обработки и резки металла. Ручная шлифовальная машина содержит корпус с задней рукояткой и выключателем, электродвигатель с системой управления, головку привода с передней рукояткой, шпиндель с обрабатывающим инструментом. Головка привода соединена с корпусом с возможностью ее поворота относительно оси корпуса. Машина снабжена фиксатором для фиксации положения головки при изменении угла ее поворота. Электродвигатель установлен в головке привода, а система управления двигателем - в корпусе. Технический результат выражается в повышении КПД и надежности машины, а также ее функциональных возможностей. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Ручная шлифовальная машина, содержащая корпус с задней рукояткой и выключателем, электродвигатель с системой управления, головку привода с передней рукояткой, а также шпиндель с обрабатывающим инструментом, отличающаяся тем, что головка привода соединена с корпусом с возможностью ее поворота относительно оси корпуса. 2. Ручная шлифовальная машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена фиксатором положения головки при изменении угла ее поворота относительно оси корпуса. 3. Ручная шлифовальная машина, содержащая корпус с задней рукояткой и выключателем, электродвигатель с системой управления, головку привода с передней рукояткой, а также шпиндель с обрабатывающим инструментом, отличающаяся тем, что двигатель установлен в головке привода, а система управления двигателем - в корпусе.