УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ И ОЧИСТКИ ПРОВОЛОКИ ИЛИ КРУГЛОГО ПРОКАТА Российский патент 2008 года по МПК B21C43/04 

Изобретение относится к металлургии и может использоваться, в частности, при активации и очистке поверхности, проводимых при подготовке изделия к нанесению покрытия, или при очистке поверхности от окалины при производстве проволоки или круглого проката. Изобретение может также использоваться в любых других областях машиностроения.

Из уровня техники известны различные устройства для очистки проволоки (DE 2536605, SU 1572724, SU 1831395). Известно, в частности, устройство для очистки проволоки от окалины, включающее по меньшей мере два ролика, установленных на осях с возможностью вращения и расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем один из роликов установлен на оси эксцентрично (авторское свидетельство СССР №764762, В21В 45/04, 1980 г.).

Данное устройство обеспечивает удаление окалины, но не предназначено для активации поверхности изделия.

Ближайшим аналогом является устройство для очистки проволоки или круглого проката, включающее рабочую камеру, заполненную жидкой средой, в которую погружен механизм очистки, выполненный с возможностью прохождения через него в горизонтальном направлении очищаемой проволоки или круглого проката, при этом механизм очистки выполнен в виде цилиндра, установленного с возможностью вращения и состоящего из, по крайней мере, двух сегментов, в которых установлены элементы из абразивного материала, расположенные на упругой подложке, которая обеспечивает прижатие абразивного материала к очищаемой поверхности (патент RU 2201304, В21С 43/04, 2003 г.).

Ближайший аналог не обладает хорошими эксплуатационными свойствами вследствие того, что при использовании его в непрерывном технологическом цикле в зоне очистки накапливаются продукты обработки. Промывка, которую обеспечивает прокачиваемая через зону обработки жидкость, не может быть интенсифицирована, так как ограничен объем прокачиваемой жидкости и скорость прокачки. Кроме того, устройство не обеспечивает интенсивной активации поверхности изделия из-за того, что абразивные частицы воздействуют на поверхность во взаимно перпендикулярных направлениях: поступательно (перемещение обрабатываемого изделия) и по окружности изделия.

Задачей изобретения является обеспечение интенсивной активации поверхности изделия и эффективной очистки в широком диапазоне режимов.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для активации поверхности и очистки проволоки или круглого проката содержит привод вращения, установленный на основании полый вал с осевым отверстием для прохода обрабатываемого изделия и, по меньшей мере, один рабочий узел, причем к полому валу подсоединено устройство подачи и удаления омывающей жидкости, привод вращения выполнен в виде шкива, закрепленного на полом валу, и конических зубчатых колес, одно из которых неподвижно закреплено на основании, а другие - вращающиеся, связанные с чистящими элементами, полый вал установлен с возможностью вращения внутри неподвижного конического зубчатого колеса, снабжен средствами для установки рабочего узла с чистящими элементами перпендикулярно оси полого вала и выполнен с расширением в средней части для взаимодействующих с обрабатываемым изделием элементов рабочего узла, чистящие элементы рабочего узла установлены с возможностью вращательного и поступательного перемещения, при этом устройство снабжено рычагами-эксцентриками, установленными с возможностью перемещения при вращении шкива вокруг своей оси под действием центробежных сил таким образом, чтобы оказывать давление на чистящие элементы.

Полый вал выполнен с хвостовиками для установки в подшипники, причем один подшипник закреплен непосредственно на основании, а корпусом второго подшипника является хвостовая часть неподвижного конического зубчатого колеса.

Расширение в средней части вала выполнено с двумя взаимно параллельными фрезерованными плоскостями для посадки и фиксации полуосей, в которых установлены штоки чистящих элементов, при этом внутри расширения полого вала сформировано отверстие под вращающиеся чистящие элементы, ось которого перпендикулярна оси вала.

По наружной поверхности полуосей штоков чистящих элементов установлены подшипники вращения, на которых закреплено вращающееся зубчатое коническое колесо, во внутреннем отверстии полуосей установлены подшипники скольжения, при этом на торцевых поверхностях упомянутых зубчатых колес закреплены ступицы так, что они имеют возможность вращения вместе с зубчатыми колесами в подшипниках скольжения внутри полуосей, причем внутри ступиц помещены вращающиеся совместно со ступицами штоки, на которых закреплены абразивные диски, причем штоки установлены с возможностью осевого перемещения. В хвостовых частях штоков расположены подпятники, обеспечивающие передачу усилия прижатия от эксцентриков через штоки на абразивные диски, воздействующие на обрабатываемую поверхность. Штоки с абразивными дисками подпружинены для отвода дисков от обрабатываемой поверхности при отключении привода вращения.

Техническим результатом от использования изобретения является обеспечение интенсивной активации поверхности изделия и эффективной очистки в широком диапазоне режимов. Предложенное выполнение привода устройства в сочетании с расположением и выполнением рабочего узла позволяет эффективно воздействовать на обрабатываемую поверхность, работать в большом диапазоне режимов, при этом величина усилия поджатия абразивных дисков к обрабатываемой поверхности легко регулируется, так как определяется скоростью вращения шкива. Сочетанием различных скоростей вращения шкива и скоростей перемещения проволоки или круглого проката через осевое отверстие полого вала, обеспечиваемым заявленным устройством можно добиться высокого качества очистки поверхности и, при необходимости, высокой эффективности активации поверхности.

Изобретение поясняется чертежом, на котором позициями отмечены элементы устройства: 1 - основание; 2 - корпус подшипника; 3 - подшипник полого вала; 4 - жиклер; 5 - камера подачи удаления; 6 - уплотнитель; 7 - полый вал; 8 - полуось; 9 - уплотнитель; 10 - подшипник скольжения; 11 - уплотнитель; 12 - ступица; 13 - шкив; 14 - кожух; 15 - эксцентрик; 16 - ось эксцентрика; 17 - подпятник; 18 - муфта; 19 - палец; 20 - разводная пружина; 21 - шток; 22 - вращающееся коническое зубчатое колесо; 23 - подшипники подвижной шестерни; 24 - абразивный диск; 25 - неподвижное коническое зубчатое колесо; 26 - прижимная пружина.

Устройство согласно изобретению содержит установленный на основании 1 вращающийся полый вал 7, на котором смонтирован, по меньшей мере, один рабочий узел. Рабочий узел вращается вокруг своей оси в цилиндрическом проеме, ось которого перпендикулярна оси вращения вала 7. Вал 7 вращается с помощью ременной передачи внутри неподвижного конического зубчатого колеса 25. Находящееся с ним в зацеплении коническое зубчатое колесо 22 надето на ось чистящего элемента с абразивным диском 24, при вращении вала 7 абразивные диски приводятся в движение. Шкив 13 закреплен на валу 7 таким образом, чтобы расположенные на колесе эксцентрики 15 при его вращении своей рабочей поверхностью упирались в хвостовую часть чистящего элемента с абразивным диском 24. С увеличением скорости вращения вала 7 растет прижим абразивных дисков 24 к очищаемой поверхности за счет центробежных сил. При этом усилия прижима каждого из абразивных дисков 24 к очищаемой поверхности одинаковы и зависят от скорости вращения вала и массы хвостовой части эксцентрика 15.

Представленный вариант конкретной реализации изобретения имеет один рабочий узел.

На основании 1 с одного конца вала закреплен корпус 2 подшипника 3, на противоположном конце закреплено неподвижное коническое зубчатое колесо 25, хвостовая часть которого является корпусом второго подшипника вала 7. В подшипниках полого вала 7 внутри неподвижного конического зубчатого колеса 25 вращается полый вал 7. За счет сцепления подвижных конических зубчатых колес 22 и неподвижного конического зубчатого колеса 25 крутящий момент от вала 7 передается на чистящие элементы - абразивные диски.

Полый вал 7 имеет хвостовики для посадки вала в подшипники 3 и крепления шкива 13 и выполнен с расширением (полостью) в своей средней части. Расширение вала имеет две взаимно параллельные фрезерованные плоскости для посадки и фиксации полуосей 8. Внутри расширения вала 7 сформировано отверстие цилиндрической формы, ось которого перпендикулярна оси вала, внутри этого отверстия вращаются чистящие элементы. Для беспрепятственного удаления омывающей жидкости из зоны очистки выполнена проточка, увеличивающая сечение образующегося канала.

Рабочие узлы выполнены следующим образом. На валу 7 установлены полуоси 8, на них с помощью подшипников 23 вращаются зубчатые колеса 22. С помощью пальцев 19 на торцевых поверхностях зубчатых колес 22 закреплены ступицы 12, причем таким образом, что они вращаются вместе с зубчатыми колесами 22 в подшипниках скольжения 10 внутри полуосей 8.

Уплотнители 9 препятствуют попаданию омывающей жидкости из канала внутри вала в зону подшипника скольжения 10.

Внутри ступиц 12 помещены штоки 21, на которых закреплены абразивные диски 24. Вращение штоков 21 с абразивными дисками 24 осуществляется вместе со ступицами 12, движение передается с помощью пальцев 19 и муфт 18. Конструкция муфты 18 позволяет штоку 21 при вращении узла очистки перемещаться вдоль своей оси и, тем самым, прижимать абразивные диски 24 к обрабатываемой поверхности. Уплотнители 11 препятствуют выходу омывающей жидкости наружу. В хвостовых частях штоков 21 расположены подпятники 17, с помощью которых передается усилие от эксцентриков 15 через штоки 21, при этом абразивные диски прижимаются к обрабатываемой поверхности.

Эксцентрики 15 закреплены на шкиве 13 таким образом, что при вращении шкива они могут перемещаться вокруг оси 16 под действием центробежных сил таким образом, чтобы оказывать давление на подпятник 17. Шкив 13 закреплен на валу 7 и с помощью ременной передачи осуществляет его вращение.

После остановки вала 7 пружина 20 разводит абразивные диски 24, это дает возможность беспрепятственно заводить в устройство очищаемое изделие. Пружина 26 при этом прижимает кулачковую часть эксцентрика 15 к подпятнику 17.

Подвижные части устройства закрыты кожухом 14.

Для подачи и удаления омывающей жидкости из зоны гидроабразивной очистки к корпусу подшипника 2 и к хвостовой части неподвижного зубчатого колеса 25 герметично присоединены камеры подачи и удаления омывающей жидкости. Эти камеры представляют собой корпус 5 с патрубком для подачи или удаления омывающей жидкости и жиклером 4, внутри которого перемещается проволока. Уплотнитель 6 защищает подшипник 3 от попадания в него омывающей жидкости. Внутренний диаметр жиклера незначительно больше диаметра обрабатываемого изделия, что затрудняет выход омывающей жидкости через входное и выходное отверстия устройства очистки.

Изобретение предназначено для подготовки изделия к нанесению покрытия или для очистки поверхности проволоки или круглого проката от окалины. Устройство содержит привод вращения, установленный на основании полый вал с осевым отверстием для прохода обрабатываемого изделия и, по меньшей мере, один рабочий узел, к полому валу подсоединено устройство подачи и удаления омывающей жидкости. Интенсификация активации поверхности изделия и повышение эффективности очистки в широком диапазоне режимов обеспечивается за счет того, что привод вращения выполнен в виде шкива, закрепленного на полом валу, и конических зубчатых колес, одно из которых неподвижно закреплено на основании, а другие - вращающиеся - связаны с чистящими элементами, полый вал установлен с возможностью вращения внутри неподвижного конического зубчатого колеса, снабжен средствами для установки рабочего узла с чистящими элементами перпендикулярно оси полого вала и выполнен с расширением в средней части для взаимодействующих с обрабатываемым изделием элементов рабочего узла, чистящие элементы рабочего узла установлены с возможностью вращательного и поступательного перемещения, при этом устройство снабжено эксцентриками, закрепленными на шкиве с возможностью перемещения при вращении шкива вокруг своей оси под действием центробежных сил таким образом, чтобы оказывать давление на чистящие элементы. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для очистки и активации поверхности проволоки или круглого проката, содержащее привод вращения, установленный на основании полый вал с осевым отверстием для прохода обрабатываемого изделия, соединенное с валом устройство подачи и удаления омывающей жидкости и, по меньшей мере, один рабочий узел с чистящими элементами, отличающееся тем, что привод вращения выполнен в виде шкива, закрепленного на полом валу, и конических зубчатых колес, одно из которых закреплено неподвижно на основании, а другие выполнены с возможностью вращения и связаны с чистящими элементами, полый вал установлен с возможностью вращения внутри неподвижного конического зубчатого колеса, снабжен средствами для установки рабочего узла с чистящими элементами перпендикулярно оси полого вала и выполнен с расширением в средней части для взаимодействующих с обрабатываемым изделием чистящих элементов рабочего узла, установленных с возможностью вращательного и поступательного перемещения, при этом устройство снабжено эксцентриками, закрепленными на шкиве с возможностью перемещения при его вращении вокруг своей оси под действием центробежных сил и с возможностью давления на чистящие элементы.2. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что полый вал выполнен с хвостовиками для установки в подшипники, причем один подшипник закреплен непосредственно на основании, а корпусом второго подшипника является хвостовая часть неподвижного конического зубчатого колеса.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что расширение в средней части вала выполнено с двумя взаимно параллельными фрезерованными плоскостями для посадки и фиксации полуосей, в которых установлены штоки чистящих элементов, при этом в расширенной части полого вала выполнено отверстие под вращающиеся чистящие элементы, ось которого перпендикулярна оси вала.4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что по наружной поверхности полуосей штоков чистящих элементов установлены подшипники, на которых закреплены вращающиеся зубчатые конические колеса, во внутреннем отверстии полуосей установлены подшипники скольжения, при этом на торцевых поверхностях упомянутых зубчатых колес закреплены ступицы с возможностью вращения вместе с зубчатыми колесами в подшипниках скольжения внутри полуосей, причем внутри ступиц установлены, с возможностью осевого перемещения, штоки, вращающиеся совместно со ступицами, а на штоках закреплены абразивные диски.5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что в хвостовых частях штоков расположены подпятники, обеспечивающие передачу усилия прижатия от эксцентриков через штоки на абразивные диски, воздействующие на обрабатываемую поверхность.6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что штоки с абразивными дисками подпружинены для отвода дисков от обрабатываемой поверхности при отключении привода вращения.