Устройство для подачи смазывающих технологических сред Российский патент 2021 года по МПК B23Q11/10 

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и предназначено для осуществления подачи смазывающих технологических сред (СТС) в виде аэрозоля, поливом, а также струей под давлением в зону резания при использовании металлорежущих инструментов с внутренними каналами для подвода СТС. Применение данного технического решения позволит расширить область внедрения животных жиров в металлообработке. Установка может быть использована как на операциях сверления, так и на операциях нарезания резьбы метчиками с внутренним подводом СТС.

Известен струйный аппарат для проведения процессов в жидких и газообразных средах (А.с. СССР №265075, МПК B05G, опубл. 09.03.1970 г., Бюл. №10 Аналог), в котором возможна регулировка подачи смазки путем увеличения или уменьшения камеры смешения перемещением диффузора, относительно сопла при помощи шарикового механизма.

Областью применения аппарата является химическое машиностроение.

Недостатками такого устройства является невозможность применения технологических сред, находящихся в твердом агрегатном состоянии, также отсутствует возможность использования аппарата в процессе резания инструментом с внутренним подводом СТС.

Известна конструкция форсунки для распыления вязких жидкостей (А.с. СССР №417121, МПК В05В 7/12, опубл. 25.05.1975 г., Бюл. №19 Аналог), позволяющая регулировать подачу смазки установкой трубки на форсунке, соединяющей трубки подвода смазки и воздуха. При смешивании нагретого воздуха с расплавленным смазочным материалом образуется воздушно-капельная смесь, которая в полном объеме транспортируется через нагретую гибкую теплоизолированную форсунку на рабочую поверхность.

Недостатками аналога является отсутствие возможности регулирования температуры нагрева материала, также использования аппарата в процессе резания инструментом с внутренним подводом СТС.

Известна форсунка для нанесения покрытия из агрессивных жидкостей (патент РФ №2008980 С1, МПК⁵ В05В 7/12, опубл. 15.03.1994 г., Бюл. №9. Аналог), в которой узел регулировки кольцевого зазора выполнен в виде гайки и контргайки, размещенных на продуктовой трубке, установленной с возможностью осевого перемещения относительно внутреннего конуса, при этом накидная гайка соединена с наружной поверхностью внутреннего конуса, охватывающая продуктовую трубку поверхность которого выполнена с проточкой канавки и фиксатором. Взаимодействие потоков закрученного воздуха и жидкой фазы приводит к дроблению жидкости на капли и образованию воздушно-жидкостного факела кольцевого типа.

Недостатком аналога является низкий диапазон регулирования параметров распыляемого факела, также отсутствует возможность использования аппарата в процессе резания инструментом с внутренним подводом СТС.

Известен распылитель (патент РФ №2329873 С2, МПК⁷ В05В 7/00, В05В 7/28, опубл. 27.07.2008 г., Бюл. №7. Аналог), в котором изменение кольцевого зазора за счет осевого перемещения патрубка, соосно расположенного в корпусе, определяет параметры распыляемого газокапельного потока.

Недостатком известного аналога является малый диапазон регулирования газокапельного потока, также отсутствует возможность использования аппарата в процессе резания инструментом с внутренним подводом СТС.

Известно устройство для подачи материалов в распыленном состоянии (патент РФ №2428296 С2, МПК⁵, B23Q 11/10, опубл. 20.05.2011 г., Бюл. №14 Аналог), который позволяет подавать твердые смазочные материалы в распыленном (расплавленном) виде.

Недостатком данного аналога является то, что большой диапазон регулирования распыляемого факела достигается за счет замены узлов смешивания, что усложняет конструкцию, также отсутствует возможность использования аппарата в процессе резания инструментом с внутренним подводом СТС.

Известно устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (А.с. СССР №874320, МПК³, В24В 55/02// B23Q 11/10, опубл. 23.10.1981 г., Бюл. №39 Аналог), обеспечивающее возможность использования в качестве смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) высоковязких масел и смазок. Принцип работы устройства заключается в том, что, с целью обеспечения возможности использования в качестве СОЖ высоковязких масел и смазок, устройство снабжено нагревательным элементом, размещенным внутри сопла.

Недостатками известного устройства являются малая универсальность и сложность регулировки расхода СОЖ, которая производится при помощи увеличения диаметра и числа выходных отверстий, что создает дополнительные трудности связанные с изготовлением и заменой сопла-дозатора, также отсутствует возможность в широком диапазоне регулировать способ подачи СОЖ, например в виде аэрозоля, эффективность использования которого связанна с снижением расхода и высокой проникающей способностью, также отсутствует возможность использования аппарата в процессе резания инструментом с внутренним подводом СТС.

Известно устройство для подачи смазывающих технологических сред (патент на полезную модель РФ №197266 МПК B23Q 11/10, опубл. 16.04.2020. Бюл. №11. Аналог), предназначенное для осуществления подачи смазывающих технологических сред растительного и животного происхождения в виде аэрозоля, а также поливом, свободно падающей струей и струей под давлением, в зависимости от требований к технологической операции.

Недостатком такого устройства является сложность использования при сверлении, т.к. конструкция обеспечивает малый диапазон регулировки направления подачи аэрозоли, в связи с чем проблематично адаптировать угол положения сопла под различные технологические операции, также отсутствует возможность использования устройства при сверлении, а также нарезании резьбы инструментом с внутренним подводом смазывающих технологических сред (СТС).

Известно устройство для подачи смазывающей технологической среды (патент на изобретение РФ №2734314 МПК B23Q 11/10, опубл. 15.10.2020. Бюл. №29. Прототип), предназначенное для осуществления подачи смазывающих технологических сред растительного и животного происхождения в виде аэрозоля, а также поливом, свободно падающей струей и струей под давлением, в зависимости от требований к технологической операции.

Недостатком такого устройства является отсутствие возможности подавать механически активированные СТС в зону резания, также отсутствует возможность удалить оставшуюся СТС, которая находится в каналах для подачи СТС, после использования установки.

Техническим результатом изобретения является возможность подавать механически активированные СТС на минеральной основе, а также СТС растительного и животного происхождения в зону резания, в виде аэрозоля, поливом, свободно падающей струей, а также струей под давлением, при использовании металлорежущих инструментов с внутренними каналами для подвода СТС, расширяя тем самым технологические возможности изобретения.

Это достигается тем, что устройство для подачи СТС в зону резания при лезвийной обработке, содержащее тигель для размещения и нагрева СТС, канал подачи сжатого газа в тигель с винтом для регулировки подачи сжатого газа, канал с соплом для подачи СТС, связанный с тиглем, теплоэлектронагреватели, установленные вдоль стенок тигля и канала для подачи СТС, термопары, установленные в тигле и канале для подачи СТС и связанные с соответствующими терморегуляторами, канал для подачи сжатого газа с винтом для регулировки подачи сжатого газа, соединенный с соплом с возможностью смешивания сжатого газа с нагретой в тигле СТС с образованием воздушно-капельной смеси, кулачками для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению упомянутого инструмента, выполненными состоящими из корпусов, имеющих возможность вращения относительно друг друга с обеспечением подачи СТС через них, при этом, на крышке тигля расположен электродвигатель с коническим редуктором, соединенный через коробку выводов электропроводами с частотным преобразователем и тумблером, в свою очередь на валу конического редуктора расположены крыльчатки, выполненные с разно ориентированным расположением лопастей, при этом, в канале для подачи СТС расположен винт для подачи сжатого газа в каналы для подачи СТС, и обратный клапан для предотвращения от попадания сжатого газа в тигель.

Отличием данного технического решения от прототипа является тот факт, что устройство позволяет подавать механически активированные СТС на минеральной основе, а также СТС растительного и животного происхождения, в зону резания в виде аэрозоля, поливом, свободно падающей струей, а также струей под давлением.

Изобретение представлено на чертежах:

фиг. 1 - конструктивная схема устройства для подачи смазывающих технологических сред.

фиг. 2 - конструктивная схема тигля.

фиг. 3 - конструктивная схема кулачка для адаптации положения канала для подачи СТС.

Устройство для подачи смазывающих технологических сред содержит тумблеры 1, 46, терморегуляторы 2, 3, тигель 4, винты для регулировки подачи сжатого газа 5, 7, 55, манометры 6, 8, 57, каналы для подачи сжатого газа 9, 10, кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС 11, 64, 65, фиксаторы 12, 66, сопло 13, пружины 14, 53, 58, шпиндель сверлильного станка 15, кольцо подачи СТС 16, крепежную пластину 17, режущий инструмент с внутренним подводом СТС 18, основание 19, направляющие 20, линейные подшипники 21, теплоэлектронагреватели 22, 25, термопары 23, 28, металлическую обшивку из нержавеющей стали 24, огнеупорный теплоизолирующий материал 26, электропровода 27, крышку 29, уплотнительные прокладки 30, 70, крепежи 31, каналы для подачи СТС 32, 40, корпус 33, прижимные винты 34, защитную пластину 35, прижимные шайбы 36, 68, шпильку 37, шайбу с коническим отверстием 38, трубу из нержавеющей стали 39, резиновые уплотнительные кольца 41, упорные подшипники 42, 66, фиксирующие гайки 43, 48, 69, прижимной винт 44, асбестовую прокладку 45, плиту 47, частотный преобразователь 49, коробку выводов 50, электродвигатель 51, конический редуктор 52, сверлильный патрон 54, обратный клапан 56, фиксирующие винты 59, 61, переходной фланец 60, вал 62, крыльчатки 63, винты барашковые 67.

Принцип работы устройства заключается в следующем. В тигле 4, производится нагрев СТС при помощи теплоэлектронагревателя 25, затем по каналу для подачи сжатого газа 9, в тигель 4, подается сжатый газ, и СТС под давлением поступает по каналу для подачи СТС 32 и 40, через кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС 11, 64, 65, в сопло 13, далее по каналу для подачи сжатого газа 10, который установлен на фиксаторах 12,66, подается сжатый газ. Расплавленная СТС смешивается с сжатым газом в сопле 13, образуя воздушно-капельную смесь, которая через кольцо подачи СТС 16, поступает в режущий инструмент с внутренним подводом СТС 18. Поскольку при сверлении шпиндель сверлильного станка 15 сообщает режущему инструменту с внутренним подводом СТС 18, вращательное и возвратно-поступательное движение, использованы специальные направляющие 20, с линейными подшипниками 21 закрепленные на основании 19 на одном конце, а на противоположном к корпусу сверлильного станка (на чертежах не указан). Инструмент с внутренним подводом СТС 18 устанавливается в сверлильном патроне 54. К линейным подшипникам 21, прикреплена крепежная пластина 17, на которой установлен кулачек для адаптации положения канала для подачи СТС 65 с соплом 13. Для снижения нагрузки на систему, используются пружины 14, 53, 58, так же во время сверления для адаптации к перемещению при поступательном движении шпинделя сверлильного станка 15 и режущего инструмента с внутренним подводом СТС 18, использованы кулачки для адаптации положения -канала для подачи СТС 11, 64, 65, которые состоят из корпусов 33, соединенных между собой шпилькой 37, вращательное движение обеспечивают упорные подшипники 42, 66, зафиксированные прижимными шайбами 36, 68, и фиксирующими гайками 43, 69. Канал для подачи СТС 40 и шайба с коническим отверстием 38, фиксируется в корпусе 33. Асбестовая прокладка 45, и труба из нержавеющей стали 39, обеспечивают теплоизоляцию расплавленной СТС. Труба из нержавеющей стали 39 фиксируется при помощи прижимных винтов 44. Герметичность кулачков для адаптации положения канала для подачи СТС 11, 64, 65, обеспечивают резиновые уплотнительные кольца 41. Для предотвращения от загрязнения упорных подшипников 42, 66, на корпусе 33 установлены защитные пластины 35 при помощи прижимных винтов 34. Для поддержания постоянной температуры расплавленной СТС, в тигле 4 и а каналах для подачи СТС 32, 40, предусмотрены теплоэлектронагреватели 22, 25 расположенные вдоль стенок тигля 4, а также вдоль каналов для подачи СТС 32, 40, режим работы которых регулируется термопарами 23, 28 и терморегуляторами 2, 3.

Для контроля давления сжатого газа в тигле 4, и в канале для подачи сжатого газа 9, предусмотрен манометр 6. Регулируется давление при помощи винта для регулировки подачи сжатого газа 5. Тигель 4 в свою очередь содержит уплотнительную прокладку 30, расположенную между крышкой 29 и металлической гильзой тигля 4, обеспечивающую герметичность системы, а во избежание тепловых потерь расплавленной СТС, тигель 4 содержит теплоизолирующий материал 26 и металлическую обшивку из нержавеющей стали 24. Крышка 29 фиксируется на тигле 4 при помощи винтов барашковых 67. Для контроля давления сжатого газа в канале для подачи сжатого газа 10, предусмотрен манометр 8, а регулируется давление при помощи винта для регулировки подачи сжатого газа 7. К теплоэлектронагревателям 22, 25 электрический ток поступает через электропровода при помощи тумблеров 1, 46. Тигель 4 установлен на плите 47 при помощи крепежей 31 и фиксирующих гаек 48.

Для возможности использования многокомпонентных составов СТС предусмотрены специальные крыльчатки 63, установленные на валу 62, которые при помощи электродвигателя 51, соединенного через переходной фланец 60 с коническим редуктором 52, осуществляют непрерывное смешивание СТС, а для регулировки частотой вращения вала 62 и крыльчаток 63, конструкцией предусмотрено наличие частотного преобразователя 49 на который подается питание 220 V через тумблер 46 и далее на коробку выводов 50 соединенную с электродвигателем 51. Редуктор 52 установлен на крышке 29 тигля 4 при помощи фиксирующих винтов 59, между которыми расположена уплотнительная прокладка 70, в свою очередь электродвигатель 51 установлен на коническом редукторе 52 при помощи фиксирующих винтов 61. Для удаления СТС, находящейся в каналах для подачи СТС 22, предусмотрен винт для регулировки подачи сжатого газа 55, соединенный с кулачком для адаптации положения канала для подачи СТС 64, при помощи которого, сжатый газ подается в каналы для подачи СТС 22, а для предотвращения от попадания сжатого газа в тигель 4, используется обратный клапан 56, расположенный в канале для подачи СТС 32. Давление СТС находящейся в канале для подачи СТС 22, контролируется при помощи манометра 57.

Устройство работает следующим образом: СТС погружается в тигель, затем устанавливается крышка с уплотнительной прокладкой и фиксируется при помощи барашковых винтов, затем при помощи тумблеров через электропровода, питание 220 V подается на теплоэлектронагреватели. СТС посредством вытопки переходит в жидкое агрегатное состояние, температура которой поддерживается постоянной при помощи терморегуляторов и термопар, расположенных в канале для подачи СТС и тигле. При достижении необходимой температуры СТС, в тигель подается сжатый газ, давление которого регулируется при помощи манометра, далее расплавленная СТС поступает по каналам для подачи СТС через кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС в сопло. Далее по каналам для подачи сжатого газа подается сжатый газ давление которого регулируется также при помощи манометра. Расплавленная СТС и сжатый газ смешиваются в сопле устройства, образуя воздушно-капельную смесь, которая через кольцо подачи СТС и сверлильный патрон подается через режущий инструмент с внутренним подводом СТС в зону резания. При помощи каналов для подачи СТС, кулачков для адаптации положения канала для подачи СТС, направляющих, линейных подшипников, кольца подачи СТС, обеспечивается адаптация системы к вращательному и обратно-поступательному движению шпинделя сверлильного станка и режущего инструмента с внутренним подводом СТС. Для удаления СТС, находящейся в каналах для подачи СТС, сжатый газ, при помощи винта для регулировки подачи сжатого газа подается в каналы для подачи СТС, вытесняя ее, при этом для предотвращения от попадания сжатого газа в тигель, в канале для подачи СТС установлен обратный клапан. В свою очередь, для возможности применения многокомпонентных составов СТС, устройство снабжено крыльчатками, установленными на валу и расположенными в тигле, вращение которых осуществляется при помощи электродвигателя, соединенного с коническим редуктором при помощи переходного фланца и установочных винтов.

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано в конструкции устройств для подачи смазывающих технологических сред (СТС) в зону резания при лезвийной обработке. Устройство содержит тигель для размещения и нагрева СТС, канал подачи сжатого газа в тигель, канал с соплом для подачи СТС, связанный с тиглем, теплоэлектронагреватели, установленные вдоль стенок тигля и канала для подачи СТС, термопары, установленные в тигле и канале для подачи СТС и связанные с соответствующими терморегуляторами, канал для подачи сжатого газа с винтом для регулировки подачи сжатого газа, соединенный с соплом с возможностью смешивания сжатого газа с нагретой в тигле СТС с образованием воздушно-капельной смеси, кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению обрабатываемого инструмента, кольцо подачи СТС, соединенное с упомянутым соплом и выполненное с возможностью подачи СТС во внутренний подвод СТС обрабатывающего инструмента. При этом оно снабжено установленным на крышке тигля электродвигателем с коническим редуктором, на валу которого внутри тигля расположены крыльчатки, выполненные с разноориентированным расположением лопастей. Использование изобретения позволяет расширить технологические возможности устройства. 3 ил.

Устройство для подачи смазывающих технологических сред (СТС) в зону резания при лезвийной обработке, содержащее тигель для размещения и нагрева СТС, канал подачи сжатого газа в тигель с винтом для регулировки подачи сжатого газа, канал с соплом для подачи СТС, связанный с тиглем, теплоэлектронагреватели, установленные вдоль стенок тигля и канала для подачи СТС, термопары, установленные в тигле и канале для подачи СТС и связанные с соответствующими терморегуляторами, канал для подачи сжатого газа с винтом для регулировки подачи сжатого газа, соединенный с соплом с возможностью смешивания сжатого газа с нагретой в тигле СТС с образованием воздушно-капельной смеси, кулачки для адаптации положения канала для подачи СТС к перемещению обрабатываемого инструмента, выполненные состоящими из корпусов, имеющих возможность вращения относительно друг друга с обеспечением подачи СТС через них, кольцо подачи СТС, соединенное с упомянутым соплом и выполненное с возможностью подачи СТС во внутренний подвод СТС обрабатывающего инструмента, отличающееся тем, что оно снабжено установленным на крышке тигля электродвигателем с коническим редуктором, на валу которого внутри тигля расположены крыльчатки, выполненные с разноориентированным расположением лопастей, и установленными в канале для подачи СТС винтом для регулировки подачи сжатого газа в канал для подачи СТС и обратным клапаном с возможностью предотвращения попадания сжатого газа в тигель, при этом электродвигатель через коробку выводов соединен электропроводами с частотным преобразователем, который через тумблер связан с линией электропитания.