Устройство для вибрационной обработки Советский патент 1986 года по МПК B24B31/73 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяется вибрационная обработка для удаления заусенцев, скругления острых кромок, полирования и отделки поверхностей деталей.

изобретения является расширение технологических возможностей устройства путем сообщения контейнеру сложных пространственных колебаний.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид, а на фиг. 2 и 3 показано расположение цапф турбин и соответственно верхнего и нижнего вибраторов.

Устройство состоит из основания 1 торо- образного контейнера 2, упругих связей 3, струйно-реактивных турбин 4 и 5, магистралей 6 и 7 подвода жидкости к турбинам насоса 8 и сливного бака 9. Контейнер 2 выполнен за одно целое с корпусом 10 вибровозбудителя, закрытым крышками 11 и 12 и разделенным перегородкой 13. В крышках 11 и 12 и перегородке 13 имеются цилиндрические гнезда 14-17, в которых своими цапфами установлены турбины 4 и 5. Роторы имеют центральные 18 и радиальные 19 каналы и сопла 20, а в крышках выполнены верхнее 21 и нижнее 22 отверстия, через которые жидкость от насоса 8 по магистралям б и 7 подводится к турбинам 4 и 5. В корпусе 10 имеются два ряда больших отверстий 23 и 24, через которые свободно выходит отработанная жидкость и собирается в баке 9. Подачу жидкости регулируют вентилями 25 и 26.

Цилиндрические гнезда по торцу турбин ограничены торцовыми уплотнительными поясками 27. Цилиндрические гнезда и уплотни- тельные пояски выполнены на сферических вкладышах 28, которые установлены в крышках и в перегородке с возможностью свободного разворота.

Радиусы цапф турбин гт, и Гт (соответственно верхней и нижней) выполняются разными по величине, а величины радиусов цилиндрических гнезд Гк, и , подбираются из условия создания необходимых эксцентриситетов EI и Iz, определяющих частотные характеристики турбин.

Поэтому турбины движутся с различной частотой колебаний, периодически оказываясь в синфазном и в противофазном положениях. В первом случае возмущающие усилия, создаваемые турбинами, направлены

в одну и ту же сторону, а во втором - в про-

тивоположные и создают динамический момент в вертикальной плоскости. Так как турбины вращаются с различными частотами, реализуется поличастотный режим колебаний контейнера, при котором усложняется траектория движения обрабатываемых деталей и увеличивается интенсивность их обработки, обеспечивается обработка плоских деталей и деталей сложной формы.

5

5

0

0

0

5

5

т. е. расщиряются технологические возможности устройства.

Например, частоту колебаний контейнера можно увеличивать до весьма больших значений (100-150 Гц и более), она ограничена лишь разумными конструкторскими соотношениями и практической целесообразностью. То же самое относится и к амплитуде колебаний.

При поличастотном режиме колебаний силы, возникающие во вращающихся турбинах, и их суммарные составляющие изменяются в щироких пределах по величине и по направлению. Наличие сферических вкладышей, которые имеют возможность свободно разворачиваться, позволяет турбинам постоянно изменять плоскость вращения. Это создает более сложную картину распределения сил, что в свою очередь дополнительно интенсифицирует процесс обработки деталей. Кроме того, сферические вкладыщи разгружают цапфы и цилиндрические гнезда, увеличивая их долговечность в 1,5-2,0 раза. Поскольку в данном устройстве эти элементы являются наиболее напряженными, то за счет применения сферических вкладышей одновременно решаются проблемы и производительности и работоспособности.

Отсутствие в устройстве подшипников, электродвигателей и соединительных муфт увеличивает ее надежность и долговечность в несколько раз по сравнению с существующими вибромашинами различных типов. Эта же особенность позволяет устройству надежно работать в закрытых, взрывоопасных помещениях, что недопустимо для вибромашин обычного типа. Устройство может работать без насоса, например, от водопроводной бытовой или промышленной магистрали.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемые детали с абразивом и жидкостью загружают в контейнер 2, включают насос 8, открывают вентили 25 и 26, при этом вода поступает в турбины и вращает их. В результате создается сложное пространственное движение контейнера, обеспечивающее эффективную обработку. После обработки в течение 15-30 мин включают насос, разгружают контейнер.

Частота колебаний турбин определяется по формуле

0 0,706 X

- / рж-д-Ць-Зс-Итт рад V 2,67(Гтр-Кпк.т, с,

где РЖ - плотность рабочей жидкости,

g-9,87M/c ; |д,с - коэффициент расхода сопел, ц

0,86;

Sc - площадь сопел, Н - срабатываемый напор, м:

радиус турбины, м; плечо трения качения, коэффициент, численно равный

длине роликов качения, см; масса трубины, кг; эксцентриситет,м; радиус гнезд, м.

Из приведенной формулы видно, что частотные характеристики турбин легко устанавливаются соответствующим подбором величин радиусов цапф турбин и радиусов гнезд, обеспечивая регулировку режимов колебаний в широком диапазоне при высокой надежности устройства.

фиг. 2.

/

фиг.З