Способ обработки поверхности и резки природного камня и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК E21C37/18 E21C37/20 B28D1/00 E21C47/10 

Изобретение относится к горному делу, а также строительству и может быть использовано при изготовлении облицовочного природного камня, например гранита или базальта, при обработке поверхности искусственного камня, например, бетона, при осуществлении проходки с одновременным закреплением стенок в глине, сыпучих грунтах и горных породах.

Цель изобретения - повышение производительности работы при одновременном упрочнении обрабатываемой поверхности.

На фиг.1 показана принципиальная схема реализации способа при обработке поверхности; на фиг.2 - пневмоизолирующий стакан в разрезе; на фиг.З - рабочий элемент в разрезе; на фиг,4 - сечение А-А на фиг.З.

Способ обработки и резки природного камня состоит в разогреве его до плавления в районе обработки контактирующим рабочим элементом с одновременным приложением к нему рабочего усилия и наложением на поверхность ультразвуковых вибрационных колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях.

Устройство для обработки и резки минерального камня состоит из контактирующеО

о о

v| О

о

го рабочего элемента 1, выполненного, например, из вольфрама, оснащенного коаксиальным нагревателем 2, к которому подводится электрический ток по шинам 3 и 4, соединенного с толкателем 5 при помощи Т-образного хвостовика 6,сопряженного с тепловыми трубами 7, расположенными в полости 8 толкателя 5. Отводные стойки 9, оснащенные охлаждающими ребрами 10, расположены вдоль торцов 11 толкателя 5, соединенного хвостовиком 12 со штангой 13 через пневмоизолирующий стакан 14. Стакан 14 имеет концентрично расположенные сильфоны 15 и 16, полости 17 которых заполнены инертным газом под давлением, например азотом. (Устройство для заполнения газом-стандартное и на чертеже не показано).

Крышка 18 сильфона 15 соединена с хвостовиком 12, связанным с крестовиной 19, являющейся якорями трех ультразвуковых генераторов (вибраторов) 20, закрытых снизу сильфоном 21, обеспечивающим герметичность вибратора 6, а также исключающим попадание пыли внутрь последних.

Крышка 18 в верхней части соединена тросом 22 с торцом 23 штанги 13. Трос 22 удерживает крестовину 19 у центра вибраторов 20, так как полость, образованная концентричными сильфонами, заполнена газом под давлением, а трос практически исключает передачу вибрации на штангу 13. Кроме того, на крышке 18 установлены ограничивающие упоры 24, облицованные фторопластом 25, ограничивающие перемещение торца 23 в момент действия рабочего усилия Р, и направляющие 26, также облицованные фторопластом 27, предупреждающие искривление сильфонов 15 и 16 при действии рабочего усилия Р,

В процессе обработки поверхности или резки камня производят разогрев его в зоне контакта с контактирующим рабочим элементом 1 выше температуры плавления камня на 50 - 80°С, подавая напряжение на шины 3 и 4 к коаксиальному электронагревателю 2. После разогрева прикладывают одновременно рабочее усилие Р и накладывают ультразвуковые колебания в трех взаимно перпендикулярных направлениях, причем одно из направлений вибрации совпадаете направлением приложения рабочего усилия Р.

Часть тепла подается на плавление камня, а часть уходит через Т-образный хвосго- вик 6 на толкатель 5, откуда отводится тепловой трубой 7.

Штанга 13 за счет газовой подушки, находящейся в полости, образованной концентричными сильфонами 15 и 16, не

пропускает ультразвуковые колебания на манипулятор, перемещающий штангу 13 вдоль обрабатываемой поверхности.

В процессе обработки поверхности или

резки камня с расплавлением его в зоне контакта и приложением ультразвуковых колебаний резко снижается усилие обработки, таким образом, могут быть использованы приводы меньшей мощности, полностью

0 отсутствуют пылевидные отходы; обрабатываемую поверхность или рез можно получить практически любой конфигурации; плоскость, рез, любая другая обработанная поверхность обладает стекловидной уплот5 ненной и упрочненной поверхностью, в результате чего значительно повышается стойкость материала к атмосферным и погодным воздействиям, улучшается декоративный вид обрабатываемой поверхности;

0 любая конфигурация обрабатываемой поверхности может быть получена путем изготовления соответствующего инструмента, одна или обе плоскости рабочего элемента которого могут иметь профиль заданной

5 формы. Можно наносить на обрабатываемую поверхность бетонных и каменных блоков рельефное изображение.

Формула изобретения

1.Способ обработки поверхности и рез- 0 ки природного камня, согласно которому

поверхность камня нагревают до плавления контактирующим рабочим элементом и внедряют последний в расплав путем приложения рабочего усилия, отличающий5 с я тем, что, с целью повышения производительности работы при одновременном упрочнении обработанной поверхности, на обрабатываемую поверхность воздействуют ультразвуковыми колебаниями в трех

0 взаимно перпендикулярных направлениях, при этом одно из них совмещают с направлением приложения рабочего усилия.

2.Устройство для обработки поверхности и резки природного камня, включающее

5 рабочий элемент с электронагревателем, связанный с ним толкатель с хвостовиком и штангу, связанную с хвостовиком, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности работы при одновре0 менном упрочнении обработанной поверхности, оно снабжено пневмоизолирующим стаканом с двумя концентрично установленными сильфонами, полость которых заполнена инертным газом под давлением, и

5 тремя генераторами ультразвуковых колебаний с якорями, выполненными в виде крестовины, при этом крестовина установлена соосно хвостовику в пневмоизолирующем стакане, а последний связан с хвостовиком и штангой герметично.

11

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при обработке и резке природного камня. Цель изобретения - повышение производительности работы при одновременном упрочнении обработанной поверхности. Рабочий элемент 1 нагревают выше температуры плавления камня и воздействуют им на обрабатываемую поверхность, прикладывая к нему рабочее усилие Р. Одновременно на обрабатываемую поверхность воздействуют ультразвуковыми колебаниями в трех взаимно перпендикулярных направлениях, одно из которых совпадает с направлением рабочего усилия Р. Элемент 1 связан толкателем 5 через хвостовик 12 и пневмоизолирующий стакан 14 со штангой 13. В стакане 14 размещены три генератора ультразвуковых колебаний. Их якоря выполнены в виде крестовины, связанной с хвостовиком 12. Стакан 14 имеет два концентричных сильфона, полости которых заполнены инертным газом под давлением. При совместном воздействии на поверхность камня рабочего усилия Р и ультразвуковых колебаний она упрочняется и не требует дополнительной обработки. 2 с.п.ф-лы, 4 ил.

Щи г. 2

ZZZZZs

У:

3

VZZZZZZZZA

т/у.