Цилиндрическая щетка Советский патент 1992 года по МПК A46B7/10 

Изобретение относится к инструментам для механической очистки поверхностей металлов, металлокерамики и других материалов от продуктов коррозии, окалины, шлака, грязи, а также для зачистки сварных швов и заусенцев.

Цель изобретения - повышение долговечности при работе на скоростях, близких к скорости звука.

На фиг.1 изображена щетка, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З зависимость растягивающих напряжений по внешнему диаметру щетки от ее линейной скорости вращения.

Щетка содержит корпус 1, в котором для укладки ворса 2 выполнены радиальные проточки 3 и для крепления нерабочих концов ворса с помощью самополимеризующегося клея - кольцевая проточка 4. Фланец 5 является монолитно выполненным с корпусом 1, а фланец 6 крепится к корпусу 1 с помощью винтов 7. Для закрепления щетки в головке приводного механизма она имеет вал 8, который для предотвращения проворота относительно корпуса 1 щетки закреплен в последнем с гтомощью шпонки 9 и шайбы 10 с гайкой 11. При этом направление резьбы гайки 11 и на конце вала 8 выполнены в направлении, противоположном направлению вращения щетки, что обеспечивает самозатяжку гайки 11.

Корпус 1 щетки выполнен из легкого металлического сплава с высоким пределом прочности на растяжение, например из дуралюмина марки Д16 или Д19, имеющего предел прочности на растяжение4,9-5,1 МПа, в радиальные проточки 3 которого укладывается волоконный композиционный ворс 2, представляющий собой композицию из проволочной подлогкки, например из вольфрама или хромоникелевого сплава, на наружную поверхность которого вынесен слой гексагонального карбида кремния методом напыления толщиной 0,2-0,3 мм. После укладки ворса во все радиальные проточки 3 с коэффициентом заполнения не ниже 0,8-0,9 нерабочие концы ворса, выступающие на всю ширину кольцевой проточки

4, заливаются самополимеризующимся клеем, обладающим начальной жидкотекучестью ив выше 10 Па-с. На корпус накладывается фланец 6 и закрепляется винтами 7, В таком состоянии щетка выдерживается а течение времени, необходимом для полного отверждения клея. В качестве самополимеризующегося клея, обладающего согласно инструкций пределом прочности при сдвиге не ниже 10-15 МПа и пределом прочности при равномерном отрыве не ниже 20-30 МПа Л имеющих хорошее сцепление с дуралюмином и карбидом кремния, возможно применение одного из клеев, данные о которых приведены в таблице. Для обеспечения линейной скорости вращения рабочих концов ворса не миже 300 м/с и крепления нерабочих концов ворса в цилиндрической проточке самополимеризующимся клеем с требуемыми прочностными сцойствами, выполняется соотношение DB 0,663 DH, где DB - наружный диаметр кольцевой проточки, мм; Он - наружный диаметр щетки по рабочим концам ворса, мм, расчета прочности клеевых соединеНИИ в . конструкциях, подвергающихся длительным динамическим нагрузкам, необходимо, как показали исследования, значения прочности уменьшить на 80-90%.

Проведенные расчеты растягивающих напряжений по существующим аналитическим методикам для вращающихся дисков на прочность (ф11Г.З) показывают, что для линейных скоростей вращения рабочей поверхности щеток, близких к звуковым, дуралюмин обладает достаточным запасом прочности для изготовления из него корпуса щетки. Рекомен,чуемые в таблице клеи с

учетом снижения их прочностных свойств .при длительных динамических нагрузках на 80-90% и обеспечением двойного запаса прочности клеевого соединения на растягивающие напряжения при линейных скоростях вращения узла заделки ворса в корпус до 200 м/с тахже обеспечивает достаточную надежность длительной работы щетки.

Готовая щетка укрепляется в приводном валу 8 при помощи шпонки 9, шайбы 10 с гайкой 11 и может быть использована для скоростной обработки (при линейных скоростях вращения рабочей поверхности до 300 м/с) высокотвердых материалов, например металлокерамики, керамики, ситалла, стекла, железобетона и твердых сплавов.

Формула изобретения

1.Цилиндрическая щетка для обработки поверхностей, содержащая корпус с кольцевой проточкой и фланцами и закрепленные по его окружности в проточке пучки ворса, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности при работе на скоростях, близких к скорости звука, каждый элемент ворса выполнен из тугоплавкого сплава и имеет покрытие из гексагонального карбида кремния, при этом соотношение между наружным диаметром DH щетки и наружным диаметром DB кольцевой проточки выражается зависимостью De 0,663 DH.

2.Щетка по п. 1,отличающаяся тем, что нерабочие концы пучков ворса закреплены посредством самополимеризующегося клея, имеющего в отвержденном состоянии предел прочности при сдвиге не ниже 10 НПа и при равномерном отрыве не ниже 20 МПа.

Продолжение таблицы

Изобретение относится к инструментам для механической очистки поверхностей. Цель изобретения - повышение долговечности при работе на скоростях, близких к скорости звука. Цилиндрическая щетка дляобработки поверхностей содержит корпус с кольцевой проточкой и фланцами и закрепленные по его окружности в проточке пучки ворса. Каждый злемент ворса выполнен из тугоплавкого сплава и имеет покрытие из гексагонального карбида кремния, при зтом соотношение между наружным диаметром щетки (DH) и наружным диаметром кольцевой проточки (DB) выражается следующей зависимостью DB :S 0,663 DH, где DB - наружный диаметр кольцевой проточки, мм; DH - наружный диаметр щетки, мм. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Фиг. 2 гОО 250 300 J50 00 Линейная ск узость вращения, м/сек .fPuz.