Устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости и отвода стружки при глубоком сверлении Советский патент 1993 года по МПК B23Q11/10 

Изобретение относится к металлообработке, а именно к устройствам для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) при глубоком сверлении.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на подачу СОЖ и отвод стружки путем обеспечения управления пульсацией СОЖ.

На фиг.1 представлена гидравлическая схема устройства для подачи СОЖ при глубоком сверлении; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З- разрез Б-Бнафиг;2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг.2, положение прямоугольной пластины при ее осевом перемещении до упора в дно впадин; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.2, положение прямоугольной пластины перед началом динамического уплотнения; на фиг.6-разрез по Г-Г на фиг.5; на фиг.7 - электрическая схема системы управления скоростью срабатывания.

Устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) и отвода стружки при глубоком сверлении содержит насос 1, бак 2, систему трубопроводов 3 к стеблю инструмента 4, пульсатор давления 5, переливной предохранительный клапан 6, фильтр 7 и обратный клапан 8.

Пульсатор 5 давления содержит полый вал 9 расположенный в подшипниках 10 стоики 11с жестко закрепленными на нем шкивом 12 и маховиком 13 и установленным с возможностью осевого перемещения подпружиненным стержнем 14,15 с жестко связанной с ним прямоугольной пластиной 16 с отверстиями 17 и профильным выступом 18 на его торце, корпус 19с глухим отверстием 20, имеющим два уплотнительных выступа 21, образованных сегментными впадинами с дугообразными канавками 22, выполненными на дне отверстия 20 и гидравлически сообщающихся каналами. 23 с одной из полостей камеры 24, снабженной подпружиненным поршнем-разделителем 25. Вторая полость камеры 24 сообщается с осевым каналом 26 стебля инструмента 4 и через обратный клапан 27 с трубопроводом 3 подачи СОЖ.

Корпус 19 снабжен крышкой 28 и содержит механизм ориентации 29 пластины 1.6, выполненной в виде подпружиненных ползунов 30, расположенных в радиальных отверстиях 31 корпуса 19 с возможностью периодического взаимодействия с профильным выступом 18 стержня 15, Разгон маховика осуществляется от приводного электродвигателя 32 через фрикционную муфту 33 и ременную передачу 34. Пульсатор давления 5 снабжен механизмом 35 перемещения стержня выполненным в виде

пневмоцилиндра одностороннего действия 36, через шток-поршень 37, упорный подшипник 38 и тягу 39 взаимодействующего со стержнем 15 и сообщающегося с пневмо5 сетью через электромагнитный пневморас- пределитель 40.

Система управления срабатыванием пневмораспределителя содержит датчик давления 41 и датчик угловой скорости 42,

0 электроконтакты 43 и 44, установленные в цепи питания электромагнитного пневмораспределителя и управляемые от датчиков давления и угловой скорости соответственно и электроконтакт 45, установленный в

5 цепи питания привода вращения и управляемый от датчика давления. Управление электроконтактами 43,44 и 45 от датчиков давления и угловой скорости осуществляется через усилители 46 и 47 и анализаторы 48

0 и 49, осуществляющие анализ сигналов, приходящих от датчиков.

Устройство для подачи СОЖ работает следующим образом.

СОЖ от насоса 1 по трубопроводу 3 по5 дается в полость камеры 24 и оттуда в канал 26 стебля инструмента 4 сверлильного станка. Давление и расход насоса 1 выбирается таким образом, чтобы обеспечивались нормальный режим сверления,.дробления и от0 вода стружки из зоны резания. При нормальном режиме работы пульсатор давления 5 в работу не включается. Воздушная полость пневмоцилиндра 36 сообщена с пневмосетью, подпружиненный стержень

5 14с пластиной 16 находится в крайнем правом положении,

При отклонении от нормального режима работы (например, при забивании стружкой зазора между стеблем инструмента и

0 стыками отверстия) в системе подачи СОЖ происходит повышение давления. При достижении давлением некоторой, заранее заданной величины анализатор 48, воспринимающий сигналы от включенного в систе5 му подачи СОЖ датчика давления 41 через усилитель 46, посылает сигналы на замыкание электроконтакта 45 цепи питания привода вращения 32 и электроконтакта 43 системы питания обмотки пневмораспреде0. лителя 40. Происходит пуск электродвигате- . ля и разгон ударника 9 с маховиком 13. При достижении маховиком некоторой, заранее заданной величины угловой скорости анализатор 49, воспринимающий сигналы через

5 усилитель 47 от датчика угловой скорости 42, посылает сигнал на замыкание контакта 44 цепи питания обмотки пневмораспреде- лителл. При этом цепь питания пневмораспределителя оказывается замкнутой, на обмотку его подается напряжение и пневмораспределитель переключается, перекрывая подачу сжатого воздуха в пневмоцм- линдр 36 и сообщая воздушную полость пнемоцилиндра с атмосферой.

При этом подпружиненный стержень 15 перемещается влево до упора пластины 16 в дно сегментных впадин, выполненных на торце глухого отверстия 20 корпуса 19, При этом жидкость перетекает через отверстия 17 в пластине 16, что снижает сопротивление осевому перемещению пластины 16 и стержня 14. Данное осевое перемещение может начаться лишь в положении, при котором пластина 16 находится надуплот- нительными выступами 21. Это обеспечивается взаимодействием профильного выступа 18 стержня 14с подпружиненными ползунами 30 механизма ориентации 29 пластины 16,

Параметры пружины, подпружиниваю- щей стержень 15, подбираются таким образом, что перемещение стержня 15 до упора пластины 1.6 в дно сегментных впадин отверстия 20 происходит при угловом перемещении маховика 13 относительно корпуса на угол, меньший или равный.

При этом происходит перетекание жидкости через имеющиеся при неполном осевом перемещении зазоры между пластиной 16 и дном сегментных впадин отверстия 20 и дугообразные канавки 22. .При дальнейшем вращении маховика 13 относительно корпуса пульсатора пластина 16 проходит дугообразные канавки 22, происходит динамическое уплотнение жидкости в образовавшихся замкнутых объемах, вытеснение жидкости через каналы 23 в полость камеры 24 и импульсная передача накопленной маховиком кинетической энергии поршню- разделителю 25.

Маховик при этом останавливается, сигнал от анализатора 49, связанного с датчиком угловой скорости 42, на замыкание электроконтакта 44 прекращает поступать и контакт 44 цепи питания обмотки пневмо- распределителя 40 размыкается. Пневмо- распределитель сообщает воздушную полость пневмоцилиндра 36 с пневмополо- стью, шток-поршень 37 пневмоцилиндра перемещается направо и увлекает за собой через упорный подшипник 38 и тягу 39 стержень 15 с пластиной 16. После их перемещения вправо на высоту уплотнительных выступов 21 отверстия 20, эти выступы больше не препятствуют дальнейшему угловому перемещению ударника относительно корпуса и снова происходит разгон ударника от электродвигателя 32 через фрикционную муфту 33 и ременную передачу 34.

Кинетическая энергия от поршня 25 передается смазочно-охлаждающей жидкости, текущей по каналу 26 стебля 4 и по зазору между стеблем и стенками отвер- 5 стия. Скорость течения СОЖ по зазору при этом резко увеличивается, что способствует измельчению стружки и удалению ее из зазора. В случае, если стружка будет удалена из зазора за один импульс, давление в сис0 теме подачи СОЖ подает ниже ранее заданной величины, сигналы от анализатора 48, связанного с датчиком давления 41, на замыкание электроконтакта 43 цепи питания обмотки пневмораспределителя и электро5 контакта 45 цепи питания электродвигателя перестают поступать и эти контакты размыкаются. Электродвигатель отключается, маховик останавливается.

Если же одного импульса давления ока0 зывается недостаточно Для удаления стружки из зазора, то давление в системе подачи СОЖ остается выше первоначально заданной величины, цепи питания электродвигателя и контакт 43 цепи питания обмотки

5 пневмораспределителя остаются замкнутыми.

После остановки маховика и нового его разгона до ранее заданной угловой скорости контакт 44 цепи питания пневмораспре0 делителя снова замыкается и происходит ударное взаимодействие пластины 16с корпусом, вызывающее ускорение течения СОЖ в зазоре. Импульсы производятся до тех пор, пока зазор не освободится от

5 стружки и давление в системе подачи СОЖ не упадет ниже ранее заданной величины (см.фиг.З). После этого цепь питания электродвигателя 32 размыкается, маховик 13 останавливается.

0Снижение энергозатрат при применении данного устройства подачи СОЖ составил 25-30% по сравнению с устройством и прототипом.

Кроме того система управления сраба5 тыванием пневмораспределителя механизма перемещения стержня является легко переналаживаемой. Для каждого конкретного случая сверления можно быстро изменить величину давления, при превышении

0 которой включается в работу пульсатор давления, и величину угловой скорости маховика, определяющую величину пикового давления СОЖ. Это существенно расширяет технологические возможности устройст5 ва, делает его универсальным.

Формула изобретения 1. Устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости и отвода стружки при глубоком сверлении, содержащее пульсатор давления, в корпусе которого с.одного

его торца выполнено гнездо под инструмент и связанная с ним камера, соединенный с камерой трубопровод подачи СОЖ и привод вращения, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат путем управления пульсацией СОЖ, устройство снабжено соединенным с приводом вращения полым маховиком, жестко связанным с ним полым валом с торцовым пазом, размещенным в полостях маховика и вала, подвижным в осевом направлении стержнем с диаметрально расположенной на нем и в торцевом пазу вала прямоугольной пластиной, механизмом перемещения стержня, расположенным в корпусе и связанным со стержнем механизмом ориентации пластины, и размещенным в камере поршнем-разделителем, при этом в корпусе с другого его торца выполнено глухое отверстие, предназначенное для размещения вала маховика и пластины, в дне которого выполнены сегментные впадины с дугообразными канавками, связанными каналами с камерой, а механизм перемещения стержня выполнен в виде пневмоцилиндра одностороннего действия с пневмораспределителем и шток-поршнем, взаимодействующим через упорный подшипник и тягу со стержнем, и системы управления срабатыванием пнев- мораспределителя.

2. Устройство поп.1, отличающее- с я тем, что система управления срабатыванием пневмораспределителя выполнена в виде датчика давления СОЖ, связанного через усилитель и анализатор с двумя электроконтактами, один из которых установлен в цепи питания привода вращения маховика, а другой - в цепи питания пневмораспределителя, и датчика угловой скорости вращения маховика, связанного через свой

усилитель и анализатор с третьим электроконтактом, установленным в цепи питания пневмораспределителя.

1

I

I

I

Использование: подача смазочно-ох- лаждающей жидкости (СОЖ) и отвод стружки при глубоком сверлении. Сущность изобретения; устройство содержит насос, систему трубопроводов, пульсатор давле- .ния, переливной предохранительный клапан и фильтр, обратный клапан 8, Пульсатор давления содержит полый вал 9 с маховиком 13 и установленным с возможностью осевого перемещения стержнем 14 с пластиной 16, входящей в отверстие 20 корпуса 19, имеющие два уплотняющих вы.ступа 21 и гидравлически сообщающееся двумя каналами 23 с одной из полостей камеры 24, снабженной поршнем-разделителем 25. Вторая полость камеры 24 сообщается с осевым каналом 26 стебля инструмента и трубопроводом. Пульсатор давления снабжен механизмом ориентации пластины 16 и механизмом 35 перемещения стержня 14. 1 з.п.ф-лы, 7 ил, (Л С