Устройство для контроля износа режущего инструмента Советский патент 1980 года по МПК E21C13/00 G01N3/56 

1

Изобретение относится к средствам для контроля износа режушего инструмента, в частности бурого, и может быть использовано в машинах с гидравлической подачей инструмента, который подвержен истиранию в условиях,трудно доступных для внутреннего контроля.

Известно устройство для контроля износа режущего.инструмента, в частности бурового, в машинах с гидравлической подачей, содержащее накопитель с рабочей кгuvIepoй и каме.рой подпора, управляющий золотник, напорный трубопровод и узел управления по скорости вращения.

В этом устройстве усилие подачи инструмента сопровождается изменением давления в напорной полости подающего цилиндра, а величина перепада давлений используется в качестве показателя, определяющего стойкость инструмента. Устройство позволяет оценивать степень износа режущего инструмента по величине заполнения накопителя жидкостью из рабочей камеры через щзоссепъ, регулируемый по скорости вращения инструмента 1.

НедЬс:татком этого устройства является отрицательное влияние веса- инструмента, который способствует изменению усилия подачи при бурении, так как при увеличении глубины бурения возростает вес става, несущего инструмент.

Кроме того, устройство не позволяет осуществлять независимое уп10равление плунжером по весу и скорости вращения инструмента.

Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства, а также обеспечение возможнос15ти независимого управления плунжером по весу или скорости инструмента.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено узлом yrt20равления по весу инструмента и дифференциальным дросселем, включающим внешний цилиндр, упруго установленный в нем промежуточный цилиндр с щелевым отверстием, размещенный в

25 промежуточном цилиндре плунжер, кинематически связанный с узлом управления по скорости BpafiieHHя и йо весу инструмента, рабочая Кс1мера накопителя сообщена с напорным трубопро30

водом через дифференциальный дроссель, а камера подпора - с напорным трубопроводом,

Кроме того, узел управления по весу инструмента выполнен ввиде подвижно установленного во внешнем цилиндре дополнительно цилиндра с поршнем, шток которого связан со штоком плунжера.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство,.

Оно содержит накопитель 1, включающий цилиндр 2, поршень 3 со штоком, рабочую камеру 4 и камеру 5 подпора, управляющий золотник б, состоящий из цилиндра 7, плунжера 8 со штоком и пружины 9, напорный- трубопровод (г,сеть), дифференциальный дроссель 10,. состоящий из внешнего цилиндра 11, промежуточного цилиндра 12. с щелевым отверстием, плунжера 13, пружин 14. и 15, дополнительного цилиндра 16, коромысла 17 и крана 18, а также поршень- 19 и тягу 20. К узлу управления по весу инструмента относятся пружина 15 цилиндр 16 и поршень 19, а к узлу управления по скорости вращения тяга 20 (на чертеже этот узел не показан) .Дифференциальный дроссель 10 гидравлически связан с рабочей камерой 4 накопителя 1 и с напорной гидросетью станка. Промежуточный цилиндр 12/ установленный во внешнем цилиндре 11, находится под действием пружин 14 и давления жидкости из камер прямого (К,П.Х,) и обратного (К.О.X ходов гидроподатчика (Г.П,), Плунже 13 установлен в промежуточном ци-. линдре 12 и соединяет его с дополнительным цилиндром 16 действйем противоположно направленных сил пружины 15 и давления жидкости, отсеченной краном 18 от камеры обратного, хода. (К.О.Х.) ,.

Дополнительный цилиндр 16, установленный в цилиндре 11, соединен с тягой 20 узла управления, по скорости вращения инструмента, управляющий золотник 6.соединяет рабочую камеру 4 со сливом, а камера подпора 5 соединена с напорной гидросетью станка (г.сеть).

В основу работы предлагаемого устройства заложен принцип пропорциональности между объемом протекающей через дифференциальный.дроссель 10 жидкости в накопителе 1 и износом инструмента. Это достигается подбором размеров щелевого отверстия промежуточного цилиндра 12 опытным путем при различных режимах работы инструмента.

При холостом ходе инструмента давление в камере прямого хода незначительно, проходное сечение отверстия дросселя 10 закрыто (или почти закрыто), При бурении в камере обратного хода давление жидкое: отсутствует, а в камере прямого хода достигает номинального значения. Под действием давления в камере прямого хода промежуточный цилиндр 12, перемещаясь относительно внешнего цилиндра 11 и плунжера 13 вправо, открывает шелевое отверстие на величину, пропорционсшьную усилию подачи инструмента, что компенсирует влияние переменной скорости его вращения ,

Величина площади проходного отверстия дифференциального дросселя 10 получается в результате относиельных перемещений плунжера 13 (по скорости вращения инструмента) и ромежуточного цилиндра 12 (по усиию подачи инструмента), При заданой жесткости пружин 14 и формы щеевого отверстия величина объема идкости, протекающей, через дроссель 10 в рабочую камеру 4, будет пропорциональна износу инструмента.

Заполнение рабочей камеры 4 соответствует предельно, допустимому износу инструмента. При этом поршень

3со штоком посредством коромысла 17 (по команде на замену инструмента - на черт, не показано) перемещает плунжер 8 со штоком Управляющего, золотника 6 до открытия отверстия, соединяющего золотник 6 с напорной гидросетью станка.При этом плунжер 8 со штоком перемещается в

другое крайнее положение, сжимая пружину 9 и соединяя рабочую камеру

4со сливом.. Далее следует замена инструмента, а рабочая камера 4 полностью освобохсдается от- жидкости под действием давления жи;ркости на поршень 3 со штоком.

При обратном ходе инструмента отверстие в дросселе 10 перекрывается, и напйрный трубопровод отключается от камеры 4.

Если вес инструмента существенно влияет на величину давления, в камере прямого хода при;бурении, то, соединяя камеру обратного хода с камерой гидроподпора плунжера 13 в дополнительном цилиндре 16, можно автоматически установить положение плунжера 13 в процессе взвешивания инструмента (става). По окончании операции взвешивания связь дополнительного цилиндра 16 с камерой обратного хода перекрывается краном 18.

При превьпиении веса инструмента под усилием подачи давление, в камере прямого хода отсутствует, а в камеру обратного хода подается давение, равное разности между составляющей веса инструмента в направении подачи и номинальнЕлм усилием подачи.

Под действием давления в камере обратного хода промежуточньтП ци