УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ ЦАПФ КОНТЕЙНЕРА

Полезная модель относится к области абразивной обработки и может быть использована для восстановления цилиндрических поверхностей изделий после наплавки, в частности цапф контейнеров, предназначенных для транспортировки отработавшего ядерного топлива.
Отработавшее ядерное топливо транспортируется в защитных контейнерах, которые при транспортировке по железной дороге в вагонах-контейнерах находятся в горизонтальном положении, причем цапфы контейнера укладываются в опоры. При доставке к месту разгрузки ОЯГ контейнер зацепляется траверсой за грузоподъемные цапфы, далее передвижением вагона и поднятием контейнера последний переводится в вертикальное положение и извлекается из вагона, при этом цапфы контейнера поворачиваются в опорах на 90 градусов. На торце одной из цапф расположен сектор, взаимодействующий с конечным выключателем, сигнализирующим о вертикальном положении контейнера и возможности его поднятия. Цапфы диаметром 200 мм изготовлены из стали 06Н2М с наплавкой двух слоев толщиной по 3-4 мм, причем наружный слой наплавляется электродом Э-08Х19Н10Г2Б и является коррозионностойким слоем. Вследствие того, что масса контейнера составляет 95 т, при его переводах из горизонтального положения в вертикальное и наоборот, на поверхности цапф, контактировавшей с поверхностью опор, появляются задиры, наволакивание металла и другие. После нескольких зачисток этих поверхностей возникает необходимость восстановления наружного коррозионностойкого слоя цапфы наплавкой с последующей механической обработкой, причем в качестве базовой поверхности для обработки должна использоваться часть цилиндрической поверхности цапф, контактировавшая с поверхностью опоры при кантовании контейнера. Длина этой части составляет 1/4 от длины окружности цапфы и при вертикальном положении контейнера ее ось симметрии располагается под углом 45° от вертикальной оси цапфы. Осуществление механической обработки цапф после наплавки универсальными станками вследствие массогабаритных характеристик контейнера не представляется возможным. Механическая обработка ручным инструментом не может обеспечить требуемую точность обработки по диаметру 200 мм с допуском: 1,1 мм. Кроме того, техническими требованиями на цапфу предусматривается обкатка поверхности после шлифования до достижения параметра шероховатости 0,8 мкм.
7
Известно устройство того же назначения для шлифования цапф контейнера (патент РФ №2523378, МПК В24В 23/08, В24В 27/04), содержащее шлифовальную головку с приводом вращения, установленную на двух качающихся рычагах, жестко соединенных поперечной перекладиной, и винтовой механизм регулировки радиуса обработки. К контейнеру жестко присоединен кронштейн, содержащий пластину с внутренней проточкой, выполненной по диаметру цапфы, и присоединенную к обечайке опору с отверстием, ось которого совпадает с осью цапфы при упоре внутренней проточки пластины на не требующий обработки участок цапфы. В отверстии опоры установлена ось, на которой с возможностью качания установлен цилиндрический корпус, соединенный с поперечной перекладиной. Присоединенные своей верхней частью к поперечной перекладине качающиеся рычаги выполнены U-образной формы и соединены в нижней части скалками. На скалках подвижно установлен корпус винтового механизма регулировки радиуса обработки (поперечной подачи), в котором установлена пиноль с закрепленной на ней шлифовальной головкой, расположенной внутри качающихся U-образных рычагов. К корпусу поперечной подачи присоединена пиноль винтового механизма продольной подачи шлифовальной головки, размещенная внутри рукоятки, присоединенной к качающемуся рычагу. На вал шлифовальной головки могут быть последовательно установлены как шлифовальный круг, так и обкаточный диск.
Известное устройство работает следующим образом.
Пневматическая шлифовальная машина включается в работу. Вращающийся шлифовальный круг винтовым механизмом поперечной подачи подводится к наплавленному участку обрабатываемой цапфы и врезается в него на определенную глубину, составляющую 0,1-0,2 мм. Рукояткой совершается поворот соединенных между собой поперечной перекладиной и скалками качающихся рычагов вокруг оси, установленной соосно с цапфой. Одновременно поворачивается вокруг оси установленный на скалках механизм поперечной подачи с закрепленной на его пиноли пневматической шлифовальной машиной. При этом вращающимся шлифовальным кругом осуществляется снятие наплавленного металла на обрабатываемом участке цапфы. Винтовым продольной подачи осуществляется перемещение шлифовального круга вдоль обрабатываемого участка цапфы и процесс снятия наплавленного металла повторяется. Для получения требуемого параметра шероховатости поверхности на вал шлифовальной машины вместо шлифовального круга может устанавливаться обкаточный диск. Известное устройство выбрано заявителем в качестве прототипа.
После изготовления известного устройства и введения его в опытную эксплуатацию выявлены следующие недостатки. Механизмы продольной и поперечной подач, U-образные рычаги и скалки, имеющие значительную массу и наиболее удаленные от оси вращения, увеличили усилие на рукоятке. При работе известного устройства усилие на рукоятке при качании шлифовальной машины превысило 30 кг. Масса известного устройства в сборе составила 63 кг, исходя из чего, его монтаж на контейнере затруднителен. Кроме того, известное устройство не позволяет осуществить, при необходимости, круговую обработку и накатку всей поверхности цапфы.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в создании возможности круговой обработки всей поверхности цапфы и снижении усилия на рукоятке и массы устройства.
Для достижения указанного технического результата в известном устройстве, включающем шлифовальную головку с приводом вращения, механизм регулировки радиуса обработки, кронштейн, содержащий пластину с внутренней проточкой, выполненной по диаметру цапфы, и присоединенную к пластине опору с отверстием, центральная ось которого совпадает с центральной осью цапфы при упоре внутренней проточки пластины на не требующий обработки участок цапфы, размещенную в отверстии опоры ось, на которой установлен корпус, кронштейн присоединен к цапфе с возможностью его снятия, а ось присоединена к торцу цапфы на прихватках. Механизм регулировки радиуса обработки установлен между корпусом и кожухом шлифовальной машины.
В частном случае исполнения кронштейн присоединен к цапфе хомутом.
В другом частном случае механизм регулировки радиуса обработки содержит присоединенный к корпусу рычаг, в пазу которого размещена с возможностью перемещения пластина, присоединенная к кожуху шлифовальной машины.
В другом частном случае рычаг и пластина соединены прижимным болтом, установленным в пазу, выполненном в рычаге и пластине.
Присоединение кронштейна к цапфе с возможностью его снятия и присоединение оси к торцу цапфы на прихватках позволяет размещенную в отверстии опоры ось жестко закрепить соосно с цапфой прихватками, а после снятия кронштейна с цапфы создать возможность круговой обработки всей поверхности цапфы, в частности накаточным диском, используя присоединенную к торцу цапфы ось в качестве оси вращения шлифовальной машины вокруг цапфы.
Кроме того, снятие кронштейна с цапфы позволяет постоянно использовать в процессе обработки не требующий обработки участок цапфы в качестве базовой поверхности для выставки шлифовального круга и, тем самым, обеспечить при обработке соосность обрабатываемой поверхности цапфы с не требующим обработки участком цапфы.
Установка механизма регулировки радиуса обработки между корпусом и шлифовальной машиной позволяет приблизить механизм регулировки к оси вращения и, тем самым, уменьшить крутящий момент и усилие на рукоятке при качаниях или вращении шлифовальной машины в процессе обработки цапфы.
Присоединение кронштейна к цапфе посредством хомута позволяет обеспечить его легкое снятие и постановку на цапфу.
Снабжение механизма регулировки радиуса обработки присоединенным к корпусу рычагом, в пазу которого размещена с возможностью перемещения пластина, присоединенная к кожуху шлифовальной машины, позволяет осуществить вертикальное перемещение шлифовальной машины, приближая или удаляя ее шлифовальный круг от цапфы, и, тем самым, изменять радиус обработки цапфы.
Соединение рычага и пластины прижимным болтом, установленным в пазу, выполненном в рычаге и пластине, позволяет установить шлифовальный круг на базовую поверхность, не требующую обработки, и зафиксировать его в этом положении прижимным винтом.
Предлагаемое устройство для шлифования цапф контейнера иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1, фиг. 2, и фиг. 3.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в разрезе;
на фиг. 2 изображен разрез Б-Б на фиг. 1;
на фиг. 3 изображено предлагаемое устройство при обработке цапфы в разрезе.
Предлагаемое устройство для шлифования цапф 1 контейнера (см. фиг. 1 и фиг. 2) содержит кронштейн 2, устанавливаемый на цапфу 1 с помощью хомута 3. Кронштейн 2 состоит из пластины 4 с внутренней проточкой 5, выполненной по диаметру цапфы 1. К пластине 4 прикреплена опора 6 с центральным отверстием 7 таким образом, чтобы центральная ось отверстия 7 совпадала с центральной осью цапфы 1 при упоре внутренней проточки 5 пластины 4 на не требующий обработки участок 8 цапфы 1. В центральном отверстии 7 установлена ступенчатая ось 9 с полым торцом 10, расположенным между торцом цапфы 1 и опорой 6, в котором размещается сектор 11 цапфы 1. На оси 9 с возможностью вращения и продольного перемещения на втулках 12 установлен корпус 13. К корпусу 13 своим рычагом 14 присоединен механизм 15 регулировки радиуса обработки цапфы 1. В паз 16 рычага 14 установлен кронштейн 17, к концу которого присоединен кожух 18 пневматической шлифовальной машины 19 со шлифовальным кругом 20. В рычаге 14 и кронштейне 17 выполнен паз 21, в котором установлен прижимной болт 22. К корпусу 13 присоединены рукоятки 23 и противовес 24. Установленная в центральном отверстии 7 опоры 6 ось 9 крепится своим полым торцом 10 к торцу цапфы 1 на прихватках 25. Корпус 13 ограничивается в продольном перемещении стопорным кольцом 26.
Предлагаемое устройство присоединяется к обрабатываемой цапфе 1 нанесения на нее наплавки следующим образом. В центральное отверстие 7 6 кронштейна 2 устанавливается ось 9, после чего кронштейн 2 устанавливается на цапфу 1 таким образом, чтобы внутренняя проточка 5 пластины 4 прилегала к не требующему обработки участку 8 цапфы 1, и закрепляется на ней хомутом 3. Полый торец 10 оси 9 прижимается к торцу цапфы 1 и крепится к ней на прихватках 25. Затем (см. фиг. 3) снимается кронштейн 2, а на ось 9 устанавливаются корпус 13 в сборе со шлифовальной машиной 19 и стопорное кольцо 26. При необходимости, на корпус 13 устанавливается противовес 24.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Шлифовальный круг 20 подводится до касания к не требующему обработки участку 8 цапфы 1 и в этом положении фиксируется механизмом 15 регулировки радиуса обработки при помощи прижимного болта 22. Пневматическая шлифовальная машина 19 включается в работу. Поворачивая рукоятками 23 корпус 13 вместе со шлифовальной машиной 19 вокруг оси 9 качаниями или вращением, осуществляют снятие наплавленного металла с цапфы 1. При работе периодически контролируют износ шлифовального круга 20 у остановленной шлифовальной машины 19, подводя шлифовальный круг 20 до касания к не требующему обработки участку 8 цапфы 1 и фиксируя новое положение механизмом 15 регулировки радиуса обработки при помощи прижимного болта 22. Для получения требуемого параметра шероховатости обрабатываемой поверхности на шлифовальной машине 19 шлифовальный круг 20 меняется на обкаточный диск (на чертежах не показан) и продолжается обработка поверхности таким же образом.
После окончания обработки и контроля ее качества с оси 9 снимается стопорное кольцо 26 и корпус 13 в сборе со шлифовальной машиной 19. Прихватки 25 срезают отрезным камнем, а места их наложения на торце цапфы 1 зачищают.