ВЫСОКОНАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ

Устройство относится к области машиностроения и может использоваться для подачи через межэлектродный зазор в зону обработки небольших объемов жидких рабочих сред при электроэрозионной, электрохимической размерной и комбинированной электроэрозионно химической обработке деталей с малой площадью зоны формообразования.
Известны устройства для подачи жидкой рабочей среды при электроэрозионной, электрохимической и комбинированной прошивке отверстий малого сечения ([1], с.283; [2], с.158; [3], с.165), работающие при подаче рабочей жидкости с давлением на входе до 200 атмосфер. К недостаткам известных устройств относятся необходимость в насосах высокого давления, высокая энергоемкость приводов насосов, большие затраты на обслуживание высоконапорных магистралей.
Известен пневмонагнетатель ([2], с.155), работающий от пневмосети с подачей жидкой рабочей среды за счет перемещения одного из двух поршней. К недостаткам пневмораспределителя относятся большие габариты, большой расход энергии на создание высокого давления воздуха, создание напора, требуемого при прошивке глубоких отверстий малого сечения.
В качестве прототипа выбираем [2], с.155, позволяющий обеспечить подачу рабочей среды без использования насосных агрегатов высокого давления.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции высоконапорного агрегата подачи жидкой рабочей среды за счет исключения энергоемкого насоса и использования доступной и дешевой энергии заводской пневмосети.
Это достигается тем, что цилиндры низкого и высокого давления попарно соединены общими штоками, связанными с рычажным механизмом последовательного перемещения поршней и управляющим золотниковым механизмом, корпус которого имеет угловое перемещение на фиксированный угол, повторяющийся при прямом и обратном перемещении штоков, а для поворота корпуса золотникового механизма применен клиновой механизм двухстороннего действия, совмещенный с крайними положениями рычажного механизма, имеющий цилиндры для подачи воздуха внутрь привода золотникового механизма и жидкой рабочей среды из емкости для хранения, откуда упомянутая жидкость поступает в цилиндры высокого давления для подачи в зону обработки.
На фиг.1 приведена схема высоконапорного устройства, на фиг.2 положение золотника в корпусе при подаче воздуха в левый цилиндр низкого давления, на фиг.3 - схема поворота корпуса золотникового механизма при крайних положениях рычажного механизма.
Устройство включает левый 1 (фиг.1) и правый 2 цилиндры низкого давления с левым 3 и правым 4 поршнями, соединенными штоками 5 и 6 с поршнями 7 и 8 парных цилиндров 9 и 10 высокого давления. С противоположных сторон относительно поршней 3 и 4 имеются штоки 11 и 12, соединяющие поршни 3 и 4 с рычажным механизмом 13, поворачивающимся относительно стойки 14 и шарнира 15. Шарнир 15 передает движения механизма 13 на привод 16 золотникового механизма 17. Внутрь привода 16 через гибкий шланг 18 подводится сжатый воздух 19 от заводской сети. От золотникового механизма 17 через магистрали 20 и 21 (фиг.2) воздух 19 поступает в парные цилиндры 1 и 2.
Под поршнями 7 и 8 в цилиндрах 9 и 10 находится жидкая рабочая среда 22 и 23, подаваемая через магистрали 24 и 25 к полому электроду - инструменту 26. В магистралях 24 и 25 установлены клапаны 27 и 28. Жидкая рабочая среда 22 и 23 хранится в емкости 29, соединенной с цилиндрами 9 и 10 магистралями 30 и 31 с клапанами 32 и 33.
Привод 16 (фиг.2) соединен с золотником 34, помещенном внутри корпуса 35 золотникового механизма 17 (фиг.1). Воздух 19 из золотника 34 через продольный паз 36 поступает в отверстие 37 в корпусе 35 и далее в магистрали 20 и 21 золотникового механизма 17.
Для поворота корпуса 35 (фиг.3) в крайних положениях рычажного механизма 13 на поверхности привода 16 неподвижно закреплен кронштейн 38 со штангой 39, имеющей на конце двойной клин 40 с рабочими поверхностями 41 и 42. На поверхности корпуса 35 установлены стойки 43 и 44 со скосами 45 и 46 в форме клиньев аналогичных рабочим поверхностям 41 и 42.
Устройство работает следующим образом. По гибкому шлангу 18 (фиг.1) от заводской сети внутрь привода 16 золотникового механизма 17 подают сжатый воздух 19. Воздух 19 (фиг.2) через паз 36 и отверстие 37 в корпусе 35 поступает в одну из магистралей 20 или 21 в зависимости от углового положения корпуса 35 (4)иг.3) относительно привода 16.
Воздух 19 через магистрали 20 или 21 поступает в цилиндры 1 или 2, воздействует на поршни 3 или 4 и перемещает штоки 11 или 12 и 5 или 6 с поршнями 7 или 8 в направлении сжатия жидкой рабочей среды 22 или 23 в цилиндрах 9 или 10. При этом один из клапанов 32 или 33 закрыт, а открытый дает возможность через магистрали 30 или 31 забирать из емкости 29 жидкую рабочую среду в цилиндры 9 или 10.
Рычажный механизм 13 (фиг.1) под действием штоков 11 или 12 поворачивается относительно стойки 14 и через шарнир 15 воздействует на привод 16, соединенный с золотником 34 (фиг.2), который, перемещаясь в корпусе 35 открывает вход воздуха 19 в магистрали 20 или 21 через паз 36 в золотнике 34 и отверстие 37 в корпусе 35 золотникового механизма 17.
При достижении рычажным механизмом 13 крайнего положения при его повороте двойной клин 40 (фиг.3), закрепленный на приводе 16 через кронштейн 38 и штангу 39 одной из рабочих поверхностей 41 или 42 войдет в соприкосновение со скосами 45 или 46 на стойке 43 или 44 и повернет корпус 35 относительно привода 16 так, чтобы воздух направлялся в магистрали 20 или 21 (фиг.2).
Жидкая рабочая среда 22 или 23 (фиг.1) под высоким давлением, величина которого пропорциональна соотношению площадей поршней 3 к 7 или 4 к 8, создают высоконапорную магистраль 24 или 25,поступает через клапаны 27 или 28 внутрь электрода- инструмента 26.
Устройство прошло апробацию при электроэрозионной прошивке круглых отверстий глубиной до 10 мм с диаметром 0,3-1,0 мм в лопатках турбины из сплава ЭИ437Б, где требовалось обеспечить напор 1500-2000 м. Расход денонизированной воды составил 0,06 л/мин. Устройство обеспечивало нормальную подачу жидкой среды до 10 минут на каждый цилиндр без его дозаправки деионизнрованной водой.
Источники
1. А.Ф. Бойко. Эффективная технология и оборудование для электроэрозионной прошивки прецизионных микроотверстий. Белгород: изд-во БГТУ, 2010 - 314 с.
2. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. T.1 / Под ред. В.П. Смоленцева // М.: Высшая школа, 1983 - 247 с.
3. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Т.2 / Под ред. В.П. Смоленцева // М.: Высшая школа, 1983 - 247 с.