УСТАНОВКА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНО-АБРАЗИВНОЙ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

Установка для очистки поверхностей изделий сложной формы постоянного сечения предназначена для использования в области очистки загрязненных поверхностей, например, для поверхностной очистки загрязненных рельсов при их восстановлении, заключающейся в создании кипящего слоя абразивного материала в зоне обработки, нагреве поверхностей детали до температуры плавления органических составляющих загрязнений и центробежно-абразивной обработке.
Известна установка для очистки поверхностей изделий сложной формы, использующая для удаления загрязнений с поверхности нагрев поверхностей рельса до температуры плавления органических составляющих загрязнений с последующей струйно-абразивной обработкой сжатым воздухом и абразивом кипящего слоя [1]. Данная установка обеспечивает очистку загрязненных поверхностей, в основном, за счет нагрева поверхностей, что значительно повышает затраты на эксплуатацию. Направленный поток абразива создается воздушным потоком, который выходит из отражателей-преломителей. При этом скорость мелкозернистого материала недостаточна для очистки без подогрева. Преломление потока абразивных частиц при восходящем движении снижает скорость абразива, что уменьшает интенсивность очистки.
Известна также установка для центробежной обработки поверхностей деталей, осуществляемой под действием центробежных сил абразивными частицами, находящимися во взвешенном состоянии в суспензии [2]. Основным недостатком данной установки является сложность и энергозатратность устройств подачи суспензии с абразивом в зону обработки. В данной установке устройства подачи свободного абразива и зона обработки выполнены в виде отдельных агрегатов, что значительно усложняет конструкцию установки.
Известен способ центробежно-абразивной обработки внутренних цилиндрических поверхностей изделий [3], при котором подача свободного абразива в зону обработки осуществляется шнеком, что не обеспечивает равномерности подачи свободного абразива в зону обработки, а также постоянства режима обработки по высоте обрабатываемой поверхности. Кроме того, данный способ применим только для обработки внутренних поверхностей.
Цель изобретения - повышение качества очистки загрязненных поверхностей изделий сложной формы за счет направленного центробежного абразивного и теплового воздействия мелкозернистого материала на поверхности изделий.
Указанная цель достигается тем, что на очищаемую поверхность воздействует направленный поток абразивных частиц под действием центробежных сил, создаваемых вращающимися лопастями, заключенными в кожух. Равномерность заполнения межлопастного пространства обеспечивается кипящим слоем предварительно нагретого абразива.
На чертеже изображена установка для центробежно-абразивной очистки поверхностей изделий сложной формы.
В установке в качестве нагревательного устройства использована печь с кипящим слоем, обеспечивающим равномерный и быстрый нагрев обрабатываемых деталей. Печь имеет две сообщающиеся камеры со слоем
мелкозернистого материала - подготовительную камеру 1 и рабочую камеру 2, разделенные вертикальной перегородкой 3 со щелью около газораспределительной решетки, закрываемой заслонкой 4 для перепускания кипящего слоя; газораспределительную решетку 5, подрешеточную камеру (коллектор) 6, крыльчатки 7, установленные на валах привода 8, закрываемую заслонку 10 для удаления абразива из камеры, кожухи крыльчаток 9. В рабочей камере симметрично относительно очищаемого изделия 11 установлены крыльчатки 7. В верхней части подготовительной камеры предусмотрен шибер 12 для засыпки новой порции абразива. Подготовительная камера герметично закрыта крышкой 16, в которой выполнено окно для прохода газа, перекрываемое шибером 12. Нагрев осуществляется нагревательным устройством 13.
Установка работает следующим образом.
Чистый абразив засыпают через шибер 12 в камеру 1. Воздух подается в левую часть коллектора 6 и поступает в правую часть коллектора 6 через решетку 5. Изделие 11, подаваемое в печь через окна в стенках рабочей камеры 2, проходит между двумя вращающимися крыльчатками 7. В исходном состоянии установки, при открытом положении шибера 12, когда давление в надслоевых пространствах подготовительной 1 и рабочей 2 камер равны, высота кипящего слоя 14 одинакова в обеих камерах. Затем шибер 12 закрывают и временно перестают подавать сжатый воздух в правую часть коллектора 6, вследствие чего давление воздуха в надслоевом пространстве камеры 1 повышается, и мелкозернистый материал под действием перепада давления вытесняется в рабочую камеру 2 через щель в вертикальной перегородке 3 при открытой заслонке 4, поднимаясь до уровня 15 над изделием. После этого заслонка 4 закрывается, воздух перестают подавать в левую часть коллектора 6, шибер 12 открывается, и подготовительная камера 1 заполняется новым объемом чистого абразивного материала, равным объему заполнения рабочей камеры, с
последующим нагревом до рабочей температуры.
Сжатый воздух, подаваемый через газораспределительную решетку 5 в правую часть коллектора 6, создает кипящий слой мелкозернистого материала, в межлопастном пространстве. Там частицы захватываются лопатками крыльчатки 7 и под действием центробежных сил направляются на очищаемую поверхность изделия 11 через окна 17 кожухов. При этом плотность абразивных материалов в зоне контакта с обрабатываемой поверхностью увеличивается, что обеспечивает интенсификацию удаления загрязнений с поверхности изделия 11. Поступление новых порций абразивного материала в межлопастные пространства осуществляется за счет кипящего слоя, создаваемого постоянным продуванием сжатого воздуха через решетку 5. Поверхность очищаемого изделия нагревается до температуры плавления органических составляющих загрязнений (250...350°С). Удаление загрязненного отработанного абразивного материала осуществляется через заслонку 10.
Источники информации:
1. Патент №2257965 РФ, МПК-7 F 27 В 15/00. Установка для очистки поверхностей изделий сложной формы / В.В.Горелов, Л.Ф.Родионов, Е.Р.Шадыев, А.А.Уютов, 2005 (прототип).
2. Патент №2147505 РФ, МПК-7 В 24 В 31/104. Устройство для обработки деталей в центробежно-уплотненном потоке свободного абразива / М.И.Ильин, С.В.Портнов, 2000.
3. Авторское свидетельство SU 468769, 30.04.1975.