РУЧНАЯ ШЛИФОВАЛЬНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к ручным машинам для обработки различных материалов и может быть использована в промышленных условиях и быту.
Известна ручная шлифовальная машина, которая содержит корпус, установленный в корпусе электрический двигатель с валом, кинематически связанный с валом электрического двигателя шпиндель, на котором закреплен обрабатывающий инструмент, и закрепленную на корпусе рукоять (см., например, патент Российской Федерации №2152862, кл. В 24 В 23/00, опубл. 20.07.2000).
К недостаткам известной ручной шлифовальной машины можно отнести ее сравнительно высокую металлоемкость, что вызывает усталость оператора в процессе эксплуатации, что снижает производительность за счет ухудшения эргономических характеристик машины.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является техническое решение, в котором описана ручная шлифовальная машина, включающая корпус, размещенный в корпусе электрический двигатель с валом, расположенный перпендикулярно к валу электрического двигателя и кинематически связанный с ним шпиндель с закрепленным на нем дисковым обрабатывающим инструментом и закрепленную на корпусе рукоять (см., например, патент Российской Федерации №2164854, кл. В 24 В 23/02, опубл. 10.04.2001).
Поскольку шлифовальная машина является ручной, то в процессе эксплуатации оператору необходимо прикладывать определенное усилие для удержания ее на весу. Одновременно при взаимодействии обрабатывающего
инструмента с материалом возникает опрокидывающий момент, стремящийся развернуть корпус машины. Для исключения этого явления оператору необходимо приложить определенное дополнительное усилие к корпусу ручной шлифовальной машины для удержания обрабатывающего инструмента в заданном положении. Указанные нагрузки на оператора вызывают его усталость, что снижает производительность машины за счет ухудшения ее эргономических характеристик.
Полезная модель направлена на решение задачи по созданию такой ручной шлифовальной машины, которая обеспечивала бы увеличение производительности выполняемых работ путем снижения усталости оператора за счет улучшения эргономических характеристик машины. Технический результат, который может быть получен при реализации заявленной полезной модели, заключается в снижении усилий, прикладываемых оператором к корпусу ручной шлифовальной машине в процессе эксплуатации.
Поставленная зада решена за счет того, что в ручной шлифовальной машине, которая включает корпус, размещенный в корпусе электрический двигатель с валом, расположенный перпендикулярно к валу электрического двигателя и кинематически связанный с ним шпиндель с закрепленным на нем дисковым обрабатывающим инструментом и закрепленную на корпусе рукоять, расстояние по продольной оси симметрии вала электрического двигателя от рукояти до точки пересечения продольных осей симметрии шпинделя и вала электрического двигателя составляет не более 1,5 и не менее 0,9 диаметра обрабатывающего инструмента.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена ручная шлифовальная машина и на фиг.2 - один из вариантов конструктивного выполнения ручной шлифовальной машины.
Ручная шлифовальная машина содержит полый корпус 1. Корпус 1 может быть изготовлен из легкого металла, например, алюминия или из пластмассы и выполнен
цельным или составным, то есть из нескольких соединенных между собой частей. В полости корпуса 1 установлен электрический двигатель 2 с валом 3. Шпиндель 4 расположен перпендикулярно к валу 3 электрического двигателя 2, то есть продольная ось 5 симметрии шпинделя 4 и продольная ось 6 симметрии вала 3 электрического двигателя расположены в одной плоскости и перпендикулярно друг другу. Шпиндель 4 кинематически связан с валом 3 электрического двигателя 2. Указанная кинематическая связь может быть выполнена, например, в виде конического редуктора, одно зубчатое колесо 7 которого соединено со шпинделем 4, а другое зубчатое колесо 8 которого соединено с валом 3 электрического двигателя 2. Между валом 3 электрического двигателя 2 и зубчатым колесом 8 конического редуктора может быть установлена предохранительная муфта (на чертежах не изображена). На шпинделе 4 закреплен дисковый обрабатывающий инструмент 9, который может быть выполнен, например, в виде круга из абразивного материала. Соединение дискового обрабатывающего инструмента 9 со шпинделем 4 предпочтительно выполнено в виде разъемного соединения для обеспечения замены дискового обрабатывающего инструмента 9 при его износе. На корпусе 1 закреплена рукоять 10, которая может быть выполнена, например, в виде фигурной детали (фиг.1) с отверстием для размещения ладони оператора или в виде цилиндрической детали (фиг.2) с расположенными на ее наружной боковой поверхности выступами для удержания машины оператором. На рукояти 10 может быть расположена кнопка (на чертежах не изображена) для управления электрическим двигателем 2. Расстояние (А) по продольной оси 6 симметрии вала 3 электрического двигателя 2 до точки пересечения продольной оси 5 симметрии шпинделя 4 с продольной осью 6 симметрии вала 3 электрического двигателя 2 составляет не более 1,5 и не менее 0,9 диаметра (Д) обрабатывающего инструмента 9, то есть выполняется следующее условие: 1,5Д≥А≥0,9Д. Указанное соотношение между геометрическими параметрами ручной шлифовальной машины
получено эмпирическим путем. Следует отметить, что выход указанного соотношения геометрических параметров за нижний предел приводит к необходимости увеличения усилия со стороны оператора для противодействия опрокидывающему моменту, что ухудшает эргономические характеристики машины. При этом выход указанного соотношения геометрических параметров за верхний предел приводит к увеличению массы машины и, следовательно, к увеличению усилия со стороны оператора для удержания машины на весу, что также приводит к ухудшению эргономических характеристик машины. Таким образом, при нахождении соотношения геометрических параметров машины в указанном выше диапазоне оптимизируется величина усилий оператора, необходимых, с одной стороны, для удержания машины на весу и, с другой стороны, для противодействия опрокидывающему моменту.
Ручная шлифовальная машина работает следующим образом.
С помощью кнопки управления оператор включает электрический двигатель 2 и его выходной вал 3 начинает вращаться. Вращение выходного вала 3 электрического двигателя 2 через зубчатые колеса 8 и 7 конического редуктора передается на шпиндель 4. При вращении шпинделя 4 начинает вращение закрепленный на нем дисковый обрабатывающий инструмент 9. Оператор, удерживая машину на весу, подводит дисковый обрабатывающий инструмент 9 к материалу и начинает обработку последнего путем перемещения дискового обрабатывающего инструмента 9 в заданном направлении по поверхности материала. При взаимодействии дискового обрабатывающего инструмента 9 с материалом возникает опрокидывающий момент, который стремится отклонить корпус 1 машины и, следовательно, дисковый обрабатывающий инструмент 9 от заданного направления. Для исключения отклонения дискового обрабатывающего инструмента 9 от выбранного направления перемещения оператору необходимо приложить к корпусу 1 машины определенное усилие, дополнительное к усилию, необходимому для удержания машины на весу. При
нахождении соотношения между геометрическими параметрами ручной шлифовальной машины в указанном выше диапазоне значений прикладываемые оператором к корпусу 1 машины усилия для удержания машины на весу и для предотвращения отклонения дискового обрабатывающего инструмента 9 от выбранного направления перемещения находятся в оптимальном соотношении, а суммарное усилие, прикладываемое оператором к корпусу 1 машины, является минимальным по величине. По мере износа дискового обрабатывающего инструмента 9 его заменяют.