ЭКСЦЕНТРИКОВАЯ ШЛИФОВАЛЬНАЯ МАШИНА
ECCENTRIC GRINDING MACHINE

Настоящее изобретение относится к эксцентриковой шлифовальной машине, охарактеризованной в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
В публикации DE 3906549 С2 описана эксцентриковая шлифовальная машина, содержащая расположенный в корпусе приводной электрический двигатель, ведущий вал которого посредством эксцентриковой опоры приводит в движение несущий вал тарельчатого шлифовального круга, на нижней стороне которого крепится абразивный инструмент. Эксцентриковой опорой несущего вала обеспечивается комбинированное вращательное и орбитальное рабочее движение тарельчатого шлифовального круга вместе с находящимся на нем абразивным инструментом. В рабочем состоянии тарельчатый шлифовальный круг с абразивным инструментом прижимается к поверхности обрабатываемой заготовки, причем вследствие установки несущего вала с опорой на ведущий вал вращение тарельчатого шлифовального круга вокруг собственной оси возможно лишь в ограниченной степени. Когда же эксцентриковая шлифовальная машина находится в состоянии холостого хода, т.е. при подъеме или отрыве тарельчатого шлифовального круга от обрабатываемой заготовки, существует опасность того, что тарельчатый шлифовальный круг из-за трения в опоре начнет вращаться с частотой вращения ведущего вала.
Для ограничения собственного вращения тарельчатого шлифовального круга в состоянии холостого хода предусмотрен фрикционный тормоз, включающий в себя взаимодействующие фрикционные элементы на тарельчатом шлифовальном круге и на обращенной к тарельчатому шлифовальному кругу нижней стороне корпуса эксцентриковой шлифовальной машины. В случае применения такого фрикционного тормоза в состоянии холостого хода эксцентриковой шлифовальной машины наружная обойма тел качения, расположенная на тарельчатом шлифовальном круге, может обкатываться вокруг соответствующей внутренней обоймы тел качения, расположенной на корпусе, что, хотя и не предотвращает собственное вращение тарельчатого шлифовального круга, но благодаря разделению наружной и внутренней обойм позволяет понизить частоту вращения тарельчатого шлифовального круга по сравнению с частотой вращения вала двигателя. Полное же исключение такого собственного вращения в такой конструкции не предусмотрено.
В публикации DE 10148339 А1 описана эксцентриковая шлифовальная машина с фрикционным тормозным устройством, включающим в себя кольцеобразный фрикционный тормозной элемент и опорную плиту, которая является частью тарельчатого шлифовального круга и на нижней стороне которой на "липучке" крепится промежуточная пластина. Обращенная к фрикционному тормозному элементу сторона опорной плиты имеет нисходящий наружу в радиальном направлении профиль, способствующий торможению собственного вращения тарельчатого шлифовального круга и оказывающий стабилизирующее действие, компенсирующее перекосы тарельчатого шлифовального круга.
Соединение между опорной плитой и промежуточной пластиной обеспечивается несколькими зацеплениями, расположенными у наружного края опорной плиты, вследствие чего существует опасность контакта опорной плиты с препятствием при обработке заготовки.
В основу изобретения положена задача выполнения известной эксцентриковой шлифовальной машины таким образом, чтобы при как можно меньшем износе фрикционного тормоза препятствовать собственному вращению тарельчатого шлифовального круга, когда эксцентриковая шлифовальная машина работает на холостом ходу.
Эта задача решается в соответствии с изобретением совокупностью существенных признаков пункта 1 формулы изобретения. Целесообразные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах.
Предлагаемая в изобретении эксцентриковая шлифовальная машина содержит расположенный в корпусе привод (как правило - электрический привод, хотя при осуществлении изобретения также возможно применение гидравлического или пневматического привода), ведущий вал которого посредством эксцентриковой опоры приводит в движение несущий вал тарельчатого шлифовального круга. На нижней стороне тарельчатого шлифовального круга закрепляется абразивный инструмент, например шлифовальная шкурка, прикладываемый к обрабатываемой поверхности заготовки. Вследствие установки несущего вала, на котором закреплен тарельчатый шлифовальный круг, в ведущем валу, на тарельчатый шлифовальный круг принудительно передается эксцентрическое движение. Собственное вращение тарельчатого шлифовального круга, которое, в принципе, допускается опорой несущего вала, в режиме шлифования возможно лишь в ограниченной степени из-за усилий, действующих на тарельчатый шлифовальный круг при шлифовании. Для того чтобы при работе эксцентриковой шлифовальной машины на холостом ходу, т.е. после отрыва тарельчатого шлифовального круга от обрабатываемой заготовки, воспрепятствовать обусловленной трением в опоре раскрутке тарельчатого шлифовального круга до частоты вращения приводного двигателя, предусмотрено фрикционное тормозное устройство, которое предотвращает или, по меньшей мере, притормаживает собственное вращение тарельчатого шлифовального круга в состоянии холостого хода. Это фрикционное тормозное устройство включает в себя, с одной стороны, расположенный на корпусе эксцентриковой шлифовальной машины фрикционный тормозной элемент, а с другой стороны - расположенную на тарельчатом шлифовальном круге соответствующую трущуюся поверхность, нагружаемую силой трения от взаимодействия с фрикционным тормозным элементом. Трущаяся поверхность тарельчатого шлифовального круга выполнена с наклоном по линии, нисходящей в радиальном направлении от центра к периферии, относительно горизонтальной плоскости, перпендикулярной оси несущего вала. Это означает, что обращенная к корпусу шлифовальной машины трущаяся поверхность на тарельчатом шлифовальном круге имеет наибольшее возвышение, относительно горизонтальной плоскости, в зоне оси вращения тарельчатого шлифовального круга, а по направлению к радиально снаружи расположенной кромке тарельчатого шлифовального круга трущаяся поверхность покато расходится по нисходящей линии.
Это решение имеет то преимущество, что сторона тарельчатого шлифовального круга, которая в данный момент имеет эксцентрический вылет, в большей степени испытывает воздействие со стороны фрикционного элемента, чем диаметрально противоположная сторона тарельчатого шлифовального круга, поскольку вследствие подъема трущейся поверхности к середине тарельчатого шлифовального круга по восходящей линии трущаяся поверхность со стороны вылета находится на меньшем расстоянии от фрикционного тормозного элемента и поэтому оказывается во фрикционном контакте с ним скорее или сильнее, чем с противоположной стороны. Это, во-первых, эффективно препятствует собственному вращению тарельчатого шлифовального круга, поскольку фрикционный элемент воздействует на трущуюся поверхность со стороны эксцентрического вылета, прикладывая к ней силу трения. Во-вторых, достигается стабилизирующий эффект, возникающий за счет того, что фрикционный элемент слегка отжимает тарельчатый шлифовальный круг со стороны эксцентрического вылета книзу, благодаря чему тарельчатый шлифовальный круг снова приводится к своему нормальному рабочему положению, в котором ось несущего вала параллельна ведущему валу. В отсутствие же стабилизирующего фрикционного тормозного элемента существует опасность обусловленного конструкцией эксцентрикового привода и люфтами в опоре перекоса тарельчатого шлифовального круга относительно нормали к ведущему валу, что усиливает трение в опоре и способствует раскрутке тарельчатого шлифовального круга вокруг собственной оси. С помощью предлагаемого в изобретении решения этот эффект можно исключить или по меньшей мере сильно ослабить.
Далее, согласно изобретению трущаяся поверхность выполнена конической, заканчивается с радиальным отступом от наружной кромки тарельчатого шлифовального круга и имеет угол конусности, составляющий по меньшей мере 5°, что может быть реализовано особенно простыми конструктивными мероприятиями. При этом линия падения трущейся поверхности может быть как строго монотонной в математическом смысле, так и просто невозрастающей, т.е. может включать в себя нисходящие и горизонтальные участки. Также в трущуюся поверхность могут быть включены промежуточные участки с наклоном к расположенной снаружи кромке по восходящей линии, если трущаяся поверхность проходит в среднем между осью вращения тарельчатого шлифовального круга и его наружной кромкой с наклоном по нисходящей линии.
Фрикционный тормозной элемент выполнен в виде фрикционного кольца, которое предпочтительно имеет постоянное в окружном направлении поперечное сечение. Для обеспечения и улучшения податливости фрикционного тормозного элемента может быть целесообразным его выполнение с растягиваемым по длине в поперечном сечении компенсационным участком. Этот компенсационный участок, выполненный, например, V-образным в поперечном сечении, позволяет фрикционному тормозному элементу упруго пружинить в направлении передаваемой тормозной силы трения, за счет чего можно уравнивать колебания тарельчатого шлифовального круга во время его орбитального движения.
Кроме того, трущаяся поверхность представлена отдельно выполненным контактным элементом, соединенным с тарельчатым шлифовальным кругом. Это дает то преимущество, что трущаяся поверхность может состоять из иного, чем тарельчатый шлифовальный круг, материала. В качестве материалов для трущейся поверхности можно рассматривать различные пластмассы, например полиамид, полипропилен, поликарбонат или полиметилметакрилат. В другом варианте трущаяся поверхность может состоять из металла, прежде всего из алюминия или магния, или из вспененного материала.
Другие преимущества и целесообразные варианты осуществления изобретения раскрыты в формуле изобретения, описании примеров его осуществления и на чертежах, на которых показано:
на фиг.1 - вид в разрезе эксцентриковой шлифовальной машины, тарельчатый шлифовальный круг которой приводится в движение эксцентрически, причем сторона тарельчатого шлифовального круга, обращенная к корпусу эксцентриковой шлифовальной машины, имеет трущуюся поверхность, к которой прилегает фрикционный тормозной элемент и которая выполнена с наклоном по нисходящей линии к своей кромке,
фиг.2 - отдельное изображение тарельчатого шлифовального круга,
фиг.3 - тарельчатый шлифовальный круг в виде сверху.
На чертежах одинаковые элементы конструкции обозначены одинаковыми позициями.
Изображенная на фиг.1 эксцентриковая шлифовальная машина 1 содержит расположенный в корпусе 2 приводной электрический двигатель 3, снабжаемый электроэнергией через вывод 4 для подключения к источнику тока. На ведущем валу 5 приводного двигателя 3 посредством эксцентрично расположенной опоры установлен несущий вал 7 с тарельчатым шлифовальным кругом 8, на нижней стороне которого 9 крепится абразивный инструмент для обработки поверхности заготовки. Опора 6 выполнена, например, в виде шарикоподшипника и допускает собственное вращение несущего вала 7 вокруг оси 11 вращения, которая одновременно представляет собой ось вращения тарельчатого шлифовального круга 8. Эта ось 11 вращения расположена с эксцентриситетом е параллельно оси 10 вращения ведущего вала 5.
В тарельчатом шлифовальном круге 8 высверлены распределенные по его окружности отверстия 12, через которые шлифовальная пыль, образующаяся при обработке заготовки, всасывается в корпус с помощью пылевого вентилятора 13, который также может быть вентилятором охлаждения двигателя, причем пылевой вентилятор 13 жестко соединен с ведущим валом 5 приводного двигателя и выполнен по типу стакана с эксцентрически оформленной внутренней полостью, в которой размещена опора 6 для крепления несущего вала 7. Отводимая через отверстия 12 шлифовальная (абразивная) пыль направляется через расположенный на корпусе выдувной патрубок 14 в не показанный на чертежах пылесборник.
Для того чтобы в состоянии холостого хода, при оторванном от обрабатываемой заготовки тарельчатом шлифовальном круге 8, воспрепятствовать собственному вращению тарельчатого шлифовального круга вокруг оси 11 вращения, вызываемому трением в опоре 6, между корпусом 2 и тарельчатым шлифовальным кругом 8 предусмотрено фрикционное тормозное устройство 15, которое предотвращает или, по меньшей мере, притормаживает собственное вращение тарельчатого шлифовального круга. Это фрикционное тормозное устройство 15 включает в себя трущуюся поверхность 16, расположенную на тарельчатом шлифовальном круге с обращенной к корпусу 2 верхней стороны, а также фрикционный тормозной элемент 17, неподвижно соединенный с корпусом 2 и входящий во фрикционный контакт с трущейся поверхностью 16. Целесообразным является выполнение фрикционного тормозного элемента 17 в виде фрикционного кольца и из резины, или иного эластомера, например термопластичного эластомера, каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера или бутадиен-нитрильного каучука. Фрикционное кольцо 17 имеет компенсационный участок 18, выполненный примерно V-образной в поперечном сечении формы и позволяющий фрикционному кольцу эластично растягиваться и сжиматься по длине в направлении воздействия на трущуюся поверхность.
Трущаяся поверхность 16 на верхней стороне тарельчатого шлифовального круга 8 выполнена в поперечном сечении с наклоном по линии, нисходящей в радиальном направлении от центра к периферии (наружу), т.е. глядя от оси 11 вращения в направлении расположенной радиально снаружи кромки 19 тарельчатого шлифовального круга. Этот наклон определяется относительно горизонтальной плоскости 20, перпендикулярной оси 11 вращения тарельчатого шлифовального круга 8.
В состоянии холостого хода эксцентриковой шлифовальной машины тарельчатый шлифовальный круг 8 может испытывать, вследствие люфтов в опоре и особенностей конструкции эксцентрикового привода, перекос относительно своего положения с параллельными осями вращения, в результате чего ось 11 вращения тарельчатого шлифовального круга незначительно наклоняется по отношению к оси 10 вращения ведущего вала 5. При этом сторона тарельчатого шлифовального круга, которая в данный момент времени имеет эксцентрический вылет, слегка приподнимается, вследствие чего трущаяся поверхность в этом месте оказывается в контакте с фрикционным тормозным элементом 17, отчего она испытывает действие силы трения, затормаживающей собственное вращение тарельчатого шлифовального круга 8. Кроме того, фрикционный тормозной элемент 17 отжимает слегка приподнятый тарельчатый шлифовальный круг вниз, стремясь вернуть его в положение, в котором его ось вращения параллельна оси 10 вращения ведущего вала.
Благодаря радиально восходящему в поперечном сечении снаружи к центру профилю трущейся поверхности 16 сторона тарельчатого шлифовального круга, имеющая в данный момент времени эксцентрический вылет, оказывается в более плотном фрикционном контакте с фрикционным тормозным элементом 17, чем диаметрально противоположная ей сторона. Вследствие этого тарельчатый шлифовальный круг на стороне с эксцентрическим вылетом испытывает действие более высокой тормозной силы, чем на диаметрально противоположной стороне.
На приведенном в качестве фиг.2 отдельном изображении тарельчатого шлифовального круга показан угол α конусности, под которым конический участок трущейся поверхности 16 наклонен относительно горизонтальной плоскость или параллельной плоскости. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.2, конический участок трущейся поверхности 16 ограничен зоной, вынесенной в радиальном направлении сравнительно далеко наружу. При этом существенно то, что трущаяся поверхность выполнена с наклоном по линии, нисходящей в радиальном направлении, глядя от оси 11 вращения к периферии, по всей ее (трущейся поверхности) радиальной протяженности.
На фиг.2 также видно, что трущаяся поверхность 16 является частью контактного элемента 21, выполненного отдельно от тарельчатого шлифовального круга 8, но соединенного с ним, и образует верхнюю сторону тарельчатого шлифовального круга, обращенную к корпусу 2 шлифовальной машины. Это дает возможность изготовления трущейся поверхности 16 из иного, чем тарельчатый шлифовальный круг 8, материала.
Кроме того, как показано на фиг.2 и 3, рациональным может быть вариант, в котором трущаяся поверхность 16 не доходит до наружной кромки 19 тарельчатого шлифовального круга 8, а заканчивается с радиальным отступом от наружной кромки 19. Этого, в принципе, достаточно для того, чтобы гарантировать нагружение тарельчатого шлифовального круга в положении его эксцентрического вылета силой трения от взаимодействия с фрикционным тормозным элементом.