Защитный кожух для режущего инструмента с системой пылеотсоса
PROTECTIVE JASKET FOR CUTTING TOOL WITH VACUUM SUCTION SYSTEM

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к устройствам для обеспыливания рабочей зоны оператора.
Согласно Стратегии национальной безопасности РФ до 2020 года, обозначающей одной из главных стратегических угроз национальной безопасности прогрессирующую трудонедостаточность, ожидается дальнейшее снижение доли трудоспособного населения в общей численности населения (Бабаков А.Н., Черникова А.Г. Состояние охраны труда в России // Вестник ИМСИТа. – 2013. – № 3-4. – С. 21-23), (Denisov O.V., Bulygin Yu.I., Ponomarev A.E., Ponomareva I.A., Lebedeva V.V. Innovative solutions shockproof protection in occupations associated with an increased risk of injury // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2017. – V. 50. – № 1. Р. 012044).
В РФ в настоящий момент реализуется национальный стандарт ГОСТ Р 12.0.007-2009 «Система стандартов безопасности труда. Система управления охраной труда в организации. Общие требования по разработке, применению, оценке и совершенствованию», однако, несмотря на это, статистические данные показывают рост профзаболеваемости. Статистический анализ причин профессиональных заболеваний в России показывает, что до 40 % их прямо или косвенно связаны с неудовлетворительными условиями труда. По данным Росстата продолжается увеличение удельного веса трудящихся, занятых в условиях, не отвечающих санитарно-гигиеническим нормам. В 2016 году значения этого показателя в России составило 27,8 %, а в Южном федеральном округе 23,4 % (или каждый четвертый). Наибольшая доля из них работает под воздействием повышенного уровня шума и пыли 14,1 % (Состояние условий и охраны труда в Российской Федерации в 2012 году и меры по их улучшению (краткий аналит. обзор) // М.: Минздравсоцразвития России, – 2013. – С.  46), (Охрана труда в цифрах и фактах. Направления совершенствования глобальной культуры охраны труда // М.: МОТ, – 2004–, С.  32), (Кульбовская, Н.К. Экономика охраны труда // Библиотека журнала «Социальная защита». Серия «Охрана труда». М.: НПЦ «Социометрия», – 2005. – С. 170.).
При ремонте, сварочных работах на объектах экономики применяется разнообразное мобильное и стационарное металлообрабатывающее оборудование, которое в силу своей специфики представляет собой источники не только повышенных уровней шума, но и запыленности рабочей зоны оператора. Это свидетельствует о необходимости решения задачи по снижению запылённости и шума на рабочих местах. (Месхи, Б.Ч. Общая оценка условий труда в цехах металло- и деревообрабатывающей промышленности для рабочих, обслуживающих станки прерывистого действия // Третья Всерос. школа- семинар с междунар. участием «Новое в теоретической и прикладной акустике»: Сб. трудов СПб, 23-24 октября 2003. – под ред. Н.И. Иванова. С. 73-77), (Повышение эффективности обеспыливания воздуха рабочих зон металлообрабатывающих и деревообрабатывающих производств/ Булыгин Ю. И., Панченко О.С., Романов В.А., Денисов О.В. //Вестник ДГТУ. –Ростов-на-Дону, 2013. - № 7/8(75), с.49-57).
Среди защитных средств известны устройства для улавливания и отвода пыли при работе на полировальных, обдирочных кругах и отрезных станках, успешно применяющихся в производстве (SU № 1750935 А1, МПК B24B55/00, 30.07.1992 г.), (SU № 1684007 А1, МПК B24B55/06, 15.10.1991г.). Недостатками данных защитных средств является низкая эффективность пылеулавливания.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому по достигаемому эффекту является кожух-пылеуловитель, представляющий собой охватывающий абразивный круг корпус и установленные на нем патрубок для отсоса запыленного воздуха и бункер для сбора пыли (патент RU № 2101161 С1, МПК B24B55/06, 10.01.1998 г.).
Недостатками данного пылеуловителя являются низкая эффективность пылеулавливания при обработке любых неплоских конструкций и отсутствие системы защиты от шума.
Сущность изобретения заключается в том, что защитный кожух для режущего инструмента с системой пылеотсоса, содержащий прочный внутренний и внешний пылеотсасывающий элементы кожуха, выполненные в виде незамкнутых цилиндров с возможностью сборки, поворота и фиксации на оси вращения отрезного диска, характеризующийся тем, что  внешний элемент кожуха жестко соединен с вилочной рукояткой-штоком, закрепленной  на оси вращения отрезного диска посредством  продольных прорезей,  внешний элемент кожуха соединен посредством гибкой гофрированной трубки с фильтровентиляционным моноблоком, состоящим из малогабаритного циклона, осевого вентилятора с электроприводом и фильтра тонкой очистки, при этом фильтровентиляционный моноблок размещен на корпусе силового привода инструмента, электропривод осевого вентилятора подключен к силовому приводу посредством устройства отбора мощности, кромка  пылеотсасывающего внешнего элемента кожуха, прилегающая к обрабатываемой детали, по всему периметру снабжена плотной щеткой с щетинками из равномерно чередующихся шумопоглощающих нитей на основах углепластикового волокна и термоупругого демпфирующего титаноникелевого сплава.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышенная эффективность пылеулавливания при обработке конструкций сложной формы, за счет применения кожуха с кромкой, прилегающей к обрабатываемой детали и снабженной щеткой с щетинками, и фильтровентиляционного моноблока. Кроме того, данное изобретение оснащено двухконтурной системой защиты от шума: в зоне обработки детали - силиконовым кожухом с щеткой с щетинками равномерно чередующихся шумопоглощающих нитей, а также в зоне силового привода – звукопоглощающим кожухом.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на
фиг.1 - представлен внешний вид предлагаемого защитного кожуха инструмента (вид сбоку) установленного для обработки детали;
фиг.2 -  представлен внешний вид предлагаемого защитного кожуха инструмента (вид спереди).
Защитный кожух для режущего инструмента с системой пылеотсоса содержит прочный внутренний 1 и внешний силиконовый 2 пылеотсасывающие элементы кожуха, соединенныс фильтровентиляционным моноблоком 3, а также двухконтурную систему защиты от шума 4. Перечисленные кожухи выполнены в виде незамкнутых цилиндров с возможностью сборки, поворота и фиксации на оси 5 вращения отрезного диска 6. Внешний элемент силиконового пылеотсасывающего кожуха 2 жестко соединен с вилочной рукояткой-штоком 7, закрепленной  на оси 5 вращения отрезного диска 6 посредством  продольных прорезей 8. Внешний элемент кожуха 2 соединен посредством профилированного патрубка 9 отвода пыли и гибкой гофрированной трубки 10 с фильтровентиляционным моноблоком 3, состоящим из малогабаритного циклона 11, осевого вентилятора с электроприводом 12 и фильтра тонкой очистки 13. При этом фильтровентиляционный моноблок 3 размещен на корпусе 14 силового привода 15 инструмента. Электропривод осевого вентилятора 12 подключен к силовому приводу 15  посредством устройства отбора мощности 16. Кромка 17 пылеотсасывающего внешнего элемента кожуха 2, прилегающая к обрабатываемой детали 18, по всему периметру снабжена плотным щетинистым ограждением в виде плотной щетки 19 с щетинками из равномерно чередующихся шумопоглощающих нитей на основах углепластикового волокна 20 и термоупругого демпфирующего титаноникелевого сплава 21. Крутящий момент от силового привода 15 передается на отрезной диск 6 посредством звена 22. Пылеотводящий силиконовый кожух 2 перемещается относительно оси 5 при ослаблении гаек-барашек 23 (ГОСТ 3032-76) вилочной рукояткой-штоком 7. Вес пылеотсасывающего силиконового кожуха 2 с щетинистым ограждением 19 при их перемещении уравновешивается пружинным механизмом 24. Для дополнительного снижения шума в составе конструкции может использоваться звукопоглощающий кожух 25 силового привода 15 и фильтровентиляционного моноблока 3.
Защитный кожух работает следующим образом:
При обработке детали 18 силиконовый пылеотсасывающий кожух 2 с щетинистым ограждением в виде плотной щетки 19, максимально обволакивающей изгибы детали, служат барьером от проникновения в окружающую среду из зоны резания металлической стружки и абразивной пыли.  Воздушно пылевой поток посредством профилированного патрубка 9 и гибкой гофрированной трубки 10 отсасываются осевым вентилятором 12, электропривод которого подключен к силовому приводу 15 посредством устройства отбора мощности 16, и поступает в малогабаритный циклон 11 для предварительной очистки.  Из малогабаритного циклона 11 воздух с остатками пыли попадает на фильтр тонкой очистки 13, например, тканевый или бумажный фильтр, который осуществляет окончательную доочистку воздуха. Щетинки из равномерно чередующихся шумопоглощающих нитей на основах углепластикового волокна 20 и термоупругого демпфирующего титаноникелевого сплава 21 не позволяют пылевым частицам выйти за пределы защитного кожуха, а также способствуют звукопоглощению шума, возникающего при обработке детали. Нити из термоупругого демпфирующего титаноникелевого сплава 21 могут пластически деформироваться при резком соприкосновении с неровностями обрабатываемой детали.
В случае значительного динамического воздействия, превышающего возможности упругого деформирования нитей (щетинок) из  термоупругого демпфирующего титаноникелевого сплава 21,  эластичные нити на основе углепластикового волокна 20  деформируются в упругой зоне, а нити (щетинки) из  термоупругого демпфирующего титаноникелевого сплава 21 деформируются вначале в упругой, а затем в пластической зонах. Деформации проволоки нитей (щетинок) из термоупругого демпфирующего титаноникелевого сплава 21 происходят за счёт пластического изгиба в зоне соприкосновения или удара (RU. 2073142C1, МПК F 16F1/14,1993г., RU 2256831C2, МПК 7 F 16F1/14.,20/07/2005 г.).
Для восстановления формы нитей (щетинок) из  термоупругого демпфирующего титаноникелевого сплава 21 осуществляется нагревом до температуры, при которой происходит восстановление формы пластически деформированных нитей. Нагрев может  оперативно осуществляться, например, за счёт портативных нагревателей, тепловой пушки, собственно тепла от разогретой детали и отрезного (шлифовального) диска и т.п. устройств.
6
Для термоупругого демпфирующего сплава с эффектом памяти формы на основе Ni – Ti значения температур, при которых происходит мартенситное превращение (восстановление формы), может составлять 320…340 К, а количество циклов пластических деформаций проволочек, имеющих незначительное число дислокаций в кристаллической решетки, может достигать 10 (Эффект памяти формы в сплавах: Пер. с англ. Л.М. Бернштейна / Под ред. В.А. Займовского – М.: Металлургия, 1979 – 472с.). Возврат элементов обеспечивается силой термоупругости сплава, из которого выполнена проволока при температуре восстановления формы.
После восстановления формы устройство охлаждается до исходной температуры пассивно при переносе инструмента на другое рабочее место.
Устройство с восстановленными нитями вновь готово к работе, а именно к демпфированию ударов и толчков, передающихся к инструменту, защите персонала от абразивных частиц и пыли, а также некоторому звукопоглощению шума.
Также восстановление формы может происходить в конце рабочего дня (смены) за счёт применения других нагревательных устройств, например, калориферов или фенов, что может способствовать повышению эффективности работы.
Таким образом, данное изобретение позволяет снизить уровень запыленности и шума с одновременной защитой инструмента (в частности диска) от жестких ударных воздействий при частом изменении локаций  на рабочем месте.