УСТАНОВКА ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЛИННОМЕРНЫХ ТРУБ МАЛОГО ДИАМЕТРА

Полезная модель относится к области чистовой обработки, а именно к обработке наружных и внутренних поверхностей длинномерных тонкостенных немагнитных труб различного диаметра ферроабразивными порошками в магнитном поле. Наибольшая эффективность от применения - для магнитно-абразивной обработки (полирования, модификации) наружных и внутренних поверхностей длинномерных труб малого диаметра.
Известна установка обработки поверхностей труб ферроабразивным порошком [1], содержащая привод детали, выполненный с возможностью закрепления и вращения обрабатываемой детали, а также привод магнитной системы, выполненный с возможностью подвода электромагнитного индуктора с зазором к обрабатываемой трубе, его осцилляции и подачи вдоль оси обрабатываемой трубы.
Недостатком аналога [1] является использование в качестве источника магнитного поля электромагнитного индуктора. Использование электромагнитного индуктора повышает вероятность остановок процесса обработки в связи с выходом из строя электрических аппаратов или электрического пробоя намагничивающих катушек. Поэтому необходима тщательная герметизация индуктора от попадания внутрь технологических жидкостей, что усложняет изготовление установки в целом. Кроме того, из-за наличия намагничивающих катушек в таких индукторах они имеют сравнительно большие габаритные размеры и массу, что усложняет конструкцию установки для обработки поверхностей труб.
Также недостатком аналога [1] является неэффективность обработки поверхностей труб малого диаметра. Это связано с тем, что обработка поверхностей в основном обеспечивается вращательным движением обрабатываемой трубы, а короткий ход индуктора, обеспечиваемый механизмом осцилляции, не осуществляет обработку, а осуществляет только перемешивание ферроабразивного порошка.
Известна более надежная и простая в исполнении установка для магнитно-абразивной обработки поверхностей длинномерных труб малого диаметра [2], принятая за прототип полезной модели. Такая установка содержит привод детали, выполненный с возможностью закрепления и вращения обрабатываемой трубы, а также привод магнитной системы, выполненный с возможностью подвода магнитной системы на постоянных магнитах с зазором к обрабатываемой трубе, его возвратно-поступательного перемещения и подачи вдоль оси обрабатываемой трубы.
Недостатком прототипа [2], как и аналога [1] является малая производительность обработки длинномерных труб. Это связано с тем, что обрабатываемая деталь жестко закрепляется в приводе детали, и для обработки всей поверхности длинномерной трубы необходимо осуществлять ее переустановку с прерыванием процесса обработки. Кроме того, привод магнитной системы содержит только одну магнитную системы, что в случае обработки длинномерных труб приводит к снижению ее эффективности.
Технический результат полезной модели направлен на повышение эффективности работы установки для магнитно-абразивной обработки поверхностей труб и улучшение качества обработки за счет применения нескольких зон обработки и возможности обработки без остановки процесса всей поверхности длинномерных труб малого диаметра.
Указанный результат достигается тем, что в установке для магнитно-абразивной обработки поверхностей длинномерных труб малого диаметра, содержащей смонтированные на столе привод обрабатываемой трубы и привод магнитных систем с постоянными магнитами, привод обрабатываемой трубы выполнен с возможностью одновременного вращения и подачи обрабатывамеой трубы относительно магнитных систем посредством размещенных вдоль обрабатываемой поверхности трубы роликов, расположенных на основании группами, каждая из которых состоит из приводного ролика для вращения обрабатываемой трубы, установленного на приводном валу, и ролика подачи, расположенного под углом относительно приводного ролика с возможностью подачи обрабатываемой трубы в зону обработки и вывода ее из зоны обработки, при этом установка снабжена расположенными на основании с помощью поворотных рычагов прижимными роликами, расположенными с обеспечением прижима обрабатываемой трубы после захвата ее упомянутой группой роликов, а привод магнитных систем выполнен с возможностью крепления в нем двух магнитных систем и приведения их в возвратно-поступательное перемещение вдоль оси обрабатываемой трубы.
Новая совокупность отличительных признаков позволяет:
- повысить эффективность обработки за счет возможности ее осуществления на всей поверхности длинномерной трубы, в отличие от прототипа [2], в котором для обработки всей поверхности длинномерной трубы необходимо осуществлять ее переустановку с прерыванием процесса обработки;
- повысить, в сравнении с прототипом [2], производительность обработки длинномерных труб и улучшить качество обработанной поверхности, обеспечив одновременную обработку группой магнитных систем и возможность одновременного осуществления черновой и чистовой обработки.
В частном случае предлагается привод магнитных систем для обработки трубы под углом выполнить с возможностью его поворота относительно упомянутого стола с помощью опорных винтов.
В другом частном случае предлагается выполнить крепление двух магнитных систем в упомянутом приводе посредством кронштейнов и цилиндрических державок с обеспечением предварительного поворота магнитных систем на любой угол относительно кронштейнов.
Полезная модель поясняется иллюстрациями, где:
- на фиг. 1 показана установка для магнитно-абразивной обработки поверхностей длинномерных труб малого диаметра;
- на фиг. 2 - привод детали, выполненный с возможностью одновременного вращения и подачи обрабатываемой трубы
- на фиг. 3 - привод магнитных систем, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения магнитных систем.
Установка 1 (фиг. 1) для магнитно-абразивной обработки поверхностей длинномерных труб малого диаметра содержит привод детали 2, выполненный с возможностью вращения и подачи обрабатываемой трубы 3, и привод магнитных систем 4, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения магнитных систем 5 с постоянными магнитами. Привод детали 2 и привод магнитных систем 4 смонтированы на столе 6. Установка 1 управляется электронным блоком управления (не показан), который позволяет задавать частоту возвратно-поступательных перемещений магнитных систем 5 и скорость вращения обрабатываемой трубы 3.
Привод детали 2 (фиг. 2), смонтированный на основание 7, содержит мотор-редуктор 8 для передачи вращения через вал 9 и ременные передачи 10 на два вала (не показаны), на которых установлены приводные ролики 11, которые обеспечивают вращение обрабатываемой трубы 3. На основании 7 установлены расположенные под углом ролики подачи 12, обеспечивающие подачу обрабатываемой трубы 3 в зону обработки и вывод ее из зоны обработки. Ролики подачи 12 могут иметь возможность изменять угол поворота относительно угловых соединений 13 и обрабатываемой трубы 3. Прижим обрабатываемой трубы 3 обеспечивают прижимные ролики 14, установленные на рычагах 15. Рычаги 15 при нажатии имеют возможность поворота относительно штанги 16 для увеличения пространства между прижимными роликами 14 и группой роликов 11-12, при этом расположенные на винтах 17 пружины (не показаны) деформируются, позволяя опустить рычаг после захвата обрабатываемой трубы 3 группой роликов 11-12.
Скорость подачи обрабатываемой детали 3 (фиг. 1) зависит от заданной на электронном блоке управления частоты вращения приводных роликов 11 и выбранного угла наклона роликов подачи 12 (фиг. 2).
Привод магнитных систем 4 (фиг. 1) обеспечивает возвратно-поступательное перемещение магнитных систем 5 вдоль оси обрабатываемой трубы 3 за счет мотор-редуктора 18 (фиг. 3) через кривошип 19 и подшипник 20, который при вращении по поводку 21 приводит в движение каретку 22. Каретка 22 перемещается по скалкам 23. Возвратно-поступательное перемещение передается от каретки 22 пластине 24, на которой закреплены кронштейны 25, удерживающие магнитные системы 5. Положение магнитных систем относительно оси обрабатываемой трубы осуществляется при помощи регулировочных винтов 26.
Изменение хода магнитных систем 5 осуществляется переустановкой подшипника 20 по пазу (не показан) кривошипа 19 при ослаблении гайки 27 и последующем ее зажатии.
С целью обработки под углом привод магнитных систем 4, закрепленный на столе 6 (фиг. 1), может быть выполнен с возможностью его поворота. Для этого применяют один из опорных винтов 28 (фиг. 3), который поворачивает привод магнитных систем 4 и кронштейн 29 относительно стойки 30. При этом стойка 30 поднимается относительно углового соединения 31, закрепленного на столе 6 (фиг. 1).
Магнитные системы 5 могут иметь цилиндрические державки (не показаны), по которым выполняется крепление в приводе магнитных систем 4, что позволяет предварительно поворачивать магнитные системы 5 на любой угол относительно кронштейнов 25.
Установка для магнитно-абразивной обработки поверхностей длинномерных труб малого диаметра работает следующим образом.
Предварительно, в рабочий зазор магнитных систем 5 и/или внутрь обрабатываемой трубы 3 помещают порцию ферроабразивного порошка, из которого под действием магнитного поля формируется магнитно-абразивный инструмент.
На панели электронного блока управления (не показан) задается частота возвратно-поступательных перемещения магнитных систем 5 и скорость вращения обрабатываемой трубы 3. При необходимости изменяется скорость подачи обрабатываемой трубы 3 изменением угла наклона роликов подачи 12 (фиг. 2) и/или ход магнитных систем 5 переустановкой подшипника 20 (фиг. 3) по пазу (не показан) кривошипа 19.
При нажатии на рычаг 15 (фиг. 2) пропускают обрабатываемую трубу 3 через группу роликов 11-12, после чего опускают рычаг 15, осуществляя прижим обрабатываемой трубы 3 прижимными роликами 14.
После этого с помощью электронного блока управления (не показан) запускают процесс обработки. При этом включается привод детали 2, который обеспечивает вращение обрабатываемой трубы 3, подачу ее в зону обработки и вывод ее из зоны обработки с заданными скоростями, а также включается привод магнитных систем 4, обеспечивающий цикличность возвратно-поступательного движения магнитных систем 5 с заданной частотой и ходом. Это вызывает, перемещение порции ферроабразивного порошка вдоль наружной поверхности или/и вдоль внутренней поверхности обрабатываемой трубы 3.
Описанные выше действия позволяют осуществлять обработку отдельно наружных поверхностей или внутренних поверхностей труб, а также их одновременную обработку.
Применение описанной выше установки для магнитно-абразивной обработки поверхностей длинномерных труб малого диаметра решает проблему эффективного шлифования и полирования изделий малого диаметра и большой длины, что позволяет повысить производительность и качество шлифования и полирования, уменьшить габариты устройств, применяемых в установке для реализации этих процессов, а также снижает материальные и энергетические затраты.
Источники информации:
1. Polishing of ultra-clean inner surfaces using magnetic force / Jeong-Du Kim // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2003. - Vol. 21. - P. 91-97 (Рисунок 3).
2. Установка для магнитно-абразивной обработки поверхностей немагнитных труб: пат. №142468 U1, Российская федерация, В24В 31/112 / Хомич Н.С., Глаговский Э.М., Корогода О.П., Иванова С.В., Хамутовский А.Н, Пасевич П.И.; заявитель УП "Полимаг", НИЯУ МИФИ. - №2013146421; заявл. 18.10.2013; опубл. 27.06.2014. - Бюл. №18. /прототип/.