Устройство зажатия шара

Полезная модель относится механическому оборудованию, в частности к фиксирующим устройствам, и может быть предназначена для неподвижной фиксации шара, например, при контроле твердости поверхности шара.
Известно устройство для изготовления крупных ферритовых сфер [1] (Авторское свидетельство SU №236270 заявка № 1077815-8 от 20.05.1966г. МПК B24B 11/02, опубл. 14.05.1969 г.) содержащее трубчатый инструмент, при этом оно выполнено в виде вращающегося диска из эластичного материала с канавкой по периферии для вращения шара взаимодействующего с трубчатым инструментом, ось вращения которого расположена перпендикулярно плоскости вращения диска.
Недостатком данного изобретения является то, что в устройстве шар вращается, что исключает жесткость его расположения относительно опоры, и возможен проворот относительно позиционируемой поверхности.
Известно устройство для обработки шариков [2] (Авторское свидетельство SU №1093497, заявка № 3529836/25-08 от 06.01.1983 МПК B24B 11/02, опубл. 23.05.1984г.), где торцом дискового инструмента, размещенных в гнездах основания, соединенных с камерой расширения сжатого воздуха посредством вертикальных сопел, выполненных в основании, установленном соосно шпинделю инструмента и кинематически связанном с приводом вращения через мальтийский механизм, причем устройство снабжено по крайней мере двумя парами эллиптических зубчатых колес, одна из которых расположена между основанием, в котором выполнены каналы для подачи жидкой среды в рабочую зону, и крестом мальтийского механизма, а другая – между ведущим звеном последнего и приводом вращения основания, при этом на ведущем звене установлены упоры, предназначенные для управления введенным в устройство регулятором давления камеры расширения сжатого воздуха, а крест мальтийского механизма и соответствующее ему эллиптическое колесо закреплены на валу в таком угловом положении, при котором каждому углу между пазами креста соответствует различная длина наружной поверхности.
Недостатком данного изобретения является то, что в данном изобретении присутствуют привода, которые создают существенные габариты и исключает компактность, также имеется подвижность, из-за чего возможен проворот относительно позиционируемой поверхности.
Наиболее близким (прототипом) по технической сущности к заявленному устройству, по количеству сходных признаков, является устройство для обработки шариков [3] (патент RU №2119859 С1, заявка № 2000108501/02 от 15.09.1994г. МПК5 В24B 11/02, опубл. 10.10.1996г.), содержащее устройство для обработки шариков, размещенных в установленном с возможностью вращения сепараторе между соосно смонтированными верхним и нижним дисками, один из которых связан с приводом вращения, и самоустанавливающимся прижимным кольцом, расположенным концентрично верхнему диску из условия образования между направленными друг к другу поверхностями сужающегося к верхнему торцу верхнего диска кольцевого паза, причем сепаратор расположен между верхним и нижним дисками, связанными с приводом вращения, а прижимное кольцо подпружинено  в осевом направлении, при этом устройство снабжено приводным абразивным диском, установленным над кольцевым пазом, предназначенным для размещения на нём выступающей части шариков.
Недостатком данного изобретения является то, что в устройстве возможен проворот шара, что исключает использование, как опорного элемента для обработки или испытании шара в статическом положении.
Технический результат, на достижение которого направлена данная полезная модель, является:
- возможность неподвижной фиксации шара для осуществления дальнейшей фрезеровки, шлифовки, сверловки или других операций, требующих осуществление неподвижной фиксации шара.
Указанный технический результат достигается за счет применения предлагаемой полезной модели, содержащей основание 2, одна сторона которого соединена с крышкой 3 посредством шарнира 4, согласно изобретения основание 2 и крышка 3 по центру имеют отверстие 8, диаметр которого меньше диаметра шара 1, с зажимами 9, установленными равномерно по краям отверстия 8 для плотного прилегания к шару 1, при этом  противоположная сторона основания 2 соединена с шарниром 5 со шпильками 6 и барашками 7, а  крышка 3 имеет пазы 10 со скруглениями  и имеет длину, которая зависит  от диаметра шпильки 6, а расстояние между ними зависит от расположения шпилек 6 на шарнире 5, причем шпильки 6  одной стороной соединены неподвижно с шарниром 5, а другой стороной  соединены  с барашками 7 посредством резьбового соединения для обеспечения неподвижной фиксации шара 1.
Кроме того, шпилька 6 для затягивания к крышке 3 и основанию 2 выполнены в количестве от 1-6 штук, расположенных в плоскости симметрии устройства в зависимости от размеров шара 1.
Кроме того, зажимы 9 выполнены в количестве по меньшей мере трех штук.
Кроме того, в качестве барашка 7 используют гайки или другие резьбовые метизы.
Кроме того, количество пазов 10 в крышке 3 зависит от количества шпилек в основании 2.
Особенность данного устройства характеризуется тем, что используется быстросъемное приспособление, позволяющее оперативно производить замену испытуемого шара. При этом отсутствие привода в данном устройстве позволяет сделать его компактным, переносным, но при этом достаточно надёжным для исключения проворота шара относительно основания, что необходимо, например, при замере поверхностной твердости шаров. Количество шпилек 6 при этом может отличаться от двух и присутствовать как одна, расположенная в плоскости симметрии устройства, а также более двух.
Техническая сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:
ФИГ.1. Устройство зажатия шара (в открытом положении);
ФИГ.2. Устройство зажатия шара (в закрытом положении);
Описание ссылочных позиционных номеров:
1- Шар;
2- Основание;
3- Крышка;
4- Шарнир;
5- Шарнир;
6- Шпилька;
7- Барашки;
8- Отверстие;
9- Зажим;
10- Паз.
Устройство зажатия шара (Фиг.1) содержит: основание 2, крышку 3, шарниры 4 и 5, шпильки 6, барашки 7, отверстие 8, зажим 9.
Устройство зажатия шара содержит основание 2. Нижняя горизонтальная часть которого, соответствует размерам крышки 3 и имеет отверстие 8 по центру, диаметр которого меньше диаметра шара 1 и зажимами 9, расположенными равномерно по краям отверстия 8. Такое расположение отверстия 8 и зажимов 9 позволяет надежно удерживать шар 1. При этом одна сторона основания 2 закреплена с шарниром 5, а другая противоположная сторона закреплена с крышкой 3 посредством шарнира 4.
Крышка 3, размеры которой соответствуют размерам горизонтальной части основания 2, имеет отверстие 8 по центру, диаметр которого меньше диаметра шара 1 и зажимами 9, расположенными равномерно по краям отверстия 8. При этом одна сторона крышки 3 соединена с основанием 2 посредством шарнира 4, а противоположная сторона содержит прямоугольные пазы 10 со скруглениями, длина которых зависит от диаметра шпильки 6. При этом пазы 10 находятся на расстоянии, которое зависит от расположения шпилек 6 на шарнире 5. Пазы 10 обеспечивают свободную установку шпилек 6 для плотного закрытия крышки 3. При этом количество пазов 10 на крышке 3 зависит от количества шпилек 6 на шарнире 5. Установлено, что шпильки 6 в количестве 2 штук обеспечивают надежное стягивание с крышкой 3. Наличие зажимов 9 позволяет надежно фиксировать шар 1, а наличие отверстий 8 в крышке 3 и основании 2 позволяет крепко удерживать шар 1 на одном месте.
При этом шпильки 6 с одной стороны соединены неподвижно с шарниром 5, а другой стороной соединены с барашками 7 для обеспечения неподвижной фиксации шара 1. В качестве барашка 7 используют гайки и другие резьбовые метизы.
Предпочтительно для затягивания шпилек 6 к крышке 3 и основанию 2 использовать шпильки в количестве от 1 до 6 штук, в зависимости от необходимого усилия зажатия шара.
Количество зажимов 9 предпочтительно составляет не менее трех штук.
Проведенные испытания подтвердили, что отверстие 8 с зажимами 9 в количестве не менее 3 штук, реализованное в патентуемой конструкции с рекомендуемыми размерами диаметра отверстия 8 меньше диаметра шара 1, надежно фиксирует шар 1 от выпадания из устройства зажатия шара.
Полезная модель работает следующим образом.
Испытуемый шар 1 устанавливается в основание 2, с соприкосновением в зажимах 9 (ФИГ.1.). Затем при помощи шарнира 4 крышка 3 опускается до поверхности касания шара 1 (ФИГ.2.) При этом крышка 3 соприкасается с шаром в зажимах 9. Затем при помощи шарнира 5 и шпилек 6 поднимаю до упора крышки 3. С помощью барашка 7 крышку 3 притягивают и зажимают шар 1 относительно основания 2.
Предлагаемую полезную модель испытывали на АО «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат» в рельсобалочном цехе при осуществлении замера твердости поверхности шара для отсутствия смещения относительно опоры твердомера, нужна его неподвижная фиксация.
В отличие от прототипа, где для осуществления контроля твердости шар  1 разрезают на две части, для того, чтобы плоской стороной по поверхности разреза он прилегал к опоре твердомера, а на сферической поверхности шара производят изготовление площадки для контроля поверхностной твердости. В предлагаемом решении для контроля твердости поверхности шара 1 не требуется предварительная разрезка, а возможна фиксация шара с использованием устройства зажатия шара.
Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении по их функциональному назначению. Следовательно, предлагаемая полезная модель соответствует критерию «изобретательский уровень».
Таким образом, использование заявленной полезной модели устройство зажатия шара обеспечивает:
- получение корректные значения, при проведении контроля твердости поверхности мелющих шаров;
- производить ускоренную замену и фиксацию шаров в устройстве, за счет использования барашков 7.
Источники информации
[1] Авторское свидетельство SU №236270 заявка № 1077815-8 от 20.05.1966 МПК B24B 11/02, опубл. 14.05.1969 г.;
[2] Авторское свидетельство SU №1093497, заявка № 3529836/25-08 от 06.01.1983 МПК B24B 11/02, опубл. 23.05.1984г.;
5
[3] Патент № RU 2119859 С1 заявка № 2000108501/02 от 15.09.1994г. МПК В24B 11/02, опубл. 10.10.1996г.