УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЛТОВКИ
RATTLING DEVICE

Изобретение относится к машино- и приборостроению, может быть использовано для шлифования, полирования и упрочнения поверхностного слоя деталей в свободно гранулированной абразивной среде.
Известно устройство для галтовки (а.с. №1484632, кл. В24В 31/02, 1989 г.), содержащее установленный на станине и снабженный приводом галтовочный барабан, выполненный в виде многосекционной винтовой колонны, содержащей секции в виде многогранников с гранями, выполненными в виде равносторонних треугольников, ребра которых сходятся в одной точке-вершине, причем в каждой вершине секции сходятся, по меньшей мере, четыре ребра равносторонних треугольников.
Недостатком известного устройства является недостаточно высокая эффективность обработки, обусловленная тем, что обработка производится в среде абразива, находящегося в возвещенном состоянии, т.е. недостаточно сжатой среде абразива по длине барабана с практически постоянным продольным и поперечным сечением от загрузки к выгрузке, а также из-за недостаточной интенсивности смешивания абразивных сред и обрабатываемых деталей.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для галтовки (а.с. СССР №1433774, кл. В24В, 31/02, 1988 г.), содержащее установленный на станине и снабженный приводом галтовочный барабан в виде винтовой многозаходной колонны со средствами для загрузки и выгрузки деталей, смонтированный из трех и более свернутых в вертикальной плоскости относительно продольной оси и последовательно соединенных между собой по продольным сторонам полос прямоугольной формы, одинаковых по ширине.
Недостатком известного устройства является недостаточно высокая эффективность обработки, обусловленная тем, что обработка производится в среде абразива, находящегося во взвешенном состоянии, т.е. недостаточно сжатой среде абразива по длине барабана практически с постоянным продольным и поперечным сечением от загрузки к выгрузке, а также из-за недостаточно интенсивного смешивания абразивных сред и обрабатываемых деталей.
Техническим решением является повышение эффективности обработки и расширение технологических возможностей за счет сжатия рабочей среды и обрабатываемых деталей в процессе их обработки по длине барабана и увеличения интенсивности их смешивания.
Поставленная задача достигается тем, в устройстве для галтовки, содержащем установленный на станине и снабженный приводом галтовочный барабан в виде винтовой многозаходной колонны со средствами для загрузки и выгрузки деталей, смонтированный из свернутых в вертикальной плоскости относительно продольной оси и последовательно соединенных между собой по продольным сторонам полос, галтовочный барабан выполнен из пяти и более полос выпуклой криволинейной формы переменной ширины, изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на бочкообразной оправке с образованием по периметру барабана винтовых линий и винтовых поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри барабана, а также напусков внутри галтовочного барабана в виде винтовых лопастей по всей длине барабана от загрузки к выгрузке.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции устройства для галтовки.
Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны векторы скорости движения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса обработки и расширяет технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление галтовочного барабана позволяет обеспечить сжатие рабочей среды по мере продвижения от загрузки к выгрузке и повысить эффективность обработки.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что галтовочный барабан выполнен бочкообразной формы и по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует процесс галтовки, повышает эффективность обработки и расширяет технологические возможности установки для галтовки.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана бочкообразной формы позволяет обеспечить последовательное постепенное уплотнение и разрежение потоков частиц абразивных сред и обрабатываемых деталей от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс галтовки и расширяет технологические возможности установки.
Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений галтовочного барабана изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения частиц абразивных сред и обрабатываемых деталей, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что по периметру галтовочного барабана образованы винтовые поверхности с переменной шириной выпуклой криволинейной формы по длине барабана, что обеспечивает нарушение стационарности потоков частиц абразивных сред и обрабатываемых деталей внутри галтовочного барабана.
Новизна обусловлена также тем, что шаг винтовых линий по периметру изменяется по длине галтовочного барабана от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс галтовки и расширяет технологические возможности установки.
Новизна обусловлена также тем, что галтовочный барабан по периметру выполнен из пяти и более свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой по длине галтовочного барабана винтовых полос выпуклой криволинейной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении с образованием по периметру галтовочного барабана винтовых линий и винтовых поверхностей выпуклой формы, с центрами кривизны внутри галтовочного барабана, а также напусков внутри галтовочного барабана в виде винтовых лопастей по всей длине галтовочного барабана от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс галтовки и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что шаг винтовых линий изменяется по длине галтовочного барабана, от загрузки сначала увеличивается, а затем к выгрузке уменьшается, что изменяет скорость продольного перемещения обрабатываемых деталей, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что скручивание каждой полосы в поперечном направлении обеспечивает дополнительное искривление поверхности галтовочного барабана, благодаря чему увеличивается разность между углами наклона векторов перемещения рабочих частиц и деталей в соседних участках галтовочного барабана. При этом частицы абразивных сред и обрабатываемые детали движутся по сложным траекториям, увеличивая частоту столкновений, интенсифицируя процесс обработки.
1
1
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид устройства для галтовки; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - галтовочный барабан, общий вид; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.3; на на фиг.6 - вид полосы выпуклой криволинейной формы, в плане; на фиг.7 - вид полосы выпуклой криволинейной формы после скручивания ее относительно продольной горизонтальной оси O-O; на фиг.8 - вид полосы выпуклой криволинейной формы после скручивания ее на бочкообразной оправке; на фиг.9 - разрез В-В на фиг.8.
Предлагаемое устройство для галтовки состоит из станины 1, выполненной в виде сварной рамы (фиг.1, фиг.2). На станине закреплен привод главного движения, состоящий из электродвигателя 2, редуктора 3 и четырех роликовых опор 4. Галтовочный барабан 5 снабжен двумя ободами 6, которые опираются на роликовые с ребордами опоры 4. На станине 1 смонтировано средство для загрузки 7 и разгрузки 8, а также бункер 9 для отходов. Над бункером 9 в галтовочном барабане 5 выполнены отверстия 10 для удаления отходов (облой, металл заусенцев, окалины и т.п.). Галтовочный барабан 5 выпуклой формы (фиг.3, фиг.4, фиг.5) выполнен из пяти и более полос выпуклой криволинейной формы 11, 12, 13, 14, 15 с образованием по периметру барабана винтовой многозаходной колонны с винтовыми линиями 16-17, 18-19, 20-21, 22-23, 24-25 и винтовыми поверхностями выпуклой формы с центрами кривизны внутри галтовочного барабана 5, а также напусков внутри галтовочного барабана 5 в виде винтовых лопастей 26, 27, 28, 29, 30 по всей длине барабана от загрузки к выгрузке (фиг.5).
1
1
1
1
Полосы выпуклой криволинейной формы 11, 12, 13, 14, 15 (фиг.6) свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно продольной оси О-О (на фиг.7 показана одна из полос выпуклой криволинейной формы, например 11, с кромками 31 и 32, свернутая в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно своей продольной оси O-O). Затем полосы выпуклой криволинейной формы 11, 12, 13, 14, 15 изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении на бочкообразной оправке 33 (фиг.8), например 11, с образованием по периметру галтовочного барабана 5 винтовых линий и винтовых поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри галтовочного барабана 5, а также напусков внутри галтовочного барабана 5 в виде винтовых лопастей 26, 27, 28, 29, 30 по всей длине галтовочного барабана 5 от загрузки к выгрузке.
1
1
Таким образом, галтовочный барабан 5 выполнен из пяти и более полос выпуклой криволинейной формы (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5) полос 11, 12, 13, 14, 15, скрученных в продольном и в поперечном направлениях по винтовым линиям в виде винтовой многозаходной колонны, т.е. предварительно скрученную в продольном направлении выпуклую криволинейной формы полосу, например 11, относительно продольной оси O-O (фиг.7) помещают на бочкообразную оправку 33 (фиг.8) и изгибают так, чтобы кромки 31 и 32 полосы, например 11, свернуты были по винтовым линиям. После этого полосу 11 деформируют и снимают с оправки 33 либо фиксируют на этой оправке. Аналогичным образом обрабатывают остальные полосы 12, 13, 14, 15. Далее пять деформированных таким образом полос 11, 12, 13, 14, 15 после совмещения продольных кромок полос с образованием напусков 26, 27, 28, 29, 30 соединяют, например, сваркой. В результате по периметру галтовочного барабана 5 (фиг.3) по наружной поверхности образуются пять плавных винтовых линий 16-17, 18-19, 20-21, 22-23, 24-25 и пять внутренних плавных винтовых канавок. Винтовые линии по наружной поверхности галтовочного барабана 5 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности, причем винтовые канавки и винтовые линии могут иметь различное число заходов и различные шаги.
Так как полосы 11, 12, 13, 14, 15 имеют переменную ширину (фиг.6), то галтовочный барабан 5 (фиг.3, фиг.4, фиг.5) имеет переменное продольное сечение и переменное проходное сечение по длине галтовочного барабана 5.
Предлагаемое устройство для галтовки работает следующим образом.
Во вращающийся барабан 5 устройства для галтовки через средство для загрузки 7 беспрерывно загружается рабочая среда и подлежащие обработки детали. При вращении барабана 5 рабочая среда и обрабатываемые детали совершают движение по винтовым канавкам и выгружаются из барабана 5 в средство 8. Отходы обработки (облой, материал заусенцев, окалина и т.п.) через отверстия 10 выводятся из барабана 5 в бункер отходов 9.
Так как полосы, из которых смонтирован галтовочный барабан 5, свернуты не только в продольном, но и в поперечном направлении, то по периметру галтовочного барабана 5 образованы различные по шагу направленные навстречу друг другу винтовые внутренние поверхности и соответствующие их пересечениям винтовые канавки. Образование сложной внутренней поверхности в виде сочетания двух криволинейных поверхностей, в каждой точке которых возникают разнонаправленные составляющие движения, усиливают эффект обработки благодаря наличию разнонаправленных векторов. Таким образом, двоякая кривизна поверхности обеспечивает усиление технологического и транспортного эффекта благодаря наличию разнонаправленных векторов в каждой точке внутренней поверхности галтовочного барабана 5. Благодаря тому что полосы 11, 12, 13, 14, 15 имеют переменную ширину с образованием по периметру галтовочного барабана 5 криволинейных поверхностей, осуществляется постепенное разрежение и уплотнение массы загрузки, что интенсифицирует процесс обработки деталей. Таким образом, при вращении галтовочного барабана 5 частицы абразивных сред и обрабатываемые детали захватываются внутренней винтовой поверхностью, а также лопастями 26, 27, 28, 29, 30 и в направлении вращения поднимаются вверх и перемещаются в сторону выгрузки. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса частицы абразивных сред и обрабатываемые детали движутся навстречу друг другу под определенными углами и к стенкам вращающегося галтовочного барабана 5 и перемещаются в сторону выгрузки. Так как криволинейная поверхность галтовочного барабана 5 непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций обрабатываемых деталей и абразивных материалов, которые поднимаются вверх и падают вниз, движутся под разными углами. Поскольку внутренняя поверхность галтовочного барабана 5 криволинейна, криволинейны и лопасти 26, 27, 28, 29, 30, то каждая порция частиц абразивных материалов и обрабатываемых деталей перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс взаимодействия абразивных материалов и обрабатываемых деталей друг с другом и со стенками галтовочного барабана 5, повышает интенсивность обработки деталей и расширяет технологические возможности. Так как из-за криволинейности бочкообразной поверхности галтовочного барабана 5 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц абразивных материалов и обрабатываемых деталей, то каждая абразивная частица и обрабатываемая деталь движутся по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва их от стенок галтовочного барабана 5, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса обработки деталей.
Технико-экономическое преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений абразивных частиц и обрабатываемых деталей, повышения интенсивности их смешивания и переориентации, а также увеличения скорости их перемещений от загрузки к выгрузке, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия абразивных частиц и обрабатываемых деталей друг с другом и со стенками галтовочного барабана 5, повышает производительность, расширяет технологические возможности. Так как галтовочный барабан 5 выполнен бочкообразной формы и по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, то интенсифицируется процесс обработки и расширяются технологические возможности установки для галтовки, при этом обеспечивается последовательное постепенное уплотнение и разрежение потоков абразивных частиц и обрабатываемых деталей по мере продвижения их от загрузки к выгрузке, что также интенсифицирует процесс отделочно-зачистной обработки (галтовки) и расширяет технологические возможности установки.