ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШЛИФОВАЛЬНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к области ручных пневматических шлифовальных машин с вращающимися шлифовальными инструментами.
Эргономичность пневматических шлифовальных машин в существенной мере определяется наличием тормозного устройства, ограничивающего время вращения вала после отсоединения машины от источника сжатого воздуха. Одним из важнейших требований, предъявляемых к тормозному устройству, является отсутствие существенных затрат энергии сжатого воздуха на обеспечение его работы.
Известна пневматическая шлифовальная машина (патент США US 5439346, 1995), содержащая вал с турбиной и тормозным диском, а также тормозную колодку, прижатую к тормозному диску посредством упругого элемента и перекрывающую канал отвода воздуха от турбины. В процессе работы машины поток воздуха, проходящего через турбину, отжимает тормозную колодку от тормозного диска, затрачивая на это существенную часть энергии. При отсоединении машины от источника сжатого воздуха упругий элемент прижимает тормозную колодку к тормозному диску, автоматически запуская процесс торможения вала.
Недостатком пневматической шлифовальной машины является низкая энергетическая эффективность, обусловлена наличие существенных затрат энергии сжатого воздуха на обеспечение работы тормозного устройства.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату, выбранной в качестве прототипа, является пневматическая шлифовальная машина (Патент РФ на полезную модель №169771, В24В 47/14, 2017), содержащая корпус с камерой высокого давления и камерой низкого давления, боковую стенку с группой сквозных отверстий, тормозную колодку, размещенную напротив указанных отверстий, и упругий элемент, установленный с прилеганием к тормозной колодке, причем камера высокого давления сообщена с камерой низкого давления с помощью группы сквозных отверстий, а тормозная колодка установлена с возможностью перемещений вдоль оси вала под воздействием сжатого воздуха и упругого элемента.
В описываемой конструкции в качестве привода используется турбина, рабочее колесо которой имеет внутреннюю полость, которая образована периферийной стенкой и двумя боковыми стенками и соединена с камерой высокого давления через осевую расточку вала.
В процессе работы машины основная часть сжатого воздуха проходит из камеры высокого давления в камеру низкого давления через турбину, передавая свою энергию валу. Одновременно с этим другая часть сжатого воздуха проходит в камеру низкого давления через группу сквозных отверстий, преодолевая сопротивление упругого элемента и отжимая тормозную колодку от боковой стенки, выполняющей функцию тормозного диска. В результате между тормозной колодкой и боковой стенкой возникает слой газовой смазки, устраняющий контакт между ними и обеспечивающий свободное вращение вала. Таким образом, на обеспечение работы тормозного устройства затрачивается существенная часть энергии сжатого воздуха.
При отключении машины от источника сжатого воздуха перепад давлений между камерой высокого давления и камерой низкого давления исчезает, переток сжатого воздуха через группу сквозных отверстий прекращается. Упругий элемент прижимает тормозную колодку к боковой стенке, в результате автоматически запускается процесс торможения вала.
Недостатком пневматической шлифовальной машины по прототипу является низкая энергетическая эффективность, обусловлена наличие существенных затрат энергии сжатого воздуха на обеспечение работы тормозного устройства.
Задачи, решаемые предлагаемой полезной моделью, - усовершенствование пневматической шлифовальной машины.
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении энергетической эффективности пневматической шлифовальной машины.
Указанный результат достигается тем, что в пневматической шлифовальной машине, содержащей корпус с камерой высокого давления и камерой низкого давления, боковую стенку с группой сквозных отверстий, тормозную колодку, размещенную напротив указанных отверстий, и упругий элемент, установленный с прилеганием к тормозной колодке, причем камера высокого давления сообщена с камерой низкого давления с помощью группы сквозных отверстий, а тормозная колодка установлена с возможностью перемещений вдоль оси вала под воздействием сжатого воздуха и упругого элемента, на валу в пределах камеры высокого давления установлен тормозной диск, боковая стенка закреплена неподвижно в корпусе, а тормозная колодка установлена в осевом зазоре между боковой стенкой и тормозным диском и прижата к последнему с помощью упругого элемента.
На фиг. 1 приведен продольный разрез пневматической шлифовальной машины, отключенной от источника сжатого воздуха; на фиг. 2 - фрагмент А на фиг. 1 (в увеличенном масштабе); на фиг. 3 - продольный разрез пневматической шлифовальной машины, подключенной к источнику сжатого воздуха; на фиг. 4 - фрагмент Б на фиг. 3 (в увеличенном масштабе).
Пневматическая шлифовальная машина содержит корпус 1 с камерой высокого давления 2 и камерой низкого давления 3, боковую стенку 4 с группой сквозных отверстий 5, тормозную колодку 6, размещенную напротив указанных отверстий, и упругий элемент 7, установленный с прилеганием к тормозной колодке 6. Камера высокого давления 2 сообщена с камерой низкого давления 3 с помощью группы сквозных отверстий 5. Тормозная колодка 6 установлена с возможностью перемещений вдоль оси вала 8 под воздействием сжатого воздуха и упругого элемента 7. На валу 8 в пределах камеры высокого давления 2 установлен тормозной диск 9. Боковая стенка 4 закреплена неподвижно в корпусе 1. Тормозная колодка 6 установлена в осевом зазоре между боковой стенкой 4 и тормозным диском 9 и прижата к последнему с помощью упругого элемента 7.
В описываемой конструкции в качестве привода использована турбина, состоящая из рабочего колеса и соплового аппарата. Рабочее колесо размещено в камере низкого давления 3 и представляет собой диск 10 с венцом рабочих лопаток 11, установленный на валу 8. Сопловой аппарат представляет собой венец сопловых лопаток 12, размещенных на боковой стенке 4. Упругий элемент 7 выполнен в виде спиральной пружины сжатия. К боковой стенке 4 со стороны тормозной колодки 6 прикреплены осевые штифты 13. Вал 8 установлен в подшипниковой опоре 14.
Пневматическая шлифовальная машина работает следующим образом. В машине, отключенной от источника сжатого воздуха, тормозная колодка 6 прижата к тормозному диску 9 упругим элементом 7. При подключении машины к источнику сжатого воздуха последний поступает в камеру высокого давления 2 и, ускоряясь в венце сопловых лопаток 12, проходит в камеру низкого давления 3. Далее, взаимодействуя с венцом рабочих лопаток 11, размещенных на диске 10, воздух передает свою энергию валу 8, установленному в подшипниковой опоре 14, и выходит в атмосферу.
Одновременно с этим, на тормозной колодке 6 возникает перепад давлений сжатого воздуха, под воздействием которого последняя отходит от тормозного диска 9. Далее под воздействием сжатого воздуха тормозная колодка 6 перемещается вдоль оси вала 8, преодолевая сопротивление упругого элемента 7, и прижимается к боковой стенке 4, неподвижно закрепленной в корпусе 1. Как результат, между тормозной колодкой 6 и тормозным диском 9 возникает зазор, обеспечивающий свободное вращение вала 8.
При отключении машины от источника сжатого воздуха перепад давлений на тормозной колодке 6 исчезает. Под воздействием упругого элемента 7 тормозная колодка 6 отходит от боковой стенки 4, перемещается вдоль оси вала 8 и прижимается к тормозному диску 9. При этом автоматически запускается процесс торможения вала 8, при котором осевые штифты 13 препятствуют угловым перемещениям тормозной колодки 6 под воздействием ее фрикционного взаимодействия с тормозным диском 9.
В процессе работы машины тормозная колодка 6 прижата давлением сжатого воздуха к боковой стенке 4 и полностью перекрывает поперечное сечение группы сквозных отверстий 5. Соответственно, весь поступающий в машину сжатый воздух проходит из камеры высокого давления 2 в камеру низкого давления 3 через венец сопловых лопаток 12 и передает свою энергию валу 8.
Таким образом, в процессе работы пневматической шлифовальной машины полностью отсутствуют затраты энергии сжатого воздуха на обеспечение работы ее тормозного устройства. Это позволяет сделать вывод о более высокой энергетической эффективности заявляемой конструкции по сравнению с прототипом.
Все элементы пневматической шлифовальной машины могут быть изготовлены на обычном обрабатывающем оборудовании.