ШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК
GRINDING MACHINE

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к шлифовальному станку, содержащему корпус с электродвигателем и основание, расположенное под корпусом и выполняющее планетарное движение, согласованное с вращением электродвигателя.
Выходной вал шлифовального станка выступает снизу корпуса, содержащего электродвигатель, а основание несимметрично присоединено к выходному валу, что заставляет основание выполнять планетарное (эксцентричное) движение, согласованное с вращением выходного вала, в ответ на приведение в действие электродвигателя, и подлежащий обработке материал шлифуется шлифовальной шкуркой, натянутой на дно основания. Между корпусом и основанием для предотвращения возникновения колебаний (в частности, вертикального болтания), связанных с ограничением вращения и планетарного движения основания, в корпусе и основании, соответственно, выполнены гнезда, обращенные друг к другу, а между гнездами вставляются опорные элементы. Опорные элементы представляют собой цельные элементы, выполненные из эластичного материала, такого как резина, долговечность которого во многих случаях снижается из-за нагрева и износа. Для решения этой проблемы, в патенте Японии №3634995 раскрыт опорный элемент, включающий в себя металлический корпус и эластичные элементы (например, круглое уплотнительное кольцо). Эластичные элементы располагаются в гнездах, поддерживая верхний и нижний концы корпуса опорного элемента в осевом направлении.
С другой стороны, при использовании такого опорного элемента, в зазор между гнездом и уплотнительным кольцом попадает пыль, способствуя износу уплотнительного кольца, опорного элемента и гнезда. Для решения данной проблемы в японской публикации полезной модели №51-3988U изложена идея обеспечения гибкой пыленепроницаемой крышки, закрывающей целый участок, предназначенный для размещения опорного элемента между корпусом и основанием.
Однако вышеупомянутая пыленепроницаемая крышка изготавливается из тонкого гибкого материала, почти не имеющего жесткости, поэтому ее верхний и нижний края нужно прикреплять винтами или подобными крепежными элементами к противолежащим поверхностям корпуса и основания, соответственно. К тому же, если на крепежных участках остаются зазоры, пыль может попасть оттуда. Следовательно, для сохранения уплотнительных свойств крепежных участков, на корпусе и основании должны быть обеспечены плоские крепежные поверхности, что ограничивает разнообразие геометрических форм корпуса и основания.
Сущность изобретения
Следовательно, одной предпочтительной задачей изобретения является придание шлифовальному станку высокой пыленепроницаемости в области опорных участков, с помощью простой конструкции, не зависящей от геометрических форм корпуса и основания.
Согласно одному из объектов изобретения, предложен шлифовальный станок, содержащий:
корпус;
электродвигатель, расположенный в корпусе и имеющий вращающийся вал;
основание, расположенное под корпусом, соединенное с вращающимся валом и способное выполнять эксцентричное движение, согласованное с вращением вала;
первое гнездо, расположенное в корпусе;
второе гнездо, расположенное в основании;
опорный элемент, размещенный между первым и вторым гнездами и содержащий:
корпус опорного элемента, состоящий из металла;
эластичные элементы, предусмотренные на обоих концах корпуса опорного элемента и соответственно установленные в первом и втором гнездах таким образом, что корпус опорного элемента установлен между первым и вторым гнездами с возможностью поворота; и
эластичную втулку, посаженную на часть наружной боковой поверхности корпуса опорного элемента и сжатую первым и вторым гнездами.
Эластичная втулка может быть длиннее промежутка между нижним краем первого гнезда и верхним краем второго гнезда. Верхний край эластичной втулки может находиться в прижимном контакте с нижним краем первого гнезда, а нижний край эластичной втулки - в прижимном контакте с верхним краем второго гнезда.
Эластичная втулка может быть изготовлена из пористого материала.
Корпус опорного элемента может быть изготовлен из алюминия.
Согласно одному из объектов изобретения, предложен шлифовальный станок, содержащий:
корпус;
электродвигатель, расположенный в корпусе и имеющий вращающийся вал;
основание, расположенное под корпусом, соединенное с вращающимся валом и способное выполнять эксцентричное движение, согласованное с вращением вала;
первое гнездо, расположенное в корпусе;
второе гнездо, расположенное в основании;
опорный элемент, размещенный между первым и вторым гнездами и содержащий:
корпус опорного элемента, состоящий из металла;
эластичные элементы, предусмотренные на обоих концах корпуса опорного элемента и соответственно установленные в первом и втором гнездах таким образом, что корпус опорного элемента установлен между первым и вторым гнездами с возможностью поворота; и
эластичную втулку, окружающую область, в которой расположен опорный элемент, и сжатую нижней поверхностью корпуса и верхней поверхностью основания.
Эластичная втулка может быть длиннее промежутка между нижней поверхностью корпуса и верхней поверхностью основания. Верхний край эластичной втулки может находиться в прижимном контакте с нижней поверхностью корпуса, а нижний край эластичной втулки - в прижимном контакте с верхней поверхностью основания.
Эластичная втулка может быть изготовлена из пористого материала.
Корпус опорного элемента может быть изготовлен из алюминия.
При использовании вышеупомянутых конфигураций можно достичь высокой пыленепроницаемости в области опорного элемента, препятствующей износу корпуса опорного элемента и гнезд от воздействия пыли. Помимо прочего, этот эффект достигается при помощи простой конструкции, в которой используется эластичный элемент, и снимается необходимость специального изменения геометрических форм деталей с целью обеспечения пыленепроницаемости, включая форму гнезд и основания, или введения специальных элементов для закрепления эластичного материала в корпусе. Таким образом, повышение затрат оказывается минимальным, и нет ограничений по геометрической форме корпуса и основания.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вертикальный вид в разрезе станка для окончательного шлифования согласно первому варианту осуществления изобретения.
Фиг.2 - вертикальный вид в разрезе станка для окончательного шлифования согласно второму варианту осуществления изобретения.
Подробное описание вариантов
осуществления изобретения
Приведенные в качестве примера варианты осуществления изобретения будут более подробно описаны ниже, со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На Фиг.1 показан станок для окончательного шлифования согласно первому варианту осуществления изобретения. Станок 1 для окончательного шлифования содержит корпус 2 и основание 13, расположенное под корпусом. Корпус 2 образован из частей 3 и 4 корпуса, каждая из которых разделяется по вертикали на две половины. В корпусе 2 расположен электродвигатель 5 с направленным вниз выходным валом 6. Выходной вал 6 опирается в осевом направлении на шарикоподшипник 7, который выступает к нижней части корпуса 2. Охлаждающий вентилятор 8 прикреплен перпендикулярно к выходному валу 6 над шарикоподшипником 7. Пылесосный вентилятор 9 прикреплен перпендикулярно к выходному валу 6 под шарикоподшипником 7. Пылесосный вентилятор 9 высасывает пыль снизу корпуса 2 и подает ее в пылеулавливающее сопло 10, обеспеченное в боковой части корпуса 2. Ссылочная позиция 11 обозначает рукоятку, проходящую с верхней стороны корпуса 2, а ссылочная позиция 12 обозначает выключатель.
С другой стороны, в центре основания 13 выполнена колобка 15 подшипника, в которой размещен подшипник 14, и опора эксцентричного выходного вала 6 электродвигателя 5 в осевом направлении осуществляется путем вставки его в эксцентричное отверстие 17 эксцентричной втулки 16, установленной в подшипнике 14. Ссылочными позициями 18 и 19 обозначены плоская шайба и винт с плоской головкой, применяемые в качестве стопорного элемента для эксцентричной втулки 16, а ссылочной позицией 20 обозначен балансир, выступающий с эксцентричной стороны эксцентричной втулки 16.
Позицией 21 обозначена накладка, предусмотренная на нижней поверхности основания 13, спереди и сзади которой предусмотрены фиксаторы 22, соответственно, а снизу накладки 21 можно расположить шлифовальную шкурку, не показанную на чертеже.
Позиции 23 обозначают опорные элементы, размещаемые между корпусом 2 и основанием 13, включающие в себя корпуса 24 опорных элементов столбчатой формы, изготовленные из алюминия, и резиновые круглые уплотнительные кольца 26, соответственно. В данном примере, в состоянии, когда круглые уплотнительные кольца 26 размещены в гнездах 27, выполненных в корпусе 2 и основании 13, соответственно, одно напротив другого, уплотнительные кольца 26 надеты на участки 25 малого диаметра, выступающие из центров обоих концов корпусов 24 опорных элементов, и запрессованы, обеспечивая упругую опору для корпусов 24 опорных элементов в осевом направлении. Соответственно, участки 25 малого диаметра имеют длину, которая не превышает расположение наиболее удаленных концов уплотнительных колец 26 в осевом направлении.
Согласно данному варианту осуществления, на наружных боковых поверхностях корпусов 24 опорных элементов насажены пористые втулки 28, служащие эластичными элементами. Пористая втулка 28 представляет собой элемент цилиндрической формы, длина которого в осевом направлении немного больше вертикального промежутка между верхним и нижним гнездами 27. В положении, когда пористая втулка 28 насажена на наружной боковой поверхности корпуса 24 опорного элемента, ее верхний и нижний концы вступают в прижимной контакт с краями отверстий гнезд 27, соответственно, и деформируются по форме краев отверстий, закрывая тем самым промежуток между гнездами 27.
В станке 1 для окончательного шлифования вышеописанной конструкции, при нажатии на выключатель 12, приводящем к запуску электродвигателя 5, выходной вал 6 вращается, однако шарикоподшипник 14 со стороны основания 13 поддерживает выходной вал 6 в осевом направлении в эксцентричном положении посредством эксцентричной втулки 16, так что при вращении выходного вала 6 основание 13 совершает согласованное с ним планетарное движение (эксцентричное движение) вокруг центра оси выходного вала 6. Благодаря планетарному движению основания 13 появляется возможность шлифовать подлежащий обработке материал шлифовальной шкуркой, натянутой на нижнюю поверхность основания 13.
В соответствии с планетарным движением, опорный элемент 23 выполняет так называемую прецессию, состоящую в том, что нижний конец, удерживаемый в гнезде 27 со стороны основания 13, совершает круговое движение вместе с основанием 13 вокруг оси поворота, установленной на верхнем конце, удерживаемом в гнезде 27 со стороны корпуса 2, ограничивая вращение самого основания 13 и препятствуя вертикальным колебаниям основания 13.
Так как пористая втулка 28 насажена на наружной боковой поверхности опорного элемента 23, закрывая промежуток между гнездами 27, пыль, возникающая при шлифовании, не может проникнуть внутрь гнезд 27 из участков между корпусом 24 опорного элемента и гнездами 27. В частности, благодаря эластичности пористой втулки 28, даже во время прецессии опорного элемента 23, участок втулки, контактирующий с гнездом 27, деформируется, сохраняя плотную посадку. Кроме того, даже при установке пористой втулки 28 на наружной боковой поверхности каждого опорного элемента 23, ее сопротивление планетарному перемещению основания 13 очень мало и не оказывает влияния на качество работы станка 1 для окончательного шлифования.
В данном случае, так как он выполнен из алюминия, корпус 24 опорного элемента обладает высокой жесткостью и может эффективно препятствовать вертикальному болтанию основания 13, а также вызывает эффект теплового излучения. Дополнительно, так как оба конца корпуса 24 опорного элемента упруго поддерживаются уплотнительными кольцами 26, оба конца корпуса 24 опорного элемента становятся свободными концами и выполняют плавную прецессию. Кроме того, так как на самоуплотнительное кольцо 26 действует лишь усилие сжатия, и к нему не прикладывается ни усилие сдвига, ни усилие изгиба, то происходит уменьшение износа. То есть эффект изоляции основания 13 от колебаний можно улучшить путем эффективного противодействия осевым колебаниям, что способствует осуществлению плавного планетарного движения основания 13.
Таким образом, согласно первому варианту осуществления станка 1 для окончательного шлифования, пыленепроницаемость в каждом опорном элементе 23 достигается при помощи установки на наружной боковой поверхности корпуса 24 опорного элемента пористой втулки 28, закрывающей открытый участок корпуса 24 опорного элемента, и введением ее верхнего и нижнего концов в прижимной контакт с краями отверстий гнезд 27, чтобы закрыть промежуток между гнездами 27. Следовательно, предотвращается вызываемый пылью износ корпусов 24 опорных элементов, уплотнительных колец 26 и гнезд 27. Кроме того, вышеуказанный эффект достигается с помощью простой конструкции, согласно которой на наружную боковую поверхность каждого опорного элемента 23 устанавливается пористая втулка 28 и снимается необходимость специального изменения формы корпуса 2 и основания 13, включая гнезда, с целью обеспечения пыленепроницаемости, или введения специальных элементов для закрепления пористой втулки 28. Следовательно, повышение затрат минимально, и нет ограничений для геометрических форм корпуса 2 и основания 13.
Далее будет описан второй вариант осуществления изобретения, со ссылками на Фиг.2. Элементы, аналогичные элементам конструкции согласно первому варианту осуществления, обозначены теми же номерами ссылочных позиций, и повторные их описания опущены.
В станке 1а для окончательного шлифования (Фиг.2), пористая втулка 29 не установлена на наружной боковой поверхности каждого опорного элемента 23, а размещена между корпусом 2 и основанием 13, окружая всю область, в которой расположены опорные элементы 23. То есть пористая втулка 29 представляет собой крупный элемент цилиндрической формы, размещенный по наружному контуру нижней поверхности корпуса 2. Пористая втулка 29 немного длиннее (в осевом направлении) вертикального промежутка между корпусом 2 и основанием 13, причем ее верхний конец находится в прижимном контакте с нижней поверхностью корпуса 2, а нижний конец - в прижимном контакте с верхней поверхностью основания 13 и прижат к ней с внутренней стороны - более внутренней относительно фиксатора 22, и втулка закрывает целую область, содержащую опорные элементы 23.
Следовательно, поскольку в данном станке 1а для окончательного шлифования вся область между корпусом 2 и основанием 13, содержащая опорные элементы 23, закрыта пористой втулкой 29, нет возможности для проникновения пыли от шлифования внутрь гнезд 27 из участков между корпусами 24 опорных элементов и гнездами 27. Также, согласно данному варианту осуществления, так как пористая втулка 29 является эластичной, то даже при планетарном движении основания 13 участок пористой втулки 29, находящийся в контакте с основанием 13, деформируется вслед за перемещением, сохраняя плотную посадку.
Согласно второму варианту осуществления станка 1а для окончательного шлифования, при размещении пористой втулки 29 между корпусом 2 и основанием 13 так, что она закрывает целую область, содержащую опорные элементы 23, вся эта область оказывается закрытой путем введения верхнего конца втулки 29 в прижимной контакт с корпусом 2, а нижнего конца втулки - в прижимной контакт с основанием 13, соответственно. Таким образом, в области каждого опорного элемента 23 достигается высокая пыленепроницаемость и предотвращается вызываемый пылью износ корпусов 24 опорных элементов, уплотнительных колец 26 и гнезд 27. Кроме того, данный эффект достигается с помощью простой конструкции, согласно которой между корпусом 2 и основанием 13 устанавливается пористая втулка 29, и снята необходимость специального изменения формы корпуса 2 и основания 13, с целью обеспечения пыленепроницаемости, или введения специального элемента для закрепления пористой втулки. Следовательно, повышение затрат минимально, и не существует ограничений для геометрических форм корпуса 2 и основания 13.
В качестве общего изменения первого и второго вариантов осуществления изобретения, эластичный элемент не обязательно должен быть выполнен из пористого материала типа губки, допускается использование других материалов, таких как синтетическая пластмасса и войлок. В зависимости от материала допускается, чтобы центральный участок был тоньше верхнего и нижнего концов, что помогает обеспечить точное согласование с планетарным движением; также для улучшения пыленепроницаемости можно расположить соосно и внахлестку втулки с разными диаметрами, изготовленные из разных материалов, образуя составной ступенчатый цилиндр.
Кроме того, возможно одновременное применение пористых втулок 28 и пористой втулки 29 с целью еще большего повышения пыленепроницаемости.
Помимо этого аксиально опорная конструкция корпуса опорного элемента в гнездах не ограничена вышеописанными вариантами осуществления, но при необходимости может быть изменена, с условием, что будет обеспечена упругая опора для корпуса опорного элемента в осевом направлении, например, вместо круглого уплотнительного кольца корпус опорного элемента может удерживаться кольцом четырехугольного сечения или множеством шариков; причем участки малого диаметра в таком случае отсутствуют, а вместо этого концы удерживаются плоскими резиновыми поверхностями, или между торцевыми участками корпуса опорного элемента и дном гнезда вставляются резиновые шарики или пластины. Вместо одинаковых опорных конструкций вверху и внизу корпуса опорного элемента можно использовать различные опорные конструкции, например, нижний конец с большей амплитудой движения может размещаться в круглом уплотнительном кольце, а верхний конец может опираться на шарик или пластину.
Кроме того, корпус опорного элемента может быть изготовлен из другого металла, хотя использование алюминия является предпочтительным, так как он легкий и обладает заданной жесткостью и теплоизлучением.
Хотя были подробно описаны лишь некоторые примеры вариантов осуществления изобретения, специалисты в данной области техники легко поймут, что в отношении данных примеров может быть выполнено множество модификаций, не влекущих за собой отступление от принципа новизны и преимуществ изобретения. Соответственно, все подобные модификации включены в рамки объема изобретения.
Содержимое патентной заявки Японии №2006-236079, поданной 31 августа 2006 года, включая описание, чертежи и формулу изобретения, полностью включено сюда в виде ссылки.