РУЧНОЕ ЗАЖИМНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ДЕРЖАТЕЛЯ БУРА С БЫСТРЫМ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕМ
HAND CLAMP FOR BIT HOLDER WITH FAST POSITIONING

Предпосылки создания изобретения
Настоящее изобретение относится к улучшениям держателей буров, используемых в устройствах для заточки твердосплавных вставок или рабочих пластин ударных или вращающихся буров, буров проходческих комбайнов для горизонтальных проходов и буров для бурения восстающей выработки и, в частности, к безопасному, простому, компактному, но эффективному запирающему средству для широкого диапазона размеров, типов и числа буров внутри приспособления для удерживания одного или нескольких буров.
В операциях бурения режущие зубья на бурах становятся плоскими (изнашиваются) после непрерывного использования. Регулярное техническое обслуживание бура посредством повторного шлифования (заточки) зубьев для восстановления по существу их первоначального профиля удлиняет срок службы бура, убыстряет бурение и уменьшает стоимость бурения. Повторное шлифование необходимо оптимально осуществлять, когда износ зубьев составляет от одной трети до максимально половины диаметра зубьев.
Изготовители разработали спектр различных шлифовальных устройств, включая ручные шлифовальные устройства, однорычажные и двухрычажные самоцентрирующиеся станки для установки двух или более буров для шлифования, переносных станков для шлифования в дороге или в мастерской и шлифовальных устройств специально для установки на буровых вышках, в транспортных средствах для технического обслуживания или установки в мастерской.
Обычные запирающие средства для широкого диапазона размеров и типов и числа буров внутри держателя бура, используемые в существующих станках, являются слишком медленными и подверженными износу или слишком сложными для простой установки. Обычные ручные запирающие средства, используемые в существующих держателях буров, содержащих запирающее средство типа вращающегося винта с рычагом или рукояткой для блокирования буров на месте, являются не удобными и не обеспечивают быстрого перемещения между максимальной и минимальной установками, поскольку винт или резьбовой стержень необходимо вращать до достижения желаемого положения. Другое обычное запирающее средство состоит из цилиндра, который имеет шток поршня, который вдвигается и выдвигается посредством приведения вручную клапана. Этот тип запирающего средства требует наличие подающих трубопроводов между источником сжатого воздуха или гидравлической жидкости. Цилиндры в обычном запирающем средстве имеют такие размеры, что их поршневой шток имеет достаточно большой ход для обеспечения желаемого диапазона перемещения между максимальной и минимальной установкой. Это усложняет монтаж и ограничивает конфигурацию запирающего средства. Например, довольно сложно выполнять и требуется много пространства для установки нескольких запирающих средств с использованием нескольких цилиндров, установленных с возможностью поворота.
Сущность изобретения.
Согласно изобретению создано запирающее средство для приспособления для удерживания бура для использования в шлифовальном устройстве для шлифования твердосплавных вставок буров, содержащее средство макрорегулирования для быстрого позиционирования прижимной пластины у тела, по меньшей мере, одного бура и средство микрорегулирование для блокирования, по меньшей мере, одного бура на месте посредством приложения давления к юбке или хвостовику, по меньшей мере, одного бура.
Запирающее средство может содержать узел, имеющий прижимную пластину с первой поверхностью, обращенной к, по меньшей мере, одному буру при его введении внутрь приспособления для удерживания бура, первую трубу, имеющую один конец, прикрепленный перпендикулярно ко второй поверхности прижимной пластины, и другой конец, предназначенный для удерживания ролика, при этом первая труба способна скользить внутри второй трубы, имеющей один конец, удаленный от прижимной пластины и предназначенный для опоры рычага, имеющего рукоятку на одном конце стержня и кулачок, расположенный на другом конце стержня и поджатый пружиной к ролику.
Указанный узел может поддерживаться внутри направляющей, установленной на приспособлении для удерживания бура.
Вторая труба может скользить внутри направляющей, при этом прижимная пластина размещена внутри приспособления для удерживания бура и рычаг размещен снаружи приспособления для удерживания бура.
Средство макрорегулирования может быть' соединено с направляющей и при его затягивании способно блокировать вторую трубу относительно направляющей.
Первая труба может скользить в продольном направлении внутри второй трубы при повороте кулачка и перемещать прижимную пластину в направлении, по меньшей мере, одного бура внутри приспособления для удерживания бура.
Кулачок может быть блокирован в предпочтительном положении посредством входа ролика внутрь выреза на кулачке.
На кулачке могут быть выполнены один или несколько вырезов, обеспечивающие посадку ролика.
Для шлифования небольших буров нижняя пластина может быть прикреплена ко дну приспособления для удерживания бура. Нижняя пластина на ее заднем конце может иметь ушки, входящие в прорези в задней поверхности приспособления для удерживания бура.
Запирающее средство может содержать удаляемое переходное устройство для множества буров в приспособлении для удерживания бура.
Боковая стенка приспособления для удерживания бура может быть установлена с возможностью наклона относительно шлифовального устройства.
Приспособление для удерживания бура может быть прикреплено к паре плеч, шарнирно соединенных с рамой шлифовального устройства, и имеет защелки для надежного прикрепления приспособления для удерживания бура на раме шлифовального станка для защиты от повреждения во время транспортировки при установке в мобильных средствах.
Шлифовальное устройство может иметь средства для обеспечения управляемо изменяемого давления подачи во время шлифования, при этом шлифовальный станок снабжен узлом шпинделя, имеющим выходной приводной вал с продольной ось, шлифовальные инструменты с различными размерами и профилями, разъемно соединяемые с выходным приводным валом для шлифования рабочих наконечников различных размеров и профилей, и средства для изменения и контроля скорости вращения выходного приводного вала во время шлифования на основании размера присоединенного шлифовального инструмента. Шлифовальный станок может иметь гидравлический двигатель, или пневматический двигатель, или электрический двигатель.
Шлифовальное устройство может дополнительно иметь систему управления, содержащую последовательность соединенных друг с другом управляющих модулей, имеющих входную панель оператора, и модуль программируемой карточки управления, при этом система управления предназначена для мониторинга и автоматического регулирования, по меньшей мере, одного рабочего параметра, выбранного из группы, состоящей из давления подачи и скорости вращения выходного приводного вала и времени шлифования.
Последовательность соединенных друг с другом модулей может быть соединена с многофункциональным модулем для карточки включения/выключения, который действует в качестве центрального узла связи для всех соединенных друг с другом управляющих модулей.
Соединенные друг с другом управляющие модули могут иметь, по меньшей мере, один программируемый микропроцессор, микроконтроллер или их комбинации. По меньшей мере, один микропроцессор, микроконтроллер может быть установлен с возможностью замены для облегчения модификации программного обеспечения в соответствии с функциями соединенных друг с другом управляющих модулей.
Запирающее средство может содержать узел, имеющий прижимную пластину с первой поверхностью, обращенной к буру при его введении внутрь приспособления для удерживания бура, при этом резьбовой стержень имеет один конец, прикрепленный с возможностью поворота перпендикулярно ко второй поверхности прижимной пластины, и другой конец, предназначенный для удерживания ручки, причем резьбовой стержень способен вращаться внутри трубы, имеющей внутреннюю резьбовую часть, способную продвигать резьбовой стержень, так что резьбовой стержень и труба способны перемещаться в продольном направлении относительно друг друга.
Запирающее средство может содержать узел, имеющий прижимную пластину с первой поверхностью, обращенной к буру при его введении внутрь приспособления для удерживания бура, при этом поршневой шток цилиндра короткого хода имеет один конец, прикрепленный перпендикулярно ко второй поверхности прижимной пластины, и цилиндр короткого хода закреплен внутри трубы, так что поршневой шток цилиндра короткого хода и труба способны перемещаться в продольном направлении относительно друг друга.
Приспособление для удерживания бура может быть закреплено с возможностью поворота на одном конце одного из пары плеч, при этом другой конец одного из плеч соединен с возможностью поворота с первым концом другого из пары плеч, который имеет второй конец, шарнирно соединенный с рамой, что обеспечивает три точки сочленения для плеч и приспособления для удерживания бура.
Из вышеизложенного ясно, что настоящее изобретение предлагает ручное запирающее средство для приспособления для удерживания бура с двумя возможностями регулирования. Средство макрорегулирования позволяет быстро позиционировать прижимную пластину у тела бура или буров. Средство микрорегулирование блокирует бур или буры на месте посредством приложения давления к юбке или хвостовику бура или буров. За счет надежного, простого, эффективного и компактного выполнения запирающего средства обеспечивается при необходимости простая установка нескольких запирающих средств внутри приспособления для удерживания бура. Улучшенная защита оператора достигается за счет разделения средств макрорегулирования и микрорегулирования, так что средство микрорегулирования используется для приложения необходимого давления к установленному буру или бурам.
Другие признаки изобретения раскрыты в приведенном ниже подробном описании изобретения.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания изобретения ниже приводится в качестве примера подробное описание его предпочтительного варианта выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:
фиг.1 изображает шлифовальное устройство, имеющее шлифовальный станок и приспособление для удерживания бура с одним вариантом выполнения ручного запирающего средства, согласно настоящему изобретению, со средством макрорегулирования и средством микрорегулирования, в изометрической проекции с передней правой стороны;
фиг.2 приспособление для удерживания бура с ручным запирающим средством, согласно фиг.1, в изометрической проекции с передней верхней стороны;
фиг.3 приспособление для удерживания бура с ручным запирающим средством, согласно фиг.2, в изометрической проекции с разделением на части;
фиг.4 приспособление для удерживания бура с ручным запирающим средством, согласно фиг.2, в изометрической проекции с нижней правой стороны;
фиг.5 разрез приспособления для удерживания бура с ручным запирающим средством, согласно фиг.2, на виде сверху;
фиг.6 ручное запирающее средство, согласно фиг.2, со средством макрорегулирования, в изометрической проекции снизу;
фиг.7 ручное запирающее средство, согласно фиг.6, на виде с правой стороны;
фиг.8 ручное запирающее средство, согласно фиг.2, со средством микрорегулирования, в изометрической проекции снизу;
фиг.9 разрез другого варианта выполнения приспособления для удерживания бура с другим вариантом выполнения ручного запирающего средства, согласно данному изобретению, со средством макрорегулирования и средством микрорегулирования, на виде сбоку;
фиг.10 разрез другого варианта выполнения приспособления для удерживания бура с другим вариантом выполнения ручного запирающего средства, согласно данному изобретению, со средством макрорегулирования и средством микрорегулирования, на виде сбоку;
фиг.11 другой вариант выполнения приспособления для удерживания бура с ручным запирающим средством, опирающимся на рычажную систему с тремя точками сочленения, в изометрической проекции с верхней передней стороны.
Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения
Хотя данное изобретение применимо ко всем шлифовальным устройствам, имеющим шлифовальный станок, опирающийся с возможностью вертикального и горизонтального регулирования на систему рычагов или плеч, шарнирно установленную на станине или раме и предпочтительно содержащую опрокидываемые средства для удерживания бура, показанное на фиг.1 шлифовальное устройство 1 предназначено для установки на буровых вышках, транспортных средствах технического обслуживания или для установки в мастерской выборочно, внутри ограждения.
Шлифовальное устройство 1 включает шлифовальный станок 3 и приспособление 2 для удерживания одного или нескольких буров, подлежащих шлифованию. Как показано на фиг.2 и 3, приспособление 2 для удерживания бура имеет противоположные периферийные боковые стенки 4, 5, переднюю сторону 6 и V-образную заднюю сторону 7. Периферийные боковые стенки 4, 5, передняя сторона 6 и V-образная задняя сторона 7 образуют имеющий пятиугольную форму вырез 8, в котором расположен один или несколько буров, подлежащих шлифованию. В показанном варианте выполнения передняя сторона предназначена для опоры ручного запирающего средства 9, согласно данному изобретению, имеющего средство макрорегулирования и средство микрорегулирования.
В показанном на фиг.1 варианте выполнения ручное запирающее средство 9 включает узел, содержащий прижимную пластину 10, имеющую в основном прямоугольную форму и снабженную подушкой 11, выполненной предпочтительно из эластомерного материала и прикрепленной к передней поверхности 12 прижимной пластины 10, обращенной к буру или бурам, введенным в раскрыв 8 приспособления 2 для удерживания бура. Эта подушка 11 помогает надежно удерживать бур или буры, поскольку она принимает форму бура при приложении давления. Первая труба 13 имеет один конец 14, прикрепленный перпендикулярно ко второй поверхности 15 прижимной пластины 10. Другой конец 16 первой трубы предназначен для установки ролика 17. Первая труба 13 скользит внутри второй трубы 18, имеющей внутреннее поперечное сечение, слегка большее, чем наружное поперечное сечение первой трубы 13, так что первая и вторая трубы 13, 18 могут скользить относительно друг друга. Конец 19 второй трубы 18, удаленный от прижимной пластины 10, предназначен для опоры рычага 20, имеющего рукоятку 21 на одном конце стержня 22 и кулачок 23 на другом конце стержня 22. Стержень 24 проходит в боковом направлении через обе стороны кулачка 23 и через вторую трубу 18 для обеспечения возможности поворота рычага 20 вокруг эксцентрической оси, заданной стержнем 24. Верхняя и нижняя прорези 28, 29 во второй трубе 18 позволяют поворачивать рычаг 20 с кулачком 23. Пара возвратных пружин 30, 31 имеют один конец 32, 33, соединенный с анкером 34, 35 на второй поверхности 15 прижимной пластины 10, и другой конец 36, 37 соединен с дальними концами 26, 27 стержня 24, проходящего через вторую трубу 18. Возвратные пружины 30, 31 удерживают кулачок 23 в контакте с роликом 17 на конце первой трубы 13.
Узел 9 запирающего средства, описание которого приведено выше, опирается внутри блока 38, установленного на передней стороне 6 приспособления 2 для удерживания бура. Вторая труба 18 скользит внутри отверстия 39 на блоке 38 с прижимной пластиной в вырезе 8 приспособления для удерживания бура, при этом рычаг 20 остается снаружи указанного приспособления. Запирающий рычаг 4 0 соединен с резьбовым стержнем 41, который входит через резьбовое отверстие 42 в блок 38. На другом конце резьбового стержня 41 находится стопор 43. При повороте рычага 40 он прижимает стопор 43, блокируя вторую трубу относительно блока 38. При отпускании запирающего рычага 40, вторая труба 18 легко скользит через блок 38, обеспечивая перемещение прижимной пластины 10 в контакт с телом бура (не изображен) в вырезе 8. Затем запирающий рычаг 40 затягивается для блокирования второй трубы 18 на месте. Это обеспечивает макрорегулирование запирающего средства 9.
После завершения макрорегулирования можно перемещать рукоятку 21 рычага 20, вызывая поворот кулачка 23 вокруг стержня 24. Поворот кулачка 23 вызывает скольжение первой трубы 13 в продольном направлении внутри второй трубы 18 с толканием прижимной пластины 10 в направлении юбки или хвостовика бура или буров внутри выреза 8. Кулачок 23 сохраняет давление приложенным, пока он не будет повернут со снятием давления. Кулачок 23 блокируется в предпочтительном положении роликом 17, входящим внутрь одного из седел или вырезов 43 на кулачке 23. В предпочтительном варианте выполнения имеется одно или несколько вырезов 43 внутри кулачка 23, которые обеспечивают посадку ролика 17. Это перемещение прижимной пластины 10 посредством приведения в действие рычага 20 обеспечивает макрорегулирование.
Защитная крышка 44 имеет верхнюю пластину 45 и передний свисающий фланец 46. Верхняя пластина 45 прикреплена к верхнему краю 47 прижимной пластины 10. Прорези 48, 49 в верхней пластине 45 и переднем свисающем фланце 46 обеспечивают перемещение стержня 22 рычага 20 без помех со стороны защитной крышки 44. Защитная крышка 44 защищает внутренние механизмы запирающего средства 9 от грязи при одновременной защите оператора от движущихся внутренних частей.
При шлифовании небольших буров, ко дну приспособления 2 для удерживания бура ниже выреза 8 может быть прикреплена нижняя пластина 50. Нижняя пластина 50 имеет ушки 52 на заднем конце нижней пластины 50, которые входят в прорези 53, 54 в V-образной задней стороне 7 приспособления 2 для удерживания бура. Ручка 55 удерживает передний конец нижней пластины 50 прижатой к блоку 38 посредством ввинчивания в отверстие 56. Когда подлежат шлифованию небольшие буры, то можно использовать переходное устройство 57 для нескольких буров. Показанное переходное устройство для нескольких буров позволяет фиксировать одновременно до трех буров в приспособлении для удерживания бура. При шлифовании скважинных буров с длинным хвостовиком, нижнюю пластину 50 можно удалять.
Ручное запирающее средство, согласно данному изобретению, сокращает до минимума рабочее время при шлифовании нескольких буров одинакового размера, поскольку необходимо лишь один раз выполнять макрорегулирование, а затем используется микрорегулирование для блокирования или удаления буров из приспособления для удерживания бура.
На фиг.1 показано шлифовальное устройство 1, предназначенное для установки на буровых вышках, транспортных средствах технического обслуживания или для установки в мастерских, не обязательно, с установкой внутри ограждения.
Шлифовальное устройство 1 содержит шлифовальный станок 3 и приспособление 2 для удерживания одного или нескольких буров, подлежащих шлифованию. В этом варианте выполнения шлифовальный станок опирается на систему 58 плеч или рычагов, прикрепленную к раме 59 шлифовального устройства. Система 58 плеч или рычагов имеет рычаг 60 макрорегулирования, который обеспечивает возможность вертикального перемещения шлифовального станка. Предусмотрено соединение для сжатого воздуха для приведения в действие различных функций шлифовального устройства, как будет пояснено ниже.
Шлифовальный станок 3 для правильного повторного шлифования изношенных зубьев необходимо выравнивать с продольной осью зуба. В соответствии с подлежащими повторному шлифованию зубьями, приспособление 2 для удерживания бура наклоняется в соответствии с углом установки зубьев на буре. Затем бур устанавливают на столе так, что продольная ось бура проходит вертикально. Приспособление 2 для удерживания бура прикреплено к паре плеч 61, 62, шарнирно соединенных с рамой 59 шлифовального устройства 1 на стойке 63. Когда плечо сложено, как показано на фиг.1, то приспособление для удерживания бура можно надежно размещать на раме шлифовального станка с использованием комбинации защелок. Это обеспечивает защиту от повреждения приспособления для удерживания бура во время транспортировки при установке в мобильных средствах, таких как буровая вышка.
Для дальнейшей минимизации установок и перемещений оператором бура во время повторного шлифования боковая стенка 4 приспособления 2 для удерживания бура установлена с возможностью наклона на шлифовальном станке в поворотной точке 64 на плече 62. Рычаг 65 управления наклоном управляет поворотом приспособления 2 для удерживания бура вдоль дуговой прорези 66 в боковой стенке 4 приспособления для удерживания бура. Предпочтительно предусмотрена шкала 67 для указания угла, на который следует наклонять приспособление 2 для удерживания бура. После установки для конкретного типа бура, угол фиксируется, и нет необходимости в его повторной установке для каждого бура или зуба, подлежащего шлифованию.
Цилиндр (не изображен) на плечах управляет вертикальным перемещением вверх и вниз шлифовального станка 3. Цилиндр обеспечивает давление равновесия на рычажной системе, когда шлифовальный станок 3 не используется, и давление/подачу шлифования при его использовании. Давление равновесия и давление/подачу шлифования можно регулировать.
Шлифовальное устройство 1 имеет блок 68 управления, содержащий вращающийся двигатель и систему подшипников для обеспечения кругового вращения для шлифовального станка 10. Шлифовальный станок 3 прикреплен к блоку 68 управления с помощью пластин 69. В показанном варианте выполнения шлифовальный станок 3 имеет гидравлический двигатель, однако можно использовать также двигатели другого типа, такие как пневматический или электрический двигатель.
Настоящее изобретение можно использовать в шлифовальном устройстве, в котором используются относительно большие силы подачи, прикладываемые во время шлифования, выборочно в комбинации с изменяемой и относительно низкой скоростью вращения шпинделя, с целью оптимизации шлифования зубьев с уменьшенными вибрациями, шумами и сокращением времени шлифования. Большие силы подачи в самоцентрирующихся шлифовальных станках могут потенциально вызывать сход шлифовального станка 3 с зуба с большой силой. Для безопасного использования больших подач, требуются средства, с помощью которых ограничивается ход подачи. Необходимость ограничения подачи может ограничиваться не только направлением подачи, но также любым необходимым направлением. В показанном варианте выполнения перед шлифованием приводится в действие тормоз для блокирования макроположения рычажной системы. Цилиндр с коротким ходом подачи обеспечивает давление подачи во время шлифования. В этом варианте выполнения максимальный ход составляет примерно 50 мм. При приведении в действие комбинации этого типа, перемещение шлифовального станка 3 в направлении подачи ограничивается относительно коротким ходом подачи цилиндра подачи при включении цикла шлифования. В случае схода шлифовального станка 3 с зуба во время шлифовального цикла, вероятность опасности для оператора или повреждения шлифовального станка 3 и т.д. минимальна. Для дальнейшей минимизации любого повреждения оборудования, шлифовальных кругов, буров и для дальнейшей минимизации вероятности травмирования оператора, датчики в указанной комбинации цилиндров обнаруживают, например, достижение цилиндром подачи своего максимального хода, и мгновенно автоматически останавливают процесс шлифования. Аналогичные системы безопасности могут быть включены в любой способ обеспечения управляемой подачи.
Можно использовать другие возможные решения для достижения тех же целей, включая линейные исполнительные механизмы или снабженные двигателем винтовые или передаточные узлы или любые их комбинации, включая цилиндр или цилиндры, выборочно с прерывателями для обеспечения управляемого перемещения и/или позиционирования, и/или безопасности, соединенные с подходящими датчиками и средствами для регулирования нагрузки по потребности.
Входную панель 70 оператора блока 68 управления можно также использовать для ввода оператором, например, размера зубьев, времени шлифования, типа зубьев, износа зубьев и давления подачи. Кнопки используются для прокручивания меню, а ручка набора используется для выбора величин. Система управления может быть программирована с помощью задаваемых по умолчанию величин. На панели 70 предусмотрены кнопка пуска и кнопка остановки. Кнопку остановки на панели 70 можно, не обязательно, использовать для вызова одного или нескольких вторичных меню.
В показанном на фигурах шлифовальном станке используется шестиугольная приводная система типа, описание которого приведено в патентах США №5639273 и №5727994. С целью упрощения управления работой устройства оператором предусмотрены средства для простого выравнивания и закрепления шлифовального круга и отсоединения шлифовального круга после использования.
Внутри блока 68 управления предусмотрена программируемая карточка управления, выборочно прикрепленная к задней стороне входной панели 70 оператора, имеющая печатную плату, содержащую центральный процессор (т.е. микропроцессор или микроконтроллер), для системы управления шлифовального станка. Общая система управления включает системы и органы управления, которые вместе с микропроцессором или микроконтроллером обеспечивают возможность управления всеми функциями шлифовального станка, включая время шлифования каждого зуба, скорость вращения шлифовального круга и давление подачи. Микропроцессор или микроконтроллер и систему управления можно использовать для обеспечения других функций вручную или автоматически.
Хотя обычно шлифовальное устройство выравнивается так, что продольная ось бура проходит в основном вертикально во время шлифования, в случае очень больших буров, или при буровом оборудовании, в котором буры или резцы установлены пучками, шлифование можно выполнять при горизонтальном выравнивании бура или под другим подходящим углом. Данное изобретение применимо также в такой ситуации. В такой ситуации шлифовальный станок может опираться на рычажную систему, и давление подачи может прикладываться в горизонтальном или другом подходящем направлении.
Относительно большие силы подачи в показанном шлифовальном устройстве составляют от 0 до 350 кг и предпочтительно до 115 кг и требуют большей мощности и крутящего момента от шлифовального двигателя, чем в известных шлифовальных устройствах. В данном изобретении предпочтительно используется двигатель, способный создавать значительно более высокий крутящий момент и/или мощность, чем ранее используемые, в диапазоне скоростей вращения с относительно компактным размером и малым весом. Для дальнейшей оптимизации мощности и/или крутящего момента относительно размера и для увеличения гибкости изменения рабочих характеристик двигателя, в данном изобретении используются датчики Холла для контролирования скорости вращения шлифовальной головки.
Было установлено, что при более высокой подаче или давлении шлифования, более низкие скорости вращения (предпочтительно 2200 9000 об/мин по сравнению с 13500 22000 об/мин) обеспечивают более стабильные и продуктивные условия работы абразива (алмазной матрицы) на шлифовальной поверхности шлифовального круга. Результатом являются улучшенные характеристики резания, существенно улучшенная регенерация режущей кромки и улучшенное сохранение профиля шлифовального круга. Другими словами, абразив способен работать с пиковыми характеристиками. Дополнительно к этому было установлено, что может быть необходима изменяемая скорость вращения для оптимизации характеристик шлифования и экономии для любой заданной подачи и/или размера карбидного зуба. Меньшие зубья требуют меньшей подачи, чем большие зубья. Изменяемая скорость вращения и подача по отдельности или в комбинации могут быть также необходимы во время шлифования любого зуба, с целью первоначальной большой степени снятия материала с последующей чистовой обработкой поверхности.
Некоторые известные шлифовальные устройства, в которых используется принцип коробки передач для связи вращения в шлифовальном станке со скоростью вращения шпинделя или шлифовального круга, не позволяют по отдельности управлять скоростью вращения и скоростью шлифовальной головки. Было установлено, что чрезмерная скорость кругового вращения является существенным источником нестабильности во время процесса шлифования. Хотя скорости вращения устройств с использованием принципа коробки передач можно увеличивать или уменьшать за счет использования частотного инвертора, например, для управления выходной скоростью приводного двигателя, относительно высокая скорость вращения приводит к жесткому и не стабильному процессу. Передаточное отношение, используемое в известных шлифовальных станках других изготовителей, составляет приблизительно 1:3 (т.е. 1 поворот приводит к трем поворотам выходного шпинделя). Согласно данному изобретению, оптимизация стабильности и всех характеристик системы достигается за счет отсутствия связи между вращением в шлифовальном станке и скоростью вращения шпинделя или шлифовального круга.
Для управления всеми указанными функциями предпочтительно используется система управления, имеющая входную панель оператора, непосредственно соединенную с электронным модулем программируемой карточки управления, способным выдавать необходимые команды, например, для модуля карточки включения и выключения. В системе управления используется печатная плата (модуль программируемой карточки управления) позади входной панели 70 оператора в блоке 68 управления для ввода и обработки вводимых оператором данных. Модуль программируемой карточки управления и его печатная плата соединены с модулем карточки включения и выключения, который соединен со всеми основными системами. Такую систему управления можно использовать для непрерывного мониторинга всех или выбранных рабочих параметров и, при необходимости, например, для непрерывного регулирования давления подачи, если скорость вращения шлифовальной головки увеличивается сверх установленной максимальной или падает ниже установленной минимальной скорости вращения, увеличения потока охлаждающего средства, если температура двигателя становится слишком высокой и т.д. В другом примере, когда используется гидравлический или пневматический двигатель в шлифовальном станке 3, изменение скорости достигается посредством управления объемом (потоком) или давлением источника пневматической или гидравлической мощности, соответственно. Когда в шлифовальном станке 3 используется электрический двигатель, то изменение скорости осуществляется с помощью частотного инвертора. Использование программного обеспечения, микропроцессора или микроконтроллера позволяет оказывать влияние на рабочие характеристики шлифовального устройства. Программное обеспечение может дополнительно обеспечивать указание погрешностей рабочих параметров, напоминать о необходимости выполнения технического обслуживания, замене изношенных частей, компонентов или модулей, для правильной работы или достижения максимальных рабочих характеристик. Его можно использовать также для существенной модификации работы шлифовального устройства посредством простого перепрограммирования или замены микрочипа, микропроцессора или микроконтроллера. Оператор получает возможность обновления программы или замены чипа и, тем самым, рабочих характеристик шлифовального устройства на месте, что обеспечивает максимальную доступность шлифовального устройства для пользователя. Это обеспечивает также гибкость модернизации шлифовального устройства в будущем. Например, новый шлифовальный круг с новой формулой матрицы может требовать других характеристик шлифовального устройства. Посредством простого изменения программного обеспечения, используемого в шлифовальном устройстве, можно требуемым образом изменять рабочие характеристики или другие ключевые переменные. Это обеспечивает оптимальную работу шлифовального устройства.
Кроме того, программное обеспечение панели управления может быть выполнено так, что пользователь может выбирать, например, является ли предпочтительным длительный срок службы шлифовального круга или высокая степень снятия материала шлифовальным кругом.
Согласно данному изобретению предпочтительно используется также «мягкий запуск», когда давление шлифования/подачи и скорость вращения шлифовального круга прогрессивно увеличиваются плавно или ступенями для улучшения признака самоцентрирования до необходимого уровня. Преимуществом более мягкого самоцентрирования является, как указывалось выше, что он приводит к меньшему износу и нагрузке,на профиль шлифовального круга, что приводит к улучшению характеристик шлифовального круга в течение его срока службы.
После правильного соединения шлифовального станка с соответствующим источником мощности и источником воды, шлифовальное устройство готово к работе. Первоначальная последовательность операций для нового комплекта буров, начиная со шлифования поверхности зубьев при нахождении держателя бура в нижнем (горизонтальном) положении, может быть, например, следующей: а) загрузка бура (буров) в держатель бура и фиксация с использованием ручного запирающего средства в держателе бура, или других подходящих принадлежностей держателя бура, б) определение размера и профиля зубьев бура (буров), подлежащего шлифованию, в) ввод оценочного времени шлифования в первичное меню на панели управления оператора, г) прокручивание до следующего меню на панели управления оператора и выбора размера зуба и, не обязательно, профиля, д) прокручивание при необходимости на следующие меню для ввода любых других релевантных данных, е) расположение шлифовального станка шлифовальным кругом наверху зуба, подлежащего заточке, ж) нажатие на кнопку запуска и мониторинг шлифовального станка для обеспечения правильной работы.
Шлифование зубьев бура можно выполнять указанным выше образом после следующих стадий: а) установки угла зубьев посредством наклона приспособления 2 для удерживания бура.
В показанном на фиг.9 варианте ручное запирающее средство 109 содержит узел, включающий прижимную пластину 110, имеющую в основном прямоугольную конфигурацию, с подушкой 111, предпочтительно выполненной из эластомерного материала, прикрепленного к первой поверхности 112 прижимной пластины 110, предназначенной для расположения напротив бура или буров, введенного в раскрыв приспособления для удерживания бура. Эта подушка 11 помогает надежно удерживать бур или буры, поскольку она принимает фору бура или буров при приложении давления. Резьбовой стержень 113 имеет один конец 114, соединенный с возможностью поворота перпендикулярно со второй поверхностью 115 прижимной пластины 110. Другой конец 116 резьбового стержня 113 предназначен для удерживания ручки 117. Резьбовой стержень 113 вращается внутри трубы 118, имеющей внутреннюю резьбовую часть, которая соответствует резьбовому стержню, так что резьбовой стержень 113 и труба 118 могут перемещаться в продольном направлении относительно друг друга.
Узел запирающего средства 109, указанного выше, поддерживается внутри блока 138, установленного на передней стороне приспособления для удерживания бура. Труба 118 скользит внутри отверстия 139 в блоке 138 с прижимной пластиной в вырезе приспособления для удерживания бура. Запирающий рычаг, аналогичный показанному на фиг.1 8 рычагу, соединен с резьбовым стержнем, который проходит через резьбовое отверстие в блоке 138. На другом конце резьбового стержня расположен стопор. Когда запирающий рычаг поворачивается, он натягивает стопор, блокируя трубу 118 относительно блока 138. При ослаблении запирающего рычага труба 118 легко скользит через блок 138, обеспечивая перемещение прижимной пластины 110 в контакт с телом бура (не изображен) внутри выреза. Затем запирающий рычаг затягивается для блокирования второй трубы 118 на месте. Это обеспечивает макрорегулирование запирающего средства 109.
После завершения макрорегулирования закрепляют бур посредством вращения резьбового стержня 113 с использованием ручки 117 для толкания прижимной пластины 110 в направлении юбки или хвостовика бура или буров в вырезе. Резьбовой стержень сохраняет давление, прикладываемое к прижимной пластине 110, пока он не будет повернут для снятия давления. Это перемещение прижимной пластины 110 с помощью резьбового стержня обеспечивает микрорегулирование.
В показанном на фиг.10 варианте выполнения ручное запирающее средство 209 содержит узел, включающий прижимную пластину 210, имеющую в основном прямоугольную конфигурацию и снабженную подушкой 211, выполненной предпочтительно из эластомерного материала, прикрепленной к первой поверхности 212 прижимной пластины 210, обращенной к буру или бурам, введенным в раскрыв приспособления 202 для удерживания бура. Эта подушка помогает надежно удерживать бур или буры, поскольку она принимает форму бура при приложении давления. Поршневой шток цилиндра 213 короткого хода имеет конец 214, прикрепленный перпендикулярно ко второй поверхности 215 прижимной пластины 210. Цилиндр 213 короткого хода закреплен внутри трубы 218, так что поршневой шток цилиндра 213 короткого хода и труба 218 перемещаются в продольном направлении относительно друг друга. В качестве альтернативного решения, конец поршневого штока цилиндра 213 короткого хода прикреплен к трубе 218, а противоположный конец цилиндра 213 короткого хода прикреплен перпендикулярно ко второй поверхности 215 прижимной пластины 210.
Узел запирающего средства 209, указанный выше, поддерживается внутри блока 238, установленного на передней стороне приспособления 202 для удерживания бура. Труба 218 скользит внутри отверстия 239 блока 238, при этом прижимная пластина размещена вырезе приспособления для удерживания бура. Запирающий рычаг, аналогичный показанному на фиг.18 рычагу, соединен с резьбовым стержнем, который проходит через резьбовое отверстие в блоке 238. На другом конце резьбового стержня расположен стопор. При вращении запирающего рычага он затягивает стопор, блокируя трубу относительно блока 238. При отпускании запирающего рычага труба легко скользит через блок 238, обеспечивая перемещение прижимной пластины 210 в контакт с телом бура (не изображен) в вырезе. Затем запирающий рычаг затягивается для блокирования второй трубы 218 на месте. Это обеспечивает макрорегулирования запирающего средства 209.
После завершения макрорегулирования, затем фиксируется бур посредством приведения в действие вручную клапана (не изображен), что приводит к толканию прижимной пластины 210 поршневым штоком цилиндра 213 короткого хода в направлении юбки или хвостовика бура или буров в вырезе. Поршневой шток 225 цилиндра 213 короткого хода сохраняет приложенное к прижимной пластине 210 давление, пока не будет приведен в действие клапан (не изображен) для снятия давления.
Как показано на фиг.11, приспособление 302 для удерживания бура, имеющего конструкцию, аналогичную первому варианту выполнения, показанному на фиг.18, прикреплено к паре плеч 361, 362. Плечо 361 шарнирно соединено с рамой шлифовального устройства на стойке 363. Плечо 362 установлено с возможностью поворота на конце 364 плеча 361, удаленном от рамы и стойки 363, с помощью шарнира 365. Приспособление 302 для удерживания бура соединено с возможностью поворота с другим концом 366 плеча 362 с помощью шарнира 367. Это обеспечивает три точки сочленения в плечах и приспособлении для удерживания бура, что позволяет лучше позиционировать приспособление для удерживания бура как в положении хранения, так и в рабочем положении.
Из приведенного выше описания предпочтительного варианта выполнения изобретения и определенных возможных модификаций его, для специалистов в данной области техники понятно, что изобретение допускает другие модификации системы и деталей.
Понятно, что приведенное выше описание предпочтительного варианта выполнения является лишь примером. Многие изменения изобретения очевидны для специалистов в данной области техники, и такие очевидные изменения входят в объем изобретения, согласно описанию и формуле изобретения, независимо от того, указаны они или нет в явном виде.