УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ТВЕРДОГО СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА НА ШЛИФОВАЛЬНЫЙ КРУГ
DEVICE FOR SUPPLY OF SOLID LUBRICANT ONTO GRINDING STONE

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к обработке заготовок деталей машин резанием с применением шлифовальных кругов (ШК), твердых и пластичных смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС).
Известна форсунка для распыления вязких жидкостей (а.с. №417121 СССР, МПК B05B 7/12, опубл. 25.05.75, БИ №19), содержащая корпус, сопло, трубки подвода смазки и сжатого воздуха, дополнительную трубку и инжектор. Благодаря наличию перепада давления воздуха в корпусе форсунки и наличию дополнительной трубки, соединяющей трубки подвода смазки и воздуха, смазка вытесняется из питающей трубки к соплу и, захваченная потоком сжатого воздуха, выходящего из инжектора, распыляется на смазываемую поверхность. Устройство работает следующим образом: смазка от дозирующего питателя подается в корпус, заполняя полость между внутренними стенками корпуса и инжектором, затем в заданный момент времени подается сжатый воздух от компрессора по каналам в инжектор и в дополнительную трубку, вытесняя смазку в корпус к соплу. Захваченная потоком воздуха, выходящим из инжектора, смазка распыляется, при этом поступающий через дополнительную трубку сжатый воздух позволяет регулировать подачу смазки в распыленном виде, например, в зону резания.
Недостатками аналога является следующее: устройство жестко связано с дозирующим питателем и пневмосетью, поэтому, чтобы наносить СОТС на ШК под требуемым углом к его оси, необходимо поворачивать все устройство на соответствующий угол, что в реальных условиях часто затруднительно и даже невозможно; устройство предназначено только для распыления СОТС, находящихся в пластичном агрегатном состоянии; форсунка не позволяет наносить ТСМ на рабочую поверхность ШК кратковременными импульсами (небольшими дозами).
7
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для подачи твердого смазочного материала (ТСМ) на ШК (патент РФ №2238842 С1, МПК В24В 55/02, опубл. 10.27.04, БИ №30), включающее бачок для ТСМ, тепловой элемент, установленный в нижней части бачка, устройство регулирования температуры ТСМ, связанное с бачком для ТСМ и тепловым элементом, смеситель, расположенный внутри бачка для ТСМ, трубку для подвода к смесителю расплавленного ТСМ, сопло, электрически изолированное от бачка для ТСМ и смесителя и включенное в электрическую цепь, устройство подготовки сжатого воздуха, устройство управления и систему трубопроводов, принятое за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство не позволяет подавать ТСМ на ШК в стесненных условиях, например при внутреннем шлифовании (ВШ), когда ШК лишь частично выводится из обрабатываемого отверстия на длину перебега или когда технологическое оборудование не позволяет разместить установку для нанесения расплавленного ТСМ в рабочей зоне станка на расчетном расстоянии от ШК и под требуемым углом наклона к его оси.
Сущность изобретения заключается в следующем. Резкое повышение в последнее время требований к конкурентоспособности продукции машиностроения сделало особенно актуальной проблему повышения качества поверхностей деталей машин, обрабатываемых на операциях шлифования. Одним из путей решения указанной проблемы является рационализация применения СОТС.
Технический результат - повышение качества поверхностей деталей машин и уменьшение доли затрат на СОТС в себестоимости продукции.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что заявляемое устройство, как и известное устройство, состоит из бачка для ТСМ, теплового элемента, установленного в нижней части бачка, устройства регулирования температуры ТСМ, связанного с бачком для ТСМ и тепловым элементом, смесителя, расположенного внутри бачка для ТСМ, трубки для подвода к смесителю расплавленного ТСМ, сопла, электрически изолированного от бачка для ТСМ и смесителя и включенного в электрическую цепь, устройства подготовки сжатого воздуха, устройства управления и системы трубопроводов.
Особенность заключается в том, что сопло соединено с бачком для ТСМ гибкой трубкой из диэлектрика, находящейся внутри нагревательного элемента, который теплоизолирован от окружающей среды оболочкой из влагонепроницаемого материала; внутри указанной выше трубки соосно располагается гибкая трубка меньшего диаметра, а на конце оболочки установлено сопло. К нагревательному элементу подводится напряжение, и трубка нагревается до температуры, превышающей температуру плавления используемого ТСМ. По внутренней трубке (материальному соплу) поступает расплавленный ТСМ, по наружной трубке (воздушному соплу) поступает нагретый сжатый воздух; на выходе из сопла создается разрежение; расплавленный ТСМ попадает в струю нагретого сжатого воздуха, происходит инжектирование и воздушно-капельная смесь через сопло распыляется на рабочую поверхность ШК и создает на ней равномерный быстро застывающий слой ТСМ. При этом образование в сопле нароста из застывшего ТСМ исключается. Слой ТСМ надежно защищает абразивные зерна от непосредственного контакта с материалом обрабатываемой заготовки. Это способствует уменьшению силы трения, а следовательно, и теплосиловой напряженности в зоне обработки, в результате чего повышается качество поверхностей обрабатываемых заготовок деталей машин. Использование гибкого теплоизолированного воздушного и материального сопел обеспечивает возможность устанавливать питающее устройство в удобном для его размещения на столе месте, независимо от угла наклона сопел относительно оси вращающегося ШК.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата.
На чертежах представлены: фиг.1 - схема устройства для подачи ТСМ на шлифовальный круг; фиг.2 - схема нанесения ТСМ при расположении форсунки под углом α к оси вращающегося ШК.
Гибкое теплоизолированное воздушное и материальное сопла для подачи ТСМ на ШК (см. фиг.1) соединены с питающим устройством 1, включающим устройства подготовки сжатого воздуха и расплавленного ТСМ, устройство управления и системы трубопроводов, через диэлектрическую прокладку 2; гибкая трубка 3 для подвода расплавленного ТСМ соосно располагается внутри внешней гибкой трубки 4 из диэлектрика, находящейся внутри нагревательного элемента 5, защищенного оболочкой из теплоизоляционного влагонепроницаемого материала 6; на конце оболочки 6 установление сопло 7 (далее позиции 3, 4, 5, 6 и 7 объединены под общим названием - гибкая теплоизолированная форсунка); выключатель 8 служит для подачи напряжения на нагревательный элемент 5.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
K
Перед началом работы на шлифовальном станке в питающее устройство 1 (см. фиг.1) закладывают ТСМ (например, парафин) и расплавляют его, переводя ТСМ в жидкое агрегатное состояние. После перехода ТСМ в жидкое агрегатное состояние подают напряжение через выключатель 8 на нагревательный элемент 5, и гибкая теплоизолированная форсунка нагревается до температуры, превышающей температуру плавления используемого ТСМ. Затем из заводской пневмосети под давлением 0,2…0,4 МПа подают сжатый воздух в питающее устройство 1; пройдя через систему подготовки воздуха и ТСМ, воздух нагревается до температуры расплавленного ТСМ и далее поступает в гибкую теплоизолированную форсунку. На выходе из гибкой теплоизолированной форсунки, перед соплом 7 воздух смешивается с расплавленным ТСМ, поступающим в гибкую теплоизолированную форсунку по трубке 3 из питающего устройства 1. При смешивании нагретого воздуха с находящимся в жидком агрегатном состоянии расплавленным ТСМ образуется воздушно-капельная смесь, которая в полном объеме (без образования в сопле 7 нароста из ТСМ) транспортируется через нагретую гибкую теплоизолированную форсунку (предотвращающую также преждевременное застывание воздушно-капельной смеси и расплавленного ТСМ) на рабочую поверхность ШК 9, вращающуюся с окружной скоростью V, и создает на ней однородный равномерный слой 10 ТСМ. Продолжительность нанесения и соответственно толщина слоя 10 ТСМ на шлифовальном круге 9 определяется конкретными условиями шлифования. Слой 10 ТСМ надежно защищает абразивные зерна от непосредственного контакта с материалом обрабатываемой заготовки, что способствует уменьшению теплообразования в зоне обработки и повышению качества обработанных поверхностей деталей машин. Гибкая теплоизолированная форсунка (см. фиг.2) позволяет наносить расплавленный ТСМ на вращающуюся рабочую поверхность ШК 9 под различными углами α к его оси.