АВТОНОМНЫЙ НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ИГЛОФРЕЗЕРНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ КАТАНИЯ ВРАЩАЮЩИХСЯ АГРЕГАТОВ

Полезная модель предназначена для использования при монтажных и ремонтных работах в цементной промышленности и других отраслях, в которых применяются вращающиеся агрегаты.
Известен мобильный станок для бесцентровой обработки крупногабаритных тел вращения [Патент РФ на полезную модель №138820 авторов Погонина Д.А., Чепчурова М.С., Жукова Е.М., опубликован 27.03.2014], содержащий две опорные стойки с неразрезными головками, в которые устанавливается направляющая, выполненная в виде профилей П-образного сечения замкнутых в жесткий контур посредством установленных с торцов съемных пластин. На направляющей установлен подвижный продольный суппорт, перемещение которого осуществляется с помощью ходового винта, кинематически связанного с приводом продольного перемещения посредством полой конической шестерни с внутренней гайкой. На продольном суппорте установлена внешняя разъемная обойма, кинематически связанная с приводом углового положения, обеспечивающим возможность углового перемещения относительно продольного суппорта. При необходимости ручное перемещение продольного суппорта осуществляется квадрантом посредством перекидной муфты, закрепленной на ходовом винте. На разъемной обойме установлен поперечный суппорт и резцедержатель с резцом. На разъемной обойме так же закреплен двигатель (МЗ) поперечной подачи, связанный ходовым винтом с поперечным суппортом. Для фиксации станка на базируемой поверхности используются магнитные прихваты, установленные под опорными стойками.
Недостатками мобильного станка для бесцентровой обработки крупногабаритных тел вращения является отсутствие автономности, большая масса конструкции, низкая производительность, быстрый износ инструмента, и также сложная кинематическая схема ввиду наличия привода углового положения суппорта.
Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является автономный нестационарный станочный модуль для обработки крупногабаритных изделий [Патент РФ на полезную модель №35265 авторов Погонина А.А., Чепчурова М.С., Хуртасенко А.В., опубликован 10.01.2004.]. Модуль содержит две опоры с опорными плоскостями, стойки, направляющую со шпонкой и механизмом поперечного перемещения с резцедержателем с закрепленным режущим инструментом, установленную в стойки, опоры ходового винта, ходовой винт, шестерню механизма отключения подачи, которая входит в зацепление с зубчатым колесом. В качестве привода подач используется установленный на стойке автономный электродвигатель постоянного тока, связанный с режущим инструментом. Автономный электродвигатель имеет свое устройство управления и регулирования, а также оснащен автономным источником питания и системой управления. При этом необходимое питание двигатель получает от генератора и аккумуляторных батарей, а вращение на генератор передается при помощи устройства, состоящего из передающего ролика, который находится в контакте с источником вращения (обрабатываемая деталь) и цепной передачи. Одно из зубчатых колес жестко связано с передающим роликом, другое с валом генератора, а кронштейн (рычаг) подпружинен для исключения проскальзывания передающего ролика.
Недостатками приведенного модуля является низкая производительность механической обработки и недостаточная степень его мобильности, связанные с большим весом, вызванным увеличением сечений элементов необходимых для компенсации сил отжатий, а также с высокой величиной основного и продолжительным вспомогательным временем.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: две опоры со стойками, ходовой винт, сопряженный с автономным электродвигателем постоянного тока и связанный с режущим инструментом, а также передающий ролик, установленный на подпружиненном рычаге и находящийся в контакте с обрабатываемой деталью.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение производительности механической обработки за счет увеличения объема снимаемого припуска в процессе обработки.
Это достигается тем, что автономный нестационарный иглофрезерный модуль для обработки поверхности катания вращающихся агрегатов содержит две опоры для установки относительно обрабатываемого изделия. На опорах установлены стойки. В стойках установлен ходовой винт, сопряженный с автономным электродвигателем постоянного тока. Передающий ролик, установленный на подпружиненном рычаге, находится в контакте с обрабатываемой деталью. В качестве режущего инструмента используется набор иглофрез, установленный с возможностью продольного перемещения на инструментальном валу. Инструментальный вал размещен в стойках и кинематически связан с валом передающего ролика через набор сменных зубчатых колес. Вал передающего ролика установлен в подпружиненном рычаге, который связан с одной из стоек и установлен на инструментальном валу. Обе стойки жестко соединены между собой съемной планкой и размещены на опорах с возможностью поперечного перемещения.
На фиг. 1 показан общий вид модуля, на фиг. 2 вынесен конструктивный элемент - подпружиненный рычаг с набором сменных зубчатых колес.
Автономный нестационарный иглофрезерный модуль для обработки поверхности катания вращающихся агрегатов содержит две опоры 1 с установленными стойками 2, которые жестко соединены между собой съемной планкой 3. В качестве режущего инструмента используется набор иглофрез 4, установленный с возможностью продольного перемещения на инструментальном валу 5, который размещен в стойках 2. На валу 6, кинематически связанного с инструментальным валом 5 через набор сменных зубчатых колес 7, установлен передающий ролик 8. На инструментальном валу 5 установлен генератор постоянного тока 9, который через систему управления (на фигуре не показано) питает автономный электродвигатель постоянного тока 10, установленный на ходовом винте 11. Ходовой винт 11 с гайкой 12 установлен в стойках 2. Гайка 12 жестко связана с набором иглофрез 4. Вал 6 установлен в подпружиненном рычаге 13, который установлен на инструментальном валу 5. Передающий ролик 8 установленный на валу 6 прижимается к обрабатываемой детали 14 посредством прижимного винта 15 через пружину 16. Прижимной винт 15 установлен в упоре 17, жестко закрепленном на одной из стоек 2. Электродвигатели с ходовыми винтами 18 установленные в опорах 1 кинематически связаны со стойками 2.
Автономный нестационарный иглофрезерный модуль для обработки поверхности катания вращающихся агрегатов устанавливается на предварительно подготовленные поверхности опорными плоскостями опор 1. Прижимным винтом 15 через пружину 16, установленные в упоре 17, регулируются усилия прижатия передающего ролика 8 к обрабатываемой детали 14. Передающий ролик 8, обкатываясь по поверхности обрабатываемой детали 14, передает вращение через вал 6, установленный в подпружиненном рычаге 13, на набор сменных зубчатых колес 7. При этом набор сменных зубчатых колес 7 подбирается согласно проведенным расчетам в соответствии с требуемой скоростью резания. От набора сменных зубчатых колес 7 вращение передается на инструментальный вал 5 и установленный на нем набор иглофрез 4, который в свою очередь производит резание поверхности обрабатываемой детали 14. При этом инструментальный вал 5 передает вращение на вал генератора 9, который через систему управления приводит в работу автономный электродвигатель постоянного тока 10, установленный на ходовом винту 11. Ходовой винт 11, установленный в стойках 2, вращаясь передает поступательное движение гайке 12, жестко связанной с набором иглофрез 4. Благодаря этому набор иглофрез 4 перемещается продольно относительно поверхности обрабатываемой детали 14 с требуемой скоростью, которая регулируется системой управления. Глубина снимаемого слоя материала набором иглофрез 4 регулируется поперечным перемещением жестко связанных между собой съемной планкой 3 стоек 2, кинематически связанных с электродвигателями с ходовыми винтами 18, установленными в опорах 1.
Таким образом, за счет применения иглофрезерного инструмента, установленного на вращающемся инструментальном валу, достигается увеличение объема материала снимаемого припуска при обработке детали с обеспечением автономности функционирования модуля. При этом применение автоматических приводов для обеспечение всех перемещений режущего инструмента позволяет обеспечить полный съем припуска в автоматическом режиме работы модуля.
Моделирование процесса управления обработкой в пакете XCos среды SciLab показало эффективность реализации предположенных решений.