УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Полезная модель относится к металлообрабатывающему оборудованию и может быть использована для абразивной обработки крупногабаритных цилиндрических поверхностей, например, бандажей вращающихся обжиговых печей в процессе их технологического вращения или технологических барабанов.
Известен «Станок для обработки цилиндрических деталей» [Патент на изобретение №2364487, авторы: Гончаров А.Б., Одинцов Л.Г., Тулинов А.Б.]. Станок содержит неподвижную съемную эстакаду, опорную раму с суппортами продольного и поперечного хода, приводы подачи и вращения инструмента и копировальное устройство. Предусмотрен демпфирующий стол, состоящий из основания, верхней опоры, двух направляющих, двух газовых двухтрубных демпферов и передней подвижной скобы. Последняя имеет тяговую ось с регулировочной гайкой и контргайкой для сдвига верхней опоры относительно основания. Копировальное устройство выполнено в виде рамы, включающей два прижима и три оси, и четырех копирующих опор, в каждой из которых расположены два самоустанавливающихся ролика. Рама копировального устройства закреплена в кронштейнах верхней опоры демпфирующего стола. Недостатком известного станка является длительность процесса обработки, связанная с инертностью гидродемпферов.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является: «Установка для шлифования» [Патент на изобретение №2385795, авторы: Гончаров А.Б., Тулинов А.Б., Одинцов Л.Г.]. Установка для шлифования содержит стол продольного хода, мотор-редуктор привода стола продольного хода, стол поперечного хода, на котором установлен электродвигатель главного привода ведущего шкива бесконечной абразивной ленты, и подпружиненный ведомый шкив, выполненный с натяжителем и вилкой, несущей ось ведомого шкива и имеющей корпус и цилиндрическую часть, телескопически сочлененную с натяжителем, связанным посредством тяги с корпусом вилки, причем привод стола продольного хода выполнен в виде цепной передачи.
С конструктивными признаками прототипа совпадает следующая совокупность признаков предлагаемого технического решения. Устройство содержит станину с размещенным на ней с возможностью продольного перемещения рабочим столом несущим поперечный суппорт с закрепленным приводом, кинематически связанным с ведущим шкивом и имеющим держатель жестко связанный с натяжителем, в котором установлена подпружиненная консольная часть вилки ведомого шкива, связанная посредством тяги с натяжителем.
Основной недостаток прототипа это длительный период обработки и, соответственно, повышенная себестоимость выпускаемой продукции. Указанный недостаток обусловлен тем, что цилиндрическое сочленение вилки и натяжителя допускает относительное вращение деталей друг относительно друга, изменяя тем самым положение оси ведомого шкива. Для обеспечения стабильного положения требуется постоянный контроль этого соединения и дополнительные затраты времени.
Кроме того наличие цепной передачи в приводе продольного перемещения не обеспечивает точности установки и допускает вибрации.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что устройство для обработки крупногабаритных цилиндрических поверхностей, содержит станину с размещенным на ней с возможностью продольного перемещения рабочим столом несущим поперечный суппорт с закрепленным приводом, кинематически связанным с ведущим шкивом и имеющим держатель жестко связанный с натяжителем, в котором установлена подпружиненная консольная часть вилки ведомого шкива, связанная посредством тяги с натяжителем. При этом консольная часть вилки ведомого шкива и сопрягаемая с ней поверхность натяжителя имеют квадратное сечение и установлены с возможностью взаимного перемещения, а станина снабжена подпружиненным основанием, имеющим подвижную и неподвижную части, связанные пружинами, а привод продольного перемещения рабочего стола включает мотор-редуктор и кинематическую передачу «винт-гайка», гайка которой выполнена из капролактама.
Целью полезной модели является создание устройства, которое позволит сократить время на обработку, повысить точность обработки и снизить себестоимость выпускаемой продукции за счет обеспечения точности перемещения и позиционирования рабочего стола, обеспечения стабильного положения ведущего и ведомого шкивов с абразивной лентой относительно обрабатываемой поверхности и исключения влияния погрешностей формы на точность обработки.
Указанная цель достигается тем, что консольная часть вилки ведомого шкива и сопрягаемая с ней поверхность натяжителя имеют квадратное сечение и установлены с возможностью взаимного перемещения, а станина снабжена подпружиненным основанием, имеющим подвижную и неподвижную части, связанные пружинами, при этом привод продольного перемещения рабочего стола включает мотор-редуктор и кинематическую передачу «винт-гайка», гайка которой выполнена из капролактама.
Выполнение соединения консольной части вилки и внутренней поверхности натяжителя квадратным сечением исключает возможность относительного проворота сопрягаемых поверхностей, и обеспечивает постоянство расположения оси ведомого шкива относительно оси обрабатываемой поверхности, что ведет к повышению качества обработки и снижению времени обработки.
Снабжение станины подпружиненным основанием обеспечит компенсацию возможных биений, связанных с погрешностями формы обрабатываемой поверхности, причем наличие пружины устраняет инерционность срабатывания этого узла. В совокупности это приводит к уменьшению времени на обработку и соответственно удешевляет выпускаемую продукцию (например, клинкера).
Включение в конструкцию привода продольной подачи кинематической пары «винт-гайка», гайка которой выполнена из капролактама, так же способствует повышению точности и качества обработки. Это объясняется тем, что передача «винт-гайка» обладает повышенной точностью перемещения, а выполнение гайки из капролактама обеспечивает минимальное трение при преобразовании вращательного движения в возвратно-поступательное и не требует постоянной смазки, исключает накопление на элементах передачи продуктов обработки, цементной пыли, что повышает надежность перемещения, сокращает ремонтное время.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется графическими материалами. На фиг.1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 изображена конструкция натяжителя; на фиг.3 - поперечный разрез натяжителя; на фиг.4 - поперечный разрез консольной части; на фиг.5 - аксонометрическое изображение подвижного основания.
Устройство для обработки цилиндрических крупногабаритных поверхностей содержит станину 1, на которой выполнены направляющие продольного хода для размещения рабочего стола 2. На рабочем столе 2 установлен с возможностью поперечного перемещения суппорт 3. На поперечном суппорте 3 закреплен электродвигатель 4 привода вращения ведущего шкива 5, рабочая поверхность которого выполнена обрезиненной для повышения коэффициента сцепления и исключения проскальзывания абразивной ленты.
На корпусе электродвигателя 4 жестко закреплен держатель 6, соединенный в свою очередь с натяжителем 7. Внутренняя полость натяжителя 7 имеет квадратное сечение.
Со стороны держателя 6 во внутреннюю полость натяжителя 7 введен палец 8, имеющий с одной стороны квадратное сечение для сопряжения с натяжителем 7, а с другой - цилиндрическое, для связи с держателем 6. Палец 8 установлен с возможностью осевого перемещения и служит для регулировки первоначального (установочного) натяжения абразивной ленты. С другой стороны во внутреннюю полость натяжителя 7 введена консольная часть 9 вилки 10. Указанная консольная часть 9 имеет так же квадратное сечение и установлена с возможностью осевого перемещения (телескопическое соединение). Выполнение сопряжения консольной части 9 вилки 10 и внутренней поверхности натяжителя 7 с квадратным сечением исключает проворот сопрягаемых деталей друг относительно друга и обеспечивает стабильное положение вилки 10 относительно оси обрабатываемой поверхности. На наружной поверхности консольной части 9 вилки 10 размещена пружина 11. Пружина 11 упирается с одной стороны в кольцо 12, а с другой - в торец В вилки 10. Торец В вилки 10 соединен через шарнирную тягу 13с натяжителем 7.
В вилке 10 размещена ось 14, на которой закреплен ведомый шкив 15, имеющий закругленную рабочую поверхность, причем, выполнение рабочей поверхности ведомого шкива закругленной исключает возможность соскальзывания абразивной ленты. На ведомый шкив 15 и ведущий шкив 5 устанавливается бесконечная, сменная, абразивная лента 16. Возможность продольного перемещения рабочего стола 2 обеспечивается за счет мотор-редуктора 17 и кинематической пары 18 «винт-гайка». Гайка этой пары выполнена из капролактама и связана с рабочим столом 2. Такая передача обеспечит точность позиционирования рабочего стола 2, возможность минимальных его перемещений. Выполнение гайки из капролактама исключает необходимость смазки, а так же обеспечивает 'минимальный коэффициент трения.
Поперечное перемещение суппорта 3 для осуществления настройки устройства и процесса врезания осуществляется вручную вращением штурвала 19. Для компенсации возможных биений, связанных с погрешностями формы обрабатываемой поверхности 20 (например, бандажа цементной печи), станина 1 снабжена подпружиненным основанием 21. Оно имеет подвижную и неподвижную части, связанные двумя пружинами 22. Регулировка пружин 22 осуществляется одновременно за счет соединения их через ступенчатые цилиндрические стержни 23 со скобой 24. Перемещение подвижной части обеспечивается наличием тяговой оси 25, проходящей через скобу 24 и сочлененной с ней контргайкой-барашком 26.
В устройстве для обработки цилиндрических крупногабаритных поверхностей имеется копировальный узел шарнирно соединенный с подпружиненным основанием 21. Копировальный узел содержит раму 27 и четыре копирующих опоры 28. Каждая из опор 28 включает по два вращающихся ролика 29, установленных на осях, закрепленных в кронштейнах, связанных с рамой 27.
При монтаже устройства для обработки цилиндрических крупногабаритных поверхностей в рабочее положение необходимо изготовить опорную конструкцию, которая представляет собой жесткую сварную раму 30, размеры которой зависят от габаритов обрабатываемого изделия 20 и возможного места ее установки.
Устройство монтируется и работает следующим образом.
Предварительно изготавливается опорная конструкция в виде жесткой рамы 30, которая выставляется и неподвижно закрепляется относительно обрабатываемого изделия 20. На раму 30 крепится (например, болтами) подпружиненное основание 21, которое соединено со станиной 1 и шарнирно связано с рамой 27 копировального узла. Затем, на направляющих рабочего стола 2, устанавливается суппорт 3 поперечного перемещения. При этом необходимо обеспечить параллельность продольного перемещения рабочего стола 2 относительно оси обрабатываемой детали 20 и перпендикулярность поперечного перемещения суппорта 3. На суппорт 3 крепится электродвигатель 4 кинематически связанный с ведущим шкивом 5 и через держатель 6 с натяжителем 7. В натяжитель 7 устанавливается консольная часть 9 вилки 10, тем самым определяя положение ведомого шкива 15, размещенного на оси 14. За счет наличия пружины 11, расположенной между торцем В и кольцом 12, и шарнирной тяги 13 смещается в осевом направлении вилка 10 с ведомым шкивом 14 и устанавливается сменная абразивная лента 16 на ведущий 5 и ведомый 15 шкивы. Регулировка величины ее натяжения производится с помощью пальца 8 за счет его осевого перемещения.
Так как обработка ведется в процессе технологического вращения, то настройка с помощью штурвала 19 величины поперечного перемещения суппорта 3 и, соответственно, ведущего шкива 5 производится с учетом предварительной определенной (или рассчитанной) глубины резания. После касания абразивной лентой 16 обрабатываемой поверхности 20 включается электродвигатель 4, вращение передается на ведущий шкив 5, который и обеспечивает обработку. После этого включается мотор-редуктор 17 и через кинематическую пару 18 «винт-гайка» движение передается на рабочий стол 2. Таким образом, производится обработка поверхности 20 по всей ее ширине, причем оба хода (прямой и обратный) рабочего стола 2 являются рабочими.
При подготовке устройства к работе следует учитывать, что такие крупногабаритные детали как бандажи вращающихся печей, имеют значительные погрешности формы. Для исключения влияния этих погрешностей на процесс обработки в устройстве предусмотрен копировальный узел (основой которого является рама 27) шарнирно соединенный с подвижным основанием 21. Контакт копировального узла с обрабатываемой поверхностью 20 осуществляется путем касания ее всеми вращающимися роликами 29 опор 28, установленных на осях, закрепленных в кронштейнах, связанных с рамой 27.
Благодаря установке поперечного суппорта 3 на рабочем столе 2, который размещен на станине 1 связанной с подпружиненным основанием 21 компенсируются все погрешности формы обрабатываемой поверхности и исключается их влияние на глубину резания и точность обработки. Компенсация осуществляется предварительным натягом пружин22, величина которого обеспечивает максимальную величину допустимого свободного хода. Натяг производится вращением гайки-барашка 26, перемещением подвижной части за счет тяговой оси 25 и заневоливанием пружин 21, расположенных на ступенчатых стержнях 23.