ГОЛОВКА ДЛЯ РАСТАЧИВАНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ КАНАВОК В ОТВЕРСТИЯХ

Полезная модель относится к области обработки материалов резанием, а именно к устройствам для растачивания кольцевых канавок в глухих и сквозных отверстиях. В частности, предназначена для подготовки шпура, выполненного в монолитном или сборном железобетоне, с целью надежной фиксации в нем анкерного устройства.
Вытачивание внутренних канавок в отверстиях в большинстве случаев производится специальными прорезными канавочными резцами, у которых форма головки в точности соответствует профилю канавки. В качестве прорезных резцов также применяются дисковые резцы, на которые передается вращение от электропривода.
Известно устройство для растачивания (SU 585920, МПК B23B 35/00, B23B 41/12, опубл. 30.12.1977 г.), содержащее корпус, соединенный через подшипники с приводным валом, имеющим эксцентричное отверстие и продольный паз. В эксцентричное отверстие установлен шпиндель с винтовым пазом, угол подъема которого 25-30° по отношению к оси шпинделя. На свободном конце шпинделя закреплен резец. На приводном валу расположена муфта, состоящая из втулки, штифта и кольца с двумя цапфами. Штифт муфты пропущен через продольный паз приводного вала и винтовой паз шпинделя. На свободный конец шпинделя надет упор с тарелкой, закрепленный на подшипнике. К корпусу прикреплена вилка, скобообразные концы которой надеты на цапфы. Свободный конец вилки, имеющей ограничитель, соединен с пружиной и тросом, прикрепленным к ножной педали. Через шестерню приводного вала устройство соединено с электроприводом.
Недостатком устройства для растачивания является достаточная сложность конструкции и малая надежность, обусловленные наличием шпинделя с винтовым пазом, вилки, соединенной через пружину и трос с ножным приводом.
Шпиндель, имея значительный вылет, установлен в упоре с зазором, что снижает жесткость конструкции и точность базирования устройства в отверстии при выполнении кольцевой канавки.
Кроме того, в устройстве не предусмотрены конструктивные элементы для его неподвижного базирования на поверхности обрабатываемого объекта, что может привести к отклонению устройства в процессе растачивания от выбранного положения (в результате вибрации), влекущему ухудшение качества выполнения кольцевой канавки.
В устройстве не предусмотрена возможность изменения глубины выполнения кольцевой канавки.
В качестве ближайшего аналога (прототип) выбрана головка для растачивания кольцевых канавок в отверстиях (RU 3706, МПК B23B 29/034, B23B 35/00, опубл. 16.03.1997 г.), содержащая стакан, в котором с возможностью осевого перемещения установлена гильза. В гильзе и стакане выполнено эксцентрично наружному диаметру отверстие, в котором размещен шток со сквозным винтовым пазом, имеющим угол 25-30° к оси штока. На конце штока закреплен резец. Через винтовой паз штока, отверстия в гильзе и продольные пазы в стакане пропущен штифт. На резьбовой участок гильзы навинчена гайка с лимбом для регулировки глубины растачивания канавки и ограничения хода гильзы. К стакану присоединена гайка, обеспечивающая регулировку натяжения пружины, возвращающей гильзу в исходное состояние. Упор устройства на поверхности обрабатываемой детали осуществляется торцем подшипникового узла, установленным в нижнем отверстии стакана.
Недостатком прототипа, как и аналога, является достаточная сложность конструкции, наличие большого количества элементов, подвергающихся трению между собой (гильза, пружина, шток, штифт), что снижает надежность конструкции и уменьшает срок ее эксплуатации.
Для изменения глубины проточки кольцевой канавки навинчивают или развинчивают гайку с лимбом, установленную на гильзе, что увеличивает время подготовки устройства к работе, к тому же регулирование подобным образом вылета резца не обеспечивает достаточно точного изменения глубины проточки.
Кроме того, отсутствует защита подшипникового узла от попадания в него во время проточки пыли, крошки, стружек, что снижает срок эксплуатации подшипникового узла.
Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в упрощении конструкции, повышении ее надежности, а также в обеспечении простоты и удобства изменения глубины проточки кольцевой канавки.
Решение поставленной задачи в головке для растачивания кольцевых канавок в отверстиях, содержащей корпус преимущественно цилиндрической формы с осевым отверстием, в которое с возможность осевого вращения установлен вал с закрепленным на его нижнем конце расточным резцом, достигается тем, что вал установлен в отверстии с возможностью отклонения относительно вертикальной оси, а на корпусе выполнен кольцевой выступ.
В качестве расточного резца применен алмазный диск.
Диаметр корпуса соответствует диаметру шпура.
Диаметр корпуса соответствует диаметру алмазного диска.
В корпусе со стороны расточного резца установлен пыльник, выполненный, например, из фетра.
Вал установлен в корпусе посредством радиального и сферического подшипников.
Головка снабжена, по крайней мере, одним съемным опорным цилиндрическим кольцом с осевым отверстием, соответствующим диаметру корпуса.
С торцевых сторон опорного кольца выполнены цилиндрические отверстия разной глубины, диаметр которых превышает диаметр кольцевого выступа корпуса.
Вал соединен через резьбовую втулку с электрическим приводом.
Установка вала в осевом отверстии корпуса с возможностью не только вращения относительно вертикальной оси, но и отклонения, создаваемые радиальным и сферическим подшипниками, исключает необходимость использования большого количества конструктивных элементов, отводящих алмазный диск от горизонтального положения как у аналога, обеспечивает упрощение конструкции, повышение ее надежности и срока эксплуатации, снижает стоимость изготовления.
Выполнение корпуса диаметром, соответствующим диаметру шпура, обеспечивает его установку в шпур без большого зазора, наличие кольцевого выступа на корпусе обеспечивает надежное базирование головки на исследуемом материале или объекте; указанные особенности конструкции повышают устойчивость устройства к возможным изменениям его положения в процессе работы, повышая качество выполнения кольцевой канавки.
Использование пыльника, защищающего подшипниковые узлы от попадания в них пыли и бетонной крошки, также повышает срок службы головки.
Наличие съемных опорных колец, изменяющих глубину установки резца в шпуре, т.е. глубину выполнения кольцевой канавки, обеспечивает быстрое изменение глубины проточки без необходимости совершения дополнительных настроечных операций, что снижает время на подготовку устройства к работе и обеспечивает точность установки резца в шпуре на заданной глубине.
Использование в качестве расточного резца алмазного диска обеспечивает равномерное выполнение проточки кольцевой канавки в шпуре. Изнашивание диска происходит равномерно по всему диаметру, что повышает срок его эксплуатации.
Ниже приведен один из вариантов осуществления настоящей полезной модели. Данный пример приведен прежде всего в целях иллюстрации и не должен быть истолкован как ограничение объема притязаний.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами: фиг. 1 - общий вид головки для растачивания (продольное сечение), на фиг. 2 - опорные кольца для выполнения проточки на разной глубине 25, 30 и 35 мм: вид спереди (сечение) и вид сверху, на фиг. 3 - позиционирование устройства в шпуре железобетона при растачивании кольцевой канавки с использованием опорного кольца.
Устройство представляет собой расточную насадку для электропривода. В качестве электропривода может быть использован многофункциональный беспроводной ручной инструмент DREMEL 8200.
Устройство содержит металлический корпус 1, преимущественно цилиндрической формы с кольцевым выступом 2. Диаметр корпуса 1 соответствует диаметру шпура, а диаметр выступа 2 превышает диаметр шпура, в котором выполняется проточка кольцевой канавки. Корпус 1 выполнен таким, что он вводится в шпур до кольцевого выступа 2 при осуществлении проточки. Кольцевой выступ 2 выполняет роль упора для базирования устройства на поверхности железобетона.
В корпусе 1 по вертикальной оси установлен вал 3 посредством радиального 4 и сферического 5 подшипников, обеспечивающих его вращение и отклонение относительно вертикальной оси. На нижнем конце вала 3, выступающем за пределы корпуса 1, закреплен расточной резец 6, выполненный в виде алмазного диска, диаметр которого, равный диаметру корпуса 1 и соответственно шпура, составляет 16 мм. В зависимости от диаметра шпура, в котором будет выполняться проточка кольцевой канавки, диаметр алмазного диска 6 также может быть выбран 24 мм. Алмазный диск 6 соединен с валом 3 посредством резьбовой шпильки 7.
Торец корпуса 1 со стороны расточного резца 6 закрыт крышкой 8, под которой установлен пыльник 9, выполненный например, из фетра. Пыльник 9 защищает подшипники 4 и 5 от попадания в них пыли и бетонной крошки.
На верхний резьбовой конец вала 3, выступающий за пределы корпуса 1, навинчена резьбовая втулка 10, с помощью которой головку для растачивания разъемно закрепляют на малогабаритном электроприводе. Электропривод может работать от аккумуляторной батареи.
Головка для растачивания кольцевых канавок в отверстиях снабжена двумя съемными опорными цилиндрическими кольцами 11 и 12, с помощью которых изменяют глубину выполнения проточки кольцевой канавки. Каждое опорное кольцо имеет сквозное осевое отверстие 13, диаметр которого соответствует диаметру корпуса 1 и алмазного диска 6. С торцевых сторон опорных колец 11 и 12 выполнены осевые цилиндрические отверстия разной глубины 14, диаметр которых превышает диаметр кольцевого выступа 2 корпуса 1, обеспечивая посадку кольца 11 и 12 на корпус 1 до упора о кольцевой выступ 2.
В зависимости от того с какого торца насаживают на корпус 1 кольцо 11 или 12 обеспечивается различная глубина проточки 25, 30 и 35 мм.
Изначально глубина проточки кольцевой канавки установлена на 48 мм, насаживая опорное кольцо 11 или 12 можно уменьшить глубину проточки до 25-35 мм.
Головка для растачивания кольцевых канавок в отверстиях работает следующим образом.
Заявленное устройство вместе с электроприводом применяется в качестве дополнительного оборудования к устройству для определения прочности бетона методом отрыва со скалыванием, например, описанному в патенте RU 2271528, используемому при технологическом контроле качества монолитного и сборного железобетона, при обследовании зданий, сооружений, изделий и конструкций.
В исследуемом материале или объекте предварительно выполняют шпур сверлильным или ударно-вращательным инструментом, при этом отклонение его от перпендикулярности не должно превышать 4 мм на высоту 100 мм.
При отклонении шпура от вертикальной оси более указанного значения, головка для растачивания может подклинивать и расточка получится неравномерной.
Шпур после бурения тщательно очищают от пыли и бетонной крошки, например, продувкой сжатым воздухом и при необходимости откалибровывают по диаметру, например, шлямбуром.
Навинчивают головку для растачивания на вал электропривода с использованием резьбовой втулки 10.
Устройство вводят вертикально в шпур до кольцевого выступа 2 на корпусе 1 так, что устройство опирается на кольцевой выступ 2 на поверхности бетона возле шпура. Это позволяет зафиксировать устройство от вертикальных смещений при расточке кольцевой канавки.
Плотно прижимают кольцевой выступ 2 корпуса 1 к поверхности железобетона.
Включают электропривод, который через вал приводит во вращение алмазный диск 6, скорость вращения диска составляет порядка 30000 об/мин.
Отклоняя электропривод от вертикальной оси, создают через сферический подшипник 5 наклон алмазного диска 6, который врезается в тело железобетона на 2-3 мм, верхняя кромка алмазного диска 6 процарапывает равномерную кольцевую канавку. Медленно вращают электропривод по часовой стрелке. После нескольких оборотов электропривод отключают, возвращают его в вертикальное положение и аккуратно вынимают устройство из шпура.
Проточку выполняют на заданной глубине захвата. При необходимости изменить глубину проточки кольцевой канавки на корпус 1 со стороны алмазного диска 6 насаживают опорное кольцо 11 или 12 до его контакта с кольцевым выступом 2, тем самым уменьшая глубину ввода устройства в шпур.
Очищают шпур от бетонной крошки и пыли, например, его продувкой сжатым воздухом.
При изнашивании алмазного диска 6 более чем на 2 мм его заменяют на новый.
В подготовленный указанным образом шпур устанавливают анкерное устройство в сборе с сегментами, такое, что размеры анкерного устройства соответствуют параметрам шпура, а диаметр шпура не превышает диаметр анкерного устройства более чем на 1 мм. Выступы сегментов анкерного устройства должны попасть в кольцевую проточку.
Заявленная конструкция расточной головки характеризуется простотой конструкции и удобством в эксплуатации.
Расточная головка может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением современных материалов технологий и оборудования.