Вибрационный станок

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для удаления заусенцев, скругления острых кромок и для других финитнонар зачистньк операгщй. Целью изобретения является повьпиение срока службы вибрационного станка путем улучшения условий работы наиболее нагруженных узлов. Устройство содержит контейнер 5, упруго установленный на основании 1 посредством упругих амортизаторов 2, вьтолненных в виде резиновых трубок, установленных на сферических головках пустотелых пальцев 4. Соблюдение соотношения диаметров наружной и внутренней поверхностей амортизаторов в пределах 2,5-3,5, а также расстояния между центрами сфер пальцев в пределах 0,4-0,5 от W СП 00 эо Фuг.i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 В 24 В 31 073.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ч"на

7 б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4279381/40-08 (22) 09.07.87 (46) 15.02.89. Бюл. N - 6 (72) Л.Г. Одинцов, А.Г. Тарасов, В.З. Закиров и P.Н. Жамгарян (53) 621.9.048.6.06(088.8) (56) Бабичев А.П. и др. Вибрационные станки дпя обработки деталей. M.

Машиностроение, 1984, с. 58-59. (54) ВИБРАЦИОННЫЙ СТАНОК (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для удаления заусенцев, скругления острых кромок и для других финишнозачистных операций. Целью изобретения является повышение срока службы вибрационного станка путем улучшения условий работы наиболее нагруженных узлов. Устройство содержит контейнер 5, упруго установленный на основании 1 посредством упругих амортизаторов 2, выполненных B виде резиновых трубок, установленных на сферических головках пустотелых пальцев 4 °

Соблюдение соотношения диаметров наружной и внутренней поверхностей амортизаторов в пределах 2,5-3,5, а также расстояния между центрами сфер пальцев в пределах 0,4-0,5 от

1458181 высоты амортизаторов позволяет повысить их долговечность в 1,5-3,0 раза.

Снабжение дебалансного вала конусной втулкой с перфорированным фпанцем, ф отверстия которого направлены под

Изобретение относится к машиНостроению и может быть использовано для удаления заусенцев, скругления острых кромок и для выполнения других финншно-зачистных операций.

Цель изобретения — повышение срока службы вибрационного станка путем улучшения условий работы наиболее нагруженных узлов. 10

На фиг. 1 изображен вибрационный станок, продольный разрез; на фиг.2 узел Е на фиг. 1 (верхнего подшипника); на фиг. 3 — узел амортизатора; на фиг. 4 — амортизаторы, сечение; на фиг. 5 — цилиндрический палец с амортизатором в статическом состоянии, продольное сечение; на фиг.б— цилиндрический палец с амортизатором во время работы, продольное сечение; на-фиг. 7 - палец со сферической головкой в статическом состоянии, продольное сечение; на фиг. 8 — палец со сферической головкой во время ра1 боты, продольное сечение. 25

На основании 1 размещены амортизаторы 2, выполненные пустотелыми в виде трубок из резины и закрепленные на нижних 3 и верхних пустотелых сферических пальцах 4. На.этой упругой под"30 веске установлена платформа 5, несущая тороидальную рабочую камеру 6 с внутренней облицовкой 7 из полиуретана с переменным сечением по высоте.

Максимальная толщина внутренней облицовки находится в самой нижней точке камеры. Для предотвращения поперечного смещения амортизаторов 2 служат нижнее кольцо 8 и верхнее кольцо 9.

На платформе размещен стакан 10 с 40 нижним 11 и верхним 12 подшипниками.

Подшипники от осевого смещения удерживаются крышками 13 и втулкой 14.

Во внутреннюю обойму нижнего подшипника 11 посажен вал 15, на нижнем углом 35-45 в сторону верхнего подшипника, обеспечивает интенсификацию его смазки, а соответственно и повышение долговечности. 1 з.п.ф-лы, 8 ил., 1 табл. конце которого размещен нижний дебаланс 16, закрепленный гайкой 17 и эластичная муфта 18; На верхний конец вала 15 насажена конусообразная .втулка 19 с перфорированным фланцем на широкой части. Отверстия 20 фланца расположены с наклоном в сторону верхнего подшипника 12. Верхний дебаланс 21 закреплен на валу 15 гайкой 22. Стакан 10 сверху и снизу закрывается крышками 23. Возмущающий вращающий момент на вал 15 с дебапансами 16 и 21 передается от электродвигателя 24 на приводной вал 25 и эластичную муфту 18. Внутри между полостью втулки 14 и нижней крышки

23 размещен жидкий смазочный материал, обеспечивающий смазку нижнего 11 и верхнего подшипников 12. Количество смазочного материала не должно превышать 1/3-1/2 объема полости. Сверху станок закрывается быстрооткидывающимвя звукоизоляционным кожухом 26.

Вибрационный станок работает следующим Ьбразом.

Перед пуском станка дебалансы 16 и 21 разведены друг относительно друга на требуемый возмущающий момент.

Во внутреннюю полость втулки 14 и нижней крышки 23 залита жидкая смазка, в рабочую камеру засыпаны рабочие среды и обрабатыВаемые детали. При включении электродвигателя станка начинает вращаться привддной вал 25, который через эластичную муфту t8 передает вращение валу 15, на концах которого размещены нижний 16 и верхний 21 дебалансы. За счет знакопеременной синусоидальной нагрузки от дебалансов тороидальная рабочая камера 6, установленная на платфор;ме 5, начинает вибрировать с определенной частотой и амплитудой. Благодаря минимальному контакту внутрен3 14581 ней части резиновых амортизаторов 2 со сферическими пальцами 4 и 3 обеспечивается хорошая подвижность платформы 5 с рабочей камерой 6. Нагрев

5 резины в местах контакта незначительный. Трубчатая конструкция сферических пальцев обеспечивает эффективное охлаждение резины. Такая конструкция амортизаторов обеспечивает надежную сборку узлов.

Во время работы станка платформа 5 с закрепленными на ней сферическими пальцами 4 смещается по окружности ю на 2-3 мм во все стороны относительно 15 основания 1 с пальцами 3. Это смещение на 30-40Х больше, чем в станке с цилиндрическими пальцами. Платформа 5 одной из сторон постоянно наклоняется на 1-2 мм,.а другая (противоположная) сторона поднимается на такую же величину, т.е. просиходят пространственные (объемные) перемещения платформы 5 с большой частотой.

Во время этих перемещений упругие 25 амортизаторы 2 испытывают сложный, быстроперемещающийся по окружности изгиб при одновременном сжатии-растяжении. Поэтому для нормальной работы амортизаторов необходимо устранить Эц местные пиковые напряжения в месте их контакта, которые создаются при использовании цилиндрических пальцев (фиг. 5 и 6). Сферические пальцы исключают. пиковые напряжения, так как во время работы станка, при смещении и изгибе амортизаторов, напряжения в амортизаторах практически не превышают напряжения статического состояния (фиг. 7 и 8), т.е. напряже- 4О ний от сборочного натяга. Поэтому долговечность работы упругих амортизаторов со сферическими пальцами в

1,5-3,0 раза. больше по сравнению с. цилиндрическими. Амортизаторы, рабо- 45 тающие со сферическими пальцами, могут разрушаться не в месте их контакта с пальцами, как при цилиндрических амортизаторах, а в месте их заделки, или в средней части, в месте максимального изгиба. Это свидетельствует об отсутствии концентратов напряжений в амортизаторах, контактирующих со сферическими пальцами °

Указанные явления подтверждены сравнительными испытаниями.

Сферические пальцы, кроме того, обеспечивают более плавную и более

81

4 широкую траекторию движения контейнера, что расширяет технологические возможности станка, так как улучшаются условия обработки деталей. При прочих равных условиях достигаемая шероховатость обрабатываемой поверхности на 15-203 меньше. Такой вибра-, ционный станок можно эффективно использовать не только для удаления заусенцев и зачистки, но и для полирования.

Экспериментально установлено, что указанные характеристики достигаются только при определенных соотношениях размеров амортизатора и сферических пальцев. Отношение диаметра наружной поверхности амортизатора к диаметру внутренней поверхности должно лежать

D в пределах — = 2,5-3,5. Если это отношение меньше 2,5, то трубка из-за малой толщины стенки сильно прогибается и быстро выходит из строя вследствие интенсивного износа. Отношение

D — > 3 5 не позволяет получить хороших д У характеристик колебательного процесса, так как уменьшается подвижность амортизаторов, сферическая поверхность пальцев становится относительно слишком малой. Расстояние h между центрами сфер пальцев должно составлять 40-507 от высоты амортизаторов Н.

При уменьшении h (0,4Н значительно снижаются характеристики процесса, а при 11 ) 0,5Н необходимо увеличивать количество амортизаторов. Натяг

3 в соединении сферических участков с амортизаторами должен быть в пределах 1,0-2,0 мм. Натяг о ) 2, 0 мм создает излишнее напряжение в упругом материале, например, в резине, снижающее ее работоспособность. Натяг

S c 1,0 мм обуславливает проворот (смещение) контактируемых поверхностей, что вызывает их нагрев, износ и снижение долговечности.

При вращении вала 15 с конусообразной втулкой 19 жидкая смазка под действием все возрастающей центробежной силы быстро поднимается по вертикали и через перфорированные отверстия 20 попадает на верхний подшипник 12, тем самым обеспечивается надежная, гарантированная смазка тяжелонагруженного верхнего подшипника 12.

Одной из основных причин снижения работоспособности вибрацнонных стан20 ((1 () T

p т Дт,нар

U Í h„h h Д d

15 120 32 32 56 60 20 420 60 70

610 10,5 40

60 170 36 36 98 90 30 630 60 120 1023 16,5 45

5 1458 ков с вертикально расположенным ва,лом вибровозбудителя является выход из строя верхнего подшипника, так как затруднены условия. его смазывания. В данном решении обильное смазы5 вание подшипника обеспечено за счет . постоянного поступления масла под давлением вниз-вверх, создаваемым эа счет вращения самого вала. При этом количество подаваемого масла должно быть равно количеству масла, отводимого из полости смазывания самотеком через зазор между втулками 19 и 14. Для обеспечения этого требования подводимое в полость смазывания масло должно выходить вверх напорными вращающимися струями. Такую схему подачи масла обеспечивают отверстия, расположенные во вращающейся втулке под углом 35-40 к ее оси, т.е. за счет центробежных сил создается необходимый напор (давление). Если ас (35, то напор от действия центробежных сил будет недостаточным, что не обеспечивает рео шения задачи. Угол более. 45 уменьшает эффект подачи масла вверх по оси (что важно для вибровозбудителей с вертикальным валом), и, кроме того необходим дополнительный поворот отверстий для выхода их в зону смазы-

4ф

В таблице приняты обозначения:

V - объем контейнера, ммп; Н вЂ” высота-: амортизатора, мм; h 11 - расстояния от центров сфер пальцев до, соответственно, верхней и нижней площадок . 46 крепления пальцев, мм; h - расстояние между центрами сфер пальцев, мм1 D и d — диаметры, соответственно, наружной и внутренней поверхности амортизаторов, мм, D, — диаметр окружности, на которой расположены центра амортизаторов, мм; P — угловое расстояние между центрами амортизаторов по окружности, град; R — радиус тора контейнера j DT нар. Hapy*HbM pHaMeTp тороидального контейнера, мм; R— радиус сферы головок пальцев, мм; с4 — угол наклона отверстий конусообразной втулки, град.

181 6 вания, который повышает гидравлическое сопротивление, снижает напор и сводит на нет эффект от повышения угла оа (увеличение центробежных сил).

Пример, Вибрационный станок, созданный по данной схеме, может использоваться для обработки тонколистовых деталей из конструкционных сталей после штамповки-вырубки с целью удаления заусенцев и скругления острых кромок. Объем контейнера 15 л, частота колебаний — 3000 в 1/мин, амплитуда — 2-3 мм.

При обработке деталей в среде абразивных гранул за 30-40 мин. надежно удаляют заусенцы размером до 0,20,3 мм с толщиной у основания О, 1 мм .

Размер деталей до 700 мм, при толщине от 0,1 мм до 2-3 мм.

Узел упругой подвески и узел верхнего подшипника в данном станке обеспечивает повышение его долговечности в 2,0-2,5 раза по сравнению с аналогичными станками, применяемыми в настоящее время.

Станки с приведенными вьппе характеристиками созданы с объемами рабо-. чих камер 15 и 60 л, они имеют следующие размеры основных элементов, представленные в таблице.

Формула изобретения

1. Вибрационный станок для обработки деталей в среде свободного абразива, содержащий установленную на основании посредством расположенных по окружности амортизаторов платформу с контейнером тороццапьной формы и вертикальным дебалансным валом, смонтированным в жесТко закрепленном на платформе стакане посредством двух, верхнего и нижнего, подшипников, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения срока службы вибра-. ционного станка, он снабжен группой расположенных друг против друга соответственно на основании и платформе пустотелых пальцев со сферическими головками, а амортизаторы выполнены

14581 в виде резиновых трубок, установленных свободными концами с натягом на сферических головках пальцев, при этом соотношение величин диаметров

5 наружной и внутренней поверхности трубок выбрано от 2,5-3,5, а соотношение расстояний между центрами сфер расположенных друг против друга пальцев к длине трубок выбрано от 0,4-0,5. ï

81 8 !

2. Станок по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что он снабжен смонтированной на дебалансном валу конусной втулкой с перфорированным фланцем со стороны ее широкой части, при этом фланец размещен у верхнего подшипника, а отверстия фланца расположены с наклоном в сторону подшипо ника под углом 35-45

10

1458181

Составитель А. Букатов

Техред M.Äèäûê Корректор В. Бутяга

Редактор М. Товтин

Заказ 305/18 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4