Устройство для вибрационной обработки

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки, снятия облоя, заусенцев, шлифования деталей гранулированной средой. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс.виброобработки за счет усложнения.формы и пространственных колебаний.контейнера. Устройство для вибрационной обработки содержит основание 1, контейнер 2, установленный на основании 1 посредх ством упругих элементов 3. Приводной вал 5, установленный в подшипниковых узлах 4 контейнера 2, соединен с электродвигателем 7, а на нем посредством сферических шарниров 8 и 9 установлены два вибровозбудителя, выполненных в виде одинаковых маховиков 11 и 12, включающих в себя по два соосных жестко связанных полудиска 13 и 14. На каждом маховике 11 и 12 установлены по одному дебалансному грузу 18 и 19. Маховики 11 и 12 установлены на валу 5 под углом ci , а их замкнутые кольцевые емкости 15 и 16 заполнены шариками 17. При вращении маховиков 11 и 12 шарики 17 взаимодействуют с боковыми и наклонными стенками замкнутых кольцевых емкостей 15 и 16 и оказывают дополнительные силовые воздействия на контейнер 2 за счет упругих и отраженных соударений шариков 17 со стенками емкостей .15 и 16. 5 ил. (Л ff S ,.. ел 00 00 to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

° РЕСПУБЛИК

„„SU,» 1458182 А1 (5D 4 В 24 В.31 073

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4287936/31-08 (22) 21 07.87 (46) 15.02.89. Бюл. № 6 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) Р.А, Тагиров, В.А.Глебов, Ш.Г. Гайнутдинов и С.Б.Советов (53) 621.9.048.6.06 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1096007, кл. В 24 В 31/073, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДНЯ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки, снятия облоя, заусенцев, шлифования деталей гранулированной средой. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс,виброобработки эа счет усложнения формы и пространственных колебаний контейнера. Устройство для вибрационной обработки содержит основание 1, контейнер 2, установленный на основании 1 посредМ ством упругих элементов 3. Приводной вал 5, установленный в подшипниковых узлах 4 контейнера 2, соединен с электродвигателем 7, а на нем посредством сферических шарниров 8 и

9 установлены два вибровозбудителя, выполненных в виде одинаковых маховиков 11 и 12, включающих в себя по два соосных жестко связанных полудиска

13 и 14. На каждом маховике 11 и 12 установлены по одному дебалансному грузу 18 и 19. Маховики 11 и 12 установлены на валу 5 под углом са, а их замкнутые кольцевые емкости 15 и 16 заполнены шариками 17. При вращении маховиков 11 и 12 шарики 17 взаимодействуют с боковыми и наклонными стенками замкнутых кольцевых емкостей 15 и 16 и оказывают дополнительные силовые воздействия на контейнер

2 за счет упругих и отраженных соударений шариков 17 со стенками емкостей .15 и 16. 5 ил.

1458182

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки, снятия облоя, заусенцев, шл фования и полирования деталей гра- 5 нулированной средой.

Цель изобретения — интенсификация процесса обработки за счет усложнения формы пространственных колебаний контеинера„ I0

На фиг. 1 изображено устройство для вибрационной обработки, общий вид; на. фиг, 2 " сечение А-А на фиг.1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг, 4 — амплитуда колебаний контей- 15 нера; на фиг. 5 — сечение В-В на фиг.З (с конкретными размерами)..

Устройство для вибрационной обработки содержит основание 1 рабочий орган (контейнер} 2, установленный 20 л-" Основании 1 по с 12 едств ом упругих элем- нтов 3, Установлент ьье в подшип пиковых узлах 4 контейнера 2 приводной вал 5 соединен посредством упру"

«ой ;. уфты 6 с электродвигателем 7.

Сферические шарниры 8 и 9 установлены па валу 5. при этом шарнир 9 закреплен с помощью болта 10. На шарнирах 8 и 9 установлены вибровозбудители, выполненные в виде одинаковых ма- 30 хоников !1 и 12, включающих в себя по два соосных жестко связанных по. удпска 13 и 14, Маховики 11 и 12 установлены с одинаковыми угловыми смещениями K 35 оси вращения вала 5. Полудиски 13 маховиков 11 и 12 выполнены в виде замкнутых кольцевых емкостей 15 и 16, в которых размещены шарики 17.

На каждом маховике 11 и 12 уста- 40 новлепо по одному дебалансному грузу

18 и 19, размещенному в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вала, со смещением на 180 друг относительно друга а 45

Шарики 17 размещены в каждой .замкнутой кольцевой емкости таким образом, чтобы при соприкосновении шариков 17 со стенкой 20 маховиков 11 и

12 между шариками 17 не оставалось зазора. 1Пирина каждой замкнутой кольцевой емкости а = 1,25-1,5 dö, где

c3ь, — диаметр шарика. Замкнутая кольцевая емкость выполнена в поперечном сечении в виде фигуры, состоящей из прямоугольника и правильной трапеции.

Обрабатываемые детали 21 закреплены в контейнере 2 с абразивом с помощью приспособления 22.

Устройство для вибрационной обработки работает следующим образом.

При включении электродвигателя 7 вращение посредством упругой муфты 6 передается валу 5. Направленная вибрация от центробежных сил неуравновешенных грузов 18 и 19 передается контейнеру 2. При этом создается моментно-неуравновешенный дисбаланс, который при вращении вала 5 создает круговой вынужденный вектор-момент, перпендикулярный вращающейся плоскости раэбаланса. Инерционные силы F„> от неуравновешенных грузов 18 и 19 приложены в центрах тяжести сечения Р»,, 9

P дебалансных маховиков 11 и 12.

При этом создается момент М, = Р„ 0,0д, где 0 06 — расстояние между центрами крепления маховиков

11 и 12 на 6си вала 5. Одновременно от угловых неуравновешенностей g дебалансных маховиков 11 и 12 созда-, ется дополнительный знакопеременный момент, действующий в плоскости, перпендикулярной плоскости действия момента М, . — В -I -II — = Fu

01 1 01

II

1 И (!

Рц,, F„Гь, Fq — инерционные силы, приложенные в центрах тяжести сечений Р,, Р, Р, Р, дебалансных маховиков t1 и 12. Под действием знакопеременных моментов М, и М, действующих одновременно во взаимно перпендикулярных плоскостях, контейнер 2 совершает объемные колебания и дополнительные пространственные колебания, что позволяет интенсифицировать процесс виброобработки, Шарики t7 при поперечных колебаниях (колебания от неуравновешенных грузов 18 и 19) и при угловых колебаниях (колебания от угловых неуравновешенностей) взаимодействуют-со стенками замкнутой кольцевой емкости 16.

В качестве примера на фиг, 5 даны соотношения геометрических размеров элементов маховиков, Что касается внешних воздействий, порождающих те или иные динамические процессы в этой модели, то как правило, они отображаются кинематическим возбуждением корпуса центробежной силой, порождаемой дебалансом маховика, 1458182

Синхронно с вращением вектора центробежной силы по внутренней поверхности полости дебаланса, периодически ударяясь по ней, движется динамически нагруженный шарик. Частота и сила этих ударов зависят от параметров системы, в первую очередь от величины зазора, При этом скорость ударов по мере увеличения зазора сис- )p тематически растет, что в свою очередь, ведет к прогрессирующему увеличению зазора

R все (2) где R радиус внешней стенки полости дебаланса (фиг.5); масса шарика; угловая скорость вращения дебаланса; сила соударения шарика со стенкой полости.

S (з= — ->

А„

R. m . сд А

S (3) где 6 — безразмерный зазор при кинематической возбуждении;

S — зазор в системе;

А — амплитуда гармонических когг лебаний при кинематическом возбуждении.

m = 100 г;

S = 15 мм.

О, 15 (м) х О, 1 (кг) х 157() x 0,005(м)

Р15 gì7 — 24,6 (н) (4) нимают соответственно положения Р,, P P P

7 >, ь и, P3., P3$ Рз, при

30 этом происходит или увеличение или небольшое уменьшение сил F F0

ui о

F z . При этом амплитуды колебаний

Оэ контейнера 2 имеют бигармонический синусоидальный характер за счет уп35 ругих и отраженных соударений шариков 17 со стенками замкнутой кольцевой емкости 16 (фиг.4): кривая 1 колебания при отсутствии шариков в кольцевой емкости; кривая 2 — ко40 лебания при наличии шариков в кольцевой емкости.

F È ° г ° сд (5) = 3690 (н) .

На тех же режимах неуравновешенный груз массой М = 1 кг имеет величину вынуждающей силы где г — эксцентриситет массы груза относительно оси вращения вала.

Приняв г = 0,15 м из формулу (S) получим

F = 1 (кг) х 0,15 (м) х 157 ()

Таким образом, влияние шариков, помещенных в плоскость дебаланса, с учетом (4) и (5), составляет примерно 17% силового воздействия основных неуравновешенных грузов на динамику вибромашины. Следовательно, при правильном подборе геометрических размеров и весовых параметров дебаланса вполне возможно достижение цели интенсификации процесса обработки. Аналогично оценивается влияние шариков при угловых колебаниях дебалансов.

Их влияние составляет также 10-20%.

Центры тяжести неуравновешенных грузов 18 и 19 во время вращения эа.

С учетом (1) и (2) сила соударения шарика P равна

Подставим в формулу (3) конкретные значения (фиг.5): R = 150 мм, 1

И=157- — А = 5мм, и

Дополнительно силовые воздействия от взаимодействия шариков 17 в емкостях 15 и 16 маховиков 11 и 12 и дополнительные угловые (крутильные) колебания от угловых неуравновешенностей маховиков 11 и 12 увеличивают суммарную амплитуду колебаний (по трем осям кординат) и, следовательно, интенсивность виброобработки.

Выполнение поперечного сечения замкнутой кольцевой емкости с размерами в 1,25-1,5 раза больше диаметра шариков позволяет шарикам двигаться от одной стенки к другой, одновременно предохраняя их от стопорения.

5 14

Формула изобретения

Устройство для вибрационной обработки, содержащее основание, упруго установленный на нем рабочий орган, приводной вал с шарнирна установленным на нем маховиком, состоящим из двух соосных жестко связанных полудисков с дебалансным грузом и установленным под углом к оси вала, при этом один полудиск выполнен в виде замкнутой кольцевой емкости, предназначенной для заполнения средой- изменяемого объема, с прямоугольным поперечным сечением, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью интенсификации процесса обработки за счет услож-.

58182

6 нения формы пространственных колебаний контейнера, устройство снабжено дополнительным маховиком, установленным параллельно основному, при этом геометрический центр одного из маховиков размещен выше контейнера, а другой — ниже контейнера, причем де- балансные грузы маховиков в проекции

1п на плоскость, перпендикулярную оси вала, расположены друг относительно о друга со смещением на 180, а замкнутая емкость в каждом из маховиков заполнена шариками, при этом ее попе)5 речное сечение выполнено с сужением в сторону периферии, а его размер в радиальном направлении в 1,25-1,5 раза больше диаметра шарика.

1458182

8 c

1458182

Составитель А, Букатов

Редактор М.Товтин Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Заказ 306/19 Тираж 663 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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