Способ обработки поверхности и резки природного камня и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при обработке и резке природного камня. Цель изобретения - повышение производительности работы при одновременном упрочнении обработанной поверхности. Рабочий элемент 1 нагревают выше температуры плавления камня и воздействуют им на обрабатываемую поверхность, прикладывая к нему рабочее усилие Р. Одновременно на обрабатываемую поверхность воздействуют ультразвуковыми колебаниями в трех взаимно перпендикулярных направлениях, одно из которых совпадает с направлением рабочего усилия Р. Элемент 1 связан толкателем 5 через хвостовик 12 и пневмоизолирующий стакан 14 со штангой 13. В стакане 14 размещены три генератора ультразвуковых колебаний. Их якоря выполнены в виде крестовины, связанной с хвостовиком 12. Стакан 14 имеет два концентричных сильфона, полости которых заполнены инертным газом под давлением. При совместном воздействии на поверхность камня рабочего усилия Р и ультразвуковых колебаний она упрочняется и не требует дополнительной обработки. 2 с.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1666706 А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4734751/03 (22) 03.07,89 (46) 30,07.91. Бюл, % 28 (71) Государственный Всесоюзный проектный и научно-исследовательский институт неметаллорудной промышленности (72) А.А.Орлов, А.И,Гаврилова и А.И.Иванов (53) 622.243,94 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 564419, кл. Е 21 С 37/18, 1977, Авторское свидетельство СССР

М 544399, кл. Е 21 С 37/18, 1975, (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ

И РЕЗКИ ПРИРОДНОГО КАМНЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при обработке и резке природного камня. Цель изобретения — повышение производительности работы при одновременном упрочнении обработанной поверхности. Рабочий элемент 1 нагревают

Изобретение относится к горному делу, а также строительству и может быть использовано при изготовлении облицовочного природного камня, например гранита или базальта, при обработке поверхности искусственного камня, например, бетона, при осуществлении проходки с одновременным закреплением стенок в глине, сыпучих грунтах и горных породах.

Цель изобретения — повышение производительности работы при одновременном уп роч не ни и обра баты ваемой поверхности.

На фиг.1 показана принципиальная схема реализации способа при обработке по(я)л Е 21 С 37/18. 37/20. В 28 0 1/00.

Е 21 С 47/10 выше температуры плавления камня и воздействуют им на обрабатываемую поверхность, прикладывая к нему рабочее усилие

P. Одновременно на обрабатываемую поверхность воздействуют ультразвуковыми колебаниями в трех взаимно-перпендикулярных направлениях, одно из которых совпадает с направлением рабочего усилия P.

Элемент 1 связан толкателем 5 через хвостовик 12 и пневмоизолирующий стакан 14 со штангой 13. В стакане 14 размещены три генератора ультразвуковых колебаний. Их якоря выполнены в виде крестовины, связанной с хвостовиком 12. Стакан 14 имеет два концентричных сильфона, полости которых заполнены инертным газом под давлением, При совместном воздействии на поверхность камня рабочего усилия P и ультразвуковых колебаний она упрочняется и не требует дополнительной обработки. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. о верхности; на фиг.2 — пневмоизолирующий о стакан в разрезе; на фиг,3 — рабочий элемент в разрезе; на фиг.4 — сечение А — А на фиг.3. С)

Способ обработки и резки природного 0 камня состоит в разогреве его до плавления в районе обработки контактирующим рабочим элементом с одновременным приложе- д нием к нему рабочего усилия и наложением на поверхность ультразвуковых вибрационных колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях.

Устройство для обработки и резки минерального камня состоит из контактирующе1666706

50 го рабочего элемента 1, выполненного, например, иэ вольфрама, оснащенного коаксиальным нагревателем 2, к которому подводится электрический ток по шинам 3 и

4, соединенного с толкателем 5 при помощи

Т-образного хвостовика 6,сопряженного с тепловыми трубами 7, расположенными в полости 8 толкателя 5. Отводные стойки 9, оснащенные охлаждающими ребрами 10, расположены вдоль торцов 11 толкателя 5, соединенного хвостовиком 12 со штангой 13 через пневмоизолирующий стакан 14. Стакан 14 имеет концентрично расположенные сильфоны 15 и 16, полости 17 которых заполнены инертным газом под давлением, например азотом. (Устройство для заполнения газом-стандартное и на чертеже не показано), Крышка 18 сильфона 15 соединена с хвостовиком 12, связанным с крестовиной

19, являющейся якорями трех ультразвуковых генераторов (вибраторов) 20, закрытых снизу сильфоном 21, обеспечивающим герметичность вибратора 6, а также исключающим попадание пыли внутрь последних.

Крышка 18 в верхней части соединена тросом 22 с торцом 23 штанги 13. Трос 22 удерживает крестовину 19 у центра вибраторов 20, так как полость, образованная концентричными сильфонами, заполнена газом под давлением, а трос практически исключает передачу вибрации на штангу 13.

Кроме того, на крышке 18 установлены ограничивающие упоры 24, облицованные фторопластом 25, ограничивающие перемещение торца 23 в момент действия рабочего усилия Р, и направляющие 26, также облицованные фторопластом 27, предупреждающие искривление сильфонов 15 и 16 при действии рабочего усилия Р.

В процессе обработки поверхности или резки камня производят разогрев его в зоне контакта с контактирующим рабочим элементом 1 вышетемпературы плавления камня на 50 — 80 С, подавая напряжение на шины 3 и -4 к коаксиальному электронагревателю 2, После разогрева прикладывают одновременно рабочее усилие Р и накладывают ультразвуковые колебания в трех взаимно перпендикулярных направлениях, причем одно из направлений вибрации совпадает с направлением приложения рабочего усилия Р.

Часть тепла подается на плавление камня, а часть уходит через Т-образный хвостовик 6 на толкатель 5, откуда отводится тепловой трубой 7.

Штанга 13 за счет газовой подушки, находящейся в полости, образованной концентричными сильфонами 15 и 16., не

30 пропускает ультразвуковые колебания на манипулятор, перемещак>щий штангу 13 вдоль обрабатываемой поверхности.

В процессе обработки поверхности или резки камня с расплавлением его в зоне контакта и приложением ультразвуковых колебаний резко снижается усилие обработки, таким образом, могут быть использованы приводы меньшей мощности; полностью отсутствуют пылевидные отходы; обрабатываемую поверхность или рез можно получить практически любой конфигурации; плоскость, рез, любая другая обработанная поверхность обладает стекловидной уплотненной и упрочненной поверхностью, в результате чего значительно повышается стойкость материала к атмосферным и погодным воздействиям, улучшается декоративный вид обрабатываемой поверхности; любая конфигурация обрабатываемой поверхности может быть получена путем изготовления соответствующе го инструмента, одна или обе плоскости рабочего элемента которого могут иметь профиль заданной формы. Можно наносить на обрабатываемую поверхность бетонных и каменных блоков рельефное изображение.

Формула изобретения

1. Способ обработки поверхности и резки природного камня, согласно которому поверхность камня нагревают до плавления контактирующим рабочим элементом и внедряют последний в расплав путем приложения рабочего усилия, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности работы при одновременном упрочнении обработанной поверхности, на обрабатываемую поверхность воздействуют ультразвуковыми колебаниями в трех взаимно перпендикулярных направлениях, при этом одно из них совмещают с направлением приложения рабочего усилия.

2. Устройство для обработки поверхности и резки природного камня, включающее рабочий элемент с электронагревателем, связанный с ним толкатель с хвостовиком и штангу, связаннуЮ с хвостовиком, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности работы при одновременном упрочнении обработанной поверхности, оно снабжено пневмоиэолирующим стаканом с двумя концентрично установленными сильфонами, полость которых заполнена инертным газом под давлением, и тремя генераторами ультразвуковых колебаний с якорями, выполненными в виде крестовины, при этом крестовина установлена соосно хвостовику в пневмоизолирующем стакане. а последний связан с хвостовиком и штангой герметично, 166670б

1666706

Составитель С, Робатень

Редактор Т. брянская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор О. Кравцова

Заказ 2506 Тираж 315 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101