Устройство для обработки изделий вибрацией

 

Использование; обработка материалов вибрацией и снижение остаточных напря2 . жений при изготовлении сварных конструкций , отливок и других деталей. Сущность: генератор колебаний и исполнительный механизм выполнены в виде отдельных блоков , соединенных между собой гибкими трубопроводами, а исполнительный механизм установлен на направляющих рамы и выполнен с приводом в виде винта и двигателя . В процессе обработки исполнительный механизм имеет возможность перемещения вдоль обрабатываемой конструкции , 4fo позволяет снизить время и повысить качество обработки. 5 ил.

1)<13 q gf.

СО! 1ИАЛИ: ГИ lÅ",ÑÊ1:1Õ

РЕСПУБЛИК (я}5 С 21 D 1/04

"„ууйзМФ

КМ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4838614/02 (22) 12,06.90 (46) 30,04.93. Бюл, М 16 (71) Производственное объединение "Юр- " гинский MBLUMHOCTpOMTGJlbHbfA завод" (72) В.Д;Саковский; А,В,Чинахов и П.Я.Крауиньш (56) Авторское свидетельство СССР

N 1668415, кл. С 21 0 1/04, 1991. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ВИБРАЦИЕЙ (57) Использование: обработка материалов вибрацией и снижение остаточных напряИзобретение относится к обработке материалов вибрацией и может быть использовано в машиностроении, металлургии и сварке для снижения остаточных напряжений при изготовлении сварных конструкций, отливок и других деталей.

Цель изобретения — сокращение времени и повышение качества обработки, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обработки изделий вибрацией, содержащем генератор колебаний и исполнительный механизм они выполнены в виде отдельных блоков, соединенных между собой гибкими трубопроводами, при этом исполнительный механизм установлен в раме на направляющих и снабжен приводом перемещения.

Предлагаемое устройство характеризуется наличием следующих существенных отличительных признаков; генератор колебаний и исполнительный механизм выполнен в виде отдельных блоков, соединенных между собой гибкими" трубопроводами: исполнительный механизм установлен в раме на направляю„„Я „„1812223 А1 жений при изготовлении сварных конструкций, отливок и других деталей. Сущность: генератор колебаний и исполнительный механизм выполнены в виде отдельных блоков, соединенных между собой гибкими трубопроводами, а исполнительный механизм установлен на направляющих рамы и выполнен с приводом в виде винта и двигателя. В процессе обработки исполнительный механизм имеет воэможность перемещения вдоль обрабатываемой конструкции, что позволяет снизить время и повысить качество обработки. 5 ил. щих; исполнительный механизм снабжен приводом перемещения, На фиг. 1 показан генератор колебаний, продольный разрез; на фиг,2 — исполнительный механизм, продольный разрез; на фиг.

3 — разрез А — А на фиг.2; на фиг,4 — схема вибрационной обработки сварной балки при помощи предлагаемого устройства.

Устройство для обработки изделий вибрацией содержит генератор колебаний и исполнительный механизм. Генератор содержит корпус 1, в который встроен вал 2, имеющий профилированную поверхность 3 с нечетным числом граней 4, на которых установлены подшипники качения 5, деформирующие полые эластичные элементы 6 и

7. Элементы 6 и 7 гидравлически связаны между собой и изготавливаются из рукавов высокого давления, например по ГОСТ

6286 — 78, и заполнены рабочей средой, например маслом индустриальным, и выполняют функции источника переменного объема. Величина переменного объема (Л W) зависит or предварительной дефформации

1812223 элементов 6 и 7, их длины, а также от величины подъема граней 4, Приводом вращеHNA вала 2 служит гидромотор 8, в его опорами — шарикоподшипники 9 и 10, При вращении вала 2 в один из эластичных элементов, например 6, поступает объем жидкости hW, а из другого элемента 7 такой же объем жидкости вытесняется. При этом оба эластичных элемента деформируются. Генератор колебаний выполнен в виде отдельного блока, а связь его с исполнительным механизмом осуществляется посредством гибких трубопроводов 11 и 12, причем трубопровод 11 связан с эластичным элементом 6, а трубопровод 12 — с эластичным элементом 7.

Исполнительный механизм расположен в отдельном корпусе 13 при помощи оси

14--1 5-16 с возможностью качания (см.фиг.3). а между корпусом 13 и исполнительным механизмом по обе стороны от оси

14-15-16 и симметрично ей расположены полые эластичные элементы 17 и 18, связанные трубопроводами 12 и 11 соответственно с эластичными элементами 7 и 6 генератора. Эластичные элементы 6; 7, 17..и

18 выполнены идентичными по форме и ма-. териалу. Таким образом, импульс энергии, полученный элементом 7 от грани 4 вала 2, передаваемый рабочей жидкости, получает элемент 17 исполнительного механизма, покачивая его.

Кроме того, в корпусе 13 исполнительного механизма установлены салазки 19 с клиньями 20, которые при перемещении салазок 19 взаимодействуют с элементами 17 и 18, Салазки 19 перемещаются в пазу корпуса 13 при помощи винта 21, связанного через муфту 22 с приводом 23, представляющим собой электродвигатель с понижающим редуктором. Под салазками 16 установлены подкладки 24, сменой которых регулируется высота установки салазок 19 и компенсируется износ направляющих. Сам же исполнительный механизм выполнен в виде плиты 25, установленной на оси 14-1516, и снабженной цилиндром 26 с подпружиненным поршнем 27. который делит цилиндр 26 на две полости: надпоршневую

28 и подпоршневую 29, при этом пружина

30 расположена в надпоршневой полости,.в верхней части которой выполнено отверстие 31, а подйоршневая полость 29 цилиндра 26 сообщена магистралью 32 через канал 33 с источником 34 рабочей среды, в качестве которой может быть использована вода, масло и т.д. Исполнительный механизм установлен в раме, имеющей два бруска 35 и 36, соединенных между собой тягами 37 и 38, выполняющими функции направляющих для исполнительного механизма, при этом последний имеет привод перемещения в виде, например, винта 39, приводимого во вращение электродвигателем 40 (или гидродвигателем), выполненным реверсивным.

Устройство для обработки изделий вибрацией работает следующим образом.

Сварную конструкцию.41 устанавливают

"0 на упругие прокладки 42, чтобы исключить воздействие вибрации на оборудование, расположенное рядом с участком вибрационной обработки, На сварную конструкцию 41 устанавливают раму вместе с дополнитель15 ным механизмом, который отводят при помощи привода 39 в крайнее левое или правое положение, включая двигатель 40.

После этого включают генератор колебаний, т.е. его гидромотор 8, который приводит во

20 вращение вал 2; при его повороте вокруг своей оси подшипники 5, расположенные на выступах профилированной поверхности 3, деформируют поочередно полые эластичные элементы 6 и 7, создавая в них импуль25 сы давления рабочей среды, которые по гибким трубопроводам 11 и 12 передаются полым эластичным элементам 17 и 18 исполнительного механизма. В результате этого плита 25 получает поочередные импульсы, 30 совершая качания на оси 14-15 — 16 и увлекая за собой цилиндр 26 (на фиг.3 показано стрелками). Вследствие того, что количество граней 4 может быть любым (нечетным), можно добиться значительной частоты де35 формирования элементов 6 и 7, а, следовательно. и частоты колебаний цилиндра 26;

После включения гидромотора 8 изменяют частоту колебаний, возбуждаемых генератором и цилиндром 26 с поршнем 27, вводя

40 конструкцию 41 в резонанс. С помощью тензостанции, например ТОПАЗ-Ç, и прикрепленных на изделии 41 тензорезисторов (тензистанция и тензорезисторы йа чертежах не показаны) определяют величину зна45-копеременных напряжений (величину вынуждающего момента), возникающих в процессе обработки, При недостаточном или черезмерно большом значении этих напряжений необходимо произвести измене50 ние местоположения поршня 27 в цилиндре

26 путем подачи или слива рабочей среды из подпоршневой полости 29 через канал 33 и магистраль 32 в емкость источника 34 рабочей среды, при этом эти действия произво55 дятся в процессе виброобработки, При вибрационной обработке конструкций существуют точки с минимальной и максимальной амплитудой колебаний.

Совокупность первых, как известно, называется узлами, а вторых — пучиостями. В

1812223 этой связи снижение остаточных напряжений будет происходить неравномерно по объе . у обрабатываемой конструкции, так как непременным условием снижения остаточных напряжений является достижение предела текучести металла, из которого изготовлена конструкция, т.е, (эост+ 6виб = От. а небольшая амплитуда колебаний не может вызвать напряжений от исполнительного механизма достаточной величины, Поэтому в процессе виброобработки исполнительный механизм винтом 39 перемещают вдоль обрабатываемой конструкции, за счет чего достигается бесступенчатое чередование узловых линий и пучностей по всей длине конструкции, а это повышает эффективность снижения остаточных напряжений по объему сварной конструкции. В процессе обработки. если в этом есть необходимость, исполнительный механизм может фиксироватьсй на обрабатываемой конструкции при помощи любых известных средств, например электромагнита, встроенного в нижнюю часть корпуса 13.

Пример конкретного применения. Вибрационной обработке с помощью заявляемого устройства подвергли сварную балочную конструкцию из стали 10ХСНД размером 2900 х 320 х 280 мм.

В непосредственной близости от одного из сварных швов балки произведены замеры величины остаточных напряжений в одиннадцати точках (А, Б...Л), как показано на фиг.5, до вибрационной обработки (кривая lj и после обработки известным (кривая

ll), предлагаемым (кривая И1) устройствами.

Использование предложенного устрой. ства позволило снизить уровень остаточных

5 напряжений.в среднем в 2,0-2,5 раза по сравнению с прототипом. Кроме того, устранены пиковые значения остаточных напряжений, а средняя их величина не превышает

10 максимально допустимых напряжений.

От использования предлагаемого устройства для обработки изделий вибрацией по сравнению с известным устройством, ожидается следующий положительный эффект: раз15 деление устройства на генераторную часть и исполнительный механизм снижает массу блоков; обеспечена возможность бесступенчатого перемещения исполнительного механизма вдоль обрабатываемой конструкции;

20 обеспечена возможность автоматизации процесса виброобработки; упрощается обслуживание.

Формула изобретения устройство для обработки изделий виб25 рацией, содержащее гидравлические генератор колебаний и исполнительный механизм, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с . целью сокращения времени и повышения качества обработки, оно снабжено рамой с

30 направляющими, а генератор колебаний и исполнительный механизм выполнены в виде отдельных блоков, соединенных между собой гибкими трубопроводами, при этом исполнительный механизм размещен на на35 правляющих и выполнен с приводом перемещения по ним.

1812?23

Фаа

1812223 астм По

0 a e г д Z л з и к и

Составитель В,Саковский

Редактор Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Шулла

Лаказ 1559 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, К-35, Раушская наб., 4/5 ! о . н:",д<.t с; н: и;:,,:... .:н с ей комбиня "Па1ент, г, Ужгород ул Г:tl !ðè „, 101