Дробеструйная установка пневматического действия

 

Использование: для повышения долговечности буровых штанг при перфораторном бурении путем упрочнения штанг в зоне бурта методом поверхностного пластического деформирования крупной дробью. Сущность: создание дробеструйной установки с оптимальными условиями для всасывания дроби форсункой эжекторного типа, позволяющими использовать крупную (диаметром свыше 1,4 мм) дробь любых форм и материала для создания поверхностного наклона и остаточных напряжений сжатия, при этом исключается необходимость применения дополнительных устройств для сбора и подачи дроби к форсунке. Установка характеризуется тем, что в камере обработки стенка отскока выполнена наклонной с углом 95 - 105^o к плоскости, проходящей через ось форсунки, дно - с углом 30 - 45^o относительно горизонтальной плоскости и с возможностью регулировки угла наклона в интервале 0 - 15^o за счет установки камеры обработки с возможностью поворота во фронтальной плоскости на соответствующий угол, а всасывающий патрубок форсунки выполнен с раструбом, угол которого соответствует 60 - 90^o. 3 ил.

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано для повышения долговечности буровых штанг при перфораторном бурении. Установка предназначена для упрочнения буровых штанг в зоне бурта методом поверхностного пластического деформирования дробью.

Существующие дробеструйные установки, снабженные форсунками эжекторного типа и используемые для поверхностной очистки деталей или наклепа дробью, не позволяют использовать для наклепа крупную (диаметром свыше 1,4 мм) дробь, а следовательно, получать на поверхности упрочняемых деталей значительную величину наклепа и высокий уровень остаточных напряжений сжатия, способствующих существенному повышению долговечности деталей, работающих в условиях циклического нагружения. Для ликвидации этого недостатка применяют подачу крупной дроби в форсунку сверху, для чего используют дополнительные устройства и механизмы (элеваторы, бункеры-накопители и т.д.), существенно усложняющие конструкцию установки.

Известна установка для дробеструйной обработки деталей, взятая за прототип (кн. "Дробеструйный наклеп", ЦИНТИ, Алма-Ата, 1959, рис. 8, с. 24), включающая элеватор для подачи дроби в верхнее положение, верхний бункер, приемник дроби и загрузочный бункер элеватора, необходимые для сбора и подачи дроби к форсунке эжекторного типа.

Целью изобретения является создание дробеструйной установки с оптимальными условиями для всасывания дроби форсункой эжекторного типа, позволяющими использовать для создания поверхностного наклепа и остаточных напряжений сжатия крупную дробь (диаметром свыше 1,4 мм) любых форм и материала, при этом исключается необходимость применения дополнительных устройств и механизмов для сбора и подачи дроби в вернее положение, что существенно упрощает конструкцию установки.

Изобретение характеризуется тем, что в камере обработки стенка отскока наклонена под углом 95-105^о к оси форсунки, поддон наклонен относительно горизонтальной плоскости на угол 30-45^о с возможностью регулировкой в этих пределах поворотом камеры обработки на угол 0-15^о по часовой стрелке относительно горизонтальной оси О-О, а на всасывающем патрубке форсунки установлен раструб с углом 60-90^о.

Отличительные признаки позволяет создать надежно работающую установку для упрочнения деталей поверхностным пластическим деформирование крупной дробью любых форм и материала, а также существенно упростить конструкцию установки за счет исключения дополнительных устройств и механизмов для сбора и подачи дроби в верхнее положение.

На фиг. 1 показан вид на установку сбоку; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 результаты упрочнения буровых штанг (пунктирная линия) после обработки крупной дробью зоны высадки бурта.

Дробеструйная установка состоит из камеры обработки 1 с фланцами 2, закрепленными в опорах 3. На камере обработки 1 закреплена форсунка эжекторного типа 4 с всасывающим патрубком 5 и раструбом 6, находящимся в дроби 7. На воздушной магистрали 8 установлен регулировочный вентиль 9 и двухходовой кран 10. На камере обработки 1 смонтирована крышка 11 для загрузки дроби, патрубок вытяжной вентиляции 12, смотровое окно 13, подсветка 14 и крышка 15 для выгрузки дроби. Стенка отскока 16 и поддон 17 камеры обработки 1 обеспечивают сбор дроби 7 в нижней части камеры. Механизм поворота штанги 18 состоит из шпинделя 19 трехкулачкового патрона 20, подшипников 21, звездочек 22 и 23, цепи 24, червячного редуктора 25, муфты 26 и электродвигателя 27. В крышке 28 установлен регулировочный винт 29 с упором 30.

Дробеструйная установка действует следующим образом.

Упрочняемая в зоне бурта штанга 18 устанавливается в шпиндель 19 до упора 30 и закрепляется в трехкулачковом патроне 20. Вращение штанги осуществляется от электродвигателя 27 через муфту 26, червячный редуктор 25, звездочку 23, цепь 24 и звездочку 22. Упрочняемая зона штанги обрабатывается дробью 7, поступающей из нижней части камеры обработки 1 через раструб 6, всасывающий патрубок 5 и форсунку 4. При этом расход сжатого воздуха, проходящего по магистрали 8, регулируется вентилем 9 в настроечный период, а подача или отключение воздуха производится двухходовым краном 10. Дробь 7 в процессе обработки штанги осуществляет замкнутый цикл перемещения: ударяясь о стенку отскока 16, попадает на поддон 17 и скатывается в нижнюю часть камеры обработки 1.

Оптимальные условия для всасывания дроби форсункой, позволяющие использовать для упрочнения деталей крупную дробь любых форм и материала, создаются: наклоном стенки отскока 16 к оси форсунки под углом α 95-105^о, обеспечивающим попадание дроби на поддон 17. При α <95<SUP>о > 105^о усложняется конструкция камеры обработки; наклоном поддона 17 относительно горизонтальной плоскости под углом β30-45^о, обеспечивающим скатывание дроби в нижнюю часть камеры обработки 1, с возможной регулировкой в этих пределах поворотом камеры обработки на угол 0-15^о по часовой стрелке относительно горизонтальной оси О-О. При β <30<SUP>о >45^о усложняется конструкция дробеструйной установки; раструбом 6 с углом γ= 60-90^о, установленным на всасывающем патрубке 5 форсунки 4 и выполняющим функцию обтекателя, обеспечивающим беспрепятственную и равномерную подачу крупной дроби любых форм и материала. При отсутствии такого раструба на патрубке, находящемся в дроби 7, а также при 30^о< γ < 60^о имеет место прекращение подачи дроби в форсунку ("захлебывание").

Так, в разработанной авторами дробеструйной установке для упрочнения буровых штанг при α=100^о, β=30^о (угол поворота камеры обработки равен 0^о) и γ= 75^о достигнута надежная работа установки при использовании чугунной литой дроби диаметром 1,4 мм (марка ДЧЛ-1,4). При упрочнении буровых штанг из стали 55С2 получено увеличение поверхностей твердости в зоне бурта с 20 до 35 HRC на глубине 0,2-0,4 мм от поверхности (фиг. 3), что позволило повысить долговечность буровых штанг при перфораторном бурении в 6-8 раз за счет сокращения поломок усталостного происхождения в зоне бурта штанги.

Формула изобретения

ДРОБЕСТРУЙНАЯ УСТАНОВКА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащая камеру обработки с форсункой эжекторного типа, включающей всасывающий потрубок, средство крепления детали с механизмом вращения, отличающаяся тем, что при упрочнении буровых штанг крупной дробью, стенка отскока и дно камеры выполнены наклонными, стенка - под углом 95 - 105^o к плоскости, проходящей через ось форсунки, а дно - под углом 30 - 45^o к горизонтальной плоскости и с возможностью регулировки угла наклона, для чего камеру обработки устанавливают с возможностью поворота во фронтальной плоскости на соответствующий угол, а всасывающий патрубок форсунки выполнен с раструбом с углом 60 - 90^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3